反复荷载下腐蚀钢筋与混凝土的粘结特性

试验研究了混凝土中腐蚀钢筋在反复荷载作用下的粘结-滑移特性.研究的参数包括：钢筋腐蚀率和钢筋的侧向约束.试验结果表明，钢筋腐蚀率较低时，腐蚀减弱了加载过程中的粘结强度损失.而腐蚀率较高时，腐蚀则显著增大了粘结强度损失，卸载时的粘结应力水平仅为加载时的3/4.无约束试件在达到最大粘结应力之后劈裂破坏，此时的滑移很小.与此形成对比，受约束试件最终表现为拔出破坏，此时的相对滑移较大但裂缝宽度较小，约为0.2 mm.较之于有约束试件，无约束试件的粘结强度随腐蚀率变化的趋势更为显著.较高腐蚀率时，前5个加载循环会引起较大的粘结损失。     

钢筋锈蚀与混凝土粘结性能试验研究

对反复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土的粘结滑移性能进行试验研究,钢筋采用电化学快速锈蚀方法,验证钢筋锈蚀率、侧向约束和荷载作用次数对粘结滑移的影响.     

短锚固条件下钢筋混凝土动态粘结性能试验研究

为探究钢筋混凝土的动态粘结性能,综合分析加载速率和混凝土强度对短锚固试件破坏形态、粘结强度及加载端滑移量的影响,开展18个约束良好试件在不同加载速率下的轴心拔出试验,描绘出钢筋加载端的荷载-滑移量关系曲线,并根据沿钢筋埋置长度分布的应变计算得出主筋弹性阶段的粘结应力。研究结果显示:良好约束试件破坏形态与加载速率无关,混凝土强度的提高会使构件趋于断裂破坏;高加载速率和高混凝土强度有助于增大试件的粘结强度,使粘结应力的分布集中在加载端。结论表明,在高加载速率或高混凝土强度条件下,传统短锚固钢筋粘结应力的均匀分布假设并不适用。     

再生混凝土与锈蚀钢筋间的粘结性能试验研究

为了探究再生混凝土结构的耐久性能,对5组不同钢筋锈蚀率(0~9%)的再生混凝土梁式试件进行加载试验。分析不同钢筋锈蚀率对再生混凝土梁式试件的钢筋应变、局部粘结应力、粘结滑移和极限粘结应力的影响。结果表明:钢筋锈蚀率大于3%时试件底部开始有细微锈胀裂缝出现;锈蚀率越大,荷载作用下钢筋应变沿锚固位置的变化曲线越平缓;局部粘结应力沿锚固段呈现出双峰分布,峰值主要集中在加载端和自由端附近;加载端附近位置滑移现象最先发生,远离加载端滑移现象延后;随着钢筋锈蚀率的增大,极限粘结强度先增加后降低,极限荷载下的滑移值增大。     

低周反复荷载下再生混凝土梁柱节点纵筋粘结性能试验研究

为研究低周反复荷载作用下贯穿于再生混凝土节点的纵向钢筋粘结性能,制作2榀再生混凝土框架中节点并进行试验。通过在柱两侧梁端的纵筋上预埋应变片,得到纵筋荷载-应变滞回曲线。根据同一根纵筋上两个测点应变差来计算区段内的平均粘结应力,进而获得了加载过程中节点试件通裂阶段、极限阶段、破坏阶段的纵筋相对粘结强度。试验结果表明,在试件通裂阶段和极限阶段,纵筋保有较为稳定的粘结应力,能够满足再生混凝土构件钢筋与混凝土之间通过粘结应力传递应力及协调变形的要求。粘结应力分布与钢筋直径有关,钢筋直径越大粘结应力退化越严重;柱侧梁端截面受压区混凝土达到极限压应变时,纵筋受压强度不能得到充分发挥,受压钢筋应力相对滞后。     

