Experimental research on bond strength of deformed GFRP rebars with different surface configurations

Based on the Canadian Standards Association(CSA) criterion,experiments on 30 pull-out specimens were conducted to study the bond strength of deformed GFRP rebars with 8 different surface configurations.Each rebar was embedded in a 150 mm concrete cube,and the test embedded length was four times of the rebar diameter.Relationship between the mode of failure,the average bond strength and the average bond strength-slip for each rebar was analyzed.Results show that the failure mode of all specimens is the shearing off or desquamation of ribs,no splitting cracks appear on the cube specimens.The bond stress of deformed GFRP rebars mainly depends on the mechanical interaction between the ribs of the bar and the surrounding concrete,and the bond strength of deformed GFRP rebars is improved obviously.The optimal rib spacing is less than 2.5 times of the rebar diameter,and the rib height is more than 3% of the rebar diameter.

水下修复材料的黏结强度与变形性能研究进展

介绍了常用的几种水下修复材料的性能,分析了其作用机理,强调了黏结强度和变形性能的重要性,指出了各水下修复材料在接缝修复中存在的问题及优缺点,并提出了未来重点研究方向。

橡胶混凝土与变形钢筋黏结性能试验研究

共设计制作9组试件,对钢筋内贴应变片的试件进行拉拔试验,系统研究了橡胶体积取代率、钢筋直径、锚固长度对变形钢筋与橡胶混凝土黏结性能的影响。观察了试件破坏形态并通过计算得出试件极限黏结应力和滑移量,得到了不同因素下黏结应力、相对滑移分布规律以及不同锚固位置处的黏结应力-滑移曲线。建立了考虑橡胶体积取代率下变形钢筋与橡胶混凝土黏结应力-滑移本构关系模型;通过对相同滑移值下不同位置(距自由端距离)处黏结应力的量纲一化处理,得到了不同橡胶体积取代率下的变形钢筋与橡胶混凝土的黏结位置函数。结果表明:橡胶体积取代率增加,极限黏结应力减小,对应加载端滑移量先增加后减少;钢筋直径、锚固长度增大均会导致极限黏结应力减小,对应加载端滑移量减少;对比各位置处黏结应力-滑移曲线发现,橡胶体积取代率增加、钢筋直径及锚固长度增大均会加剧黏结应力的不均匀分布;相对滑移量会随着橡胶体积取代率增加而增加,随着钢筋直径、锚固长度的增大而减少。

掺加橡胶颗粒透水混凝土的路用性能

为研究掺加橡胶颗粒透水混凝土的性能,选用粒径分别为2.00、0.60、0.18 mm的等体积橡胶颗粒替代粒径为2.36~4.75 mm的细集料,制备透水混凝土,橡胶颗粒与水泥的质量比分别为0.05、0.10、0.15,研究橡胶颗粒对透水混凝土透水性、力学性能及抗冻性能的影响。试验结果发现:随橡胶颗粒与水泥质量比的增大,透水混凝土试件的连通空隙率、透水速率及抗冻融性提高,抗压强度和抗变形能力减小;随橡胶颗粒粒径的减小,透水混凝土试件的连通空隙率、透水速率减小,抗压强度提高,抗冻性能变化不大。粒径为0.18 mm的橡胶颗粒与水泥的质量比为0.05时,透水混凝土试件的抗压强度和抗变形能力最佳。掺橡胶颗粒透水混凝土的抗冻融性能明显优于普通透水混凝土,粒径为0.18 mm的橡胶颗粒与水泥的质量比为0.10时透水混凝土的抗冻融性能最好。

箍筋约束条件下锈蚀变形钢筋与混凝土黏结性能的研究

为研究箍筋约束情况下混凝土强度、钢筋锈蚀率等因素对变形钢筋与混凝土黏结性能的影响,设计制作了96个中心拉拔试件,采用弱电流加速锈蚀方法模拟钢筋锈蚀过程,达到预定锈蚀率后就算完成了钢筋与混凝土的黏结-滑移试验。试验结果表明:横向箍筋改变了试件的破坏形态,由于箍筋的约束作用,绝大部分试件发生了钢筋拔出破坏,但黏结力下降缓慢,具有较好的黏结延性;未锈蚀变形钢筋与混凝土的黏结强度随混凝土的劈裂抗拉强度的变化呈线性变化规律,二者具有较好的相关性;随着钢筋锈蚀率的增加,混凝土的黏结强度呈先增后降的变化规律。通过回归分析知,当钢筋锈蚀率超过28%时,混凝土的黏结强度开始低于钢筋未锈蚀混凝土的黏结强度。

