自密实混凝土与预制混凝土构件粘结平面抗剪性能研究

通过对26个试件进行自密实混凝土与预制墙板的界面粘结滑移试验,得到了界面粘结试件的受力过程、破坏形式以及试件的剪应力-滑移【math141z】曲线。主要研究自密实混凝土强度、混凝土类型(NC与SCC)、界面尺寸、粘结面的处理措施(凿毛与界面剂)、膨胀剂掺量和其他主要因素对自密实混凝土与预制墙板界面粘结性能的影响。试验结果表明:界面粘结破坏主要发生在结合面处,且大部分的试件两个结合面的位移不是同步的;混凝土强度、混凝土类型、界面剂以及膨胀剂掺量均对自密实混凝土与预制墙板界面粘结性能有较大的影响;分析粘结滑移曲线将试件的受力过程划分为:初始刚度阶段、弹性变形阶段、塑性变形阶段、塑性破坏阶段。     

界面粗糙度对新旧混凝土粘结滑移的影响

为研究界面粗糙度对新旧混凝土粘结滑移的影响,设计制作了4组不同粗糙度的新旧混凝土粘结试件。采用自行设计的自平衡推出式剪切试验装置,对试件进行了推出式剪切试验加载,并分别量测水平推力及加载端、中间部位和自由端的滑移值。试验结果表明:在试验设置的粗糙度范围内,新旧混凝土界面的破坏荷载及滑移值均随界面粗糙度的增大而显著增大,且界面粘结滑移值沿试件加载端至自由端逐渐减小。基于试验实测结果,提出了新旧混凝土粘结滑移关系的一般函数表达式,由一般函数表达式得到的理论曲线与试验实测结果吻合良好。     

喷水冷却火灾后钢管混凝土界面粘结性能研究

为研究高温喷水冷却后钢管混凝土界面粘结性能,考虑混凝土强度、锚固长度、冷却方式、最高温度等变化参数,完成23 个试件在高温喷水冷却后的推出试验。观察了冷却后试件的表观变化与试验中的破坏形态,获取了荷载-滑移曲线及特征点参数,分析了界面粘结强度的影响因素,提出了界面粘结强度表达式及粘结滑移本构方程。研究表明：随历经温度升高,界面粘结强度先增后减;粘结强度与锚固长度成反比,温度越高越明显;喷水冷却后试件的粘结强度较自然冷却低,且随历经温度的升高降幅更大。     

铝合金板与混凝土的粘结性能

铝合金材料具有强度高、变形性能好、耐腐蚀等优点,是沿海侵蚀环境中钢筋混凝土结构加固工程的理想材料;而铝合金板与混凝土的粘结性能是铝合金板加固钢筋混凝土梁能否协同工作的关键问题。基于此,对铝合金板与混凝土的粘结性能进行试验和理论研究。考虑混凝土强度、铝合金板宽度和厚度、粘贴长度及界面处理等因素对铝合金板和混凝土块体粘结性能的影响,设计了一套试件固定装置,采用万能试验机对105个铝合金板与混凝土棱柱体的粘贴试件进行了面内单剪试验。根据试验结果,结合理论分析,得到了铝合金板和混凝土连接的粘结破坏典型特征、剪应力分布曲线和粘结滑移曲线。研究表明,试件存在两种破坏形式:界面剥离破坏和混凝土层剥离破坏。界面处理对粘结性能有重要的影响,粘贴界面没有进行糙化处理的试件发生了界面剥离破坏,其他试件发生了混凝土层剥离破坏;随着混凝土强度的提高、铝合金板宽度和厚度的变小,粘结性能提高;存在一个有效粘贴长度,当粘贴长度大于有效粘贴长度后,增大粘贴长度并不能提高连接的极限荷载。     

