复合超细粉混凝土护筋性能实验

结合某近海地区桥梁工程实例,采用人工加速锈蚀实验方法,对复合超细粉混凝土护筋性能进行研究。结果表明复合超细粉混凝土含筋试件锈蚀电流、最大裂缝宽度均低于普通混凝土试件,具有密实性高、护筋性能强特点,是解决近海地区钢筋盐腐蚀经济有效的措施之一。     

FRP筋的耐久性能研究现状

钢筋锈蚀是混凝土结构面临的主要问题,纤维增强聚合物(FRP)筋代替钢筋增强混凝土构件解决锈蚀问题已成为研究的热点.但FRP筋的耐久性能与材料的组成、性质和筋与混凝土间的相互作用等均有关系,其耐久性腐蚀机理较复杂.综述了FRP筋在温度、水分、酸碱环境以及紫外线作用下的耐久性能研究进展和相关研究成果,为以后FRP筋性能的研究提供参考.     

锈蚀RC框架柱性能劣化的模拟与评估

为研究钢筋的不均匀锈蚀对RC框架柱性能的影响。推导了钢筋锈蚀过程中混凝土裂缝扩展规律以及锈蚀产物沿钢筋环向的分布规律,建立了基于表观裂缝宽度的纵筋锈蚀程度评估模型。通过引入锈蚀影响系数提出了考虑不均匀锈蚀分布的锈蚀纵筋等效强度模型。基于已有试验结果分析了纵筋锈蚀和箍筋锈蚀的关系,建立了箍筋和纵筋锈蚀程度的关联模型。基于Mander的约束混凝土模型建立了锈蚀箍筋约束的混凝土模型。模型计算结果表明:钢筋锈蚀导致混凝土、钢筋强度显著降低,钢筋的不均匀锈蚀会对钢筋力学性能产生影响。基于OPENSEES平台和所提出的材料模型,建立了锈蚀RC框架柱的数值模型。根据已有试验资料,先后对本文所提出的纵筋锈蚀程度评估模型,箍筋和纵筋锈蚀程度关系模型,锈蚀箍筋约束混凝土模型,以及锈蚀RC柱的数值模型进行了验证。结果表明,本文模型具有较好的精度,锈蚀程度评估模型能够体现主要因素的影响,研究结果可用于既有混凝土结构的性能评估。     

锈蚀钢筋与混凝土间粘结力和滑移量静力分析

建立了锈蚀钢筋与混凝土间粘结力和滑移量静力分析模型,利用复势函数方法和线性本构滑移模型,获得了反平面剪切载荷作用下锈蚀钢筋混凝土界面上,不同点的粘结力和滑移量封闭形式解析解。研究了钢筋锈蚀率、钢筋直径、混凝土保护层厚度、反平面剪切载荷、箍筋间距和箍筋直径对锈蚀钢筋与混凝土间粘结力和滑移量的影响,为进一步研究锈蚀后钢筋混凝土结构的力学性能提供理论依据。     

灰砂硅酸盐混凝土的断裂行为研究

本文采用扫描电镜、显微硬度计和压汞仪等对灰砂硅酸盐混凝土的内部结构及界面性能进行了研究,提出其结构层次可划分为:硅酸盐石、硅酸盐细砂浆、硅酸盐混凝土三级.用缓慢弯曲同时以声发射技术检测的试验方法,测试了灰砂硅酸盐混凝土的断裂参数并探讨了它的断裂机制.提出了脆性率B_r和临界弹性应变能释放率(弹性断裂能)两参数,再加上G_1c综合评价灰砂硅酸盐混凝土的断裂行为,并研究了含砂率、砂粒径、水/固对其断裂行为的影响.     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型

混凝土压弯构件是混凝土结构中重要的受力构件，研究锈蚀钢筋对混凝土构件恢复力性能的影响，是研究服役混凝土结构抗震性能的重要内容．以退化三线形(D—TRI)模型为基础，通过对锈蚀混凝土压弯构件在低周反复加载下试验数据的统计分析，提出了确定锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力模型中关键点的方法，分析了锈蚀构件的主筋锈蚀率与屈服剪力和屈服位移、极限剪力和极限位移、破坏剪力和破坏位移同完好构件各相应值之间的对应关系，初步建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型的计算公式，给出了模型参数与钢筋锈蚀量的计算关系，为服役混凝土结构的地震反应分析与抗震可靠性评估奠定基础．     

转炉钢渣对矿渣-硅酸盐水泥混合胶砂的收缩补偿效应

大掺量矿渣混凝土比硅酸盐水泥混凝土表现出更大的收缩,影响混凝土的耐久性.研究了转炉钢渣粉对矿渣粉-硅酸盐水泥混合胶砂硬化体收缩特性的影响.研究表明:转炉钢渣粉部分替代矿渣粉,可显著降低矿渣粉-水泥混合胶砂的收缩.钢矿复合掺合料中钢渣的掺量越高,掺合料对硅酸盐水泥的替代比例越高,收缩补偿效果愈好.当掺合料对水泥的替代比例为70%、掺合料中钢渣粉(比表面积576 m2/kg)掺量分别为20%和40%时,所制备胶砂的4 d和80 d干缩值比矿渣粉(比表面积565 m2.kg-1)-硅酸盐水泥混合胶砂分别降低18.9%,12.8%和36.5%,33.4%.     

