沙漠砂混凝土与钢筋黏结性能试验研究

在我国西部沙漠砂资源丰富的背景下,探究沙漠砂对钢筋与混凝土黏结性能的影响,制作中心拉拔试验,通过对不同沙漠砂取代率和不同粉煤灰掺量下的钢筋与混凝土的黏结强度进行试验研究。根据黏结滑移曲线,分析沙漠砂取代率和粉煤灰掺量对钢筋和混凝土黏结强度、极限位移、破坏模式的影响。研究结果表明：直径16 mm钢筋混凝土试件在锚固长度较短导致脆性劈裂破坏的情况下,钢筋与混凝土的黏结强度随沙漠砂取代率的增加呈先上升后下降的趋势;粉煤灰掺量为20%时,对两者的黏结强度提升最大。     

锈蚀钢筋与钢纤维混凝土的黏结性能试验研究

钢纤维混凝土具有良好的开裂后拉伸性能和韧性,已被广泛用于工程结构的修复加固中。对于所修复的锈蚀构件,钢纤维混凝土与锈蚀钢筋的黏结性能是影响其力学性能的关键因素。首先通过电化学方法对钢筋进行预锈蚀,进而采用清理干净的预锈蚀钢筋制作拉拔试件,然后通过中心拉拔试验研究锈蚀钢筋与钢纤维混凝土的黏结性能。试验结果表明：钢纤维的掺入能够使试件从劈裂破坏转变为拔出破坏,同时黏结强度比提高4.4%~7.5%;随着黏结长度的减小,加载端与自由端的相对滑移也逐渐减小,而峰值黏结应力对应的平均滑移却逐渐增大;锈蚀率对黏结强度的影响与黏结长度相关,与未锈蚀试件相比,当锈蚀率达到约15%时,黏结长度为3d（d为钢筋直径）试件的黏结强度减小21%,而黏结长度为7d试件的黏结强度基本不变。基于试验结果,建立了以锈蚀率和黏结长度为参数的黏结强度经验公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

锈蚀对钢筋与钢纤维混凝土黏结性能的影响

通过中心拉拔试验,探究了钢筋与钢纤维混凝土(SFRC)间的黏结滑移机理,并以钢筋锈蚀率为参数,研究了氯离子侵蚀作用对钢筋与SFRC黏结性能的影响.结果表明:在达到黏结强度(峰值黏结应力)之前,钢筋自由端滑移较加载端小;在达到黏结强度之后,钢筋自由端与加载端滑移同步变化,黏结应力由钢筋肋间混凝土与周围混凝土之间的咬合力提供.尽管桥接锈胀裂缝的钢纤维遭受了一定程度的锈蚀损伤,但所有锈蚀试件仍然表现为延性的劈裂-拔出破坏;随着钢筋锈蚀率的增大,黏结强度先略微增大而后逐渐减小,当钢筋锈蚀率在8.01%之内时,其黏结强度不低于未锈蚀试件,当钢筋锈蚀率约15.11%时,其黏结强度损失约为35%.考虑钢筋锈蚀率的影响,基于Harajli模型得到锈蚀钢筋与SFRC黏结强度的经验公式.     

大直径预应力钢绞线黏结性能试验研究

在大吨位预应力情况下,大直径预应力钢绞线较普通直径预应力钢绞线(1×7结构、公称直径15.2 mm)有着明显的优势.目前国内已有多种型号的大直径预应力钢绞线应用于工程,但对其在混凝土(先张法情况)或水泥浆中(后张法情况)的黏结性能还不明确,而黏结性能对预应力构件的裂缝和刚度控制至关重要.为此,以1×19结构、公称直径2...     

粉煤灰混凝土早期黏结性能试验研究

选取粉煤灰混凝土龄期为7d、14d、28d、60d、90d、180d和360d,对钢筋与施工期粉煤灰混凝土的黏结性能进行了拉拔试验,分析了黏结性能随龄期的变化规律。结合已有的试验结果进行统计分析,提出了粉煤灰混凝土早期黏结强度的计算式,建立了粉煤灰混凝土早期的黏结 滑移本构关系。研究结果表明：随着混凝土龄期的增长,自由端开始滑移时的荷载也随之增大,加载端、自由端滑移均减小,加载端钢筋应变增大,钢筋应变沿黏结长度的分布曲线变陡,黏结应力峰值增大;与已有研究结果相比,黏结强度计算式误差为10%~25%,黏结 滑移本构关系计算式在滑移1.0 mm以内接近,而滑移超过1.0 mm则误差较大。     

锈蚀钢筋与再生混凝土的黏结性能试验研究

通过对不同锈蚀程度的钢筋与再生混凝土试件的拔出试验,得到锈蚀程度对钢筋与再生混凝土黏结性能的影响,同时对比了同等条件下钢筋与普通混凝土黏结性能的变化规律。通过试验得到以下结果:再生混凝土及普通混凝土试件的黏结性能在锈蚀作用的影响下均表现出不同程度的下降;钢筋锈蚀程度对再生混凝土黏结性能的影响作用小于普通混凝土;锈蚀后,再生混凝土试件的残余荷载高于普通混凝土试件。     

