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。

高温下压型钢板-混凝土粘结强度的试验

对我国常用的一种类型的压型钢板与混凝土在常温下的粘结应力 -滑移关系及高温下的粘结强度进行了试验研究 .研究结果表明压型钢板与混凝土间的粘结强度随温度的升高而迅速下降 .通过对试验结果的分析 。

玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋粘结性能研究

通过中心拉拔试验研究了玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋的粘结性能,分析了纤维掺量和纤维长径比对粘结性能的影响。并对刚柔混杂纤维的增韧作用进行了评价。结果表明:玄武岩-聚丙烯混杂纤维的掺入使混凝土与变形钢筋的极限粘结强度提高了29%;粘结应力减小趋势得到改善,粘结破坏表现出较好的延性。然而,混杂纤维的过量引入使试样容易形成劈裂破坏,在一定程度上削弱了粘结性能,且当25mm玄武岩纤维(BF)与0.15%聚丙烯纤维(PF)混杂时会出现试件的劈裂破坏。最后以纤维掺量与纤维长径比为基础,考虑混杂纤维交互作用的影响,建立了玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋的极限粘结强度计算公式,并根据粘结滑移曲线,建立了玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋的平均粘结应力-滑移本构关系。

植筋胶与混凝土界面粘结滑移性能的试验研究

为了研究植筋胶与混凝土界面的粘结滑移性能,以植筋锚固长度、植筋胶层厚度及钢筋表面特征为参数,进行了6组高强混凝土植筋无约束推压试验,分析了各参数对植筋胶与混凝土界面的粘结应力、粘结滑移性能等的影响。试验结果表明,所有试件均发生植筋胶层与混凝土界面的粘结滑移破坏,且不出现混凝土基体锥体破坏。在其他条件相同的情况下,高强混凝土植筋的推压承载力随着植筋锚固长度、植筋胶层厚度大致呈线性增大;光圆钢筋植筋的推压承载力远小于相应的带肋钢筋,粘结滑移性能较差。在试验研究的基础上,提出了高强混凝土植筋在无约束推压试验时植筋胶与混凝土界面的粘结应力-滑移本构基本函数关系。该模型较好地反映了植筋胶与混凝土界面的粘结滑移关系,可用于混凝土植筋结构的有限元模拟分析。

GFRP筋与箍筋约束混凝土之间粘结性能的试验研究

通过设计并完成120个拉拔试验,研究了不同影响因素(GFRP筋表面处理情况、GFRP筋直径、混凝土强度等级、箍筋约束情况)对GFRP筋粘结性能的影响并与钢筋粘结性能进行对比;重点分析了箍筋约束作用对GFRP筋粘结破坏和粘结强度的影响规律;利用Bertero-Popov-Eligehausen(BPE)模型和Cosenza-Manfredi-Realfonzo(CMR)模型对GFRP筋在箍筋约束混凝土中粘结应力-滑移(τ-s)关系上升段进行分析。研究结果表明:当粘结破坏主要发生在GFRP筋表面时,提高混凝土强度不会增加GFRP筋的粘结强度;在拉拔试件中配置箍筋可以使试件发生更加趋于延性的GFRP筋拔出破坏,从而提高GFRP筋粘结强度和对应的滑移量,提高幅度随着GFRP筋直径和GFRP筋与混凝土之间的机械咬合力的增大而变大;BPE和CMR模型可以准确描述GFRP筋在箍筋约束混凝土中τ-s关系上升段过程,利用试验数据,并基于表面处理方式处理后得到的BPE和CMR模型中具体的参数可以作为设计参考值。

玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能试验与分析

为了研究玄武岩纤维混凝土(BFRC)与钢筋粘结锚固性能,对18个中心拔出试件和9个梁式试件进行加载试验,获得各级荷载下加载端、自由端滑移量及钢筋应变,得到了粘结应力-滑移曲线和粘结应力沿锚固长度的曲线分布。试验结果表明:随着玄武岩纤维的掺入,钢筋与混凝土粘结锚固性能未表现出有利影响,极限粘结强度有所降低;掺入长度为25mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度优于掺入长度为15mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度;混凝土强度的提高有利于改善玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能,混凝土相对保护层厚度对粘结锚固性能影响不大;锚固钢筋的应变曲线整体呈下凹形,沿锚固长度逐渐递减;粘结应力沿锚固长度呈多峰曲线;基于试验数据建立的玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结应力-滑移本构关系可以为玄武岩纤维混凝土的理论与工程设计提供参考依据。