硫酸盐环境下CFRP加固顺序对混凝土梁界面黏结性能影响

提出了先粘贴CFRP后硫酸盐腐蚀以及先硫酸盐腐蚀后粘贴CFRP两种加固顺序,开展了64块CFRP-混凝土试件的双剪试验,分析了CFRP粘贴顺序、粘贴长度、粘贴宽度对混凝土界面破坏模态、抗压强度、剥离荷载、黏结强度、界面能、黏结应力-滑移曲线的影响,并基于硫酸盐环境影响系数建立了CFRP-混凝土界面黏结强度模型。试验结果表明,硫酸盐环境下,环氧树脂胶体能较好的保护混凝土黏结区域;随着硫酸盐腐蚀时间的延长,界面的剥离荷载、黏结强度均呈下降趋势,腐蚀至123 d时,下降最为严重,而对于界面断裂能,腐蚀至123 d时,下降幅度反而降低;CFRP黏结长度为65 mm下的界面黏结强度最大,随着黏结长度的增加,CFRP-混凝土界面的黏结性能逐渐降低;硫酸盐环境影响系数的提出可为恶劣环境的分类提供科学依据。     

硫酸盐环境下粗糙度对CFRP-混凝土界面黏结应力试验研究

为了考察硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面黏结性能的退化规律,开展了162块CFRP-混凝土试件的单剪试验,研究了混凝土黏结面粗糙程度、混凝土强度等级、腐蚀龄期对CFRP-混凝土界面极限荷载、最大滑移量、黏结强度、断裂能的影响,并基于SEM扫描电镜技术分析了界面破坏机理。结果表明,混凝土强度从C30提升至C50,极限荷载上升幅度在1%～7%不等,总体上混凝土强度等级对提高界面黏结性能的影响不明显;硫酸盐环境下,环氧树脂胶体能较好的保护CFRP黏结区域;随着腐蚀龄期的增长,CFRP-混凝土界面的黏结性呈先增高后降低的趋势,增强点出现在第7天,30 d后界面极限荷载呈高速下降趋势;界面能在7 d时达到最大,随后逐渐降低;硫酸钠晶体的膨胀劣化是影响CFRP-混凝土界面黏结性能的主要因素。     

硫酸盐溶液对CFRP-混凝土黏结性能的影响

随着CFRP外贴加固混凝土结构技术的应用,CFRP-混凝土黏结界面的耐久性问题也突显出来.为了研究和分析CFRP-混凝土在恶劣条件下的黏结性能,进行了硫酸钠溶液的浸泡及干湿循环试验,并考察CFRP-混凝土拉伸剪切强度随劣化时间的变化特性.研究表明,硫酸钠溶液浸泡对CFRP-混凝土的黏结强度影响不大;但混凝土在受到硫酸盐溶液浸泡后再粘贴CFRP片材,其黏结强度比未经劣化的CFRP-混凝土的黏结强度均有不同程度降低;硫酸盐溶液干湿循环对CFRP-混凝土黏结强度影响较大.     

硫酸盐环境下碳纤维增强复材-混凝土界面黏结性能研究

通过硫酸盐干湿循环加速腐蚀试验模拟硫酸盐环境,对硫酸盐干湿循环作用下碳纤维增强复材(CFRP)-混凝土界面的黏结性能进行了研究。结果表明:随着腐蚀时间的延长,破坏面进入混凝土层的深度逐渐变浅,黏结强度逐渐降低。通过对试验结果的统计回归分析,建立了硫酸盐干湿循环作用下CFRP-混凝土界面黏结强度退化模型,预测模型能够很好地反映正拉黏结强度随硫酸盐腐蚀时间的退化规律。     

酸雨干湿耦合作用下树脂水泥界面腐蚀特性

为探究酸雨环境下树脂-水泥界面劣化对树脂导光水泥基材料(RLCCM)力学性能及界面微观结构的影响,以透明树脂和水泥基体为载体,通过酸雨-干湿耦合作用加速试验,测试树脂-水泥界面斜剪黏结强度、表面外观特征变化,并通过环境扫描电子显微镜-能谱仪(ESEM-EDS)分析树脂-水泥界面在酸雨环境下的劣化机理.结果表明:树脂-水泥基试样的斜剪破坏均从树脂-水泥界面处开始;在酸雨-干湿耦合作用下,界面斜剪黏结强度呈先升后降趋势,水泥基体自靠近界面的位置处开始腐蚀,随着龄期的增长,破坏由表及里逐渐发生;在酸雨-干湿耦合作用下,试样中的氢氧化钙(CH)在早期被逐渐消耗,部分生成石膏,体积膨胀填充部分界面空隙,使树脂-水泥界面结合更为紧密;随着腐蚀时间的延长,试样中的C-S-H被逐渐消耗,石膏越来越多,树脂-水泥界面附近覆盖了1层白色黏稠状的石膏,导致界面出现裂缝.     

