锈蚀箍筋约束混凝土柱低周反复荷载试验研究

通过电化学方法对混凝土柱内箍筋进行实验室加速腐蚀试验,得到箍筋锈蚀程度不同的混凝土柱试件,进一步开展了箍筋锈蚀约束混凝土柱低周往复加载试验,研究了箍筋锈蚀造成的混凝土损伤、箍筋的锈蚀形态以及箍筋锈蚀对钢筋混凝土柱破坏过程和破坏形态的影响。试验结果表明：混凝土构件中箍筋在转角部位锈蚀严重,混凝土保护层的开裂是以构件角部顺纵筋开裂为主;箍筋锈蚀产物在混凝土内的扩散、堆积导致混凝土保护层提前脱落,使其对试件承载力的贡献减弱;箍筋锈蚀程度的不同导致试件破坏过程和最终破坏形态有所差异：随着箍筋锈蚀程度的增大,试件破坏形式由延性较好的弯曲破坏向剪切脆性破坏转变;箍筋轻微锈蚀构件中钢筋与混凝土间的粘结作用不受影响。     

混凝土保护层损伤规律与箍筋锈蚀分析

制作了30个钢筋混凝土棱柱体,进行了干湿交替循环与自然暴露相结合的腐蚀试验。研究了箍筋锈蚀引起的混凝土保护层损伤劣化,并进一步讨论了保护层厚度、箍筋直径和箍筋间距对箍筋锈蚀的影响。结果表明:保护层厚度、箍筋直径和箍筋间距越小,箍筋锈蚀程度越大,混凝土保护层损伤越严重,即锈胀裂缝宽度越大,且箍筋直径对箍筋锈蚀的影响最为显著。     

约束作用下箍筋锈蚀对再生混凝土抗压强度的影响研究

通过加速锈蚀箍筋约束再生混凝土试件的单轴受压试验,研究了配箍形式、箍筋锈蚀率等因素对抗压强度和破坏形态的影响。并结合再生混凝土的极限强度面和破坏准则,建立了锈蚀箍筋约束再生混凝土的抗压强度模型,验证了模型的有效性。结果表明：随着箍筋锈蚀率的增加,试件的抗压强度减小;当配箍形式相同时,箍筋间距越大,箍筋锈蚀率对抗压强度的影响越显著;当箍筋间距相同时,箍筋锈蚀率对配置方形箍试件的抗压强度影响程度比配置棱形箍试件的影响大;在锈蚀箍筋试件的轴压破坏位置处,箍筋是否发生断裂与配箍形式和箍筋锈蚀率有关;所建立的锈蚀箍筋约束再生混凝土的抗压强度模型考虑了配箍形式、箍筋间距、箍筋锈蚀率等重要因素的影响,适用于各种截面,经试验验证,具有良好的计算精度和适用性。     

锈蚀箍筋约束混凝土应力应变本构关系模型

为探讨箍筋锈蚀对混凝土约束性能的影响,通过外加直流电对钢筋混凝土棱柱体中的箍筋进行加速锈蚀,得到了不同箍筋锈蚀率试件,并对试件进行了轴心受压试验.结果表明:随着箍筋锈蚀率的增加,约束混凝土试件的承载力、刚度和延性均有不同程度的降低.基于现有研究成果,建立了轴心受压下锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变本构关系模型,通过与实测的锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变全曲线对比,证实该模型拟合曲线与实测曲线吻合较好.     

混凝土中钢筋锈蚀深度预测模型

通过对在自然环境下经历2 a干湿循环作用的锈蚀钢筋混凝土试件的试验研究,探讨了保护层锈胀开裂后钢筋的锈损程度及其影响因素.依据试验结果,运用数理统计相关知识,对试件的锈蚀特征进行分析,建立了与保护层厚度、表面裂缝宽度、钢筋直径、混凝土强度等级及箍筋间距相关的混凝土中钢筋锈蚀深度预测模型;对模型进行参数敏感性分析表明,表面纵向锈胀裂缝宽度是影响钢筋锈蚀深度的最主要因素,除其他因素外,箍筋间距对纵向钢筋锈蚀深度也具有一定影响,且随箍筋间距减小影响程度逐渐显著;经试验验证,所建立模型具有较强的适用性.     

锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪性能研究

锈蚀钢筋混凝土构件抗剪性能是迫切需要研究的问题,本文通过18根锈蚀钢筋混凝土简支梁和3根无锈蚀的普通钢筋混凝土对比梁的斜截面抗剪试验研究及理论分析,研究了不同剪跨比下箍筋锈蚀程度对钢筋混凝土简支梁斜截面变形、裂缝形成和开展、承载能力、破坏机理等方面的影响。试验结果表明:箍筋锈蚀使箍筋对混凝土的约束降低,斜面裂缝发展较快,从而削弱了斜裂缝两侧骨料之间的咬合作用;剪压区箍筋锈蚀所产生的锈胀裂缝对试验构件抗剪强度的影响很大;剪跨比决定了试验构件的破坏形态,箍筋锈蚀对破坏形态影响较小;箍筋锈蚀对试验构件斜截面承载能力有较大影响。本文在试验研究基础上,运用根据极限平衡理论,建立了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面承载力计算模型。     

钢筋混凝土柱箍筋锈蚀机理研究

为研究混凝土柱箍筋锈蚀机理,利用已有混凝土柱锈蚀试验的数据,根据概率论与数理统计原理,对混凝土保护层、箍筋直径、箍筋间距等多因素影响下的锈蚀率试验数据进行回归和相关性研究,并基于SPSS统计软件进一步对锈胀裂缝宽度与箍筋转角处锈蚀率的关系进行了分析,通过多元线性回归建立了箍筋转角锈蚀率预测模型。研究结果表明:混凝土柱中箍筋平均锈蚀率与保护层厚度、箍筋直径及箍筋间距密切相关且线性回归关系显著;各因素对箍筋转角处锈蚀率影响程度不同,影响权重依次为裂缝宽度直径保护层厚度箍筋间距。通过试验数据对箍筋转角锈蚀率预测模型进行对比验证,预测效果良好,为混凝土结构耐久性评估提供了理论依据。     

非均匀锈蚀变形钢筋粘结性能试验研究

利用电迁移钢筋锈蚀法,通过中心拉拔试验对钢筋混凝土非均匀锈蚀试件的粘结性能进行研究。试验结果表明:在非均匀锈蚀条件下,试件的开裂不仅取决于锈蚀率,还与锈蚀面积比有关,相同条件下,锈蚀面积比越大,保护层胀裂所需的锈蚀率越小;锈胀裂缝对非均匀锈蚀无箍筋试件的粘结强度有明显影响,随裂缝的产生及发展,试件粘结强度急剧下降,而配箍试件则不然,即便是裂缝宽度达0.2 mm,极限粘结强度也不会下降;锈蚀率在2.4%以内,非均匀锈蚀对试件粘结滑移性能的影响并不十分显著。     

锈蚀对钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响

为了研究箍筋、钢筋锈蚀等对轻骨料混凝土与钢筋之间黏结性能的影响,制作了18个钢筋轻骨料混凝土试件,分有箍筋、无箍筋两类试件,每类试件又分无锈蚀(锈蚀率为0%)、轻度锈蚀(锈蚀率为1%)、中度锈蚀(锈蚀率为3%)、重度锈蚀(锈蚀率为5%)四种工况,采用电化学法加速钢筋的锈蚀,通过拉拔试验,得到各个试件的荷载-滑移曲线,通过黏结力-滑移曲线、每种工况试件的特征值,分析了箍筋、钢筋锈蚀程度对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响。结果发现:箍筋对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土的黏结性能影响很大,箍筋的存在可以提高试件的黏结强度,延缓试件在极限荷载时劈裂破坏,甚至变成延性破坏。随着锈蚀程度的增加,轻骨料混凝土与钢筋的黏结性能有先增加后减小的趋势。     

箍筋约束高强砼破坏机理探讨

本文根据不同配箍混凝土棱柱体试验结果以及箍筋约束高强混凝土应力－变全曲线形状特征，对箍筋约束高强混凝土破坏混凝土机理进行了探讨，并提出箍筋约束作用对高强混凝土棱柱体破坏形态的影响。