冻融损伤混凝土与光圆钢筋黏结性能试验研究

冻融在造成混凝土物理力学性能变化的同时,势必改变混凝土与钢筋之间的黏结性能。利用C30、C40、C50三种混凝土强度中心短埋试件单调和往复荷载试验,研究冻融损伤对混凝土与光圆钢筋黏结应力-滑移曲线的影响,分析单调荷载下峰值黏结应力、峰值滑移和残余黏结应力的变化规律,探讨往复荷载作用下峰值黏结退化率与加载循环次数之间的关系。     

高温下钢筋混凝土粘结性能的试验与分析

设计了专用的升温装置和加载装置,通过中心拔出试验,对高温中和高温后经历不同受热温度和加载路径的钢筋与混凝土进行粘结-滑移拔出试验,分析了高温下钢筋与混凝土粘结性能退化机理。研究表明,高温后试件的粘结强度比高温中试件下降较快,但达极限粘结应力时其滑移量相对高温中试件较小。在恒载升温条件下,当达到一定温度时,钢筋与混凝土的滑移进入急剧增长阶段。     

钢筋与钢纤维混凝土的黏结滑移性能及其关系模型

基于内贴应变片的钢筋与钢纤维混凝土局部黏结试件的拉拔试验,研究钢筋与不同强度钢纤维混凝土的黏结性能。通过对实测钢筋应变的分析,建立了以三次多项式表达的黏结应力分布函数,得到了各级荷载作用下钢筋与钢纤维混凝土黏结应力和相对滑移沿黏结区段的分布,进一步分析了钢纤维和混凝土强度对黏结性能的影响。结果表明,随钢纤维的体积率和混凝土强度的增大,黏结试件加载端附近的黏结应力提高,黏结应力极值总体向加载端靠拢;同时,加载端与自由端的滑移减小。最后,提出了能够较好反映钢筋与钢纤维混凝土受力过程的黏结-滑移关系模型。     

受腐蚀钢筋混凝土的粘结性能

钢筋只有通过与混凝土的粘结与锚固才能产生强度和延性。而钢筋的腐蚀 (锈蚀 )则会降低它与混凝土之间的结合效果。钢筋受腐蚀后体积增大 ,在混凝土中产生劈裂应力。因此 ,腐蚀与粘结有着紧密的交互作用。为评价不同程度的钢筋锈蚀所引起的粘结退化 ,在拉拔荷载下测定各种锈蚀率的试件 ,获得包括极限粘结强度和自由端滑移在内的粘结特性数据。试验结果及其分析可对混凝土结构耐久性的预测提供有意义的参考。     

反复荷载作用下钢筋与纤维混凝土黏结性能试验研究

为研究添加钢纤维和钢碳混杂纤维对于钢筋与混凝土在反复荷载作用下黏结性能影响,进行了48个混凝土轴心受力钢筋短锚试件在单调、等幅反复荷载以及变幅反复荷载作用下黏结性能的试验研究。结果表明：添加纤维可在一定程度上改善钢筋与混凝土间的黏结性能;黏结性能的退化在等幅反复荷载作用下主要体现在黏结应力-滑移滞回曲线峰值黏结应力的退化;在变幅反复荷载作用下主要表现为黏结强度、卸载刚度、摩阻力的不断降低,以及卸载至零时残余滑移量的不断增长;影响黏结退化的主要因素是前期的最大控制位移水平,低控制位移水平下的加载循环对高控制位移水平下的黏结性能影响较小,并给出了合理的退化机理解释。     

锈蚀钢筋与再生混凝土间粘结性能试验研究

通过电化学加速锈蚀方法,获得了7组不同钢筋锈蚀率（0~7.62%）的C30再生混凝土拔出试件。采用RILEM TC9-RC标准,得到了不同钢筋锈蚀率下再生混凝土与钢筋之间的荷载-滑移曲线。分析了钢筋锈蚀率对再生混凝土与钢筋粘结滑移性能的影响。结果表明：在钢筋锈蚀率较小时,再生混凝土粘结试件发生拔出破坏;当钢筋锈蚀率超过1.4%时,粘结破坏形式转变为再生混凝土劈裂破坏;再生混凝土与钢筋之间的粘结强度退化与普通混凝土的粘结性能退化规律有相似之处,均有一个先上升后快速下降的过程;根据试验结果,建立了再生混凝土与锈蚀钢筋间粘结-滑移本构方程。图10表5参5     

