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。     

锈蚀钢筋与混凝土黏结性能试验研究

对锈蚀钢筋和混凝土黏结性能进行了试验研究,其中考虑了钢筋锈蚀率和水灰比的影响。试验采用100 mm立方体试块,其内部埋设直径为6 mm的光圆钢筋。将试块部分浸在氯离子溶液中并采用电解方法加速钢筋锈蚀。锈蚀之后,通过拉拔试验得到锈蚀试件的黏结-滑移曲线。结果表明:混凝土中的钢筋发生锈蚀、体积膨胀,通常会在混凝土表面产生裂缝;拔出试验试件典型的破坏现象为黏结劈裂破坏;锈蚀钢筋与混凝土之间的黏结力随着水灰比的增大而减小,锈蚀程度大的钢筋黏结力降低。     

低锈蚀率钢筋与再生混凝土黏结性能试验研究

为研究锈蚀钢筋与再生混凝土的黏结性能,通过外加电流加速试验获得目标锈蚀率为1%的螺纹钢筋,将其分别与粗骨料取代率为0、20%、40%、60%、80%和100%的再生混凝土试块进行拉拔试验研究。结果表明,发现锈蚀钢筋与再生混凝土之间的黏结应力比未锈蚀的试块提前达到峰值.随着再生粗骨料取代率的增加,黏结应力先增大后减小,且当取代率为80%时,黏结应力达到峰值,锈蚀钢筋与再生混凝土之间的黏结应力-滑移曲线与普通混凝土的总体形状相似。     

锈蚀钢筋与混凝土高温后黏结性能试验研究

为研究高温作用后锈蚀钢筋与混凝土黏结退化机理,设计并制作65个钢筋位于侧边中心、23个钢筋位于侧边角部的拉拔试件。采用通电加速锈蚀方法得到锈蚀试件,然后将其在电炉中升温至目标温度,自然冷却至室温后进行拉拔试验,以研究温度、锈蚀率、保护层厚度和钢筋位置对黏结性能的影响。研究表明：高温(温度不低于400℃)和严重锈蚀(锈蚀率大于6.1%)对黏结性能有弱化作用,保护层厚度对黏结破坏模式和黏结-滑移性能影响较大;微锈蚀(锈蚀率小于2.4%)可导致黏结刚度增大趋势减缓,黏结强度小幅增大或不变;在温度100～200℃之间时,黏结强度达到最大值。基于试验结果,采用Bihill模型进行回归分析,得到适合黏结-滑移全曲线的黏结应力计算式及连续型黏结-滑移模型。计算结果表明,所提出的本构模型能够对黏结应力进行较准确的计算。     

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。     

高强钢筋与再生混凝土界面黏结性能试验研究

为了研究高强钢筋与再生混凝土间的黏结作用机理,以再生粗骨料取代率和高强钢筋埋置长度为变化参数,设计了15个边长为150 mm的高强钢筋再生混凝土立方体试件,并进行推出试验。通过试验获取了加载端和自由端荷载-滑移曲线的特征点参数,并回归得到各特征点黏结强度计算公式;分析了各变化参数对黏结强度的影响,并采用实用黏结强度计算公式进行对比计算。研究结果表明:高强钢筋与再生混凝土试件的黏结破坏以劈裂破坏为主;特征黏结强度均表现为随取代率的增加而呈现下降趋势,高强钢筋与再生混凝土的界面黏结强度随埋置长度的增加而有所增大。     

高温作用下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能研究

为研究高温下与高温后锈蚀钢筋与混凝土黏结性能退化规律,制作84个混凝土立方体试块及110个偏心拉拔试件,对立方体试块进行高温下及高温后抗压试验,对偏心拉拔试件进行高温下及高温后拉拔试验,分析温度状态(高温下和高温后)、锈蚀率(2%、5%和10%)、试件尺寸(立方体、棱柱体)及箍筋数量(单肢箍和双肢箍)对黏结性能的影响,依据高温对材料性能的折减规律,得出高温下锈蚀钢筋混凝土黏结强度计算方法,提出分段式及连续型黏结滑移本构模型。研究表明：锈蚀时间为59 d且历经400℃的混凝土抗压强度降低了27.6%,温度100℃时锈蚀率为4.6%的钢筋混凝土黏结强度较常温的增大8%,温度200～400℃时黏结强度降低约9%,800℃时黏结强度损失85%;温度低于400℃时,高温下钢筋混凝土黏结强度小于高温后的,温度高于400℃时,不同温度状态下黏结强度值相近;单肢箍筋试件黏结强度较双肢箍筋试件黏结强度下降了10%,立方体(150 mm×150 mm×150 mm)试件黏结耗能是棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件黏结耗能的54%。通过比较积分绝对误差验证了模型精度,计算误差小于10%,...     

