新混凝土与碳化混凝土黏结的劈拉强度试验研究

试验研究了新混凝土与碳化混凝土黏结的劈拉强度,分析了碳化对黏结劈拉强度提高作用的原因,通过7、28、60、90 d养护龄期时的黏结劈拉试验结果,系统考察了水泥净浆界面剂、硅灰界面剂、减水界面剂、减缩界面剂和膨胀界面剂对粘结劈拉强度的影响变化规律,并从机理上给予了阐述.     

有机纤维与聚合物对水泥混凝土层间黏结性能影响研究

水泥混凝土中掺加有机纤维或聚合物能够提高其层间黏结性能。通过层间抗剪强度试验和层间抗拉强度试验方法研究了掺加有机纤维与聚合物对提高水泥混凝土层间黏结强度的效果。对比研究在不同聚合物改性水泥净浆作为界面剂的条件下,水泥混凝土抗拉黏结性能受影响的情况,并对界面剂的配合比;并通过劈裂抗拉黏结性能试验,研究了影响界面黏结性能的浇筑方式和界面黏结剂配合。结果表明:将有机纤维与聚合物掺入水泥混凝土中能够显著提高层间黏结强度,其中丁苯DB-1乳液改性水泥净浆效果最优,尤其当改性水泥净浆作为界面剂的掺量配合比为水泥∶DB-1乳液=3∶2时,新老混凝土可得到较好的层间黏结性能。     

不同龄期老混凝土与新混凝土粘结性能研究

结合不同的界面剂,不同的老混凝土断面粗糙度的情况下,研究老混凝土在初凝至28 d龄期与新混凝土粘结时的粘结劈拉强度与粘结斜剪强度。研究发现使用界面剂提高了新老混凝土的粘结劈拉强度与粘结斜剪强度;新型界面剂的粘结劈拉强度与粘结斜剪强度要高于水泥净浆界面剂时的粘结劈拉强度和粘结斜剪强度;老混凝土的断面为毛面时的粘结劈拉强度要高于断面为光面时的粘结劈拉强度。     

具有防碳化作用界面剂的配制研究

在水泥净浆的基础上添加减水剂、减缩剂、膨胀剂等外加剂,以及掺入粉煤灰、硅灰、混合掺合料(粉煤灰+硅灰)等成分配制出多种界面剂,然后在人工快速碳化条件下,系统研究了涂抹界面剂混凝土试块的碳化深度变化规律,确定了防碳化效果最好的三种界面剂配制方案.     

短龄期老混凝土与新混凝土粘结的劈拉强度研究

实际工程新老混凝土粘接时,老混凝土龄期可能从初凝至数十年。目前,对短龄期老混凝土与新混凝土粘接劈拉强度研究较少,本文在不同界面剂、不同浇筑结合方式下研究了老混凝土龄期从初凝至28d的新老混凝土的粘结劈拉强度,发现粘结劈拉强度随老混凝土龄期增大而减少,并逐渐趋于稳定;界面剂的使用提高了新老混凝土的粘结劈拉强度,水泥砂浆界面剂的效果略优于水泥净浆界面剂;水平结合的劈拉强度均远大于竖直结合的劈拉强度;在机理分析的基础上拟合出粘结劈拉强度随老混凝土龄期变化的公式。     

新型AS界面剂对新老混凝土界面粘结性能的影响及机理

研究了新型AS界面剂对自然养护条件下新老混凝土界面粘结性能的影响及机理,结果表明,自然养护条件下,与低水灰比水泥净浆处理相比,AS界面剂处理时早期界面粘结强度较低,与未经处理时相当,但未经处理及低水灰比水泥净浆处理时,在较早养护龄期(7 d后)即开始出现强度倒缩;采用AS界面剂处理时,其界面粘结强度的增长与界面剂组分有关,以硅粉为主时,28 d后强度也有所倒缩,以粉煤灰为主时,56 d内强度均持续增长,其原因是由于新老混凝土变形差异过大形成界面剪切应力,导致过早形成的界面粘结结构局部破坏所致,而采用粉煤灰为主的新型AS界面剂处理时,其界面粘结作用则随养护龄期延长而缓慢形成,因而界面粘结强度得以持续增长。     

硅灰和聚丙烯纤维净浆界面剂对新老混凝土粘结力学性能的影响研究

通过测试新老混凝土粘结的劈拉强度、抗弯强度、抗剪强度,研究了硅灰和聚丙烯纤维单掺、复掺对新老混凝土粘结性能的影响,分析了硅灰和聚丙烯纤维对新老混凝土粘结性能的作用机理。结果表明,硅灰掺量为胶凝材料质量的9%,聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m3,28 d龄期时,新老混凝土粘结效果最好,粘结劈裂抗拉强度为2.36 MPa、抗弯强度为5.79 MPa、抗剪强度为5.11MPa。硅灰聚丙烯纤维净浆界面剂适用于混凝土结构修补。     

