钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与钢筋黏结锚固性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与变形钢筋的黏结锚固性能,克服陶粒混凝土韧性差及其与钢筋黏结性能不佳的缺陷,对16组不同混杂比的钢纤维、聚丙烯纤维陶粒混凝土试件进行中心拉拔试验,得到混杂纤维掺量对陶粒混凝土与钢筋黏结破坏形态、黏结强度以及黏结滑移曲线的影响规律。采用能量法量化评价混杂纤维对黏结滑移的影响,利用试验数据计算得到钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与钢筋的临界锚固长度。结果表明:钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土拉拔试件的破环形态为拔出破坏,延性较好; 黏结滑移曲线具有完整的上升段和下降段,钢纤维和聚丙烯纤维混掺对黏结强度可产生正混杂效应,钢纤维对黏结性能的改善起主导作用,聚丙烯纤维次之; 混杂纤维能大幅提升黏结滑移曲线的上升段及下降段能量吸收值,明显改善黏结韧性和变形能力; 混杂纤维陶粒混凝土的临界锚固长度较未掺纤维时可减小23%; 掺入钢-聚丙烯混杂纤维能显著改善陶粒混凝土与变形钢筋的锚固黏结性能,提高黏结延性,减小陶粒混凝土与变形钢筋的的锚固长度。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土抗冲击强度研究

在分析掺加单一纤维混凝土优缺点的基础上,以提高混凝土结构抗冲击性和耐久性为目的,提出了适量钢纤维(S)—聚丙烯纤维(P)增强混凝土的设想,并给出了试验所用的配合比,在对S—P混杂纤维混凝土进行抗冲击强度试验分析后,得出混杂纤维对混凝土起到了优势叠加效果的结论。     

钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与螺纹钢筋的黏结力学特性

为研究钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与钢筋的黏结性能,开展了16组不同混杂纤维掺量陶粒混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混凝土力学性能随混杂纤维掺量的变化规律。通过钢筋-混凝土黏结性能试验,得到螺纹钢筋与混凝土的极限黏结强度、峰值滑移及试件破坏形态等。基于试验实测黏结强度数据,建立了钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土极限黏结强度计算式,该式考虑了未掺加纤维的陶粒混凝土立方体抗压强度、钢纤维和聚丙烯纤维特征参数、钢筋直径、混凝土保护层厚度、黏结长度等参数。基于试验实测黏结强度和滑移值,采用三段式(上升段、水平段、下降段)表达式建立了可描述钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与变形钢筋的黏结滑移模型。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土基本力学性能综述

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPFRC)以其在提高强度、抗裂、抗劈裂和提高韧性方面的优异的力学性能而被大家了解。近年来,由于人们对建筑多样化的要求,对于SPFRC的研究也越来越多地被开展起来。而其中大多数也是关于基本力学性能的研究。已有的研究结果显示,SPFRC的力学性能在某些程度上会随着纤维体积率的增加而增加。对于该混凝土的破坏方式和抗劈裂方面也有研究,但现阶段对于该混凝土的各方面研究仍处于不系统、不完善的阶段。对于多种因素作用下的SPFRC的耐久性模型还需要更进一步探讨和研究。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震承载力试验研究

通过对24根钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱试件的拟静力试验,考察了其抗震性能,分析纤维种类、轴压比、剪跨比、纵向配筋率和体积配箍率等因素对试件抗震性能的影响。结果表明:柱的剪跨比、纤维种类和轴压比是试件破坏形态的主要影响因素,而柱的配箍率和配筋率的影响较小;当轴压比nt≥0.308时,混杂纤维的掺入可使试件的抗震承载力提高15%~20%;配箍率对柱的受弯承载力的影响可通过在约束条件下混凝土强度的提高予以体现。在此基础上,针对柱的弯曲、弯剪破坏形态,考虑柱端约束和箍筋约束的作用,建立了柱的受弯承载力计算公式;针对其剪切破坏形态,提出混凝土双向受力简化分析模型,建立了柱的受剪承载力计算公式,其计算值与试验值均吻合良好。     