CFRP加固混凝土结构耐久性试验研究

为了对海水环境下CFRP-混凝土界面性能进行研究,采用42个CFRP片材进行了CFRP材料物理力学性能试验,采用72个混凝土单剪试件对海水环境下CFRP-混凝土界面黏结性能进行试验。结果表明:CFRP材料的耐久性良好,长时间的海水腐蚀对CFRP材料的物理性能没有太大影响;CFRP-混凝土黏结强度随腐蚀时间增加而降低;长时间海水腐蚀对界面延性有不利影响,对界面应变发展规律和黏结滑移关系没有明显影响。     

高温后钢筋-混凝土界面黏结性能分析

基于均匀分布压力作用的厚壁圆筒模型,将钢筋混凝土拉拔试件变形钢筋周围的受高温损伤混凝土保护层按应力状态分为内外两部分,对内层开裂混凝土认为其产生弥散裂缝,并考虑其抗拉软化特性,同时引入高温后混凝土弹性模量、抗拉强度、断裂能的劣化,通过对受高温损伤钢筋-混凝土间黏结破坏时的极限状态进行理论分析,推导得出高温后钢筋-混凝土界面黏结强度的计算方法,建立了与钢筋、混凝土的尺寸、材性相关的高温后钢筋-混凝土界面黏结强度模型。基于混凝土开裂半径与端部滑移之间的线性关系,建立了高温后界面黏结应力-端部滑移关系。对模型计算结果与已有高温后钢筋与混凝土黏结性能试验所得数据进行比较,共对比了118组黏结强度、15组黏结应力-端部滑移关系。结果表明:该理论分析模型具有很高的准确性,可广泛适用于不同参数拉拔试验的高温后界面黏结强度的分析与预测。     

基于不同黏结材的CFRP链-混凝土#br# 界面黏结性能试验研究

为研究碳纤维增强复合链(CFRP Strand Sheet)与混凝土的界面黏结性能,共制作8组共24个试件并进行拉伸双剪试验,观测各组试件的破坏形态和应变分布规律,分析CFRP链与混凝土界面的黏结破坏机理,研究不同黏结材的力学性能和CFRP链加固层数对CFRP链 混凝土界面的剪切应力传递和黏结性能的影响。研究结果表明：CFRP链与混凝土的双剪试件均为表层混凝土的剪切破坏,随着CFRP链加固层数的增加,试件的剥离承载力增大,而CFRP链最大应变和界面断裂能均减小;当采用环氧树脂(EP)为黏结材时,CFRP链的材料利用率较大,而采用聚合物水泥砂浆(PCM)为黏结材时,虽单层CFRP链与混凝土界面间具有较优的抵抗剥离能力,但双层加固时,CFRP链的材料利用率却大幅降低。基于现有FRP片材 混凝土的双线性黏结滑移模型,并考虑CFRP链加固层数和黏结材力学性能的影响,建立了相应的界面黏结-滑移模型。     

不同劣化作用对混凝土力学性能的影响

为探讨混凝土力学性能在不同劣化作用下的变化规律,对3种类型混凝土分别在冻融循环、干湿循环、碳化和氯盐侵蚀条件下的抗压强度和动弹性模量进行了试验研究,结果表明:不同劣化作用对混凝土力学性能的影响机理不同,冻融循环对混凝土力学性能损伤较大,冻融循环300次时,3种混凝土抗压强度损失率依次为30.1%、51.4%、23.3%,动弹性模量损失率依次为2.8%、10.1%、21.6%,氯盐侵蚀和短期内的干湿循环对混凝土的力学性能损伤不明显,而碳化对混凝土力学性能有促进作用。标准养护条件下混凝土抗压强度与动弹性模量具有较好的相关性,但在不同劣化因素作用下,这种相关性随混凝土类型、劣化因素类型而发生改变。     

循环荷载下CFRP-混凝土界面黏结-滑移模型研究进展

CFRP加固混凝土结构界面的疲劳性能主要取决于循环荷载下的CFRP-混凝土界面的黏结性能,而界面黏结-滑移模型能够准确表达界面的黏结性能.对国内外循环荷载下的CFRP加固混凝土结构界面黏结-滑移模型相关研究进行了梳理,阐述现有不同类型的黏结-滑移模型研究中亟待解决的问题,分析该领域需要进一步研究的方向.     