往复荷载下不均匀锈蚀钢筋与混凝土黏结性能试验研究

为研究钢筋发生不均匀锈蚀后与混凝土黏结性能的变化,对往复荷载作用下不均匀锈蚀钢筋与混凝土黏结滑移进行试验研究,试验中主要考虑了钢筋种类、钢筋锈蚀率的影响。基于试验结果,分析钢筋锈蚀率对混凝土表面裂缝宽度、极限黏结应力的影响规律;同时分析了黏结-滑移曲线特征,给出了反向与正向极限黏结应力的相对比值;最后,给出了骨架曲线的表达式及相关参数的取值,与试验结果比较后发现两者吻合较好。     

往复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能研究

采用梁式试件进行25次往复荷载(25%、45%和65%极限荷载)作用下锈蚀钢筋(理论锈蚀率为2%、4%和6%)混凝土间黏结性能试验研究。结果表明：钢筋混凝土梁式试件均发生劈裂破坏;钢筋混凝土间的滑移在前十个往复荷载循环周期内基本完成,而后试件加载前后滑移差逐渐缩小,滑移量基本不再增加;在试件所受荷载等级一定时,试件加载端与自由端钢筋混凝土间的滑移随着锈蚀率增加而增大;而控制纵筋的锈蚀率不变,试件纵筋与混凝土之间自由端和加载端的滑移量随着荷载等级的提高而增加明显;往复荷载等级对于试件滑移量的影响较钢筋锈蚀相比更加明显。     

冻融后引气再生混凝土与钢筋黏结性能的试验研究

通过在再生混凝土中添加引气剂配制出引气再生混凝土,并制作了不同直径钢筋-引气再生混凝土中心拔出试件。将试件放在冻融环境为淡水与盐浓度为5%的人工海水中进行了25、50、75次快速冻融循环,然后对未经冻融循环作用以及经过不同次数冻融循环作用的中心拔出试件进行了黏结性能试验研究。试验中测试了钢筋与混凝土间的黏结强度、黏结滑移,观察了试件开裂形态随施加荷载、钢筋直径、冻融循环次数的变化情况。依据试验结果,分析了钢筋直径、冻融循环次数对黏结强度、黏结滑移的影响规律。试验表明,随着冻融循环次数的增加,钢筋与混凝土黏结力逐渐下降,峰值荷载减小,峰值滑移量变大,且在海水中冻融的试块黏结力损失更为严重。     

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.     

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。     

风积沙混凝土与钢筋的黏结性能试验研究

为研究风积沙混凝土与钢筋之间的黏结性能,制作了28个试块进行中心拉拔试验,研究了风积沙掺量、钢筋形状、钢筋直径和龄期对黏结性能的影响规律,并基于试验结果拟合出风积沙混凝土与带肋钢筋之间的黏结强度-滑移本构关系曲线。研究结果表明,风积沙掺量小于30%时,极限黏结强度随着风积沙掺量、钢筋直径、龄期的提高而提高;风积沙掺量分别为10%、20%和30%时,带肋钢筋对应的极限黏结强度分别比光圆钢筋提高了61.2%、58.5%、56.1%。     

打印混凝土与钢筋的黏结性能试验研究

采用逐条挤出、层叠成型的混凝土打印工艺使得打印混凝土材料力学性能呈现明显的各向异性,加之其配筋方式受限于打印工艺,仅可在水平层间放置钢筋再叠层打印,使得打印混凝土与钢筋的黏结性能受打印工艺、钢筋放置等诸多因素影响。通过设计正交试验研究了钢筋直径、打印混凝土材料强度、打印工艺、钢筋置入方式对钢筋与打印混凝土材料黏结性能的影响规律,得出应优先采用顺纹打印工艺并埋入放置钢筋的方式,以提高钢筋与打印混凝土的黏结性能。     

