钢纤维陶粒混凝土轴心抗拉强度及粘结锚固性能分析

研究了钢纤维陶粒混凝土的抗拉强度、粘结锚固性能随钢纤维掺量和钢筋直径的变化规律。结果表明:随着钢纤维体积率的增加,陶粒混凝土的轴心抗拉强度逐渐提高,通过对试验数据的拟合得到轴心抗拉强度随钢纤维体积率变化的计算公式;相同钢纤维体积率下,陶粒混凝土粘结强度随钢筋直径的增大呈先提高后降低的趋势,峰值滑移量逐渐降低,钢筋直径为18 mm时,粘结强度最大;相同钢筋直径下,粘结强度随钢纤维体积率的增大而提高,峰值滑移量也逐渐增大;运用最小二乘法建立了基于轴心抗拉强度、钢纤维体积率、la/d、c/d的极限粘结强度公式;在极限粘结强度公式的基础上推导出钢筋在钢纤维陶粒混凝土中的锚固长度公式,并且钢纤维陶粒混凝土的锚固长度可按照GB 50010—2010进行设计。     

钢纤维高强混凝土与钢筋的粘结性能试验研究

通过126个尺寸为150mm立方体的钢纤维高强混凝土标准试件，进行了钢筋全长粘结的拔出试验，分别量测出光圆钢筋、变形钢筋与钢纤维高强混凝土的荷载与自由端的粘结滑移关系，研究了钢纤维体积率和钢纤维类型对钢纤维高强混凝土粘结性能的影响。根据现行《钢纤维混凝上试验方法》进行的试验结果表明，钢纤维的加入对光圆钢筋与高强混凝土的极限粘结强度无显著影响；对变形钢筋与高强混凝土的极限粘结强度有一定影响，但缺乏明显的规律性。通过对试件破坏形态及试验结果的分析得出结论，现行《钢纤维混凝土试验方法》有关粘结性能的试验方法不适用于高强混凝土及钢纤维高强混凝土。     

钢纤维活性粉末混凝土与钢筋粘结性能研究

通过中心拔出试验对钢纤维掺量为0%~2%的活性粉末混凝土与变形钢筋间的粘结性能进行研究,结果表明钢纤维掺入后能提高活性粉末混凝土的抗拉强度,改变粘结破坏形式,得到粘结应力-滑移曲线的下降段;钢纤维活性粉末混凝土与钢筋间的拔出粘结应力-滑移曲线可分为微滑移段、滑移段、非线性段及下降段四个阶段,劈裂粘结强度及极限粘结强度随钢纤维掺量的增加约呈线性增长。     

高强陶粒混凝土与变形钢筋粘结锚固强度的试验研究

通过80个拔出试验,探讨了变形钢筋与高强陶粒混凝土的粘结锚固强度,并与普通混凝土和低强度陶粒混凝土的试验结果进行了比较。试验结果表明：试验采用的各种高强陶粒混凝土与变形钢筋的极限粘结强度均要优于同强度等级普通混凝土,砂浆强度比混凝土强度对粘结强度的影响要大。根据试验结果,分别给出了高强页岩陶粒混凝土和粘土陶粒混凝土与变形钢筋极限粘结强度的经验表达式。     

钢纤维膨胀混凝土与钢筋粘结性能研究

为探讨钢纤维与膨胀剂的联合增强作用对变形钢筋与混凝土粘结性能的影响,采用不同的膨胀剂和钢纤维掺量,进行了变形钢筋与钢纤维膨胀混凝土的粘结拔出试验,量测了钢筋的拔出力和钢筋自由端的滑移,测得了其拔出粘结－滑移曲线;分析了钢纤维与膨胀剂联合作用对粘结强度和粘结破坏延性的影响;给出了与混凝土本身抗拉性能相关的、与试验结果符合良好的粘结强度计算公式。     