聚合物界面剂力学性能及黏结性能试验研究

界面剂可提高新、老混凝土黏结性能。为研究聚合物界面剂力学性能和黏结性能,开展聚合物界面剂抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度试验及新、老混凝土劈裂抗拉性能试验。试验结果表明,聚灰比(聚合物与水泥和矿粉混合物的比例)为1∶3、矿粉含量0%的聚合物界面剂的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和黏结性能最为优异,并拟合涂抹聚合物界面剂的新、老混凝土劈裂抗拉强度公式,为新、老混凝土开裂问题的解决提供重要思路。     

冻融和碳化共同作用下硅灰自密实混凝土耐久性试验研究

为了研究冻融和碳化共同作用下硅灰自密实混凝土的耐久性,对不同强度等级的自密实混凝土和普通混凝土分别进行冻融试验、碳化试验和冻融碳化复合试验。试验结果表明:硅灰自密实混凝土的抗冻性能高于相同强度等级的普通混凝土,虽然前者的抗碳化性能略低于后者,但经过冻融作用后前者表现出更好的抗碳化性能;强度等级越高,硅灰自密实混凝土的抗冻性能和抗碳化性能越好。     

自密实混凝土与老混凝土粘结强度的直剪试验研究

以自密实混凝土(SCC)作为新混凝土材料,进行了新老混凝土粘结强度的直剪试验研究,考察了混凝土强度、界面剂和抗剪钢筋对粘结抗剪性能的影响,并与普通混凝土(NC)进行比较。试验结果表明,自密实混凝土与老混凝土的粘结性能优于普通混凝土,用粉煤灰水泥净浆作界面剂,能提高粘结面的抗剪强度。新混凝土强度会影响新老混凝土的粘结性能。而在界面上植入抗剪钢筋后,能大幅度提高了新老混凝土的粘结抗剪强度。根据试验结果,提出了自密实新混凝土与老混凝土粘结抗剪强度的计算式,以供实际加固工程参考。     

新老混凝土粘结面的抗冻融劈拉性能试验研究

采用新老混凝土粘结复合立方体试件,通过快速冻融试验,对先冻融后粘结和先粘结后冻融两种情况的新老混凝土粘结试件在水饱和状态下的冻融劈裂性能进行了试验研究,探讨了冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型对粘结面劈裂抗拉强度的影响。界面的粗糙度为0.23￣6.9 mm,界面剂选用水泥净浆、水泥砂浆和掺加10%UEA膨胀剂的水泥净浆。试验结果表明,无论是先冻融后粘结还是先粘结后冻融的新老混凝土粘结试件,其粘结面的劈裂抗拉强度均随冻融循环次数的增加而降低,表现为冻融初始阶段的缓降和冻融循环一定次数后的陡降,特别是先粘结后冻融试件,其下降程度更加显著。根据试验,适当的粗糙度和水泥砂浆界面剂对粘结质量有较好的改善作用。在试验的基础上,对粘结面的冻融损伤机理进行了初步分析。     

界面剂类型及不同修补材料对混凝土黏结性能的影响

本试验通过测试新老混凝土界面的拉拔强度和新老混凝土界面显微硬度,研究了混凝土界面剂类型以及不同组成的修补材料对混凝土黏结性能的影响。研究表明:在砂浆界面剂、净浆界面剂、YZJ-4界面剂中,YZJ-4界面剂的效果最好;修补材料中偏高岭土掺量为胶材的5%,钢纤维体积掺量为1%,并使用YZJ-4界面剂时,界面黏结最紧密,拉拔强度高,28 d拉拔强度能达到2.35 MPa。     

PVA-ECC与既有混凝土黏结面抗渗及劈裂抗拉试验

采用相对渗透系数法和劈裂抗拉法,开展了聚乙烯醇纤维增强混凝土(PVA-ECC)与既有普通混凝土黏结面抗渗及劈裂抗拉试验,分析界面处理方式、界面剂种类和养护时间对黏结面抗渗性能及劈裂极限力的影响.结果表明:随着界面粗糙度的增加,黏结面渗透系数减小,劈裂极限力增大,抗渗性能和黏结性能得以提高;不同界面剂中,采用膨胀水泥浆处理的黏结面抗渗性能最好,而采用环氧树脂界面剂处理的黏结面劈裂极限力最大;养护时间从14d增加到28d时,刷毛平界面-膨胀水泥浆(S-P)复合试件的渗透系数下降了75.2%,劈裂极限力增大35.0%;PVA-ECC与既有普通混凝土黏结面的渗透系数与渗水后的劈裂极限力呈线性关系,且前者随后者的增大而减小.     