型钢高强混凝土界面黏结滑移推出试验及其本构关系研究

为研究型钢高强混凝土界面黏结性能,对9个型钢高强混凝土试件进行推出试验,分别考虑混凝土强度、配箍率、保护层厚度和型钢锚固长度对型钢高强混凝土界面黏结性能的影响。观察试件的加载过程和裂缝发展形态,分析了试件破坏形态,得到试件加载端荷载-滑移曲线。通过分析沿型钢锚固方向应变和界面黏结应力的分布规律,运用灰色关联理论建立了黏结应力计算式,并推导出荷载-滑移曲线关系表达式。讨论了影响界面滑移损伤变量的关系。结果表明：各试件加载端荷载-滑移曲线走势基本相同;灰色关联理论能够较好地反映黏结应力与各影响因素之间的关系,其中保护层厚度与黏结应力相关性最好;推导的黏结应力算式的计算精度能达到98%;提出的黏结应力-滑移的本构关系数学表达式拟合度较好;界面损伤发展程度与各影响因素关系紧密。     

锈蚀钢筋混凝土构件粘结滑移本构模型

研究了锈蚀后的钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系。基于已有细观受力模型及锈蚀后极限粘结力理论,综合考虑了锈蚀钢筋体积膨胀对混凝土保护层的锈胀压应力、锈蚀钢筋半径损失、混凝土有效保护层厚度的改变、钢筋与混凝土之间摩擦系数的改变以及粘结滑移特征值的改变等影响因素。分析得出了锈蚀后钢筋与混凝土之间的4个粘结应力特征值和滑移值,并绘出了完整的粘结滑移曲线。最后,通过现有的试验验证了建立的锈蚀后的钢筋混凝土构件粘结滑移本构模型。     

盐冻循环下钢筋与混凝土的粘结机理与退化模型

通过对盐冻循环后钢筋与混凝土梁式试件的粘结试验,研究了盐冻循环对钢筋与混凝土粘结性能的影响。在试验研究的基础上,探讨了混凝土经受盐冻循环后钢筋与混凝土粘结退化机理,给出了盐冻循环后粘结强度的退化规律以及粘结-滑移本构模型。     

锈蚀与冻融耦合作用下再生混凝土与钢筋黏结性能梁式试验研究

为了研究锈蚀与冻融循环耦合作用下再生混凝土与钢筋的黏结滑移性能,以钢筋锈蚀率及冻融循环次数为变量,对耦合作用下的钢筋再生混凝土梁试件进行试验,分析其黏结滑移特征值变化规律,并与普通混凝土梁试件进行比较。根据试验结果建立钢筋再生混凝土黏结 滑移本构关系。结果表明：各组试件均发生纵筋拔出破坏;在钢筋锈蚀与冻融循环耦合作用下,冻融循环较钢筋锈蚀对黏结性能的影响更大;平均黏结应力-滑移曲线可大致分为线性上升段、非线性上升段、非线性下降段及残余段;再生混凝土试件的各黏结滑移特征值的波动幅度相对于普通混凝土的较大;在钢筋锈蚀与冻融循环耦合作用下,再生混凝土与钢筋间的化学胶着力要优于普通混凝土;普通混凝土的起始黏结应力与极限黏结应力的比值介于0.38~0.49之间,低于再生混凝土试件,再生混凝土抗滑移性能优于普通混凝土的。建立了考虑钢筋锈蚀与冻融循环耦合作用下的钢筋与再生混凝土黏结滑移本构关系,可为北方地区锈蚀率小于3%的再生混凝土梁黏结性能研究提供参考。     

