钢筋中高强再生混凝土黏结滑移性能试验研究

再生混凝土构件受力分析的关键问题是钢筋与再生混凝土间的黏结滑移本构关系。进行了49个钢筋与再生混凝土试件黏结滑移性能的试验研究。试件尺寸为150 mm×150 mm×450 mm,钢筋直径d分别为10、14、20 mm,钢筋外形分为螺纹钢筋、光圆钢筋,钢筋锚固长度分为5d、10d、20d,混凝土再生粗骨料取代率分别为33%、66%、100%,再生细骨料取代率分别为50%、100%,混凝土设计强度分为中强和高强。试验研究表明:再生粗细骨料取代率及混凝土强度、钢筋外形、钢筋锚固长度为影响试件黏结滑移性能的关键因素;再生细骨料取代率50%以上时,钢筋与再生混凝土间的黏结滑移性能退化明显;与普通混凝土试件相比,中高强再生粗骨料螺纹钢筋混凝土试件相对混凝土强度的黏结效率系数明显提高。     

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。     

冻融后再生混凝土与钢筋黏结性能试验研究及微观结构分析

以100%再生粗骨料取代天然碎石,以钢筋直径16 mm和20 mm锚固长度5 d和10 d为变动因素制作中心拔出试件。采用快冻法进行冻融循环试验,研究不同冻融循环后再生混凝土抗压强度、极限荷载和极限黏结应力的变化规律,通过对黏结界面扫描电镜观察,从微观角度分析再生混凝土冻融破坏原因。试验结果表明:冻融循环后再生混凝土抗压强度下降,极限荷载和极限黏结应力随冻融循环次数的增加而减小,是由于再生混凝土内部受冻胀破坏所致。     

钢纤维、硅粉再生骨料混凝土钢筋锚固性能试验研究

采用正交的试验方法,通过对84个试件的拉拔试验来探讨再生混凝土与钢筋之间的黏结锚固性能。试验结果表明:1)混凝土保护层厚度、钢筋的截面形状对黏结锚固的破坏模式影响较大;2)自由端滑移值滞后于加载端的滑移,而且滞后因素主要与锚固长度、钢筋直径有关;3)再生粗骨料掺量为30%拉拔试件达到极限黏结力所用时间相比普通混凝土和再生粗骨料掺量为50%的试件所需时间较长,其原因有待进一步探讨;4)钢筋与混凝土的黏结性能随着混凝土保护层的增加而提高,随钢筋直径的增大而减弱。     

钢筋-中高强度再生混凝土黏结滑移性能梁式试验研究

为研究钢筋与再生混凝土黏结滑移性能,进行了13个梁式试件的钢筋-中高强度再生混凝土黏结性能试验。研究了钢筋外形、锚固长度、混凝土强度、再生骨料取代率对钢筋-再生混凝土黏结滑移性能的影响。结果表明：再生粗骨料混凝土取代率为33%~66%、细骨料为天然砂时,钢筋-再生混凝土黏结强度与普通混凝土接近;再生粗骨料取代率100%、再生细骨料取代率50%以上时,钢筋-再生混凝土黏结性能明显退化;与普通混凝土相比,再生粗骨料混凝土的相对混凝土强度黏结效率系数有所提高;变形钢筋与再生混凝土的黏结强度明显好于光圆钢筋;钢筋与再生混凝土的黏结强度随钢筋相对锚固长度增大而减小;拟合所得的黏结-滑移本构模型,其计算值与试验值吻合良好。     

地聚物再生砖骨料混凝土与钢筋黏结-滑移试验研究

为解决地聚物再生砖骨料混凝土与钢筋的协同工作问题，进行了96个地聚物再生砖骨料混凝土与变形钢筋的中心拉拔试验，分析了再生砖骨料取代率(0、25%、50%、75%、100%)、矿渣掺量(25%、40%)、水胶比(0.45、0.5、0.55)、钢筋直径d(12～22 mm)、相对保护层厚度(2.63、4.19、5.75)、黏结长度(1d～8d)、养护条件(常温、80℃养护24 h)对黏结性能的影响。试验结果表明：提高保护层厚度、减小钢筋直径或减小黏结长度都可以提高黏结强度，有效防止地聚物再生砖骨料混凝土发生劈裂破坏；增大矿渣掺量、减小水胶比或采用80℃养护，都提高了地聚物再生砖骨料混凝土的抗压强度、抗拉强度和与钢筋的黏结强度，峰值滑移增大，但更容易发生劈裂破坏；随着再生砖骨料取代率的增大，黏结强度不断下降，再生砖骨料取代率50%时黏结强度下降19.77%～30.6%,再生砖骨料取代率100%时黏结强度下降37.0%～49.63%。根据试验结果，提出了地聚物再生砖骨料混凝土与变形钢筋的黏结-滑移模型，模型预测结果与试验结果吻合良好。     