钢管混凝土界面抗剪粘结强度的推出试验

为考察钢管混凝土界面抗剪粘结性能,研究钢管截面形式对钢管混凝土界面抗剪粘结性能的影响,完成了6根方钢管混凝土和5根圆钢管混凝土共11个试件的反复推出试验。根据试验结果,探讨了钢管混凝土界面抗剪粘结力的组成、抗剪粘结破坏特点以及钢管混凝土界面抗剪粘结强度的主要影响因素。试验结果表明,方、圆钢管混凝土界面具有相似抗剪粘结滑移曲线;圆钢管混凝土界面抗剪粘结强度较方钢管混凝土的大,混凝土强度对圆钢管混凝土界面抗剪粘结强度的影响较小。     

型钢高强混凝土界面粘结性能研究

基于型钢高强混凝土推出试验,探究混凝土强度、保护层厚度、横向配箍率及试件锚固长度对型钢高强混凝土粘结强度、应力分布、粘结滑移本构关系的影响。结果表明:不同试件荷载-滑移曲线变化规律基本相同,试件粘结应变沿长度方向呈指数规律分布。不同因素对型钢高强混凝土粘结强度影响较为显著,随着混凝土强度等级的提高、保护层厚度的增加、横向配箍率的增大,型钢高强混凝与粘结强度逐渐提高,平均粘结应力逐渐增大;试件锚固长度对型钢高强混凝土平均粘结应力影响较小。基于回归分析得出型钢高强混凝土粘结-滑移本构关系式。     

PBL加劲肋方钢管混凝土界面力学性能试验

钢管混凝土优良性能的发挥得益于两种材料接触面的紧密结合。为加强外包钢管与核心混凝土的结合效果,本文进行了在钢管内侧不设加劲肋、设置加劲肋以及PBL型加劲肋三种截面形式,3型共20个试件的方钢管混凝土轴压短柱推出试验。分析了不同截面形式试件的荷载传递及界面粘结强度的变化规律;通过3D扫描技术揭示了荷载-滑移曲线走势变化原因。结果表明:设置加劲肋显著提高了试件局部抗屈曲性能及粘结强度,其粘结-滑移剪切模量提升了近一倍,而肋板形式对其影响不显著;PBL加劲肋在普通肋板基础上形成混凝土榫,具有最佳的界面粘结效果;将试验结果同以往试验数据结合,回归分析了套箍系数、宽厚比、长细比同界面平均粘结强度的变化规律。     

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。     

T型钢与混凝土粘结滑移破坏机理研究

根据8个T型钢混凝土试件的推出试验,研究了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度和横向配箍率三个主要因素对型钢混凝土粘结滑移性能的影响,分析了荷载与加载端滑移曲线及型钢应力、粘结强度沿锚固长度的分布规律,探讨了T型钢混凝土粘结破坏机理、受力特点.试验结果表明,混凝土强度等级、保护层厚度以及配箍率对型钢混凝土粘结强度影响显著;在推出试验中,试件加载端混凝土受到拱效应作用,处于复杂的三向受压状态,提高了型钢与混凝土的粘结强度.     

锈胀影响下钢绞线与混凝土粘结性能研究

为研究锈蚀对钢绞线与混凝土粘结性能的影响,设计制作了12根钢绞线混凝土粘结试件。通过对试件进行室内加速锈蚀及拉拔试验,得到各试件混凝土表面锈胀裂缝分布、混凝土表面应变分布及粘结应力-滑移曲线。分析了锈胀裂缝宽度对粘结应力分布、粘结强度及粘结应力-滑移关系的影响。通过拉拔试件的粘结应力与先张法试件传递长度范围内的粘结应力的关系,建立了以平均锈胀裂缝宽度为变量的钢绞线传递长度计算公式。结果表明:钢绞线粘结应力沿整个试件呈不均匀分布,粘结应力峰值随锈胀裂缝宽度的增大呈下降趋势;试件自由端产生初始滑移及最大粘结应力下的粘结强度分别随锈胀裂缝宽度的增大而下降;锈胀裂缝对粘结应力-滑移曲线的初始线性段影响显著,不同锈胀裂缝宽度试件的粘结应力-滑移曲线差异明显;传递长度计算公式可为钢绞线试件锈胀开裂下的传递长度计算提供参考。     

