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。     

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。     

反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与钢筋黏结强度研究

考虑钢纤维和聚丙烯纤维的体积率、长径比等因素的影响,设计制作36个钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件,通过中心拉拔试验,研究低周反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋间的黏结强度。结果表明：混杂纤维的掺入对混凝土与钢筋间的黏结强度存在正混杂效应,其中钢纤维对黏结强度的提高作用更为明显。对于混杂纤维混凝土,在聚丙烯纤维体积率为0.15%、长径比为167的情况下,当钢纤维体积率从0.5%增长到1.5%、长径比从30增加到80时,黏结强度分别提高了20.57%和14.75%,而聚丙烯纤维体积率和长径比的变化对黏结强度没有明显影响;当混杂掺入体积率为1.5%、长径比为60的钢纤维与体积率为0.15%、长径比为167的聚丙烯纤维时,与相应的单掺钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土相比,黏结强度分别提高了14.64%、31.37%和46.55%。此外,基于厚壁圆筒理论,针对实际受力情况,建立了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋黏结强度的理论模型,计算结果与实测结果吻合良好。     

掺玄武岩纤维对钢筋与混凝土黏结性能的影响

研究混凝土中掺加玄武岩纤维对其与变形钢筋黏结性能的影响。选取长为6 mm和18 mm两种玄武岩纤维与未掺纤维的素混凝土试件进行对比。通过中心拉拔试验,得到黏结应力-滑移曲线。试验结果表明:在混凝土中掺玄武岩纤维,变形钢筋与混凝土的黏结强度有减小的趋势,极限黏结强度对应的滑移量有增大的趋势;同一掺量下,纤维长为18 mm对应的极限黏结强度均大于纤维长为6 mm的相应值;合理控制玄武岩纤维的掺量,可以降低掺玄武岩纤维对黏结强度的影响。此外,通过数据分析得到了极限黏结强度的计算公式。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋黏结性能试验研究

通过51个钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的中心拉拔试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋的黏结性能,分析钢纤维体积率、钢纤维长径比、聚丙烯纤维体积率和混凝土强度对黏结性能的影响,建立黏结本构关系。结果表明:对极限黏结强度的影响排序为,混凝土强度最大,钢纤维的体积率和长径比次之,聚丙烯纤维体积率最小;随着钢纤维体积率、钢纤维长径比和混凝土强度的增大,极限黏结强度分别提高18.4%、17.4%和50.5%,峰值滑移分别提高39%、38%和31%,聚丙烯纤维体积率的变化对极限黏结强度和峰值滑移没有明显影响;与钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土相比,极限黏结强度相应提高5.3%、21.3%和18.2%,峰值滑移相应提高2.8%、36%和90%。提出黏结应力-滑移全曲线的数学表达式,可为钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的工程应用和《纤维混凝土结构技术规程》的修订提供参考。     

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。     

聚丙烯-玄武岩混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响

对掺加聚丙烯-玄武岩混杂纤维的陶粒混凝土进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响规律。结果表明:混杂纤维掺量为0.2%时,陶粒混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度提升幅度最大,分别较基准组提高了11.21%、30.73%、15.26%,但掺量过大时陶粒混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应;聚丙烯纤维与玄武岩纤维的混杂比为2∶1时,其对陶粒混凝土的增强效果较好;混杂纤维能增强陶粒混凝土的韧性,对抗折强度和抗拉强度提升效果明显,对抗压强度提升效果较小。     

波纹型钢纤维-混杂纤维混凝土界面黏结性能

考虑钢-聚丙烯混杂纤维体积分数、波纹型钢纤维埋置深度和混凝土基体强度等因素,设计制作了21组混杂纤维混凝土拉拔试件,通过拉拔试验研究了波纹型钢纤维与混杂纤维混凝土基体的界面黏结性能.基于实测的钢纤维拉拔力-滑移曲线,分析了上述因素对波纹型钢纤维最大黏结力和拉拔功的影响规律,阐明了界面黏结机理.结果表明:当波纹型钢纤维体积分数为1.50%、聚丙烯纤维体积分数为0.05%时,界面黏结性能最佳;界面黏结力随着基体强度的提高而提高;增大钢纤维的埋置深度,界面黏结强度提高,但当埋置深度大于8mm时,界面黏结强度随着埋置深度的增加而减小.     