Effect of degree of corrosion on the properties of reinforcing steel bars

This paper reports results of a study conducted to assess the effect of degree of corrosion of reinforcing steel bars on their mechanical properties. Reinforcing steel bars, 6 and 12 mm in diameter, that were corroded in reinforced concrete specimens were removed and tested in tension. Results indicated that the level of reinforcement corrosion does not influence the tensile strength of steel bars, calculated on the actual area of cross-section. However, when the nominal diameter is utilized in the calculation, the tensile strength is less than the ASTM A 615 requirement of 600 MPa when the degree of corrosion was 11 and 24% for 6- and 12-mm diameter steel bars, respectively. Furthermore, reinforcing steel bars with more than 12% corrosion indicates a brittle failure.     

腐蚀钢绞线和腐蚀钢筋与混凝土的粘结性能对比

为了对比腐蚀钢绞线和腐蚀钢筋与混凝土的粘结性能,通过加速腐蚀和拉拔试验得到二者的粘结特征参数和腐蚀特征,并对其进行了对比研究。研究发现,腐蚀钢绞线和腐蚀钢筋由于表面特征及微观结构的不同导致了其粘结性能的不同,主要表现在:腐蚀钢绞线的抗蚀效应更加明显,腐蚀速度更快;腐蚀钢筋的粘结滑移曲线存在一个较为明显的强化阶段,而腐蚀钢绞线却在粘结力下降后出现了相当长的水平阶段;腐蚀钢筋的极限粘结强度相对于腐蚀钢绞线退化得更快,两者的粘结刚度退化速度大致相当,而无论腐蚀与否,钢绞线的粘结刚度和残余滑移都较钢筋大。     

人工气候加速锈蚀后钢筋混凝土粘结性能试验研究

采用人工气候加速锈蚀方法使混凝土中钢筋锈蚀，通过不同加载历史下锈后钢筋和混凝土之间粘结性能试验研究．初步探讨了循环加载下不同锈蚀程度钢筋与混凝土粘结性能。     

碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响

通过外加电流加速锈蚀法获取锈蚀钢筋混凝土试件,采用横向粘贴碳纤维布的方法进行加固,设计并制作了未加固锈蚀试件、先锈蚀后加固和先加固后锈蚀三组22个试件。考虑保护层厚度、加固前或加固后的钢筋锈蚀率等因素,通过拉拔试验研究了碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响。分析结果表明,碳纤维布的约束作用能显著提高锈蚀后钢筋与混凝土间的粘结性能,试件破坏模式由混凝土劈裂破坏向钢筋拔出破坏转变。未加固锈蚀试件极限粘结强度随着锈蚀的发展而降低;锈蚀试件采用碳纤维布加固后,由于保护层的劈裂受到约束,极限粘结强度显著提高;由于碳纤维布对锈胀力和保护层劈裂的双重约束作用,先加固后锈蚀试件的极限粘结强度随着锈蚀的发展而增大,且比同等锈蚀率的先锈蚀后加固试件更为显著。根据试验结果分别建立了不同约束条件下锈蚀钢筋与混凝土间极限粘结强度的计算模型。     