再生混凝土极限黏结强度及钢筋锚固长度取值研究

通过再生混凝土拉拔试验,分析再生骨料取代率、钢筋类型、再生混凝土强度等级对极限黏结强度的影响,回归得出包含再生骨料取代率因子的极限黏结强度表达式,分析表明:计算值与试验结果吻合较好。对比分析不同研究单位对再生混凝土极限黏结强度的影响结果,认为不宜将再生骨料取代率作为探讨再生骨料对黏结性能影响的唯一因素,尚需考虑再生骨料材性差异以及天然骨料与再生骨料间的骨料耦合效应,并定义了极限黏结强度增大系数。分析表明:钢筋类型对极限黏结强度的影响最大,钢筋直径的影响次之,混凝土强度等级的影响较小,普通混凝土的极限黏结强度普遍稍大于再生骨料取代率为100%时的极限黏结强度。最后,初步给出钢筋锚固长度的建议取值方法。     

再生混凝土冻融循环后与钢筋拉拔试验研究

对经过0次、50次、100次、150次、200次冻融循环的再生混凝土(粗骨料取代率100%)进行拉拔试验研究,以钢筋直径16mm和20mm、锚固长度5d和10d为变动因素,分析冻融循环次数对再生混凝土立方体抗压强度、极限拉拔荷载和极限黏结应力的影响,并采用钢筋开槽内贴应变片的方法,研究了不同冻融循环次数后钢筋锚固段内钢筋应变、局部黏结应力和极限黏结应力平均值-滑移的分布规律。结果表明,冻融循环后再生混凝土抗压强度下降,极限荷载和极限黏结应力平均值随着冻融循环次数的增加而逐渐减小;随着冻融循环次数的增加,荷载作用下钢筋应变沿锚固长度的变化曲线趋于平缓,局部黏结应力首先在加载端附近出现应力峰值,沿锚固长度逐渐向自由端传递,总体呈现减小的趋势。     

预制混凝土叠合板钢筋黏结性能的研究

通过钢筋的拉拔试验研究了预制混凝土叠合板内钢筋的黏结性能。设计30个预制板与后浇混凝土的叠合板试件,主要研究混凝土强度、钢筋锚固长度、钢筋位置、钢筋直径四个因素对黏结性能的影响。并设计12个混凝土现浇试件作为对比,以研究两种试件钢筋与混凝土黏结强度的差异。试验结果表明:叠合试件发生剥离破坏和劈裂-剥离破坏,现浇试件均发生劈裂破坏;叠合试件内钢筋的黏结强度随钢筋直径和锚固长度的减小、混凝土强度和钢筋至预制板距离的增大而增大,并且明显小于现浇试件中钢筋的黏结强度。根据试验结果,统计回归出预制混凝土叠合板钢筋的极限黏结强度计算公式,并由此推出钢筋锚固长度的计算公式以指导工程应用。     

木材表面嵌筋黏结锚固性能试验研究

木材与钢筋之间的可靠黏结与锚固，是保证内嵌钢筋加固木柱协同工作的根本条件。为研究钢筋与木材的黏结滑移性能和锚固特性，对50个木材表面嵌筋试件进行了中心拔出试验，总结了试件的破坏形态，分析了黏结滑移曲线的分布规律。进而分析了锚固长度(80、120、160mm)、钢筋直径(16、20mm)这两个基本参数对极限荷载以及平均黏结强度的影响。试验结果表明：试件出现了4种典型的破坏形态，分别为拔出破坏、劈裂破坏、混合破坏以及剪切破坏，且黏结滑移曲线的分布与试件参数相关；随着锚固长度的增加，试件的极限荷载增加而平均黏结强度减小；随着钢筋直径的增加，试件的极限荷载增加而平均黏结强度基本不变。此外通过钢筋的内贴片方法得到了典型试件钢筋沿锚固长度的应变分布，参考既有计算方法计算并得到了黏结应力以及相对滑移量的分布规律，综合黏结应力以及滑移量的分布获得了各测点处的黏结滑移曲线。     