CFRP筋与海水海砂混凝土黏结性能试验

为研究纤维增强塑料(FRP)筋与海水海砂混凝土(SWSSC)的黏结性能,选择4种碳纤维增强塑料(CFRP)筋材和2个强度等级的SWSSC,制作了72个试件进行拉拔试验,研究了黏结长度、筋材直径、混凝土强度和筋材表面处理等参数对黏结性能的影响; 开展了SWSSC试件与普通混凝土(NC)试件的对比试验,获取了试件的破坏形态和黏结应力-滑移曲线。基于ACI 440.1R-06公式提出了新的黏结强度计算公式。结果表明:CFRP筋与SWSSC的黏结破坏模式可以分为拔出破坏和劈裂破坏; 黏结强度随黏结长度的增加而逐步减小,且与(l_d/d_b)^-0.41呈近似关系(l_d为黏结长度,d_b为CFRP筋直径); 黏结强度随混凝土强度的提高而增大,但与CFRP筋材直径的相关性不明显; 表面喷砂能够显著提高CFRP筋与SWSSC的黏结性能,黏结强度增长系数可取为1.76; 相比于NC,CFRP筋与SWSSC的黏结强度有小幅度降低; 采用ACI 440.1R-06和CSA S806-02公式得到的预测结果与试验结果之间误差较大,均不适合直接用于估算CFRP筋与SWSSC的抗拔强度; 基于ACI 440.1R-06提出的新黏结强度计算公式计算结果与试验结果吻合程度较高,但其适用性需要进一步验证。     

钢筋与混凝土黏结性能的数值模拟

对钢筋与混凝土间的黏结性能进行数值模拟,为系统研究钢筋与混凝土间的黏结性能提供可靠的数据支持,是黏结性能试验的有益补充.在介绍混凝土结构有限元理论的基础上,引入混凝土多参数强度准则和非线性本构关系,参照拉拔试验和梁式试验构件特征,采用有限元分析软件ANSYS对黏结性能进行了非线性分析,取得了混凝土应力分布、平均黏结应力-滑移关系曲线等结果,并与现有的黏结性能试验结果相对比,结果吻合较好.     

竹筋陶粒混凝土的黏结性能

通过拉拔试验研究了竹筋陶粒混凝土的黏结性能,探讨了陶粒混凝土强度等级、竹筋类型、竹筋黏结长度、竹筋边长和竹筋刻痕间距对竹筋陶粒混凝土黏结强度的影响.结果表明:无刻痕竹筋陶粒混凝土的黏结破坏形式主要为拔出破坏,而带刻痕重组材竹筋陶粒混凝土的黏结破坏形式则是肋间混凝土被剪坏;同等条件下,重组材竹筋陶粒混凝土极限黏结强度高于层积材竹筋陶粒混凝土,但低于塑料筋陶粒混凝土;当竹筋刻痕间距为15 mm时,带刻痕重组材竹筋陶粒混凝土的极限黏结强度最高.另外,根据试验结果拟合出了重组材竹筋与陶粒混凝土的锚固长度计算公式,该公式可指导工程应用.     

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。     

单调加载条件下钢骨与混凝土局部粘结滑移性能试验

分析了传统拔出试验的不足之处,提出了一种新型的钢骨与混凝土粘结滑移测试试验方法,实践证明这种试验方法避免了混凝土的受压破坏,实现了钢骨与混凝土粘结面的粘结破坏,从而更加准确地测量了钢骨混凝土粘结-滑移关系.通过试验,分析了混凝土强度、配箍率、粘结强度对粘结-滑移性能的影响.     

钢筋预埋深度对握裹力的影响研究

混凝土对钢筋握裹力的大小,与混凝土施工的强度等级、钢筋直径的大小、钢筋埋入深度等相关。该文使用预埋钢筋来测试不同的预埋深度对钢筋握裹力的影响,采用拉拔试验方法进行试验。实验表明:相同直径的钢筋,握裹力随着预埋深度的增加而增大;并且钢筋混凝土的植筋破坏主要表现在钢筋拉断(达到钢筋屈服强度)、胶-混破坏、混凝土劈裂三种破坏形式;相同的预埋深度,钢筋直径越大,握裹力也越大。     