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。

橡胶颗粒混凝土最优配合比正交试验研究

针对橡胶颗粒混凝土的抗压强度和压缩变形量性能研究,利用正交设计试验法选取了橡胶颗粒种类、掺量、水灰比和砂率四个因素及其各自三个水平,对橡胶颗粒混凝土抗压强度和压缩变形量影响因素的主次顺序及最优配合比组合进行探讨。研究结果表明,水灰比和橡胶颗粒的掺量对橡胶颗粒混凝土抗压强度以及压缩变形量的影响均大于砂率和橡胶颗粒种类对其影响。

橡胶改性及其对橡胶水泥基质材料性能的影响

本文基于提高橡胶-水泥基质材料的力学性质的目的,对橡胶进行磺化-脲化改性。采用水接触角、红外光谱、粘接强度、抗压抗冲击强度等微观宏观测试技术考查了橡胶改性对橡胶水泥基质材料性能的影响。结果表明:橡胶氧化-脲化改性后,在橡胶表面引入了大量羰基、酰胺基等极性亲水性基团,使橡胶表面的浸润类型由憎水性质变为了亲水性质,大大增加了橡胶与水泥基体的界面相互作用,使橡胶与水泥浆体的粘接强度提高了33.4%。橡胶改性对减缓橡胶水泥基质材料的抗压强度降低有确定的效果,但是这种效果在橡胶水泥混凝土中比在水泥砂浆中更突出。橡胶掺量为细集料的30%或以下时,氧化-脲化改性的橡胶混凝土的抗压强度能够达到30 MPa以上,可以满足中等强度混凝土的要求。

锈蚀变形钢筋与混凝土粘结应力模型研究

研究了锈蚀对钢筋混凝土无箍筋试件粘结强度的影响,建立了锈蚀导致保护层胀裂前变形钢筋极限粘结应力的理论计算模型,定量地揭示了该阶段粘结强度增强的机理。通过对钢筋肋间混凝土在挤压力、摩擦力及锈胀力作用下的受力分析,从理论上推导了锈蚀钢筋混凝土发生劈裂破坏时的粘结应力计算表达式;给出了摩擦系数等未知参数的取值大小;详细阐述了表达式的求解思路。利用已发表文献的多个试验结果对理论模型进行验证,结果表明计算值与试验值吻合良好。

异形钢纤维与混凝土粘结性能试验研究

自行设计了异形钢纤维与混凝土粘结强度试验方法.以混凝土基体强度、钢纤维形状和钢纤维埋角为参数,制作了24组试件,进行了钢纤维与混凝土基体的粘结试验.试验结果表明:混凝土基体强度、钢纤维形状以及钢纤维埋角是影响钢纤维与混凝土界面粘结强度以及异形钢纤维在拔出过程中所耗能量的主要因素;界面粘结强度随混凝土基体强度的提高而增大;B型(书钉型)钢纤维的粘结性能和拔出时所耗能量均优于J型(剪切平直型)钢纤维;界面粘结强度以及钢纤维拔出时的总耗能随钢纤维埋角的增大而降低.

钢纤维橡胶高强混凝土性能实验研究

实验研究了钢纤维高强混凝土的坍落度和密度,对钢纤维高强混凝土、钢纤维橡胶高强混凝土试件进行轴心抗压强度试验,研究了橡胶粉掺量及粒径对钢纤维高强混凝土抗压强度和变形能力的影响。

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋粘结破坏试验研究

为研究混杂纤维混凝土的力学特性,以纤维体积率和长径比为关键变量,采用单端中心拉拔试验方法,进行了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPHFRC)与带肋变形钢筋粘结破坏的试验研究,建立了粘结强度计算公式。试验结果表明:SPHFRC与变形钢筋之间的粘结强度与SPHFRC的强度正相关。相比于单掺钢纤维混凝土、单掺聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土,SPHFRC的极限粘结强度相应提高9.2%、20.8%和26.2%;混杂纤维不仅提高了钢筋周围混凝土的抗拉强度,同时提供了侧向约束,在钢筋混凝土粘结破坏的全过程路径中均发挥着有利作用。本文提出的SPHFRC与变形钢筋粘结强度计算公式明确清晰,适用性良好,为促进混杂纤维钢筋混凝土的应用提供有益的探索。具有互补性的混杂纤维,在正混杂效应下,可有效提高混凝土的综合力学性能。本研究可为相应技术规程提供理论支持与试验依据。

冻融环境下变形钢筋与混凝土间黏结应力计算模型

为研究冻融作用对钢筋混凝土无箍筋试件黏结强度的影响,引入相应的损伤变量对Hsieh-Ting-Chen四参数混凝土破坏准则进行修正,确定冻融损伤下的混凝土破坏准则,建立冻融环境下黏结失效的理论计算模型。通过对钢筋肋间混凝土在挤压力、摩擦力等作用下的受力分析,给出冻融环境下变形钢筋与混凝土之间极限黏结应力的计算方法及锥面斜角、摩擦因数等参数的取值,详细阐述了极限黏结应力的求解思路。利用已有文献试验结果对该理论计算模型进行验证,结果表明冻融次数在一定范围内计算值与试验值吻合较好,模型精度较高。