变形钢筋与混凝土黏结性能研究综述

从黏结试验方法、黏结强度和黏结应力-滑移本构关系三个方面，对单调及重复荷载作用下钢筋混凝土黏结性能相关研究进行了综述。对于中心拔出试验，钢筋与混凝土的黏结受力状态与实际工程结构有偏差，而梁式或梁端式黏结试验是相对较为理想的黏结试验方法。单调荷载作用下，对于非锈蚀钢筋混凝土，黏结强度以及黏结应力-滑移本构关系的研究均较为完善，成果已在各国或地区规范中体现；对于锈蚀钢筋混凝土，黏结强度劣化规律的研究已有大量数据积累，并已建立了以钢筋锈蚀率或锈胀裂缝宽度为变量的黏结强度劣化模型，但单调荷载作用下锈蚀钢筋混凝土黏结应力-滑移本构关系模型有待进一步完善。重复加载作用下钢筋混凝土黏结滑移性能的研究相对较少。已有研究结果表明：无论钢筋是否锈蚀，重复加载对黏结强度都没有显著影响，但是会导致钢筋和混凝土之间产生残余滑移，随加载次数和应力水平增大呈不断累积增长的趋势。根据目前研究现状，对于劈裂破坏模式下的黏结应力-滑移本构模型、腐蚀电流密度对黏结强度劣化规律的影响，基于表面锈胀裂缝宽度的黏结强度劣化模型、锈蚀钢筋与混凝土在单调及重复荷载作用下的黏结应力-滑移本构模型等，有待进一步研究。     

锈蚀钢筋混凝土柱基于变形的性能指标研究

采用ABAQUS有限元软件,对按GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》设计的342个锈蚀钢筋混凝土柱进行有限元分析,研究钢筋的锈蚀率、轴压比、剪跨比、配箍率和纵向钢筋配筋率等参数对钢筋混凝土柱变形性能的影响。结果表明：当钢筋的锈蚀率较小时,构件的变形性能受锈蚀率影响不大;当钢筋的锈蚀率达到10%以后,构件的破坏形态发生改变,变形能力急剧退化;随着轴压比的增大,构件的变形能力降低;轴压比较小的构件变形性能受剪跨比影响比轴压比较大的构件明显;随着配箍率和纵向钢筋配筋率的增大,构件的变形能力有所提高;提出了锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能等级和性能界限状态的划分方法,以塑性转角作为变形性能指标,对数值计算结果进行统计分析,得到了锈蚀钢筋混凝土柱各性能界限点的塑性转角统计特征值。研究成果可为钢筋混凝土结构全寿命的性能化抗震设计和抗震性能评估提供参考。     

混凝土强度对混凝土中钢筋腐蚀的影响

混凝土保护钢筋不被腐蚀.人们普遍认为钢筋混凝土中钢筋的腐蚀随混凝土强度变化.为研究钢筋腐蚀率随混凝土强度的变化规律,通过浇筑20个钢筋混凝土试件,养护至4种不同龄期后将钢筋腐蚀相同的时间.电解液腐蚀方法用于诱导腐蚀以便加快腐蚀速度.钢筋的理论腐蚀量根据法拉第定律计算,实际腐蚀率根据钢筋腐蚀前后的重量损失计算.试验数据显示当混凝土强度为23～35MPa时,钢筋腐蚀率随混凝土强度增大有下降趋势,但混凝土强度为27～30MPa时,钢筋腐蚀率反而随混凝土强度增大而升高.     

锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究钢筋锈蚀对钢筋混凝土(RC)柱抗震性能的影响,设计并制作了8根RC柱试件,其中包括1根未锈蚀柱、3根纵筋锈蚀柱和4根箍筋锈蚀柱.采用5％ NaC1溶液浸泡试件并通电对钢筋进行锈蚀试验,通电锈蚀完成后,分别对8根试件进行了低周往复循环荷载试验,分析得到了不同锈蚀率下各试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延...     

模拟海洋环境下负载对锈蚀钢筋混凝土梁使用的影响

完成了对持续荷载作用下锈蚀梁、加载后卸载锈蚀梁、持续加载不锈蚀梁在使用阶段的对比试验。通过交替喷洒3.5%的盐水来模拟海洋潮汐环境,采用外加电流来加速钢筋锈蚀,整个试验过程中检测梁的锈蚀电流和跨中挠度。结果表明,荷载对钢筋锈蚀有明显影响,荷载作用使梁锈蚀加速,钢筋出现不均匀锈蚀。随着时间的增长,持续荷载作用下锈蚀梁的跨中挠度比没有锈蚀梁的挠度增长速度快。因此锈蚀钢筋混凝土结构在使用阶段的性能对耐久性能研究和使用寿命预测都非常重要。