再生混凝土与钢筋粘结性能的试验研究

参照《混凝土结构试验方法标准》(GB50152-92),通过拔出试验,研究了再生混凝土与钢筋之间的粘结～滑移性能,分析了在钢筋屈服之前的荷载～钢筋滑移曲线变化趋势,考察了不同再生骨料取代率对再生混凝土与钢筋粘结性能的影响。试验结果表明:再生混凝土与钢筋的粘结性能和普通混凝土相似,再生骨料取代率对再生混凝土与钢筋的粘结性能影响不大。通过对试验数据的回归分析,对钢筋在再生混凝土中的锚固长度取值进行了初步探讨。     

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。     

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。     

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。     

再生骨料不同取代率混凝土粘结性能研究

通过拔出试验,研究分析了再生混凝土粘结锚固性能随再生粗、细骨料取代率的变化规律。试验表明粗骨料再生混凝土的粘结性能要好于基准混凝土,同时得到了再生混凝土的再生粗骨料取代率的理想取值;掺入再生细骨料会降低再生混凝土的抗压强度和粘结强度,且降低幅度随着再生细骨料取代率的增加而增大。     

面向工程的再生混凝土与钢筋粘结性能研究

为探究RAC(再生混凝土)与钢筋的粘结性能,选取最具代表性的旧房拆迁、高强桩基、市政工程、科学研究等四种废混凝土,经加工而成相应粗骨料,并考虑四种取代率、二种矿物掺合料、二种等级和三种直径的钢筋,采用正交试验法,制作17组试件。经拔出试验,分别测出最大平均粘结强度。结果表明:影响RAC最大平均粘结强度的主要因素依次为钢筋等级、再生粗骨料取代率、再生粗骨料来源、钢筋直径、矿物掺合料。     

低锈蚀率钢筋与再生混凝土黏结性能试验研究

为研究锈蚀钢筋与再生混凝土的黏结性能,通过外加电流加速试验获得目标锈蚀率为1%的螺纹钢筋,将其分别与粗骨料取代率为0、20%、40%、60%、80%和100%的再生混凝土试块进行拉拔试验研究。结果表明,发现锈蚀钢筋与再生混凝土之间的黏结应力比未锈蚀的试块提前达到峰值.随着再生粗骨料取代率的增加,黏结应力先增大后减小,且当取代率为80%时,黏结应力达到峰值,锈蚀钢筋与再生混凝土之间的黏结应力-滑移曲线与普通混凝土的总体形状相似。     

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.     

粗骨料取代率再生混凝土的粘结特性试验研究

再生混凝土的概念符合环境保护和可持续发展战略的需要,如今对它的研究已成为一个热点.但能否真正将再生混凝土运用到实际工程中去,则取决于它本身的各项性能指标是否达到要求和生产工艺是否可行,其中粘结性能是非常重要的一项.本文采用立方体中心拉拔试验,通过对不同粗骨料取代率0％、30％、60％和100％时的混凝土试件进行拉拔试验来探讨钢筋与再生混凝土之间的粘结锚固性能.试验发现再生混凝土粘结强度要高于基准混凝土,且随着粗骨料取代率的增加,粘结强度先增大后减小,当取代率为60％时,粘结强度达到最大值.试验结果表明将再生混凝土运用到实际工程中是可行的.     

无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能

设计制作了5根不同粗骨料替换率的无粘结预应力再生粗骨料混凝土试验梁,并采用两点加载对其进行正截面受弯性能试验,研究了无粘结预应力再生粗骨料混凝土的梁破坏形态、承载力、裂缝宽度及跨中挠度等力学性能。基于试验数据建立了与《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）相协调的无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁预应力钢筋应力增量计算公式,提出了无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的最大裂缝宽度及刚度的设计建议。结果表明:再生粗骨料替换率对无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的破坏形态、裂缝宽度、跨中挠度影响不大;达到承载力极限状态时无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量比无粘结预应力混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量大,但再生粗骨料替换率对应力增量的影响不显著。     