废弃纤维再生混凝土黏结性能试验

为了研究废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能,选取再生骨料替代率(0%,25%,50%,75%,100%)、废弃纤维体积掺量(0%,0.12%,0.24%)为试验变量,制备7组共14个试件,进行半梁式单向拔出试验。根据试验结果,分析了再生骨料替代率和废弃纤维体积掺量对混凝土极限黏结应力和极限滑移量的作用机理。结果表明:再生骨料的加入降低了混凝土的黏结性能,但并未改变混凝土与钢筋原有的破坏方式,其黏结应力随再生骨料替代率的增加而下降,滑移量随再生骨料替代率的增加先降低后升高; 废弃纤维的加入优化了再生混凝土与钢筋的黏结接触界面,提升了再生混凝土与钢筋的黏结性能; 体积掺量0.12%的废弃纤维对黏结性能的提升效果最为明显; 建立的废弃纤维再生混凝土极限黏结应力预测公式的计算结果与试验结果拟合良好,为进一步研究废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能和黏结应力预测奠定了基础。     

高强钢筋与活性粉末混凝土黏结性能的试验研究

通过54个立方体中心拉拔、6个立方体偏心拉拔、6个棱柱体中心拉拔、6个板式中心拉拔共计72个拉拔试件,研究高强钢筋与活性粉末混凝土(RPC)的黏结性能,包括极限拉拔荷载、极限黏结应力、自由端初始滑移荷载、峰值荷载对应的自由端滑移量与荷载-滑移全曲线等。探讨钢筋埋长、保护层厚度、钢筋直径、活性粉末混凝土强度变化、钢纤维掺率等因素对黏结性能的影响规律。研究表明:①钢筋埋长增加,极限拉拔荷载与自由端初始滑移荷载增加,极限黏结应力与峰值荷载对应滑移量减小;埋长从3d增加到4d,荷载过峰值后下降变快,然后荷载又逐渐上升;埋长增加到5d、6d时,钢筋被拔断。②保护层厚度增加,极限拉拔荷载、极限黏结应力、自由端初始滑移荷载、峰值荷载对应滑移量均增加,曲线下降段变缓。③RPC强度增加,极限黏结应力与初始滑移荷载增加,荷载过峰值后下降变快,在最高强度H3型RPC试件中,荷载下降后又上升,钢筋拔出过程变快。④钢筋直径、钢纤维掺率增加,曲线下降段变缓。⑤高强钢筋与RPC黏结性能良好。在试验的基础上确定试验测定黏结强度的合理埋长,建立计算临界锚固长度的公式,拟合极限黏结应力与保护层厚度、相对埋长之间的关系式。     

钢-聚丙烯混杂纤维再生混凝土力学性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维对再生混凝土基本力学性能的影响,设计制作了10组混杂纤维再生混凝土试件和1组普通再生混凝土试件,并对其进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。试验中考虑的因素有钢-聚丙烯纤维混掺掺量、钢纤维和聚丙烯纤维长径比以及钢纤维类型,分析了各因素对再生混凝土基本力学性能的影响。结果表明:当钢纤维掺量为117 kg/m~3,聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m~3时,混杂纤维再生混凝土表现出较好的增强效果,其中立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度较普通再生混凝土分别提高了17.68%、57.88%、28.32%;随着钢纤维长径比的增加混杂纤维再生混凝土各强度均得到显著提高,最高提高了10.51%,而聚丙烯纤维长径比对混杂纤维再生混凝土各强度的影响效果不明显。端勾型钢纤维混杂纤维再生混凝土各强度均高于波纹型。此外,掺入混杂纤维后,再生混凝土由脆性破坏转变为一定的塑性破坏。     

预制页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋黏结性能试验研究

为研究页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的黏结滑移性能,通过12个预制页岩陶粒混凝土梁式试件和2个现浇混凝土梁式试件的黏结滑移性能试验,研究了钢筋直径、螺旋箍筋配箍率、页岩陶粒混凝土强度对页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋黏结滑移性能的影响。试验结果表明:页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的极限黏结强度随钢筋直径减小、页岩陶粒混凝土强度提高、螺旋箍筋配箍率增大而明显提高;所有页岩陶粒混凝土梁式试件最后均为黏结钢筋拉断破坏,没有发生黏结锚固破坏,表明页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的黏结锚固性能优良,钢筋浆锚连接形式同样可应用于预制页岩陶粒混凝土构件连接。     

混杂纤维增强粉煤灰陶粒混凝土配合比研究

为了研究混杂纤维增强粉煤灰陶粒混凝土配合比的影响因素及确定其最优配合比,本文基于正交理论,通过对混杂纤维增强粉煤灰陶粒混凝土配合比的设计,分析了水泥用量、砂率、聚丙烯纤维掺量对塌落度、立方体抗压强度、劈拉强度的影响。结果表明,砂率对塌落度的影响最为显著,水泥用量对立方体抗压强度的影响最为显著,抗压强度随着水泥用量的增加而增加。对单指标试验结果进行计算后,利用综合平衡法,分析各项指标的重要性及其各项指标中的因素主次,水平优劣等因素,确定了混杂纤维增强粉煤灰陶粒混凝土配合比的最优因素水平组合。从力学性能及环保角度考虑,混杂纤维增强粉煤灰陶粒混凝土有着广阔的应用前景。     

