锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能影响研究综述

钢筋锈蚀导致横截面积减少,同时锈蚀产物体积膨胀导致混凝土开裂和剥落,影响混凝土与钢筋的粘结能力,对混凝土结构的承载能力和使用寿命产生影响。本文基于国内外广泛的研究成果,分析了不同钢筋锈蚀实验方法的优劣和适用性。对于锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能,探讨了中心拉拔试验、偏心拉拔试验和梁式试验的优劣。分别研究了纵筋和箍筋锈蚀对粘结强度的影响,并构建了以钢筋锈蚀率为基础的粘结强度退化模型。锈蚀导致的表面裂缝宽度是评估粘结强度的理想参数,然而基于裂缝宽度的粘结强度退化模型仍然相对较少。在锈蚀钢筋粘结应力-滑移本构模型方面,对未锈蚀和锈蚀钢筋混凝土构件的粘结-滑移关系进行了阐述,然而由于锈蚀钢筋的粘结-滑移曲线测试数据有限,上述模型的可靠性尚未得到验证。本文综述了国内外有关钢筋锈蚀方法和锈蚀钢筋混凝土构件粘结性能的研究方法,分析了纵筋和箍筋锈蚀对粘结强度退化的影响,并归纳总结了基于钢筋锈蚀率和构件表面锈胀裂缝宽度的粘结强度退化模型、以及钢筋混凝土构件粘结-滑移本构关系的最新研究成果。同时,分析了现有研究的不足之处,旨在为未来的钢筋混凝土粘结性能研究提供参考。

基于表面能理论的粘结剂-UHPC粘结失效模式分析

为探究粘结剂与UHPC的潜在粘结失效模式及其机理,通过表面能理论建立粘结剂-UHPC的粘附模型和剥落模型,提出粘结失效模式判断准则。选择四种常用界面粘结剂(热熔型改性环氧树脂202、高粘高弹沥青(宝利)、高粘高弹沥青PG-100和SBS改性沥青)作为研究对象。采用接触角法测算UHPC、粘结材料的表面能参数,并计算粘结剂的内聚功和剥落功、粘结剂-UHPC的界面粘附功和界面剥落功,依据失效模式判断准则确定粘结剂-UHPC体系的粘结失效类型。研究结果表明:四种粘结剂-UHPC的界面粘附功排序为树脂202>高粘沥青>沥青PG-100>SBS改性沥青;粘结剂内聚功排序为树脂202>SBS改性沥青>沥青PG-100>高粘沥青。无水条件下,四种粘结剂-UHPC体系的粘结剂内聚功远小于界面粘附功,为粘结剂内聚失效,粘结剂内聚功与拉拔强度具有较强的线性相关性。有水条件下,粘结剂的剥落功大于界面剥落功,失效类型为粘结剂内聚失效。通过附着力拉拔试验以及已有研究成果,综合分析和验证判定结果的有效性。本研究为探明粘结剂-UHPC粘结失效机理、改进粘结材料配伍性具有理论与实际意义。

加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响

为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%~8.7%)在不同加载速率(0.5~300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数值模拟,分析高加载速率(30~30000 mm/min,应变率10^(-4)~10^(-1)s^(-1))下锈蚀梁的粘结滑移力学行为。研究表明:(1)加载速率对锈蚀钢筋混凝土梁式试件的粘结应力-滑移曲线形状以及粘结强度与残余粘结强度的比值影响不大;(2)随着加载速率的增加,锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度和残余粘结强度显著增加,粘结区应力峰值显著增加并逐渐向加载端靠近;(3)本工作提出的考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式在0.5~30000 mm/min的加载速率范围内有很好的适用性。

金属粉末床粘结剂喷射3D打印关键问题的研究现状与展望

针对金属粉末床粘结剂喷射3D打印技术存在薄层铺粉难、粘结剂不匹配、初坯及烧结件密度低等问题,首先从原材料特征、铺粉机构及数值模拟等方面总结当前粉末铺展研究现状;接着阐述了粘结剂与粉床作用、粘结剂类型和性能以及残留问题的研究进展,指出优化粘结剂体系、限制残留物,有利于提升粘结剂喷射成形金属零件性能;然后介绍了烧结和浸渗等当前常见致密化方法,指出致密化过程中需考虑变形和精度控制,并通过热等静压、固溶和时效等后处理方法对零件孔隙及相组成进行调控;最后指出高精度、高性能和难成形材料打印是未来发展趋势。

