高温下钢筋与混凝土粘结锚固性能试验研究

为研究温度对钢筋与混凝土粘结性能的影响,通过制作30个标准立方体试块、8个温度场试件及15个中心拉拔试件,分别完成了室温(20℃)、100℃、200℃、400℃、600℃下标准立方体试块抗压试验与抗拉劈裂试验、拉拔试件温度场试验及中心拉拔试验.分析了高温作用对混凝土抗压强度与抗拉强度的影响,根据温度场试验研究结果,提出一种简易的高温下中心拉拔试验方法,在此基础上研究了高温下钢筋与混凝土粘结性能退化规律.基于Harajli模型综合考虑温度对粘结强度、峰值滑移及试件破坏模式的影响,提出了高温下钢筋与混凝土粘结-滑移本构模型.试验结果表明:高温下混凝土强度、钢筋与混凝土的粘结强度随温度升高整体呈下降趋势,但在100℃时发生陡降现象,高温下钢筋与混凝土的粘结强度变化趋势与混凝土抗拉强度相近.最后提出了高温下钢筋与混凝土的粘结-滑移本构模型,并验证了模型的适用性.     

机制砂粉煤灰混凝土中钢筋锚固性能试验研究

通过拉拔试验研究了机制砂粉煤灰混凝土中热轧带肋钢筋和高强预应力钢绞线的粘结锚固性能,结果表明:水胶比、粉煤灰替代水泥率和超量系数等因素对钢筋和钢绞线在机制砂粉煤灰混凝土中的粘结锚固强度的影响规律,与机制砂粉煤灰混凝土轴心抗拉强度的影响规律是一致的,其粘结锚固强度取决于机制砂粉煤灰混凝土轴心抗拉强度的高低。通过分析粘结锚固强度与轴心抗拉强度之间的关系,提出了机制砂粉煤灰混凝土中热轧带肋钢筋和高强预应力钢绞线的锚固长度计算建议。     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结承载力

通过对粉煤灰混凝土试件的直接拔出试验,分析粉煤灰掺量与冻融作用对粘结试件的初始滑移粘结强度、劈裂强度、极限粘结强度及粘结强度-滑移曲线下的面积作为粘结试件韧性评价指标的变化规律.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;试件粘结韧性随粉煤灰掺量的增加先降低后增强,粉煤灰掺量较大的试件在加载过程中表现出良好的韧性;冻融作用对试件极限粘结强度的影响程度随粉煤灰掺量增大而减小,40%粉煤灰试件在冻融环境下表现出较好的粘结韧性.掺入较多粉煤灰可以在一定程度上减缓粘结试件的冻融损伤.     

复合材料筋混凝土的粘结滑移关系及锚固性能研究

复合材料(FR P)筋与混凝土的粘结滑移关系是两者之间粘结性能的综合反映。根据有关研究成果和钢筋混凝土原理,并基于19个对拉试件和9个拔出试件的试验结果,详细分析了FRP筋与混凝土间粘结应力的组成、粘结滑移关系及工作机理、粘结应力分布规律、粘结强度以及有关影响因素,旨在给工程中设计、应用和推广FRP筋混凝土结构提供一些帮助。     

高强钢筋再生混凝土梁抗弯性能试验研究

本文首先对高强钢筋的试验配比进行了研究。然后对高强钢筋再生混凝土梁的抗弯性能进行了测试,选择C30、C40、C50三种强度配比的混凝土进行试验,分别在不同位置安装5个应力计,以5kN为试验间隔进行试验。通过试验得出高强钢筋的加入能够很好的减小混凝土梁最大裂缝宽度和挠度,提高混凝土梁的抗弯性能。在平均挠度方面,加高强钢筋的再生混凝土梁与普通再生混凝土梁变化趋势相同,但是挠度值大大减小;在裂缝宽度方面,加高强钢筋的再生混凝土梁体现出优越的性能,裂缝宽度减小9倍左右。     

冻融循环作用后橡胶混凝土与钢筋锚固性能试验研究

在混凝土中掺入橡胶粉制成橡胶混凝土,既可对废旧轮胎进行高附加值利用,又可提高混凝土的抗裂、耐磨、抗滑、减振、降噪等多方面路用性能.为研究冻融循环作用后橡胶混凝土与钢筋的锚固性能,采用钢筋开槽内贴应变片的方法,快速冻融后做中心拉拔试验,研究了冻融循环次数以及橡胶掺量对橡胶混凝土与钢筋锚固性能的影响.试验结果表明:掺入5％、10％的橡胶粉,有利于冻融循环作用后钢筋与混凝土间的锚固性能;未经冻融循环的橡胶混凝土试件与橡胶粉掺量为0％的试件相比,橡胶掺量为15％的混凝土试件极限粘结强度下降56％,而橡胶掺量为5％、10％的试件极限粘结强度几乎没有下降;冻融循环至125次,橡胶掺量为5％、10％、15％的混凝土试件粘结强度分别下降60％、58％、50％,与未掺橡胶混凝土粘结强度相比下降幅度减小了约8％.     