活性粉末混凝土的强度影响因素试验研究

基于已有理论研究,采用42.5普通硅酸盐水泥、矿渣、硅灰、高效减水剂、消泡剂以及标准砂等原料,进行活性粉末混凝土的配制试验.为了得到比较合理的配合比,制作了多组试件供试验,并研究了不同水胶比、砂胶比、外加剂掺量、钢纤维掺量对于活性粉末混凝土抗压强度和抗折强度的影响.在保证活性粉末混凝土性能的前提下,探究采用常见材料的活性粉末混凝土配合比.     

锈蚀钢筋与高强再生混凝土的黏结性能试验

为研究锈蚀钢筋与高强再生混凝土之间的黏结滑移性能,采用通电加速锈蚀法获得36个中心拉拔钢筋被锈蚀的试件并进行中心拉拔试验.试件设计参数有5个:再生粗骨料取代率、钢筋外形、钢筋直径、锚固长度和钢筋锈蚀率.依据试验结果,对试件的黏结破坏形态和每个设计参数对锈蚀钢筋与高强再生混凝土间黏结性能的影响进行分析.结果表明:锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结破坏形式有3种,即钢筋拔断、钢筋拔出和混凝土劈裂;高强再生混凝土与锈蚀后螺纹钢筋间的黏结强度要明显高于锈蚀后光圆钢筋;锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结强度,随着再生粗骨料取代率的增加整体呈减小趋势,随着钢筋直径的增大而减小,随着锚固长度的增大而减小,随着钢筋锈蚀率的增大而减小,但当钢筋锈蚀率达到某一界限后这种减小便不明显.     

普通强度等级增钙灰混凝土耐久性研究

研究了用增钙灰作普通强度等级混凝土掺合料，所配制的增钙灰混凝土的力学性能，以及抗冻性、抗渗性、收缩、水化热、钢筋锈蚀、凝结时间等性能，为增钙灰在混凝土工程中的应用提供了数据。     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件性能退化试验研究

采用人工气候环境加速锈蚀方法,研究了不同偏心距的锈蚀钢筋混凝土压弯构件破坏形态、延性、承载力及其结构性能退化机理,并针对不同锈蚀程度的大、小偏压构件的荷载-挠度关系、荷载-纵向压缩变形及偏压构件的承载能力进行了相应分析.结果表明:钢筋锈蚀会引起钢筋力学性能下降、混凝土保护层锈胀开裂、黏结锚固性能退化及箍筋的锈蚀程度比纵筋严重等,从而导致压弯构件的破坏形态发生变化;受拉钢筋达到屈服后,受压区混凝土很快达到极限压应变,锈蚀构件的延性性能明显降低,脆性性能则明显增加.在试验结果分析基础上,建立了与纵向锈胀裂缝宽度相关的锈蚀压弯构件侧向挠度、开裂荷载及极限荷载的预计模型,为老化混凝土结构检测加固设计时提供应用参考.     

疲劳荷载作用下的混凝土耐久性分析

在疲劳荷载作用下力学损伤的不断累积会引起混凝土结构的疲劳破坏.在腐蚀环境中,腐蚀介质会造成钢筋锈蚀.钢筋锈蚀对混凝土结构疲劳性能的影响比其对静态性能的影响更加严重,这是因为锈蚀削弱了钢筋的有效截面,而且钢筋锈坑的不均匀性导致了钢筋应力集中,相应地疲劳荷载作用会加速腐蚀介质的渗透过程,从而加剧混凝土构件的损伤,降低混凝土耐久能力.     

不均匀锈蚀钢筋应力-应变关系的试验研究

为研究不均匀锈蚀钢筋受力性能并建立其应力-应变关系的数学模型,采用外加电流加速锈蚀试验方法使钢筋产生不均匀锈蚀,通过拉伸试验得到了锈蚀钢筋的荷载-位移曲线.研究结果表明:通过控制外加电流密度大小、混凝土密实度及试件浸泡方式,可以得到沿钢筋截面及长度方向不均匀锈蚀的钢筋,钢筋锈蚀较严重的部位随机分布;对于不同种类的钢筋,随锈蚀率的增大,名义屈服强度、名义极限强度和极限延伸率呈降低的趋势.最后,在试验结果分析的基础上,建立了锈蚀光圆钢筋和带肋钢筋的应力-应变本构关系模型,并给出了特征参数的取值,以供实际工程参考.     