锂渣聚丙烯纤维混凝土与HRB500钢筋黏结强度预测

为了预测锂渣聚丙烯纤维混凝土与HRB500钢筋黏结强度,根据劈裂破坏时黏结强度影响因素的非线性特性,建立了锂渣取代率、聚丙烯纤维掺量、相对保护层厚度和锚固长度等因素与黏结强度间的多元非线性模型。运用MATLAB软件的非线性回归命令求解模型中的各个待定系数,得到两个预测模型,并对黏结强度进行了预测。研究结果表明:预测模型1的相对误差平均值为1.39%,标准差为0.030 9;预测模型2的相对误差平均值为1.40%,标准差为0.031 0。两个模型的预测精度均较高,离散程度小,对实际工程有一定指导作用。     

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。     

聚丙烯纤维锂渣混凝土与HRB500钢筋的黏结特性

为研究聚丙烯纤维锂渣混凝土与HRB500钢筋的黏结特性,以聚丙烯纤维掺量(0、0.6、0.9、1.2、1.5 kg/m³)和锂渣取代水泥量(0、20%)为变量,通过中心拉拔试验研究了聚丙烯纤维掺量与锂渣取代量对黏结性能的影响。基于Tepfers黏结强度理论,结合试验结果,考虑纤维对黏结强度的影响,提出未配箍筋的纤维混凝土黏结强度理论分析模型。结果表明：锂渣取代水泥量为20%的试件,其极限黏结强度较普通混凝土提高21.9%,峰值滑移增大4.0%;随着聚丙烯纤维掺量的增加,聚丙烯纤维锂渣混凝土试件的极限黏结强度先提高后降低,当聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m³时达到最大,极限黏结强度较普通混凝土试件提高33.1%,峰值滑移降低7.9%。将试验结果与目前国内外广泛应用的BPE模型、XU模型和CMR模型进行对比分析,提出适用于聚丙烯纤维锂渣混凝土与HRB500钢筋的黏结滑移本构模型。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与既有混凝土的黏结劈拉性能试验研究

为研究不同掺量的混杂纤维及界面剂对新老混凝土黏结性能的影响,对12组混杂纤维混凝土（聚丙烯纤维体积掺量为0.11%,多锚点钢纤维体积掺量分别为0.8%和1.2%）与既有混凝土的立方体黏结试件（150 mm×150 mm×150 mm）进行劈拉性能试验,并对黏结界面取样进行SEM扫描,分析不同纤维掺量及界面剂对新老混凝土的界面黏结强度和破坏形式等的影响以及混杂纤维在黏结面的作用机理。试验结果表明：单纤维及钢-聚丙烯混杂纤维的掺入均能提高试件的黏结劈拉强度,其中钢纤维体积掺量1.2%的混杂纤维混凝土试件提高幅度最大,相较于普通混凝土提高幅度最大为26%;涂抹环氧界面剂试件的黏结劈拉强度均大于无界面剂试件,涂抹环氧界面剂能有效提高混凝土试件的黏结劈拉性能;混杂纤维掺入后能有效改善黏结界面区的孔隙结构,提高界面黏结性能。     

冻融循环下BFRP筋与混凝土黏结强度试验研究

为了研究冻融循环作用下BFRP筋与混凝土黏结强度,对不同冻融次数（0、10、20、40次）和不同混凝土强度等级（C30、C35、C40）共36个试件进行冻融循环试验和中心拉拔试验。试验结果表明:未经冻融循环的试件和冻融循环40次（C30）试件发生拔出破坏,其余冻融试件均发生劈裂破坏;随着混凝土强度等级提高,脱胶强度和黏结强度逐渐增加;随着冻融循环次数增加,BFRP筋与混凝土的黏结强度和峰值滑移呈现出先增加后减小的趋势,而脱胶强度随冻融循环次数增加逐渐减小。     

纤维增韧混凝土与钢筋的粘结性能研究

本文主要研究高性能混凝土中分别添加钢纤维或聚丙烯纤维后对其与钢筋粘结性能的影响,并与未添加纤维的高性能混凝土进行了比较。进行了三种类型的高性能混凝土与变形钢筋的粘结性能试验,以研究粘结强度、粘结本构关系的变化情况。试验结果表明高性能混凝土中添加0.5%(体积比)的钢纤维对极限粘结强度略有提高,峰值粘结应力对应的滑移有较大的增长;高性能混凝土中添加0.2%的聚丙稀纤维后极限粘结强度略有降低,峰值粘结应力对应的滑移亦略有减小。根据试验结果,给出了三种类型的高性能混凝土与钢筋的粘结本构关系的经验表达式。     