冻融循环环境下方钢管混凝土粘结强度试验研究

为研究冻融循环环境下方钢管混凝土的粘结性能,设计制作了19组57个方钢管混凝土短柱试件,并对这些试件开展冻融循环后的推出试验。获得了试件的荷载-滑移曲线,分析方钢管混凝土粘结力的组成以及冻融循环次数、构件长细比、钢管宽厚比对粘结强度的影响。试验结果表明,冻融循环后方钢管混凝土的荷载-滑移曲线与常温下总体相似,包含无滑移段、上升段、下降段、残余段。无滑移段的粘结作用由化学胶结力提供,滑移产生后的粘结作用由摩擦力和机械咬合力提供。在试验参数范围内,方钢管混凝土的粘结强度随着冻融循环作用次数增加呈幂函数减小,随着构件长细比的增大呈线性降低,随着钢管宽厚比的增大呈指数下降。在试验结果基础上,提出了冻融循环后方钢管混凝土粘结强度的计算公式,计算结果与试验结果总体总体吻合。

大跨度压型钢板-混凝土组合楼板粘结性能试验研究

为研究大跨度压型钢板与混凝土组合楼板的粘结性能,以确定工程设计用的纵向剪切极限应力设计值,开展了6m足尺构件的受弯试验。试验共设计了两组试件,压型钢板的厚度分别为0.88mm和1.13mm,楼板跨度净距为6m。每组试件均由1个静载大跨度试件、2个动载大跨度试件和1个静载短跨度试件组成,并基于欧洲规范计算了每个试件的纵向剪切极限应力设计值。结果显示,循环荷载疲劳动态加载不影响组合楼板的最终承载力和破坏模态。压型钢板的厚度对纵向剪切承载力影响较大,且纵向剪切极限应力设计值的提高幅度大于压型钢板厚度的增加比例。1.13mm厚度的压型钢板相较于0.88mm的压型钢板,厚度增加28%,纵向剪切承载力提高约60%。考虑支座摩擦力影响,基于试验得到的纵向剪切极限应力设计值会减少7%~10%。得到的纵向剪切极限应力设计值可用于跨度为6m及以内的压型钢板-混凝土组合楼板的剪切粘结承载力设计。

钢筋锈蚀粘结削弱后轴心受压柱承载能力试验研究

通过去除钢筋周围粘结混凝土的方法来模拟钢筋锈蚀后粘结性能下降对柱抗压承载力的影响情况。研究发现:钢筋锈蚀程度对粘结力削弱的轴心受压柱的承载力影响较明显,在钢筋锈蚀不严重时,钢筋与混凝土的应变基本一致,柱破坏时两种材料强度能发挥出来;钢筋严重锈蚀时,混凝土应变滞后,柱破坏时混凝土的强度不能充分发挥出来,且钢筋锈蚀根数越多柱承载力下降越快;同时,随着粘结性能下降,柱破坏时裂缝的条数、长度及宽度都有所减少。根据试验研究结果,推导出粘结削弱轴心受压柱混凝土柱承载力计算方法。

水性环氧乳液/海泡石复合改性苯丙乳液涂层粘结性能研究

采用物理共混法制备水性环氧乳液/海泡石复合改性苯丙乳液涂层,探讨了苯丙-水性环氧乳液配比,三乙醇胺、填料及乳化沥青掺量对涂层粘结强度的影响,同时考察了复合涂层的抗渗性和耐高低温性。结果表明,当苯丙乳液与水性环氧乳液的有效质量比为1∶2,三乙醇胺、海泡石和乳化沥青掺量分别为2%、3%、5%时,复合涂层粘结强度为3.54MPa,与钢板间具有较好的相容性,且不透水性和耐高低温性优良。

BFRP筋与再生骨料混凝土粘结性能试验研究

为探究玄武岩纤维筋(BFRP筋)与再生骨料混凝土的粘结性能,对其进行中心拔出试验。基于试验结果,探究了其破坏形态以及粘结机理,研究再生混凝土强度等级、筋材直径和再生骨料替代率对BFRP筋和再生骨料混凝土粘结性能影响。结果表明,BFRP筋与再生骨料混凝土粘结有拔出破坏和劈裂破坏两种破坏形态;BFRP筋与再生骨料混凝土粘结滑移曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段和残余应力段;提高再生混凝土的强度等级可以延缓混凝土内部裂缝的产生与演化,进一步提高BFRP筋表面肋与混凝土之间的机械咬合作用,增大BFRP筋与再生混凝土的粘结强度;因剪力滞后效应,BFRP筋与再生骨料混凝土的粘结强度随着BFRP筋直径的增加而降低;再生骨料替代率的增加会对BFRP筋和再生骨料混凝土的粘结应力产生不利影响。

富集污泥成型低成本粘结剂开发与应用

这是一篇矿业工程领域的论文。针对攀钢富集污泥球团成型粘结剂成本高,粉碎率高等问题,开发出低成本有机粘结剂。并研究了水分、压力、烘干温度等因素对球团落下强度和粉碎率的影响。粘结剂添加1.5%,生球落下强度>5次/m,干球落下强度>28次/2 m,粉碎率<2%,完全满足现场生产要求,吨球粘结剂成本降低35%以上。