方钢管再生混凝土界面粘结滑移性能试验研究

为研究方钢管与再生混凝土界面粘结滑移性能,以再生粗骨料取代率、再生混凝土强度等级及膨胀剂掺量为变化参数,进行了方钢管再生混凝土试件的推出试验,获取了试件的荷载-滑移曲线,分析了各变化参数对粘结强度的影响。在验证相关粘结强度计算模型适用性的基础上,拟合出方钢管再生混凝土的粘结强度计算公式。研究结果表明,方钢管再生混凝土荷载-滑移曲线具有相似性,均经历了四个阶段,滑移首先出现在加载端,随后发展到自由端;粘结强度随再生粗骨料取代率增大而降低,但影响较小;粘结强度随再生混凝土强度等级提高而增大,但增速趋缓;膨胀剂掺量对粘结强度影响明显,粘结强度随着膨胀剂掺量(0~15%范围内)增加呈现出先增大后降低的趋势。     

钢筋再生混凝土黏结滑移性能研究

黏结滑移性能是再生混凝土技术应用于工程实际的一项重要课题。考虑再生粗骨料取代率(30%、50%、70%)和再生混凝土强度等级(C20、C40)2个参数,制作5组再生混凝土试件进行中心拔出试验。得到不同种类再生混凝土的荷载-滑移曲线,曲线可分为微滑、滑移、劈裂、破碎、残余5个阶段。定义了初始黏结滑移模量E0及峰值黏结滑移割线模量Eu,E0/Eu数值越大,混凝土黏结性能越好。当混凝土强度等级相同,再生粗骨料取代率小于70%时,黏结强度随取代率的增大而增大;当取代率相同,黏结强度随混凝土强度等级增加而增大。基于试验与理论分析,给出了再生粗骨料取代率与极限黏结强度的方程以及黏结滑移本构关系方程,模型结果与试验结果吻合良好。     

锈蚀钢筋与再生混凝土间粘结性能试验研究

通过电化学加速锈蚀方法,获得了7组不同钢筋锈蚀率（0~7.62%）的C30再生混凝土拔出试件。采用RILEM TC9-RC标准,得到了不同钢筋锈蚀率下再生混凝土与钢筋之间的荷载-滑移曲线。分析了钢筋锈蚀率对再生混凝土与钢筋粘结滑移性能的影响。结果表明：在钢筋锈蚀率较小时,再生混凝土粘结试件发生拔出破坏;当钢筋锈蚀率超过1.4%时,粘结破坏形式转变为再生混凝土劈裂破坏;再生混凝土与钢筋之间的粘结强度退化与普通混凝土的粘结性能退化规律有相似之处,均有一个先上升后快速下降的过程;根据试验结果,建立了再生混凝土与锈蚀钢筋间粘结-滑移本构方程。图10表5参5     

型钢再生混凝土界面粘结滑移试验研究

研究了再生骨料取代率、保护层厚度、箍筋配置、锚固长度对型钢再生混凝土粘结滑移性能的影响。结果表明,型钢再生混凝土粘结滑移破坏过程可以分为无滑移、局部滑移和全滑移3个阶段,型钢与混凝土间的粘结应力由化学胶结力、摩擦力、机械咬合力构成。随着再生骨料取代率的增大,型钢再生混凝土粘结强度降低;保护层厚度、横向配箍率增加,粘结强度提高;锚固长度对粘结强度影响较小。通过回归分析得出型钢再生混凝土粘结强度计算公式。     

再生混凝土钢筋黏结滑移本构关系研究

采用钢筋开槽内贴片试验方法,完成6组钢筋再生混凝土试件的拉拔试验,获得不同强度、不同再生骨料取代率下混凝土与钢筋的荷载-滑移曲线以及不同锚固位置处钢筋应变.基于试验结果,研究了再生骨料取代率对钢筋-再生混凝土黏结锚固强度及黏结滑移曲线的影响,并采用二次分布矩阵插值函数法及沿锚长积分法分别计算不同锚固位置处钢筋与再生混凝土的黏结应力和相对滑移,得到不同锚固位置处黏结滑移关系及位置函数.最后建立再生混凝土与钢筋考虑黏结滑移位置函数的τ-s本构关系,为再生混凝土的工程应用提供参考依据.     