腐蚀钢绞线预应力混凝土梁的弯曲疲劳性能退化特征

采用与实际氯盐环境腐蚀效果更为接近的内掺盐加速腐蚀方式,制作4根不同掺盐率的钢绞线预应力混凝土梁试件并放置90 d以产生不同程度的腐蚀,然后对腐蚀梁试件进行疲劳加载直至出现断丝破坏,其中在每1×10⁵ 次疲劳作用后进行1次静力加载试验,以考察疲劳破坏、疲劳寿命退化以及弯曲刚度退化等特征。结果表明:钢绞线表现出典型的坑蚀特征;坑蚀钢丝在疲劳作用下会出现多个疲劳裂纹,其中1个裂纹最终发展至瞬断而成为梁疲劳破坏的标志;钢丝疲劳断口呈现出典型的宏观脆性断口特征,断口表面清晰可见蚀坑区、疲劳断裂区及瞬断区;梁的疲劳寿命随掺盐率增加呈指数函数关系退化;疲劳作用导致腐蚀梁的荷载 挠度曲线由前、后2个刚度不同但都近似呈直线的区段组成;氯盐作用和疲劳作用愈强,二者叠加引起梁的刚度退化也愈显著。     

异形钢纤维与混凝土粘结性能试验研究

自行设计了异形钢纤维与混凝土粘结强度试验方法.以混凝土基体强度、钢纤维形状和钢纤维埋角为参数,制作了24组试件,进行了钢纤维与混凝土基体的粘结试验.试验结果表明:混凝土基体强度、钢纤维形状以及钢纤维埋角是影响钢纤维与混凝土界面粘结强度以及异形钢纤维在拔出过程中所耗能量的主要因素;界面粘结强度随混凝土基体强度的提高而增大;B型(书钉型)钢纤维的粘结性能和拔出时所耗能量均优于J型(剪切平直型)钢纤维;界面粘结强度以及钢纤维拔出时的总耗能随钢纤维埋角的增大而降低.     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明:钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

低标号混凝土植筋连接界面抗剪性能试验研究

北京前三门地区有一批建于20世纪70年代的鱼骨式剪力墙混凝土建筑.该批建筑修建时间较早,受经济与技术条件限制,剪力墙混凝土强度低,配筋率不满足现行建筑抗震规范要求,需要对原有结构通过增设混凝土墙体进行加固.原结构混凝土强度低于现行规范规定的可采用植筋技术的最低混凝土强度,不能直接按照现行规范进行设计.为了确定新旧混凝土墙体植筋连接界面的抗剪性能,本文设计了8个抗剪连接试件,对其进行推出试验研究.结果表明,对低标号混凝土使用植筋加固方法可行,植入的钢筋可承受较大剪力,能有效提高新旧墙体连接性能.     

钢纤维高性能混凝土劈裂强度与变形特性分析

对钢纤维掺量（体积分数）为0%,1%,2%,4%的混凝土劈裂强度与变形特性进行了分析.结果表明：4种钢纤维掺量混凝土屈服时拉伸变形量约为012mm,峰值时压缩（拉伸）变形量随着钢纤维掺量增加而增大;钢纤维掺量增加,混凝土的阻裂性能增强,其屈服、峰值抗拉强度明显提高,屈服、峰值前韧度增强,而且对混凝土峰值抗拉强度的贡献明显大于屈服抗拉强度;当钢纤维掺量大于2%时,混凝土不易形成贯通裂纹,基体开裂后,钢纤维继续承受拉应力,其韧性随着钢纤维掺量增加而增大.     

波纹型钢纤维-混杂纤维混凝土界面黏结性能

考虑钢-聚丙烯混杂纤维体积分数、波纹型钢纤维埋置深度和混凝土基体强度等因素,设计制作了21组混杂纤维混凝土拉拔试件,通过拉拔试验研究了波纹型钢纤维与混杂纤维混凝土基体的界面黏结性能.基于实测的钢纤维拉拔力-滑移曲线,分析了上述因素对波纹型钢纤维最大黏结力和拉拔功的影响规律,阐明了界面黏结机理.结果表明:当波纹型钢纤维体积分数为1.50%、聚丙烯纤维体积分数为0.05%时,界面黏结性能最佳;界面黏结力随着基体强度的提高而提高;增大钢纤维的埋置深度,界面黏结强度提高,但当埋置深度大于8mm时,界面黏结强度随着埋置深度的增加而减小.     

预应力钢斜撑-外包钢加固混凝土框架结构

结合某钢厂烧结厂房的加固,介绍预加应力钢斜撑在混凝土框架结构加固中的应用。通过高强螺栓对该斜撑施加预加应力,可在厂房设备正常运转时对待加固的混凝土框架梁进行部分卸载,并减小其计算跨度,达到较好的加固效果。通过预加应力钢斜撑的顶升卸载可缩小总体加固范围,取得良好的经济效益。     

钢纤维混凝土与老混凝土劈拉粘结强度的研究

通过105个100 mm×100 mm×100 mm钢纤维混凝土(新混凝土)与老混凝土粘结立方体试块劈拉试验,探讨老混凝土表面处理方法、界面粘结剂类型及钢纤维体积分数对新/老混凝土劈拉粘结强度的影响.结果表明,老混凝土表面粗糙度、界面粘结剂类型对新/老混凝土劈拉粘结强度有较大影响.在一定钢纤维体积分数范围内,随钢纤维体积分数的增加,新/老混凝土劈拉粘结强度明显提高.最后,提出了新/老混凝土劈拉粘结强度的计算公式.