冷却方式对高温后方钢管再生混凝土黏结滑移性能的影响对比

为研究高温后不同冷却方式下方钢管再生混凝土构件黏结滑移性能的差异,以冷却方式、历经最高温度、再生粗骨料取代率为变化参数,设计并完成了24个高温冷却后方钢管再生混凝土试件的静力推出试验。通过试验观察了试件破坏过程及形态,获取了试件荷载滑移曲线,重点对比分析了不同冷却方式下,方钢管再生混凝土试件的黏结强度、剪切黏结刚度和界面耗能等重要性能指标的差异。研究结果表明,不同冷却方式下方钢管再生混凝土试件的破坏形式相近;消防喷水试件的界面黏结强度、界面剪切黏结刚度和耗能能力平均分别比自然冷却试件低25.7%、16.5%、9.3%;随历经最高温度的升高,紧箍效应使得不同冷却方式试件界面黏结强度和界面剪切黏结刚度均有升高的趋势,耗能能力随历经温度的升高均降低;随粗骨料取代率的提高,自然冷却试件的黏结强度和剪切黏结刚度均减小,消防喷水试件黏结强度减小但剪切黏结刚度先增加后减小,粗骨料取代率对耗能能力影响不大。     

冻融损伤后再生混凝土与钢筋黏结滑移性能梁式试验研究

通过9组试件的梁式试验,以不同冻融循环次数、混凝土类型、再生混凝土强度等级、锚固长度、钢筋直径为变量,研究冻融损伤后钢筋与再生混凝土间的黏结滑移性能。结果表明：各组试件均发生了测试钢筋的拔出破坏,当冻融循环次数相同时,再生混凝土强度和锚固长度对钢筋与再生混凝土的黏结性能影响较大,其中钢筋开槽组试件冻融50次和150次后,其黏结强度分别降低8.5%、28.3%;对黏结强度的拟合公式进行验证,计算值与实际值吻合较好;最后建立了钢筋与再生混凝土的黏结应力-滑移本构关系,并将计算值与试验值进行对比,二者吻合较好。     

再生混凝土黏结滑移性能的试验研究

通过再生混凝土与钢筋的黏结锚固试件的拔出试验,得到了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土与钢筋间的黏结-滑移曲线.基于试验结果的对比分析,研究了再生混凝土取代率、保护层厚度、锚固长度对再生混凝土黏结强度的影响,最后并对黏结-滑移本构关系进行了初步探讨.     

海水海砂再生混凝土与环氧涂层钢筋黏结性能

采用中心拔出试验对环氧涂层钢筋海水海砂再生混凝土的黏结性能进行了试验研究。考虑不同混凝土类型（普通混凝土、再生混凝土、海水海砂再生混凝土）、设计强度等级（C20、C25）、黏结长度（3d、5d、8d,d为钢筋直径）、钢筋种类（普通钢筋、环氧涂层钢筋）和保护层厚度（67、42mm）等参数进行拔出试验,研究其黏结强度的变化规律。结果表明：环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土之间黏结性能较普通钢筋混凝土的略有降低,再生粗骨料的加入降低了试件的黏结强度,而海水、海砂减小了再生粗骨料对黏结强度的不利影响;黏结强度随着混凝土强度和保护层厚度增加而显著提高,随着黏结长度增长而降低;环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土黏结滑移曲线与普通钢筋混凝土试件的相似,分为微滑移、滑移和下降三段;环氧涂层钢筋使得曲线曲率增加、下降段较缓,而海水、海砂影响与之相反。拟合得到了环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土间黏结强度计算公式,计算值与相关试验数据吻合良好。     

冻融循环作用下保温混凝土黏结滑移本构模型研究

冻融循环作用下,钢筋与混凝土之间的黏结锚固性能遭到破坏,而钢筋与混凝土之间的黏结滑移本构关系模型能够综合反映两者间的黏结锚固性能。通过中心拉拔试验,研究了冻融循环作用下钢筋与玻化微珠保温混凝土(TIC)黏结锚固性能的退化规律,测定了试件的黏结滑移曲线,并与普通混凝土(NC)对比分析。研究结果表明:冻融循环次数增大,钢筋与TIC试件黏结锚固作用减弱,极限黏结强度减小,峰值滑移增大,与NC试件变化规律一致;相同冻融循环次数后,TIC试件的极限黏结强度大于NC试件,且其峰值滑移小于NC试件;冻融循环200次后,TIC试件破坏形式为拔出破坏,而NC试件为劈裂破坏。进一步基于试验研究,提出了冻融循环作用前后钢筋与玻化微珠保温混凝土黏结滑移本构关系模型,该模型与试验结果吻合较好,对于玻化微珠保温混凝土材料在工程实践中的应用和相应规范的完善具有参考价值。     