碳纤维复合材料筋在不同锚固填料中的锚固性能试验研究

为了分析对比不同锚固填料的锚固效果,需要寻求一种更好的粘结介质以提高CFRP筋粘结式锚具的锚固性能。本文主要针对环氧树脂型锚固填料,采用四种不同环氧型锚固填料,对不同长度和锥段倾角的锚具进行灌锚,并进行了静载拉伸试验研究。试验结果表明:1采用Lica型建筑粘结胶对CFRP筋进行锚固,锚固长度至少需要达到50倍筋材直径;2Wirelock在固化过程中发生了收缩,不可用于直筒型锚具,当锚具内壁有了3°锥角后,Wirelock可以锚固住碳纤维复合材料筋;3冷铸填料高温固化过程中容易导致筋材的强度下降至原有强度的78.87%左右;4环氧树脂砂浆用于锚固碳纤维复合材料筋材,锚固长度需要达到40倍筋材直径;5相同条件下,四种锚固胶在锚具内部的变形程度为Lica型建筑粘结胶最大,环氧树脂砂浆次之,然后是冷铸填料,Wirelock钢丝绳胶水的变形程度最小。     

钢纤维改性橡胶混凝土与变形钢筋的粘结性能

本试验共设计制作4组钢纤维(钢纤维体积率分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%)改性橡胶混凝土粘结试件,采用中心拉拔试验的方法,系统研究了钢纤维体积率的变化对粘结破坏形态、初始粘结强度、极限粘结强度以及粘结滑移曲线的影响规律。研究结果表明:随着钢纤维体积率的增大,与橡胶混凝土相比,初始粘结强度分别提高了5.37%、8.35%、0.89%,极限粘结强度分别提高了9.44%、16.49%、12.91%。适量掺入钢纤维可以显著改善粘结试件的破坏形态。上升段、下降段以及残余段共同组成钢纤维改性橡胶混凝土的粘结滑移曲线,且粘结滑移曲线的饱满程度以及上升段斜率随着钢纤维体积率的增加而增加。基于试验结果,建立了钢纤维改性橡胶混凝土与变形钢筋的粘结滑移本构方程,该方程能为其在结构设计中提供一定的参考。     

粉煤灰混凝土钢筋锈蚀影响因素研究

通过实验室加速钢筋锈蚀的方法,运用半电池电位法,研究了水胶比、粉煤灰掺量、保护层厚度和阳离子类型对混凝土钢筋锈蚀的影响。结果表明,减小水胶比,增加粉煤灰掺量(0-40%),增大保护层厚度,均可以有效提高钢筋抗锈蚀能力,但当粉煤灰掺量大于40%时,钢筋抗锈蚀能力则变差;阳离子类型对钢筋锈蚀有显著的影响,与Na Cl相比,Ca Cl2明显加快了混凝土内钢筋的锈蚀。     

钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结滑移性能试验研究

为研究螺纹钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结滑移性能,采用室内加速通电锈蚀方法,分别以再生骨料取代率(0％、50％、100％)及目标钢筋锈蚀率(0％、0.5％、1.5％、2.5％)为主要参数,完成了两种水灰比下23组钢筋-再生混凝土试件的拉拔试验,获得了再生混凝土与不同锈蚀程度螺纹钢筋间的荷载-滑移曲线.基于试验结果,分析了再生骨料取代率、钢筋锈蚀率对钢筋-再生混凝土间起始滑移粘结强度、极限粘结强度、粘结模量、粘结滑移曲线的影响.研究结果表明:随着锈蚀率增加,钢筋与再生混凝土间的极限粘结强度、起始滑移粘结强度与极限粘结强度的比值呈下降趋势;再生混凝土胀裂后,钢筋与再生混凝土间的粘结刚度显著退化,一旦再生混凝土开裂后,粘结刚度下降幅度不明显.     

粉煤灰对磷酸盐水泥砂浆与混凝土之间粘结性能的影响

主要研究了粉煤灰对磷酸盐水泥砂浆流动度及其与混凝土之间粘结性能的影响,结果表明,通过掺加粉煤灰,可明显改善磷酸盐砂浆的流动度和成型性能;随着粉煤灰掺量的增大,该砂浆的3h粘结抗折强度和粘结拔拉强度降低,但当粉煤灰掺量20%时,MPC砂浆7d后的粘结抗折强度和1d后的粘结拔拉强度仍超过硅酸盐水泥混凝土基体的抗折强度和拔拉强度。     

钢筋直径对锚杆钢筋—砂浆界面粘结性能研究

粘结性能作为钢筋与砂浆两种材料共同作用的前提和基础,对锚杆的整体锚固性能有着重要影响。由于界面粘结性能的影响因素众多,本文通过MTS疲劳试验机对不同钢筋直径的试件进行中心拉拔试验。结果表明:界面粘结力随直径的增加有一定提高,但平均粘结强度有所降低。     

锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土间粘结性能退化分析

钢筋与混凝土之间的粘结强度下降是导致锈蚀钢筋混凝土构件承载力退化的主要原因之一.本文在锈蚀钢筋混凝土梁试验数据的基础上,建立ANSYS有限元模型,其中混凝土采用Solid65单元、钢筋采用Link8单元、钢筋与混凝土之间的粘结作用采用Combin39弹簧单元来模拟.根据试验梁荷载-位移曲线进行模型修正,获得合适的粘结强度退化修正系数,并利用曲线拟合技术得到锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土粘结强度退化修正公式.该公式能够用于实际锈蚀钢筋混凝土结构承载力的计算以及结构安全评估工作.     

