钢筋与混凝土粘结性能冻融破坏的力学分析

静水压假说认为，混凝土遭受冻融作用发生破坏是由于混凝土内部孔结构遭受静水压力的反复作用造成的。本文建立了在钢筋混凝土构件遭受冻融破坏循环作用时，钢筋与混凝土的界面上产生的静水压力计算模型，并计算得到了静水压力的最大值。力学模型计算表明，冻融循环作用产生的静水压力破坏了钢筋与混凝土的胶结性能；冻融作用后光圆钢筋与混凝土的拔出试验结果证实，冻融循环作用严重削弱了钢筋与混凝土的胶结强度，验证了静水压力对钢筋与混凝土界面胶结性能的破坏作用。     

钢筋-地聚合物混凝土黏结性能研究

地聚合物混凝土是一种绿色低碳的新型建筑材料,因其耐高温、高早强、低反应热等特点,近十年受到了国际学术界和工程界的广泛关注。在与普通混凝土进行对比的基础上,通过钢筋拉拔试验研究了地聚物混凝土与钢筋的黏结性能,探讨了黏结长度等参数对黏结性能的影响。研究表明:与普通混凝土相比,地聚合物混凝土可以更好地传递钢筋的应力;传递相同的荷载,地聚合物混凝土比普通混凝土需要更小的混凝土保护层厚度和黏结长度;钢筋在地聚合物混凝土中的锚固性能具有加载速率敏感性,随着加载速率的提高,地聚合物混凝土与钢筋的黏结强度、破坏能耗均显著提高,但该敏感性随着黏结长度的增大而减弱。在分析试验数据基础上,提出了地聚合物混凝土与钢筋黏结强度的表达式,并提出了地聚合物混凝土结构设计建议。     

用环氧水泥浆提高既有混凝土结构的黏结性能

通过对7组21个环氧水泥浆黏结既有混凝土试件的劈裂抗拉试验，就氧掺量及水灰双对既有混凝土黏结性能的影响进行研究，得出环氧掺量为30％左右，水灰比为0．5－0．6时，粘结效果较为理想。谈结果已在实际工程补强加固中得以应用。     

改性纤维-混凝土界面黏结性能研究及现状分析

纤维与混凝土基体之间的黏结性能对复合材料的力学性能有重要影响。目前,国内外学者进行了许多研究,以提高混凝土中纤维与基体之间的黏结强度,从而提高纤维增强效果。总结了国内外纤维混凝土界面黏结性能试验及其评价指标,并从基体性能和纤维表面特征2个方面分析改性纤维-混凝土界面黏结性能的机理及影响,认为纳米材料、有机聚合物和部分活性矿物质都会影响水泥基混凝土的水化过程,多元矿物质与聚合物混合改性混凝土基体的水化演变过程、微观结构和改性机理亟待研究与探索;并根据经济性、施工工艺以及改性效果对不同纤维提出最佳改性方法。     

冻融劣化混凝土压剪作用下力学特性及破坏准则

为研究冻融劣化混凝土动静态抗剪性能,进行了不同冻融循环次数(0,10,25,35和50次)后混凝土在不同法向应力(0,3,6,9和12 MPa)下的压剪强度试验,混凝土强度等级为C30。研究分析了冻融循环次数和法向应力对混凝土剪切强度、峰值应变和黏聚力与摩擦系数的影响。分析结果表明:①随着冻融循环次数的增加,混凝土在相同法向应力状态下的剪切强度均逐渐降低,而且法向应力越大,剪切强度随冻融循环次数的增加而降低的程度越小;当冻融循环次数相同且法向应力不大于单轴抗压强度50%时,剪切强度随法向应力的增大而增大,且冻融劣化程度会影响该增幅效果;②在法向应力相同时,剪切峰值变形随冻融循环次数的增加呈线性增长趋势,对某一冻融循环次数,法向应力的存在增大了混凝土的剪切峰值变形;③摩擦系数和黏聚力都随冻融劣化程度的加深而降低,黏聚力大幅度降低是由于冻融劣化作用起主导作用所致。基于上述试验分析和八面体应力空间二次抛物线形式的压剪破坏准则,构建了平面应力状态下考虑冻融循环次数的混凝土压剪破坏准则。     