锈蚀对钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响

为了研究箍筋、钢筋锈蚀等对轻骨料混凝土与钢筋之间黏结性能的影响,制作了18个钢筋轻骨料混凝土试件,分有箍筋、无箍筋两类试件,每类试件又分无锈蚀(锈蚀率为0%)、轻度锈蚀(锈蚀率为1%)、中度锈蚀(锈蚀率为3%)、重度锈蚀(锈蚀率为5%)四种工况,采用电化学法加速钢筋的锈蚀,通过拉拔试验,得到各个试件的荷载-滑移曲线,通过黏结力-滑移曲线、每种工况试件的特征值,分析了箍筋、钢筋锈蚀程度对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响。结果发现:箍筋对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土的黏结性能影响很大,箍筋的存在可以提高试件的黏结强度,延缓试件在极限荷载时劈裂破坏,甚至变成延性破坏。随着锈蚀程度的增加,轻骨料混凝土与钢筋的黏结性能有先增加后减小的趋势。     

次轻混凝土与变形钢筋黏结性能试验研究

通过钢筋内贴片黏结滑移试验,测试次轻混凝土中变形钢筋加载端和自由端的相对滑移、应力沿锚固长度的分布规律,进而得到了钢筋黏结应力分布规律,分析不同的轻骨料体积分数和水灰比对变形钢筋与次轻混凝土之间黏结性能的影响。试验结果表明:水灰比越小、轻骨料体积分数越小,混凝土与变形钢筋的黏结强度越大,黏结应力的峰值点随着水灰比和轻骨料体积分数的增大而越靠近自由端;在相同混凝土强度等级条件下,次轻混凝土与变形钢筋的黏结强度要高于普通混凝土10%左右,比轻骨料混凝土低5%~10%。     

高延性混凝土与钢筋黏结性能的试验研究

通过12组试件的中心拉拔试验,研究高延性混凝土(High Ductility Concrete,简称HDC)与钢筋的黏结性能,分析钢筋直径、钢筋外形、HDC强度、保护层厚度和纤维掺量对高延性混凝土与钢筋黏结滑移曲线特征点的影响。试验结果表明：①纤维桥联应力的横向约束作用限制了高延性混凝土内部径向裂缝的宽度,其耐损伤能力提高,试件发生拔出破坏或劈裂-拔出破坏;②与普通混凝土对比,高延性混凝土与光圆钢筋的黏结强度提高1.79倍,残余黏结强度提高1.96倍;③根据试件的破坏形态,确定HDC与带肋钢筋的临界相对保护层厚度为3.41; ④随着纤维体积掺量的增加,其增韧和阻裂效果越好,黏结韧性指数I0.85和I0.5分别提高了35%和41%;⑤根据试验结果,提出HDC与带肋钢筋的黏结强度计算公式,建立适用的黏结应力-滑移本构模型,且模型曲线与试验曲线吻合良好。     

海水海砂再生混凝土与环氧涂层钢筋黏结性能

采用中心拔出试验对环氧涂层钢筋海水海砂再生混凝土的黏结性能进行了试验研究。考虑不同混凝土类型（普通混凝土、再生混凝土、海水海砂再生混凝土）、设计强度等级（C20、C25）、黏结长度（3d、5d、8d,d为钢筋直径）、钢筋种类（普通钢筋、环氧涂层钢筋）和保护层厚度（67、42mm）等参数进行拔出试验,研究其黏结强度的变化规律。结果表明：环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土之间黏结性能较普通钢筋混凝土的略有降低,再生粗骨料的加入降低了试件的黏结强度,而海水、海砂减小了再生粗骨料对黏结强度的不利影响;黏结强度随着混凝土强度和保护层厚度增加而显著提高,随着黏结长度增长而降低;环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土黏结滑移曲线与普通钢筋混凝土试件的相似,分为微滑移、滑移和下降三段;环氧涂层钢筋使得曲线曲率增加、下降段较缓,而海水、海砂影响与之相反。拟合得到了环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土间黏结强度计算公式,计算值与相关试验数据吻合良好。     

冻融后再生混凝土与钢筋黏结性能试验研究及微观结构分析

以100%再生粗骨料取代天然碎石,以钢筋直径16 mm和20 mm锚固长度5 d和10 d为变动因素制作中心拔出试件。采用快冻法进行冻融循环试验,研究不同冻融循环后再生混凝土抗压强度、极限荷载和极限黏结应力的变化规律,通过对黏结界面扫描电镜观察,从微观角度分析再生混凝土冻融破坏原因。试验结果表明:冻融循环后再生混凝土抗压强度下降,极限荷载和极限黏结应力随冻融循环次数的增加而减小,是由于再生混凝土内部受冻胀破坏所致。