不同掺合料混凝土与锈蚀钢筋间粘结-滑移力学性能试验研究

采用中心拉拔法对普通混凝土(PC)、水泥基渗透结晶防水混凝土(CCCW)、聚丙烯纤维混凝土(PFRC)与热轧带肋钢筋进行粘结-滑移试验。通过电化学锈蚀方法对钢筋进行加速锈蚀,研究锈蚀后钢筋与混凝土粘结性能。结果表明:在混凝土中引入适量聚丙烯纤维及水泥基渗透结晶防水材料能够显著提升其对钢筋的极限粘结强度,分别提高了20.8%、6.8%;无论是否添加掺合料,钢筋-混凝土拉拔试件的极限粘结力均随着锈蚀率的增大呈线性下降趋势。基于锈蚀构件拉拔试验结果,拟合出不同混凝土的极限粘结强度与锈蚀率计算公式,发现随着锈蚀率的增大,聚丙烯纤维及水泥基渗透结晶防水材料能减缓钢筋-混凝土极限粘结强度下降速度。     

粉煤灰的激发形式及其对混凝土性能的影响

采用硫酸盐单掺、硫酸盐和熟石灰复掺,磨细、非磨细等低等级粉煤灰的活性激发手段,取水胶比为0.25和0.30,分别对不同掺量粉煤灰的混凝土进行对比试验,研究激发方式、粉煤灰掺量与高性能混凝土强度的关系。研究表明:硫酸盐和熟石灰与粉煤灰共同磨细的激发方式,对粉煤灰火山灰活性激发效果最明显,能配制得到粉煤灰掺量达50%～70%,强度为80MPa的高强混凝土;不磨细处理时,单掺和复掺激发剂对混凝土强度影响效果相差不大。     

不同品质粉煤灰对混凝土性能影响的试验研究

通过对掺加不同品质粉煤灰的混凝土性能试验，发现与基准混凝土相比，粉煤灰用作混凝土的掺和料不仅可以节约水泥，而且可改善混凝土的性能。     

CFRP筋-高强钢筋增强高强混凝土梁抗弯性能研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)筋和高强钢筋混合配置在高强混凝土梁中,能更好地发挥材料各自的性能,提高建筑材料的利用率。以配有CFRP筋和高强钢筋的高强混凝土梁为研究对象,进行了弯曲破坏试验,并对其承载力进行了理论计算。研究结果表明:CFRP筋-高强钢筋高强混凝土梁表现出典型的延性破坏特征;在相同的等截面配筋的条件下,混和配筋高强混凝土梁和高强钢筋高强混凝土梁相比,极限载荷减少15%,但极限位移提高了34%;添加钢纤维的高强钢筋高强混凝土梁与未添加钢纤维的试件相比,屈服荷载和极限荷载分别提高了12.6%和15.8%。     

BFRP筋与钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能试验研究

设计制作10根梁,包括1根玄武岩纤维(BFRP)筋混凝土梁、1根钢筋混凝土梁以及8根BFRP/钢筋混合配筋混凝土梁。通过试验研究了高配筋率及低配筋率下不同配筋面积比对混合配筋混凝土梁受弯性能的影响,分析其承载力、破坏形态、变形性能、裂缝发展及延性性能,并与BFRP筋混凝土梁以及钢筋混凝土梁进行了对比。结果表明,BFRP/钢筋混合配筋梁的破坏形式包括两种:高配筋率混合配筋梁钢筋屈服后受压区混凝土压碎;低配筋率混合配筋梁则在钢筋屈服后BFRP筋被拉断,梁发生脆性破坏。混合配筋混凝土梁荷载-挠度曲线表现出以试件开裂和钢筋屈服为转折点的三线性特征。混合配筋混凝土梁极限承载力稍低于BFRP筋混凝土梁,但高于钢筋混凝土梁,且随着配筋面积的增加而增加。混合配筋混凝土梁的延性系数均比钢筋混凝土梁大,且配筋率越低,配筋面积比越大,延性系数越高。要满足结构抗震设计规范要求,建议配筋面积比不小于0.6。     

粉煤灰混凝土的抗渗性能研究

用超量取代法配制粉煤灰砼,研究其抗渗性能及力学性能。通过反复试验,砼性能完全符合工程设计要求。     

型钢混凝土粘结滑移性能研究

介绍了型钢混凝土粘结滑移的基本机理以及采用有限元模拟粘结滑移的方法,针对粘结滑移性能试验研究的现状进行了对比分析,重点探讨了混凝土强度等级、型钢的保护层厚度、型钢锚固长度、配箍间距对粘结强度的影响,并指出了当前研究型钢混凝土粘结滑移性能还需进一步解决的问题,为深入研究型钢混凝土粘结滑移性能提供思路。