冻融环境下变形钢筋与混凝土间黏结应力计算模型

为研究冻融作用对钢筋混凝土无箍筋试件黏结强度的影响,引入相应的损伤变量对Hsieh-Ting-Chen四参数混凝土破坏准则进行修正,确定冻融损伤下的混凝土破坏准则,建立冻融环境下黏结失效的理论计算模型。通过对钢筋肋间混凝土在挤压力、摩擦力等作用下的受力分析,给出冻融环境下变形钢筋与混凝土之间极限黏结应力的计算方法及锥面斜角、摩擦因数等参数的取值,详细阐述了极限黏结应力的求解思路。利用已有文献试验结果对该理论计算模型进行验证,结果表明冻融次数在一定范围内计算值与试验值吻合较好,模型精度较高。     

锈蚀与冻融作用对混凝土抗拉性能的影响

为探究服役期内不同锈蚀率和冻融循环次数对混凝土拉伸性能影响的规律,通过氯离子电渗和冻融浸泡交替循环试验,并基于单轴拉伸实验结果建立了考虑锈蚀和冻融损伤的混凝土损伤因子计算方法。结果表明：锈蚀渗透对拉伸应力的损伤程度小于冻融循环对混凝土的损伤程度,冻融循环 30 次和 50 次拉伸应力分别降低了约 3.46%和 16.54%;当遭受冻融循环次数为 50 次时,氯离子渗透程度为 5%和 10%的试件损伤因子分别增大了 6.24%和 9.66%。通过对损伤试件拉伸性能进行评估,可对长期服役期内的损伤混凝土结构模拟提供可靠数据。     

面板混凝土冻融劣化后动力性能的研究

为研究应变速率对面板混凝土经冻融劣化后动力性能的影响,对面板混凝土进行不同次数(0、25、50、75、100、125、150、175、200次)的冻融循环和不同应变速率(1×10-5、1×10-4、2×10-4、5×10-4、1×10-3s-1)的单轴压缩以及常规三轴试验。结果表明:单轴压缩试验下,应变速率相同的面板混凝土,冻融劣化程度加大,其动态极限抗压强度逐渐降低,峰值应变逐渐提高;冻融次数相同的面板混凝土,随着应变速率的增大,其单轴动态极限抗压强度随之增大,峰值应变随之降低。常规三轴试验下,经100次冻融循环、同一应变速率的面板混凝土,随着围压的增大,其极限抗压强度增幅减弱,混凝土的率敏感性有所降低,峰值应变随之提高。     

混凝土碳化、冻融破坏分析及防治

水工混凝土建筑物主要包括混凝土坝、水闸、隧洞、渡槽等,多以混凝土结构组成,而混凝土结构受泥沙、水流、物理、化学、气温等因素影响,导致混凝土碳化、冻融破坏,使水工建筑物使用寿命缩短.研究混凝土碳化、冻融破坏机理,并提出相应对策,对延长建筑物使用年限十分有益.     