中小跨度梁桥混凝土挡块合理设计参数研究

为使中小跨度梁桥中混凝土挡块的性能得以充分发挥,针对汶川地震中小跨度梁桥的典型震害特征,建立板式橡胶支座滑动以及混凝土挡块力学性能的简化计算模型,以3×30m一联的连续梁桥为例,采用OpenSees建模分析混凝土挡块对结构横向抗震性能的影响及其设计参数（强度、变形能力）的合理取值。结果表明：对于中小跨度梁桥,混凝土挡块强度取桥墩横向屈服力的0.45倍左右、变形能力取板式支座临界滑动位移的1.5-2.0倍较为合理;在不同地震动强度和不同墩高的情况下,混凝土挡块按照合理参数取值可有效控制支座的最大位移需求、降低结构发生横向落梁的风险,同时下部桥墩的地震损伤也可以维持在容许范围内。

钢纤维膨胀混凝土与钢筋粘结性能研究

为探讨钢纤维与膨胀剂的联合增强作用对变形钢筋与混凝土粘结性能的影响，采用不同的膨胀剂和钢纤维掺量，进行了变形钢筋与钢纤维膨胀混凝土的粘结拔出试验，量测了钢筋的拔出力和钢筋自由端的滑移，测得了其拔出粘结－滑移曲线；分析了钢纤维与膨胀剂联合作用对粘结强度和粘结破坏延性的影响；给出了与混凝土本身抗拉性能相关的、与试验结果符合良好的粘结强度计算公式。

玻化微珠保温混凝土与变形钢筋粘结锚固强度的试验研究

通过拔出试验探讨了变形钢筋与玻化微珠保温混凝土的粘结锚固强度,并与普通承重混凝土进行了比较。试验结果表明,玻化微珠保温混凝土和普通承重混凝土一样,破坏依然以劈裂破坏为主;玻化微珠保温混凝土与变形钢筋的粘结锚固强度稍高于同强度等级的普通承重混凝土;

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。

变形钢筋与橡胶混凝土黏结性能的试验研究

采用中心拉拔试验对变形钢筋与橡胶混凝土的黏结性能进行了研究,分析了橡胶颗粒掺量、橡胶颗粒粒径、改性方法和钢筋直径对黏结强度的影响。结果表明,钢筋与橡胶混凝土黏结和普通混凝土一样,受力过程分为胶结阶段、强度上升直线段和强度上升曲线段,只是橡胶混凝土各阶段的黏结强度较普通混凝土低。钢筋与橡胶混凝土的黏结强度随橡胶颗粒掺量的增加和粒径的减小而减小;随着变形钢筋直径增大,其与橡胶混凝土的黏结强度先增大后减小;水洗和Na OH改性处理在提高钢筋与橡胶混凝土的黏结强度方面效果不明显。

地聚物再生砖骨料混凝土与钢筋黏结-滑移试验研究

为解决地聚物再生砖骨料混凝土与钢筋的协同工作问题,进行了96个地聚物再生砖骨料混凝土与变形钢筋的中心拉拔试验,分析了再生砖骨料取代率(0、25%、50%、75%、100%)、矿渣掺量(25%、40%)、水胶比(0.45、0.5、0.55)、钢筋直径d(12~22 mm)、相对保护层厚度(2.63、4.19、5.75)、黏结长度(1d~8d)、养护条件(常温、80℃养护24 h)对黏结性能的影响。试验结果表明:提高保护层厚度、减小钢筋直径或减小黏结长度都可以提高黏结强度,有效防止地聚物再生砖骨料混凝土发生劈裂破坏;增大矿渣掺量、减小水胶比或采用80℃养护,都提高了地聚物再生砖骨料混凝土的抗压强度、抗拉强度和与钢筋的黏结强度,峰值滑移增大,但更容易发生劈裂破坏;随着再生砖骨料取代率的增大,黏结强度不断下降,再生砖骨料取代率50%时黏结强度下降19.77%~30.6%,再生砖骨料取代率100%时黏结强度下降37.0%~49.63%。根据试验结果,提出了地聚物再生砖骨料混凝土与变形钢筋的黏结-滑移模型,模型预测结果与试验结果吻合良好。

纳米纤维改性橡胶混凝土的性能试验

为改进传统橡胶混凝土的抗压强度,采用在橡胶混凝土中同时掺入纳米钢纤维和纳米SiO_(2)的方法进行改性,并从抗压强度和粘结强度两个方面对改性后的橡胶混凝土性能进行表征。结果表明,在纳米钢纤维和纳米SiO_(2)掺量为1%时,得到的橡胶混凝土在抗压强度和劈裂抗拉强度方面都表现出良好的性能,且混凝土自由端滑移值显著增大,说明粘结强度大大提高。由此得出结论,通过纳米钢纤维和纳米SiO_(2)的改性,可提高橡胶混凝土的性能。