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。     

侧向压力作用下钢筋再生混凝土黏结性能研究

为准确认识侧向压力作用下光圆钢筋、变形钢筋在再生混凝土中的黏结机理,侧向压力对黏结性能的影响,对48个钢筋再生混凝土(再生粗骨料替代率为30%)试件进行了不同侧向压力作用下的中心拔出试验,观察了试件破坏模式、表面裂缝特征,研究了侧向压力、钢筋表面形式、钢筋直径等对黏结强度的影响规律。结果表明:在无侧压状态下,黏结强度随变形钢筋直径的增大而减小,在侧向压力相同的情况下,不同直径的变形钢筋与再生混凝土间黏结强度相差不大;将本文试验结果与其他试验结果进行了比较,并分析了差异成因。本文的研究结果可为钢筋再生混凝土结构的精确有限元分析提供试验依据和参考。     

再生混凝土与钢筋黏结性能的敏感影响因素分析

为深入研究钢筋与再生混凝土之间的黏结性能,以再生粗骨料取代率(r)和钢筋锚固长度(la)两个敏感因素为参数,设计制作9组试件并进行再生混凝土拔出试验。应用钢筋开槽黏贴点式应变片的方法,研究不同r和la下再生混凝土抗压强度、黏结-滑移曲线和不同锚固长度下荷载-滑移曲线,分析其对再生混凝土与钢筋黏结性能的影响。试验结果表明:随r的增大,再生混凝土的抗压强度降低,与钢筋间的黏结性能随之降低。随la的增加,再生混凝土与钢筋之间的滑移值减小,后期黏结性能有所提高。较r相比,再生混凝土与钢筋的黏结性能对la更为敏感。通过MATLAB程序对试验数据进行优化分析:再生粗骨料取代率为50%左右,锚固长度在20~25 d时,再生混凝土与钢筋间的滑移值最大为0.1 mm,表明再生混凝土与钢筋间的黏结性能良好。     

不同侧压下再生混凝土与钢筋间黏结性能试验研究与理论分析

为研究不同侧压下再生混凝土与钢筋间的黏结 滑移性能,以再生粗骨料取代率、水灰比、侧向压力比为参数,完成了144个再生混凝土试件在单向、双向侧压作用下的钢筋中心拉拔试验,观察了再生混凝土试件的破坏形态,分析了上述参数变化对黏结强度、峰值滑移的影响;基于再生混凝土多轴破坏准则,推导了不同侧压作用下再生混凝土-钢筋的黏结强度理论模型及其简化公式。研究结果表明：再生混凝土中心拉拔试件的破坏形态与侧压力比明显相关,双向侧压力比较大时,试件破坏形态与单向侧压时破坏形态相似,当双向侧压力接近时,双向均有裂缝;黏结强度与峰值滑移随侧压力比的增大,整体呈现增加趋势;基于再生混凝土多轴强度理论的黏结强度计算值与实测值较为吻合,其简化计算公式能较好地预测不同侧压力下再生混凝土与钢筋间的黏结强度。     

大粒径再生粗骨料混凝土墩基础竖向受压性能

为了实现建筑垃圾资源化高效利用,将大粒径再生粗骨料应用于混凝土基础中,考虑墩基础直径和不同施工方式两方面的因素,制作两个不同尺寸（尺寸分别为800 mm×2 500 mm、1 000 mm×2 500 mm）的大粒径（再生粗骨料粒径为 40~80 mm）再生粗骨料混凝土预制墩基础和两个普通混凝土现浇墩基础,通过墩基础原位轴压静载试验,对大粒径再生粗骨料预制墩基础在砂土地基中的荷载-沉降曲线特性、墩底地基土压力分布、破坏模式和竖向承载力等进行分析。在此基础上,分别制作了3个尺寸为 250 mm× 500 mm（圆截面直径×试件高度）再生混凝土墩柱和3个相同尺寸的普通混凝土墩柱,通过墩柱轴压试验对墩柱破坏过程进行研究。研究结果表明：浇筑大粒径再生粗骨料混凝土墩柱时加入钢丝网片,能够阻止大粒径再生粗骨料下沉,使得再生粗骨料均匀分布,从而保证再生混凝土墩柱的浇筑质量;再生混凝土墩柱受压发生破坏时,大粒径再生粗骨料发生断裂破坏,再生粗骨料与普通混凝土的界面黏结性能良好。再生混凝土墩柱的轴压承载力较普通混凝土墩柱的降低15%。在砂土地基中,大直径再生粗骨料混凝土预制墩基础与普通混凝土现浇墩基础在达到竖向极限荷载之前均未发生墩身破坏,表明这两种墩基础可用于砂土地基中。