混凝土建筑物冻融破坏与防治研究

分析了寒冷地区混凝土冻融破坏的原因及为防止冻融破坏采取的措施,仅供参考。     

水下自护混凝土与钢筋握裹力试验研究

随着水下自护混凝土技术的推广和应用,其关键工艺参数水下保护剂浓度对水下自护钢筋混凝土结构性能的影响成为关注的热点。基于水下自护技术,在常用工作浓度范围内,对水下自护混凝土的素混凝土力学性能、混凝土与钢筋握裹力、微观孔隙结构开展了试验研究。试验结果表明：在不同水下保护剂浓度下,水下自护素混凝土抗压强度水陆强度比均超过80%;混凝土与钢筋握裹力水陆强度比约在40%～65%,水下保护剂浓度越高,混凝土与钢筋握裹力水陆强度比越低;混凝土基质区域孔隙率和混凝土与钢筋握裹力存在负相关关系;水下保护剂能够有效提升水下自护混凝土的力学性能,但水下保护剂浓度的提升会对混凝土与钢筋握裹力强度造成不利影响。因此,合理选择水下保护剂浓度并增加钢筋用量是提升水下自护钢筋混凝土工程的可靠性的重要举措。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析,探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能的退化规律及其影响机理。采用干湿循环法对钢筋混凝土试件进行了长达两年的锈蚀试验,对214根锈蚀钢筋进行机械拉伸试验。结果表明:当锈蚀程度较轻时,钢筋名义强度随锈蚀率增加呈线性下降;当锈蚀率较大时,钢筋名义、等效强度及延性均随其增加而下降;钢筋力与变形关系曲线中的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失;钢筋断裂形态与局部锈蚀特征相关,可分为三种类型;同等条件下细直径钢筋的力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明:钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并不降低;名义强度的降低,主要是由于锈损引起钢筋横截面积减小导致抗力减小而造成的;锈蚀引起的截面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致钢筋伸长率减小的主要原因;附加弯矩作用是导致钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋的力学性能退化规律及其影响机理。通过对取自历时两年干湿循环混凝土试件中的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验表明：当锈蚀率较小时，钢筋名义强度随之增加近乎线性下降；当锈蚀率较大时，钢筋名义、等效强度及延性均随之增加而下降；钢筋的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失；钢筋断裂形态随局部锈蚀特征变化；同等条件下细直径钢筋力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明：钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并无显著变化；钢筋名义强度的降低，主要是由于锈损引起横截面积减小导致抗力减小而造成的；锈蚀引起的钢筋面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致其伸长率减小的主要原因；附加弯矩作用是钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。     

水灰比对水工混凝土中钢筋锈蚀的影响

本文通过电化学试验方法，探讨了非开裂状态下混凝土的水灰比对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律，以研究钢筋锈蚀破坏引起的水工混凝土结构失稳破坏。研究表明，降低水灰比，可以延长钢筋开始锈蚀的时间；进入稳定锈蚀阶段后，水灰比越小，稳定腐蚀电流密度就越小，水灰比与稳定腐蚀电流密度存在一定的函数关系，且数据相关性良好。进一步研究表明，降低水灰比能有效改善混凝土-钢筋界面区的微观结构，降低了界面区的氧气含量，同时也减少了界面区的毛细孔水及层间水含量，氧气和水含量的减少降低了钢筋锈蚀速率。因此，非开裂状态下的混凝土，降低其水灰比能有效延缓混凝土中钢筋的锈蚀。     

冻融循环后混凝土双轴压的试验研究

利用大型混凝土静、动三轴试验系统，对经过0、25、50、75次冻融循环的混凝土，进行了5种比例加载路径的双轴压试验，测得了混凝土的强度及两个加载方向的应变，并根据试验结果，系统地探讨了冻融循环后，混凝土在不同比例加载下的双轴受压强度和变形特性。在此基础上，建立了冻融循环后混凝土双轴压的破坏准则，为北方寒冷地区的水坝、混凝土路面等的设计、分析提供了试验及理论依据。     

水灰比对水工混凝土中钢筋锈蚀的影响

通过电化学试验方法,探讨了非开裂状态下混凝土水灰比对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律,以研究钢筋锈蚀破坏引起的水工混凝土结构失稳破坏.研究表明,降低水灰比,可以延长钢筋开始锈蚀的时间;进入稳定锈蚀阶段后,水灰比越小,稳定腐蚀电流密度就越小,水灰比与稳定腐蚀电流密度存在一定的函数关系,且数据相关性良好;降低水灰比能有效改善混凝土.钢筋界面区的微观结构,降低了界面区的氧气含量,同时也减少了界面区的毛细孔水及层间水含量,氧气和水含量的减少降低了钢筋锈蚀速率.     

型钢布设方式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响研究

为了确定型钢混凝土闸墩结构内最优的型钢布设形式,利用ANSYS软件对闸墩进行有限元数值计算分析.基于两种不同计算工况下3种不同数量型钢布设方式所得到的有关型钢位移、闸墩裂缝范围、闸墩应力以及型钢应力的计算结果,得出型钢布设根数为3根时各方面工作性能均较优.在此基础上继续研究型钢布设角度和长度对闸墩工作性能的影响,最终得...