钢筋与钢-碳纤维混杂纤维增韧混凝土粘结性能试验

将碳纤维和钢纤维同时添加到混凝土中形成混杂纤维增韧混凝土,采用钢筋对剖开槽贴片的方法,进行了钢筋有效粘结区长度分别为8d,12d,24d(d为钢筋直径)的粘结性能试验研究。根据试验结果,分析了由于粘结长度的不同以及裂缝的开展对于粘结应力和滑移分布规律的影响,给出了裂缝间粘结应力分布规律的表达式以及滑移沿试件长度分布规律的表达式。建立了混凝土与变形钢筋粘结应力和滑移沿试件长度分布规律的表达式。推导了实用的荷载、试件长度以及加载端滑移三者间的关系表达式。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震性能试验研究

考虑纤维种类、轴压比、剪跨比、配筋率等因素,设计制作22根钢-聚丙烯混杂纤维混凝土框架柱试件,通过低周反复荷载试验研究柱的抗震性能。基于实测的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及破坏形态,探讨纤维种类等因素对试件耗能能力和延性的影响规律,建立钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱位移延性系数计算公式。结果表明,钢-聚丙烯混杂纤维在增强柱耗能能力方面优于钢纤维或聚丙烯纤维,并随轴压比的增大,其发挥作用越明显;剪跨比、纵筋配筋率和配箍率对混杂纤维混凝土柱耗能能力和延性的影响与普通混凝土柱类似,随其增大而提高。     

玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度的试验研究

玄武岩纤维复合筋是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维复合筋为无机材料,与混凝土基体有很好的兼容性,耐海水腐蚀性好,在替代钢筋用于海洋地材混凝土方面具有很大潜力。对比测试了玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土、玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土、钢筋与淡水河砂混凝土、钢筋与海水海砂混凝土的握裹强度,试验发现玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度比钢筋与混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土的握裹强度比玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度极差较大。     

混杂纤维混凝土柱抗震性能试验研究

设计制作了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱试件,并对其进行低周反复荷载试验以研究其抗震性能。通过分析破坏现象、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能指标,探讨纤维种类、纤维体积掺量对试件各抗震性能指标的影响规律。结果表明:钢-聚丙烯混杂纤维的掺入使得试件滞回曲线更加丰满、捏拢现象减缓,骨架曲线延性平台更为明显,达到峰值荷载后,骨架曲线下降更为缓慢、刚度退化趋缓,塑性变形能力和耗能能力相应增加,柱的抗震性能得到提高。在选取的纤维体积掺量中,钢纤维体积掺量为1.5%时试件的抗震性能最优。     

钢筋与混凝土粘结力及其施工措施

介绍了粘结力的定义和组成,并分析了各类型钢筋的粘结力及影响钢筋粘结强度的因素,在此基础上,阐述了保证可靠粘结力的施工措施,从而保证混凝土结构体系的安全性、适用性及耐久性。     

型钢混凝土的极限粘结强度试验研究

对11个具有不同截面尺寸、粘结长度、混凝土强度等级、保护层厚度、配箍率的型钢混凝土短柱进行了试验研究。测量的关键参数是型钢混凝土之间的粘结应力和滑移。型钢的粘结长度、混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、配箍率是影响粘结性能和粘结强度的主要因素。提出了型钢翼缘和腹板处的粘结应力分布模式及极限粘结强度的计算公式。     

锈蚀钢筋与钢纤维混凝土的黏结性能试验研究

钢纤维混凝土具有良好的开裂后拉伸性能和韧性,已被广泛用于工程结构的修复加固中。对于所修复的锈蚀构件,钢纤维混凝土与锈蚀钢筋的黏结性能是影响其力学性能的关键因素。首先通过电化学方法对钢筋进行预锈蚀,进而采用清理干净的预锈蚀钢筋制作拉拔试件,然后通过中心拉拔试验研究锈蚀钢筋与钢纤维混凝土的黏结性能。试验结果表明：钢纤维的掺入能够使试件从劈裂破坏转变为拔出破坏,同时黏结强度比提高4.4%~7.5%;随着黏结长度的减小,加载端与自由端的相对滑移也逐渐减小,而峰值黏结应力对应的平均滑移却逐渐增大;锈蚀率对黏结强度的影响与黏结长度相关,与未锈蚀试件相比,当锈蚀率达到约15%时,黏结长度为3d（d为钢筋直径）试件的黏结强度减小21%,而黏结长度为7d试件的黏结强度基本不变。基于试验结果,建立了以锈蚀率和黏结长度为参数的黏结强度经验公式,计算结果与试验结果吻合较好。