铸瓷粘结桥修复深覆[牙合]伴单颗前牙缺失的临床效果

目的探讨铸瓷粘接桥修复深覆[牙合]伴单颗前牙缺失患者的临床疗效。方法选取2023年1月—2023年6月安徽医专附属口腔医院就诊的30例深覆[牙合]伴前牙单颗缺失的患者作为研究对象,唇侧制作铸瓷粘接桥,术后1周和6个月分别检查修复体脱落、修复体折裂、边缘密合性、继发龋、边缘着色、牙周健康状况等。结果术后1周修复效果较好,无修复体脱落及折断,边缘密合性好、无着色,牙周健康。术后6个月检查见2例修复体脱落,重新粘结后继续使用,1例探针可探及边缘,牙龈轻度炎症,其余27例未见异常,未见修复体脱落和折断,边缘密合性好,基牙无龋坏,牙周健康。结论铸瓷粘接桥修深覆[牙合]伴单颗前牙缺失患者短期临床效果较好。

基于ANN和XGB算法的锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测方法

为准确评估锈蚀钢筋混凝土(CRC)结构在突发火灾下的结构承载力,锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度的统一预测方法研究亟待开展。然而,粘结退化机理复杂,粘结因素众多,实验方法不能考虑所有粘结因素的相关复杂关系的影响。在现有大量试验数据的基础上,采用机器学习方法可以有效地通过数据建立输入和输出特征之间的回归关系。该文利用ANN和XGB两种机器学习算法建立了一个统一的锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测模型。基于612组高温锈蚀钢筋混凝土的试验研究数据,进行模型训练和测试。结果表明:ML模型的预测结果与实验结果十分吻合。此外,针对机器学习算法本身存在的黑盒子问题,使用SHAP方法来解决锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测过程中的模型可解释性问题。同时,还将ML模型的计算结果与三种理论计算公式的结果进行了比较,结果表明:ML模型具有明显的优势。新构建的混合机器学习模型很有可能成为准确评估CRC结构经受高温后的损伤程度问题的新选择。

钢筋与混凝土粘结力学性能实验教学设计

该文以增强大学生创新实践能力培养为目标,开展了混凝土结构基本原理课程综合性实验教学研究,设计并实施了钢筋与混凝土的粘结力学性能综合性实验。通过混凝土抗压强度实验、钢筋与混凝土拉拔实验、粘结强度影响因素及钢筋滑移分析等教学内容增强学生对专业知识的理解、掌握及灵活应用,同时提升学生的实践能力及创新能力。实验教学实践表明,该综合性实验教学有效提升了教学效果,学生反馈良好,为高校新工科建设及学生的创新实践能力培养提供了有益参考。

基于保护层劈裂破坏的钢筋屈服后粘结锚固性能研究

《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)要求钢筋拉断先于锚固破坏,但是在地震作用下,结构往往出现锚固破坏。此外,《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)要求抗震钢筋强屈比不应低于1.25,但是其中抗震锚固长度的修正系数仅考虑了往复荷载对钢筋粘结性能的不利影响,未明确要求钢筋应力达到1.25fy所需的附加锚固长度。主要通过试验研究的方法,探讨混凝土保护层发生劈裂破坏的条件下钢筋屈服后的粘结锚固性能。采用在钢筋表面开槽密贴应变片的方法测量钢筋的应变分布,以混凝土强度、钢筋强度、钢筋直径、保护层厚度等为变量,完成21个梁端式试件锚固试验。结果表明:钢筋屈服后,加载端滑移显著增大,屈服段粘结应力降低;劈裂裂缝的出现会导致粘结应力重分布,由筋端锚固问题向缝间粘结锚固问题转化。基于试验结果,得到了钢筋屈服后锚固强度计算公式以及钢筋应力-滑移的本构模型,能较好地预测钢筋锚固承载力和加载端滑移。

钢-连续纤维复合筋珊瑚混凝土梁式拉拔粘结应力分布研究

为探究钢-连续纤维复合筋(SFCB)在珊瑚混凝土中的粘结应力分布,使用梁式拉拔试验方法,对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋和不同直径SFCB珊瑚混凝土进行拉拔,并采用光纤Bragg光栅(FBG)传感技术对筋材应力分布变化动态监测。研究结果表明:SFCB直径和钢芯直径均会影响荷载-滑移曲线形状;箍筋对筋材初始粘结刚度和SFCB纤维层加载端应变有明显提升;箍筋一定程度可以增强螺纹钢芯的粘结,对光圆钢芯粘结影响不大;SFCB屈服后的粘结应力分布与屈服前有明显差异,钢芯屈服后应力传递现象更明显;由于钢芯具有较高的弹性模量,在相同荷载下SFCB纤维层粘结段各处粘结应力均要大于CFRP筋。