高延性混凝土与钢筋黏结性能的试验研究

通过12组试件的中心拉拔试验,研究高延性混凝土(High Ductility Concrete,简称HDC)与钢筋的黏结性能,分析钢筋直径、钢筋外形、HDC强度、保护层厚度和纤维掺量对高延性混凝土与钢筋黏结滑移曲线特征点的影响。试验结果表明：①纤维桥联应力的横向约束作用限制了高延性混凝土内部径向裂缝的宽度,其耐损伤能力提高,试件发生拔出破坏或劈裂-拔出破坏;②与普通混凝土对比,高延性混凝土与光圆钢筋的黏结强度提高1.79倍,残余黏结强度提高1.96倍;③根据试件的破坏形态,确定HDC与带肋钢筋的临界相对保护层厚度为3.41; ④随着纤维体积掺量的增加,其增韧和阻裂效果越好,黏结韧性指数I0.85和I0.5分别提高了35%和41%;⑤根据试验结果,提出HDC与带肋钢筋的黏结强度计算公式,建立适用的黏结应力-滑移本构模型,且模型曲线与试验曲线吻合良好。     

钢-聚丙烯纤维高性能混凝土力学性能试验研究

进行了钢纤维与聚丙烯纤维掺量及其混杂对高性能混凝土抗压强度和劈拉强度的试验研究,探讨了不同混杂纤维组合对高性能混凝土基体力学性能的影响规律。结果表明,钢-聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其纤维增强系数与钢纤维和聚丙烯纤维掺量及混杂比密切相关。钢纤维掺量较低时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量增加先减小后增加;钢纤维掺量较大时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量的增加一直增大;当钢纤维掺量一定时,劈裂抗拉强度随聚丙烯纤维掺量的增加先增大后减小。当钢纤维和聚丙烯纤维掺量分别为3%、0.3%时,混杂效应系数最大。     

冻融循环下废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能

首先通过冻融循环试验,研究冻融循环次数、再生骨料取代率、废弃纤维体积分数对再生混凝土与钢筋黏结性能的影响.其次从能量守恒与耗散的角度分析黏结性能损伤机理.最后基于损伤和强度劣化理论建立了黏结-滑移模型.结果表明：废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能随着冻融循环次数和再生骨料取代率的增大而降低;在再生混凝土中掺入废弃纤维可以显著提升黏结性能;当废弃纤维体积分数为0.12%时,黏结强度提升了11.35%;建立的黏结-滑移模型较好地表征了黏结强度与相对抗压强度之间的关系.     

钢-聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗折性能研究

考虑钢纤维掺量、钢纤维长径比、聚丙烯纤维体积掺量3个主要因素,设计制作钢-聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土试件,通过抗压、抗折试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土抗压、抗折性能。试验结果表明,混杂纤维的掺入对轻骨料混凝土抗压强度影响不显著,但对抗折强度有明显提高,改善了轻骨料混凝土的抗折性能     

聚丙烯纤维陶粒混凝土梁的试验研究

通过6根不同聚丙烯纤维掺量的钢筋陶粒混凝土梁的试验,研究了聚丙烯纤维掺量对钢筋陶粒混凝土梁开裂荷载、极限荷载、挠度和裂缝的影响,分析了聚丙烯纤维的作用机理.试验结果表明,掺入聚丙烯纤维可提高钢筋陶粒混凝土梁的开裂荷载,并能提高构件的极限承载力和梁变形能力,但只有适合的掺量才能达到最佳效果.另外,聚丙烯纤维的掺入对梁的刚度影响不大.     

混杂纤维超高性能混凝土力学性能尺寸效应

为研究钢-聚丙烯混杂纤维超高性能混凝土（HF-UHPC）的力学性能尺寸效应规律,考虑纤维参数的影响,对不同尺寸HF-UHPC试件开展立方体抗压强度和轴心受压力学性能试验.结果表明：随着钢纤维掺量和钢纤维长径比的增加,试件立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心受压峰值应变的尺寸效应更加显著;随着聚丙烯纤维掺量的增加,试件立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心受压峰值应变的尺寸效应变化幅度较小,呈现先减后增趋势;试件弹性模量的尺寸效应受混杂纤维参数影响很小,可忽略不计.此外,基于试验结果揭示了试件抗压强度尺寸效应产生机理,并建立了试件抗压强度尺寸效应律参数的计算公式,可用于不同尺寸试件的抗压强度计算.     

高温对钢筋与混凝土黏结性能影响的试验研究

对44个普通混凝土和再生混凝土(粗骨料取代率为100％)立方体试件在高温环境进行中心拉拔试验,研究了钢筋与混凝土在高温后与高温下的黏结性能损伤规律及黏结-滑移(τ-s)关系曲线特点.试验结果表明:高温后和高温下,钢筋与混凝土的极限黏结强度均随温度增加而减小,极限滑移值随温度的增加而增大.根据钢筋与混凝土的黏结-滑移曲线...