型钢混凝土粘结滑移性能试验研究

通过淹钢混凝土标准推出试验(push-outtest),对型钢混凝土粘结滑移受力机理、粘结强度和粘结滑移本构关系等关键问题进行研究。采用正交试验法设计16个标准推出试件,主要研究混凝土强度等级、型钢埋置长度、横向配箍率和型钢的混凝土保护层厚度等四个主要因素对粘结滑移性能的影响,考察型钢翼缘外侧、翼缘内侧及腹板与混凝土粘结性能。并设计4个对比推出试件,单独考察型钢翼缘外侧对粘结作用的贡献。试验研究结果表明,在荷载上升阶段和荷载下降阶段内部型钢应变分别呈指数分布和线形分布;在型钢翼缘外侧、翼缘内侧和腹板等不同部位,界面内部滑移具有相近分布规律;在荷载下降阶段,型钢翼缘外侧相对翼缘内侧及腹板对总体粘结作用贡献更大。根据所有试件的加载端和自由端的荷载-滑移曲线试验结果,统计回归出型钢混凝土特征粘结强度和特征滑移值计算公式,并提出型钢混凝土平均粘结应力-加载端滑移本构关系的数学模型(-τSL模型)。     

铝合金板混凝土界面的粘结滑移性能及其本构关系

铝合金板具有轻质高强、耐腐蚀性和延展性好等优点,是复杂恶劣环境中加固混凝土结构的理想材料。基于双剪试验进行铝合金混凝土界面粘结滑移性能研究,完成了45个构件的双面纯剪试验,得到了其破坏形态、荷载应变关系曲线、粘结界面剪应力分布曲线、荷载滑移关系曲线以及界面极限承载力,分析了不同的混凝土强度等级、铝合金板表面粗糙度、铝合金板粘结长度和粘结宽度条件下界面粘结滑移性能的演化规律。研究表明:加载过程中,界面应力从加载端向自由端逐步传递,且随着混凝土强度等级、铝合金板的粘结长度和宽度的增加,试件的剥离承载力也有所提高。但铝合金的粘结长度存在一个有效粘结长度值,超过该值试件的剥离承载力将不再增加,同时,铝合金表面粗糙度对试件剥离承载力的提高没有实质影响。通过测量铝合金板的应变得到了不同参数条件下铝合金板混凝土粘结滑移本构曲线,结果表明:铝合金板混凝土粘结滑移本构曲线存在明显的界面软化特征和非线性行为。     

花纹方钢管-混凝土粘结滑移性能试验研究

为研究花纹钢管与混凝土间的粘结滑移性能,进行了9个花纹方钢管混凝土试件的推出试验。通过测量荷载、加载端和自由端的钢管与混凝土间相对滑移,得出了试件受荷载过程的P-S曲线。通过对试验曲线的研究分析,结果表明花纹钢管对粘结强度有显著提高作用,为花纹钢管混凝土粘结强度的研究和应用提供依据。     

高温后不同冷却方式下的混凝土钢筋粘结性能

为研究高温后不同冷却方式下混凝土钢筋的粘结滑移性能,对39个高温后混凝土试件进行中心拉拔试验,并完成自然冷却方式下试件的劈裂抗拉强度试验,分析温度和冷却方式对试件峰值粘结应力和峰值滑移的影响,建立了不同冷却方式下峰值粘结应力、峰值滑移与温度的关系式,提出考虑初始温度损伤的粘结滑移全曲线方程,并基于粘结强度理论模型计算了自然冷却方式下的粘结强度理论值。结果表明:随着温度的升高,峰值粘结应力线性下降,500℃时粘结强度损失达80.5%,峰值滑移随温度升高呈先减小后增大的趋势,不同冷却方式对峰值粘结应力和峰值滑移的影响不明显;考虑损伤的理论粘结滑移全曲线与试验曲线拟合度较好;采用理论模型计算的粘结强度与试验值较吻合。     