RC类活性粉末混凝土钢筋锚固性能试验研究

为了研究RC类活性粉末混凝土与钢筋的粘结锚固性能,分别以RC类活性粉末混凝土抗压强度、钢纤维体积掺量、钢筋直径和钢筋的粘结长度为参数,设计制作了22组试件。对试件采用中心拔出试验,获得各试件的试验数据。对试验数据的分析结果表明:随着RC类活性粉末混凝土抗压强度的增大,混凝土与钢筋间极限粘结强度呈线性增长;钢纤维的掺入量能有效延缓裂缝的发展;钢筋与混凝土间极限粘结强度随钢筋直径的增大而减小,且钢筋与RC类活性粉末混凝土的粘结长度越长,粘结应力分布越不均匀。基于试验数据提出了RC类活性粉末混凝土与钢筋极限粘结强度计算公式,进而采用中心点法并参考现有混凝土设计规范中关于钢筋锚固长度的计算方法,建立了RC类活性粉末混凝土与钢筋粘结锚固长度的计算公式。     

除锈方法对钢筋与混凝土粘结性能的影响试验研究

对直径14mm和18mm的变形钢筋进行不同程度的锈蚀作用,然后选用角磨机、除锈剂和抛丸机三种方法进行除锈,并利用除锈后的钢筋制作中心拔出试件,对不同钢筋直径、不同锈蚀率和不同除锈方法得到的钢筋和混凝土的粘结性能进行试验研究.试验过程中观察记录了加载荷载、钢筋滑移量、峰值荷载、试件破坏形式和裂缝发展情况等.根据试验结果分析了钢筋直径、锈蚀率和除锈方法对钢筋和混凝土的极限粘结应力、峰值滑移量的影响.试验结果表明:直径14mm的钢筋角磨机除锈后发生劈裂破坏,除锈剂和抛丸机除锈后发生拔出破坏;直径18mm钢筋都发生劈裂破坏;随着锈蚀率的增大,除锈后试件的极限粘结应力减小,峰值滑移量增大.     

钢筋钢纤维高强混凝土板冲切承载力

通过对6块尺寸为1 800 mm×1 800 mm×150 mm钢纤维高强混凝土板的冲切试验,研究混凝土强度等级和钢纤维体积率对板冲切极限承载力的影响。结果表明:钢纤维高强混凝土板冲切破坏之前的变形主要是弯曲变形,钢纤维的掺入提高了钢筋混凝土板的冲切承载力。在试验结果的基础上,运用统一强度理论和塑性极限分析方法,建立钢筋钢纤维高强混凝土板冲切极限承载力的计算公式。     

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。     

钢纤维高强混凝土弯曲性能试验研究

通过51根尺寸为150mm×150mm×550mm及51根尺寸为100mm×100mm×400mm的高强混凝土和钢纤维高强混凝土小梁的弯曲试验,探讨了钢纤维高强混凝土弯曲条件下的裂缝发展、破坏形态以及钢纤维高强混凝土小梁试件的尺寸效应,研究了钢纤维体积率和钢纤维类型对钢纤维高强混凝土抗折初裂强度和抗折极限强度的影响.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能研究

通过12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的试验,分析了纵筋配筋率、钢纤维体积率、梁高和钢筋强度等级等因素对钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯极限承载力的影响,并提出了适合工程应用的钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面极限承载力计算公式。     

纤维高强混凝土抗剪性能的试验研究

通过84根尺寸为100mm×100mm×400mm的高强混凝土、钢纤维高强混凝土、聚丙烯纤维高强混凝土试件在剪切荷载作用下的抗剪试验,研究了纤维类型和纤维体积率(掺量)对高强混凝土抗剪强度及在剪切荷载作用下变形性能的影响。结果表明,纤维的加入有效地改善了高强混凝土的抗剪强度及变形性能。初裂抗剪强度和变形、极限抗剪强度和变形以及抗剪韧性均随纤维体积率(掺量)的增加而增大,试件破坏时能保持完整性。根据试验结果,建立了钢纤维高强混凝土及聚丙烯纤维高强混凝土抗剪性能的剪力传递模型和数学表达式。     

钢筋钢纤维增强混凝土板冲切性能试验研究

对13块无腹筋简支整浇钢筋钢纤维高强混凝土双向板进行试验,分析混凝土强度、钢纤维体积率和钢纤维掺加范围对板冲切性能的影响。试验结果表明:钢纤维的掺入对钢筋高强混凝土板的冲切性能的改善比较显著。随着钢纤维掺加范围的增加,局部钢纤维高强混凝土板冲切极限承载力和韧性呈线性提高,但掺加范围增大到2倍板厚时,再继续增加掺加范围冲切性能基本不再变化,可以通过该措施来减少钢纤维用量。     