循环再生骨料混凝土强度性能研究

为了探讨废弃再生混凝土作骨料制备结构混凝土的可行性,从强度性能入手,首先用加速碳化试验制备了相当于在保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀的一般环境下先后使用了2个50年的循环再生混凝土骨料,然后试验分析了循环再生混凝土强度与循环再生骨料取代方式及取代率之间的关系。结果表明:仅用循环再生粗骨料取代天然粗骨料的循环再生混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度与循环再生粗骨料取代率均呈三次抛物线关系,但拐点(最优与最不利取代率)与合理取代区间不一致;仅用循环再生细骨料取代天然细骨料及循环再生粗细骨料同时取代天然骨料条件下,强度与循环再生细骨料取代率、循环再生粗细骨料取代率呈直线下降关系;两种强度之间呈指数函数关系;以短期强度性能考核,循环再生粗细骨料分别达到GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》Ⅱ类与GB/T 25176—2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》Ⅲ类标准要求,在循环再生粗细骨料单独与同时取代天然粗细骨料不超过70%与50%条件下用于制备C30结构混凝土是可行的。     

再生混凝土——钢筋粘结性能研究

通过比较再生骨料取代率分别为0%,50%,100%以及0.44水胶比时不同粉煤灰掺量条件下各组再生混凝土与钢筋的粘结强度,对再生混凝土与钢筋的粘结性能做了系统的研究,分析再生骨料掺量等因素对再生混凝土粘结强度的影响以及掺加粉煤灰后再生混凝土粘结强度的变化。     

锈蚀钢筋再生混凝土梁力学性能试验研究及ANSYS分析

通过对钢筋通电加速锈蚀的方法,对12根不同钢筋锈蚀率下粗骨料取代率为100%再生混凝土梁的三分点加载试验,分析相同强度条件下不同钢筋直径和锈蚀率的再生混凝土梁力学性能的影响。结果表明:当钢筋锈蚀率小于10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度足以保证两者能够共同工作,此时试验梁发生材料强度破坏模式;当钢筋锈蚀率超过了10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度不足以保证两者共同工作,此时试验梁发生粘结失效破坏模式。基于ANSYS有限元软件对不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行模拟分析,并对锈蚀钢筋再生混凝土梁跨中截面的荷载应力关系曲线进行验算,通过有限元结果与试验结果对比,验证了有限元分析模型的可靠性。     

BFRP筋与再生骨料混凝土粘结性能试验研究

为探究玄武岩纤维筋(BFRP筋)与再生骨料混凝土的粘结性能,对其进行中心拔出试验。基于试验结果,探究了其破坏形态以及粘结机理,研究再生混凝土强度等级、筋材直径和再生骨料替代率对BFRP筋和再生骨料混凝土粘结性能影响。结果表明,BFRP筋与再生骨料混凝土粘结有拔出破坏和劈裂破坏两种破坏形态;BFRP筋与再生骨料混凝土粘结滑移曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段和残余应力段;提高再生混凝土的强度等级可以延缓混凝土内部裂缝的产生与演化,进一步提高BFRP筋表面肋与混凝土之间的机械咬合作用,增大BFRP筋与再生混凝土的粘结强度;因剪力滞后效应,BFRP筋与再生骨料混凝土的粘结强度随着BFRP筋直径的增加而降低;再生骨料替代率的增加会对BFRP筋和再生骨料混凝土的粘结应力产生不利影响。     

足尺再生混凝土柱小偏压受力性能试验研究

再生混凝土柱受压性能是再生混凝土框架抗震设计的关键。进行了3个足尺再生混凝土柱试件小偏心受压性能试验,采用单向重复加载。各试件纵筋及箍筋配筋相同,3个试件粗骨料取代率分别为0,50%,100%,细骨料为普通砂,粗骨料取代率0的试件为普通混凝土试件。分析了各试件的破坏形态、承载力、刚度、延性、混凝土应变、钢筋应变。研究表明:小偏心受压下,再生混凝土柱的损伤过程及破坏形态与普通混凝土柱类似,两个再生混凝土试件承载力与普通混凝土试件接近,刚度略小于普通混凝土试件,粗骨料取代率50%的试件延性较好,粗骨料取代率100%的试件延性与普通混凝土试件相当,可近似参照现行规范进行再生混凝土柱小偏心受压承载力设计。