GFRP型材与混凝土湿粘结界面力学性能研究

文章进行了湿粘结界面条件下GFRP型材与混凝土粘结界面力学性能的推出式试验研究,试验变量为混凝土浇筑时间、界面形式以及GFRP型材的形式;对比分析了带T形肋和不带T形肋GFRP型材与混凝土界面的抗剪能力,探究了环氧树脂胶体养护时间与界面形式对界面抗剪性能的影响,获得了相应的荷载-滑移曲线、应变分布、剥离和极限荷载及破坏形态。结果表明:不带T形肋和带T形肋的试件的破坏形态明显不同;胶体养护时间为30 min试件的极限荷载和界面剪切刚度均强于胶体养护时间为0 min试件;在粘结界面中加入粗砂,增大有效粘结面积,适当增加胶体养护时间,可以显著提高界面剥离承载力。     

混合侵蚀与冻融环境下钢筋与混凝土粘结强度退化的试验研究

钢筋与混凝土间的粘结力是二者共同工作的基本前提;粘结强度和粘结滑移关系是分析混凝土构件承载力和预测结构寿命的基础。本文通过室内模拟试验,研究了混合侵蚀与冻融环境下,钢筋与混凝土的粘结强度退化规律。探讨了环境作用、钢筋直径、混凝土质量对钢筋混凝土粘结性能的影响,得到了粘结滑移曲线。在试验研究的基础上,给出了混合侵蚀与冻融环境下粘结强度的计算模型。分析结构表明,钢筋直径越大,混凝土强度越低、水灰比越大,钢筋的极限粘结强度越低;应重视混凝土质量对粘结强度的影响。     

钢纤维水泥砂浆与老混凝土双面剪切粘结性能研究

通过外包钢纤维水泥砂浆加固混凝土试件的双面剪切试验,探讨老混凝土表面不同界面处理、钢纤维水泥砂浆强度对钢纤维水泥砂浆与老混凝土界面粘结强度的影响。结果表明:老混凝土表面粗糙度、钢纤维水泥砂浆强度对新老材料界面粘结强度有显著影响,二者的交互效应影响不显著。修补材料中钢纤维的掺入,对新老材料粘结强度的提高有一定影响。     

加速锈蚀与持续荷载对钢筋混凝土粘结性能的影响

为了研究锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能,选择了 15块粘结区段带裂缝的钢筋混凝土梁式试件,进行了电加速锈蚀与持续荷载两种工况共同作用下的试验研究.通过弯曲粘结试验观察了梁式试件的破坏形态,得到了锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度值与粘结-滑移曲线.试验结果表明,电加速锈蚀与持续荷载的工况条件显著降低了钢筋混凝土间的粘结强度,且锈蚀率越高、持续荷载越大,粘结强度就越小.在弯曲粘结试验中,梁式试件加载端滑移普遍大于自由端滑移,且滑移量随着梁式试件的持载等级与纵筋锈蚀率的提高而增大.     

不同试验方法对630MPa级高强钢筋粘结-锚固影响研究

为研究高强钢筋与混凝土粘结性能采用拉拔试验和梁式试验，制作了15根630MPa级高强钢筋中心拉拔试件和15根梁式试件，考虑锚固长度、钢筋直径两个影响因素，从破环形态、粘结强度、粘结滑移性能等方面进行了对比分析。结果表明：在相同条件下，拉拔试件破坏形态与梁式试件类似；粘结滑移曲线变化规律相近；高强钢筋与混凝土的平均粘结强度随锚固长度和钢筋直径的增大而减小；拉拔试验测得的粘结锚固强度要高于梁式试验测得的粘结锚固强度；梁式试验比拉拔试验在极限荷载时的滑移量小，梁式试件受力更符合实际受力情况，但梁式试件制作难度比较大；比较梁式试验和中心拉拔试验所得粘结强度，给出两种试件粘结强度的关系。     

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。