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。     

钢筋钢纤维高强混凝士梁受弯性能研究

通过12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的试验，分析了纵筋配筋率、钢纤维体积率、梁高和钢筋强度等级等因素对钢筋铡纤维高强混凝土梁受弯极限承载力的影响，并提出了适合工程应用的钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面极限承载力计算公式。     

钢纤维高强混凝土四桩承台受弯性能及承载力计算方法研究

为研究钢纤维高强混凝土四桩承台的受力性能,基于17个钢纤维高强混凝土承台试件的受弯试验,分析了不同钢纤维体积率、承台有效厚度、钢筋配筋率、混凝土强度承台的裂缝开展和破坏形态、荷载 挠度曲线、钢筋和混凝土应变特征以及承台破坏机理。结果表明：底部配筋率为0.16%~0.52%的钢纤维高强混凝土四桩承台呈现受弯破坏形态,弯曲拉应力由钢筋和钢纤维混凝土共同承担;随着承台有效厚度和钢纤维体积率的增加,承台受弯承载力显著提高。依据研究结果提出了钢纤维高强混凝土四桩承台受弯破坏计算模型,建立了钢纤维高强混凝土四桩承台受弯承载力计算式,为完善CECS 38：2004《纤维混凝土结构技术规程》提供参考。     

高强钢筋与高强混凝土粘结锚固性能试验研究

通过对33个高强钢筋(HRB500)与高强混凝土(最高达C80)粘结锚固试件的拔出试验,分析了高强钢筋与高强混凝土粘结锚固性能和影响粘结锚固强度的主要因素,在对试验结果分析的基础上,对目前《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的锚固长度规定进行了评价。研究表明:与普通强度钢筋混凝土类似,高强钢筋和高强混凝土的粘结锚固强度随着钢筋直径的减小而增大,随着保护层厚度、横向钢筋配筋率、混凝土抗拉强度的增大而增大;但高强钢筋高强混凝土试件的破坏更加突然,在达到极限拉拔力后试件瞬间劈开,延性较差,配制一定量的箍筋可以较大程度上改善其延性;当混凝土强度等级高于C60时,不同强度等级的混凝土所需要的锚固长度是不一样的;在设计锚固长度时,对于强度等级为C80的高强混凝土,混凝土轴心抗拉强度设计值ft按C80取值,《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的计算公式仍适用,是安全的。     

锈蚀钢筋与钢纤维混凝土粘结性能

钢纤维混凝土具有良好的抗裂性能和韧性,现已广泛应用于土木工程。对于修复的锈蚀构件,钢纤维混凝土与锈蚀钢筋的粘结性能是影响修复构件力学性能的关键因素。本文通过中心拉拔试验研究锈蚀钢筋与钢纤维混凝土的粘结性能。试验结果表明,钢纤维的加入能够有效抑制混凝土裂缝扩展,提高混凝土的粘结刚度、粘结韧性、极限粘结强度;粘结刚度随锈蚀率的增加而降低;引入粘结韧性因子α=A_(80)/A_(peak)量化钢筋和钢纤维混凝土界面粘结韧性,计算表明粘结韧性因子α随锈蚀率增加而减小;当锈蚀率由0增加至17%时,极限粘结强度降低36.3%;基于试验结果建立以锈蚀率为参数的极限粘结强度经验公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

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。     

HRB400钢筋与钢纤维再生混凝土黏结性能及影响因素分析

设计了28组拉拔试件,研究了不同钢纤维体积掺量、再生骨料取代率、钢筋直径和锚固长度对HRB400钢筋与钢纤维再生混凝土黏结滑移性能的影响。结果表明,随着再生骨料取代率的增加,试件的黏结强度下降;与再生骨料取代率为0相比,当再生骨料取代率为100%时,试件的黏结强度下降幅度最大;随着钢纤维掺量的增加,试件的黏结强度整体呈上升趋势,极限荷载下钢筋自由端的滑移值也相应增加;钢筋直径增大时,其黏结强度有所降低;有效锚固长度增大时,黏结强度出现了不同程度的下降,且有效锚固长度为5d时的极限黏结强度最大。