新老混凝土粘结抗折性能研究

选取1年以上龄期的老混凝土制成新老混凝土粘结抗折试件(试件尺寸150mm×150mm×550mm,试件数量一百多块).选用四种界面处理方法处理得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型不同的粘结面.选用三种不同的水泥浆类界面剂水泥净浆,快硬铁铝酸盐水泥浆,掺10%U型膨胀剂的水泥浆.新混凝土选用普通硅酸盐水泥混凝土,尼龙纤维混凝土,钢纤维混凝土,快硬铁铝酸盐水泥混凝土.考虑上述影响因素进行了系统的新老混凝土粘结抗折性能的试验研究,并阐述了粘结机理.     

预处理再生骨料混凝土性能的试验研究

对再生骨料的表观密度、吸水率、压碎指标和孔隙率等基本性能进行了研究,分析了采用水泥净浆进行表面处理后的再生骨料混凝土性能的变化。试验结果表明:通过加入高效减水剂和掺入活性掺合料(如硅灰等),用再生骨料完全可以制备出28 d强度高于50MPa的混凝土;再生粗骨料预处理对混凝土的抗冻性能影响显著,因此可以通过预处理来改善粗骨料性能,从而提高混凝土的抗冻性能。     

受冻融损伤混凝土与新混凝土的粘结剪切性能试验研究

采用新老混凝土粘结Z形柱体试件,通过快速冻融试验方法,对经受冻融损伤的老混凝土与新混凝土之间的粘结剪切强度进行了试验研究,分析了冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂种类等对粘结面剪切强度的影响。老混凝土经受冻融循环的次数n为0、25、50、75、100和125,界面的粗糙度为0.23～6.9mm,界面剂采用水泥浆、水泥砂浆和掺加10%UEA膨胀剂的水泥浆。结果表明,受冻融损伤的老混凝土与新混凝土之间的粘结剪切强度随冻融循环次数的增加而下降,表现为冻融初期的缓降和一定冻融循环次数后的陡降,本次试验的陡降点发生在n=75,与抗冻标准中相对动弹性模量下降的临界点基本一致;粘结面的粗糙度和界面剂对粘结剪切强度也有不同程度的影响,粘结面的剪切强度以凿毛面与水泥砂浆组合情况为好。     

钢纤维混凝土与既有混凝土黏结面渗透性能试验研究

对圆柱台体试件的钢纤维混凝土与既有混凝土黏结面渗透性进行了系统的试验研究,分析了界面粗糙度、界面剂和钢纤维含量对黏结面渗透性的影响.在相同的条件下,通过试验对比分析,得到了钢纤维混凝土与既有混凝土黏结面渗透性与普通新老混凝土黏结面、钢纤维混凝土本体的渗透性规律的差异性和相似性.研究表明:界面剂的使用、适量提高钢纤维含量可以作为改善钢纤维混凝土与既有混凝土黏结面渗透性的有效措施,界面粗糙度对于黏结面渗透性影响不大.在试验的基础上通过回归分析得到了一个精度较高的黏结面平均渗透系数计算公式.     

地质聚合物界面剂对新老混凝土粘结强度影响研究

采用地质聚合物水泥浆界面剂,研究了不同种类水泥的初凝老混凝土与新混凝土7d与28d粘结劈拉强度的变化规律。结果表明,混凝土粘结劈拉强度随着地质聚合物掺量的增加呈现先小幅减小后增大的趋势;普通硅酸盐水泥7d与28d粘结劈拉强度相对值大致相当,矿渣硅酸盐水泥28d相对值则小于7d相对值,复合硅酸盐水泥28d相对值有大于7d相对值的趋势;地质聚合物水泥浆界面剂对普通硅酸盐水泥的增强效果最好,对矿渣水泥与复合水泥增强效果大致相当;与同水胶比水泥净浆界面剂相比,在地质聚合物掺量较小时其粘结劈拉强度小于水泥净浆界面剂,随着地质聚合物掺量的增大逐渐超过水泥净浆界面剂。     

新混凝土与碳化混凝土粘结的力学性能试验研究

设计了8种混凝土配合比方案,通过测试其力学与耐久性能,从中选出强度满足要求、抗渗性能与防碳化性能较好的混凝土作为修补用的新混凝土;设计了36种界面剂配合比方案,将界面剂涂刷于混凝土表面进行碳化试验,选出防碳化效果好的5种界面剂应用于新混凝土与碳化混凝土的粘结;设计了5种新混凝土与碳化混凝土的粘结方案,测试了新混凝土与碳化混凝土粘结的劈拉强度、抗折强度与斜剪强度;对比分析了界面剂种类及碳化对新混凝土与碳化混凝土粘结性能的影响,并从机理上进行了阐述。     

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。