腐蚀钢筋与混凝土粘结性能退化规律

为了探讨腐蚀后变形钢筋与混凝土的粘结问题,该文以氯盐侵蚀环境为背景,以通电腐蚀的方式获得了腐蚀变形钢筋与混凝土的粘结试块,对腐蚀变形钢筋与混凝土粘结性能的退化进行了研究。通过拔出试验得到了不同裂缝宽度的粘结滑移曲线,并对粘结滑移曲线进行分析,得到了腐蚀变形钢筋与混凝土的极限粘结强度在钢筋锈蚀程度较低时有所提高,腐蚀程度较大时随裂缝宽度的增长而下降的规律。通过分析粘结滑移曲线得到了各粘结性能参数,数据显示各试样极限粘结强度和粘结刚度随着裂缝宽度增大均呈现下降趋势,且二者具有一定的线性关系。     

冻融循环下CFRP—高性能混凝土的粘结性能

通过双面剪切试验,研究了冻融环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能的发展规律。对比分析了未经冻融和经历25、50、100、150、200及300次冻融循环作用试件的破坏特征、剪应变分布、荷载滑移曲线、粘结承载力以及粘结破坏机理。结果表明,所有试件的界面破坏均发生在混凝土表层内,但随着冻融循环次数的增加,破坏界面有向胶层发展的趋势;经受冻融循环次数较少时(25、50次),界面的粘结强度、刚度及开裂荷载的变化不明显,甚至略微提高;但随着冻融循环次数的进一步增加,界面粘结性能有明显的变化,界面粘结强度、端部滑移量减小,刚度退化,初始开裂荷载水平降低,非线性特征增强。粘结极限承载力与混凝土立方体抗压强度均随冻融循环次数的增长存在先提高后下降的趋势,混凝土强度变化是界面粘结性能变化的最重要因素。     

BFRP筋与地聚物混凝土黏结性能试验研究

通过对51个玄武岩纤维复合材料（BFRP）筋-地聚物混凝土界面黏结试件进行中心拉拔试验,分析了BFRP筋与地聚物混凝土的界面黏结破坏机理,研究了BFRP筋表面形式（浅螺纹、喷砂和深螺纹）、直径d（12、16 mm和20 mm）、黏结长度（2.5d、5d和7.5d）、地聚物混凝土强度等级（C30、C40和C50）及混凝土保护层厚度（20、45 mm和69 mm）等因素对BFRP筋-地聚物混凝土界面性能的影响,并与9个BFRP筋-普通混凝土界面黏结试件中心拉拔试验结果进行比较。试验结果表明：BFRP筋-地聚物混凝土界面黏结强度与BFRP筋-普通混凝土界面黏结强度基本相同;BFRP筋表面形式对其黏结性能影响较大,直径为12 mm时,浅螺纹、喷砂和深螺纹BFRP筋与地聚物混凝土的黏结强度分别为15.33、20.49 MPa和22.66 MPa;随着FRP筋直径和黏结长度的增加,BFRP筋与地聚物混凝土黏结强度降低,而随着混凝土强度和和保护层厚度的增加,黏结强度提高。通过CMR和mBPE模型对试验所得黏结应力-滑移曲线进行拟合,发现CMR模型能够较为准确的描述BFRP筋与地聚物混凝土间的黏结应力-滑移关系。     

冻融循环后腐蚀钢筋与混凝土粘结性能试验研究

除冰盐不仅造成表面剥蚀,盐溶液渗入结构还引起严重的钢筋锈蚀,外部出现锈胀裂缝,从而造成钢筋与混凝土粘结性能退化.对钢筋混凝土梁式粘结试件在盐水中进行5,15,25次冻融循环,然后对钢筋进行加速腐蚀,与未经历冻融循环、未腐蚀试件的粘结性能进行对比,研究了冻融循环与钢筋腐蚀作用对粘结性能的影响.结果表明,粘结性能随冻融循环次数增加逐渐退化.对于混凝土未锈胀开裂的试件,冻融循环对粘结强度的影响大些;钢筋锈胀后冻融循环对粘结强度的影响减小.     

锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究进展

粘结性能退化是锈蚀钢筋混凝土构件力学性能下降的主要原因之一.锈蚀对钢筋与混凝土粘结性能的影响已成为混凝土结构耐久性研究的重要内容.文章全面地介绍了钢筋锈蚀及粘结性能测试的试验方法;系统地回顾与评述了锈蚀引起的粘结强度演化规律、粘结滑移本构关系以及粘结退化对结构承载力的影响等方面的研究进展.