C型外包花纹钢-混凝土界面粘结强度推出试验研究

为探究带拉条式C型外包花纹钢-混凝土的粘结强度及粘结滑移性能,考虑钢板的花纹高度、混凝土强度、拉条间距、截面宽度和翼缘截面形式对试件粘结强度的影响,设计制作了12个带拉条的C型外包花纹钢-混凝土推出试件。分析各试件的破坏过程、荷载-滑移曲线、钢板应变沿纵向分布规律及特征粘结强度;综合考虑各影响因素,统计回归得出特征粘结强度的计算公式。研究结果表明:增大花纹高度是改善粘结性能最有效的途径;特征粘结强度随着混凝土强度的增大呈增大趋势,随着截面宽高比和拉条间距的增大呈减小趋势;在同等条件下,翼缘内翻试件的粘结性能优于翼缘外翻试件;特征粘结强度的回归公式能够较好地拟合试验结果。

蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度评价方法探究

为了能更精确地评价蓄盐沥青混合料与冰层的粘结程度,通过对拉拔头、冰层冻结方式、拉拔方式等方面进行改进,采用粘结强度和残冰率作为蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度的评价指标,开发出一种基于马歇尔试件全断面的试验方法。试验结果表明,试件与冰层之间的粘结强度及残冰率随温度降低而增加,蓄盐沥青混合料在-10℃以内能降低试件与冰层的粘结强度30%以上,-7℃的粘结强度相比于普通沥青混合料减小约50%,-9℃以内残冰率减小比例均大于50%。冰层与试件粘结强度的测量准确度随残冰率的增大而降低,建议在-10℃内采用本试验方法。开发的评价试件与冰层粘结程度的试验方法区分度较高,试验的变异系数在10%以内,稳定性较好。

基于沥青路面新旧界面的水性环氧树脂粘结材料制备与性能分析

为了提高潮湿环境下新旧沥青界面的粘结强度,将水性环氧树脂固化剂和水性环氧树脂乳液复合制备出具有优异性能的水性环氧树脂粘结材料。研究在干燥和潮湿条件下不同固化剂掺量对水性环氧树脂粘结材料的界面粘结强度和修补试件的抗折强度的影响。研究结果表明:随固化剂掺量增加,水性环氧树脂粘结材料的界面粘结强度先增加后降低,当固化剂∶乳液=1∶1时,水性环氧树脂粘结料粘结的界面强度达到最大;相比原试件,修补试件的抗折强度明显减低,其中固化剂∶乳液=1∶1时,修补试件的抗折强度保留率最大,抗折强度下降程度最小,且二次开裂的位置偏离修补界面,冻融循环后的界面粘结强度保留率最佳,说明固化剂∶乳液=1∶1时,水性环氧树脂粘结材料的修补效果最好,具有更优的耐久性能。

蒸压轻质混凝土板专用粘结砂浆的制备与性能研究

采用P·O42.5水泥、粉煤灰、石灰石超细粉、矿粉以及外加剂为原料制备水泥基粘结砂浆。采用正交试验确定水泥基胶凝材料的最优配合比,研究淀粉醚对纤维素醚取代率和膨胀剂对水泥基粘结砂浆的性能影响,并利用XRD和SEM分析水化产物和微观形貌,研究外加剂的作用机理。结果表明,m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(矿粉)∶m(石灰石超细粉)=22∶4∶4∶5时,水泥基胶凝材料的性能最优;淀粉醚适量取代纤维素醚可以增强砂浆保水性,提高砂浆强度,减少收缩;少量膨胀剂可以提高砂浆的早期强度,增加掺量则降低早期强度,提高砂浆后期强度。制备的水泥基粘结砂浆符合JC/T 890—2017《蒸压加气混凝土墙体专用砂浆》的要求。

一种新型义齿粘结剂使用效果观察及性能分析

为提高牙科用粘结剂的粘接效果和抗菌性能,试验通过树脂基质、纳米氟化钠和二癸基二甲基氯化铵,制备了一种具有抗菌性能的新型义齿粘结剂,并对二癸基二甲基氯化铵添加量和应用效果进行研究。结果表明,二癸基二甲基氯化铵的添加可以使义齿粘结剂亲水性能和抗菌性能提高,粘接性能下降。当二癸基二甲基氯化铵添加量从1.5%增大到7.5%时,水接触角从80.3°减小到60.5°,剪切粘接强度从15.3 MPa降低到12.2 MPa。二癸基二甲基氯化铵添加量为1.5%或3.0%比较适宜。在应用效果方面,含有3%二癸基二甲基氯化铵和3%纳米氟化钠的新型义齿粘结剂有着良好的粘接性能和抗菌性能。