基于钢筋锈蚀的RC桥墩抗震性能

为研究氯离子侵蚀效应引起的钢筋锈蚀对在役桥墩抗震性能的影响,以圆柱形桥墩为例,通过概率方法确定钢筋初始锈蚀时间、锈蚀速率,进而建立钢筋直径及屈服强度的退化模型;采用ABAQUS软件建立非线性动力分析模型,针对单方面考虑纵筋锈蚀或箍筋锈蚀以及同时考虑两者锈蚀3种情况,分析材料劣化引起桥墩抗震性能的变化。结果表明:同时考虑箍筋、纵筋锈蚀比只考虑纵筋锈蚀时桥墩的抗震性能退化明显;纵筋锈蚀严重影响钢筋混凝土桥墩的抗弯性能;箍筋锈蚀严重影响RC(reinforced concrete)桥墩的延性性能。     

纵筋锈蚀的无腹筋简支梁抗剪性能试验研究

通过6根锈蚀程度不同的钢筋混凝土简支梁和2根无锈蚀对比梁抗剪性能试验,研究了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面破坏过程和特征,结果表明:纵筋锈蚀造成混凝土和钢筋之间粘结能力下降,纵筋和混凝土之间容易出现滑移,裂缝开展较快;纵筋锈蚀降低了受弯构件抗弯刚度和受剪承载力。     

中低等级大掺量粉煤灰混凝土性能研究

对大掺量粉煤灰混凝土的配合比、力学性能与耐久性能进行研究,结果表明：在低水泥用量和低水胶比条件下,力学性能完全可以满足中低强度等级混凝土的技术要求。更为重要的是氯离子扩散、钢筋锈蚀等试验显示混凝土结构密实、碳化速度得到有效控制,钢筋无锈蚀现象,混凝土具有良好的耐久性,在村镇建设中推广应用具有明显的经济效益和重要的社会意义。     

胶凝材料组成对混凝土TSA硫酸盐侵蚀的影响

研究不同水泥品种、矿物掺合料对混凝土抗TSA侵蚀性能的影响规律,采用掺30%石灰石粉填料的胶砂件,测试各砂浆在5±1℃的2%MgSO4溶液中浸泡1年后的外观破损与强度损失情况,通过X-射线衍射仪分析各砂浆的矿物成分.结果表明:不同品种水泥的抗TSA侵蚀能力由高到低依次为:硫铝酸盐水泥 硅酸盐水泥复合>硫铝酸盐水泥>抗硫酸盐水泥>普硅水泥.掺硅灰和矿渣细粉均能明显改善混凝土抗TSA侵蚀性能,且矿渣粉掺量越大效果越明显.由于粉煤灰活性低,掺量较少时可在一定程度上减缓TSA侵蚀过程,但掺量过多时反而产生不利影响.     

GFRP筋轻骨料混凝土梁的试验研究

目的为彻底解决钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀问题.方法采用4点弯曲的加载方法分别对相同配筋的GFRP筋轻骨料混凝土梁和钢筋轻骨料混凝土梁进行了静力学试验研究.结果得到了钢筋轻骨料混凝土梁和GFRP筋轻骨料混凝土梁的荷载-挠度曲线以及梁承受荷载过程中受压区混凝土最外层纤维和受拉主筋的应变变化.结论钢筋轻骨料混凝土梁正截面强度的计算公式已不适用于GFRP筋轻骨料混凝土梁的正界面强度计算.在相同的荷载作用下,GFRP筋轻骨料混凝土梁的变形比钢筋轻骨料混凝土梁的变形大,同时GFRP筋轻骨料混凝土梁不具有普通钢筋混凝土梁所具有的塑性铰的性质.     

焦作地区工业废渣分析与应用研究

对焦作地区主要工业废渣进行了成分分析,并与硅酸盐水泥作了比较;同时,对工业废渣在水泥生产和混凝土工程中的应用作了研究,当使用激发剂时,水泥中的矿渣掺量可达70%;粉煤灰掺量为20%时,基本上不降低水泥的强度;粉煤灰代砂配制混凝土,当代砂量为30%时,90d强度可提高30%.     

锈蚀钢筋混凝土梁抗剪能力退化机理和预计模型

针对钢筋混凝土构件中箍筋和纵筋的锈蚀现象,通过试验研究了钢筋混凝土梁抗剪性能退化规律,分析了其抗剪性能退化机理,建立了基于纵筋和箍筋锈蚀率变化的抗剪承载能力预计模型.研究结果表明：当纵筋配筋率和配箍率适中且钢筋锈蚀不是非常严重时,梁一般会发生剪压破坏.