新旧混凝土结合面剪切强度参数分析和计算研究

新旧混凝土结合面的抗剪强度是装配式混凝土结构和混凝土结构加固等领域重点关注的问题.基于搜集、整理的新旧混凝土结合面(以下简称结合面)的剪切试验数据库(含439个试件),对GB 50010―2010、ACI 318―19、Eurocode 2、PCI7th四个规范所给结合面抗剪建议计算式进行对比分析.结果表明:在各参数的影响下,ACI结果的保证率表现最好,而Eurocode 2计算强度的拟合效果最好;在结合面宽度达到300~400 mm时,GB 50010―2010的表现最好,但安全富余均较低,相对误差最大达到9倍.对数据库进行参数分析,发现结合面剪切强度τ_(exp)存在尺寸效应,与结合面的沿剪切方向尺寸关联较大;且τ_(exp)与夹紧力ρfy有较好的相关性.基于分析结果,根据叠加计算理论,对计算式提出建议和修正:分析引入尺寸效应系数β;同时修正了摩擦系数μ;应用了数据库拟合的销栓力分段函数,极大值为6.6 MPa.经对比验算证明,修正计算式在有无插筋及各种粗糙度情况下的误差最小,拟合效果最好,可为工程应用提供参考.

植筋UHPC-NC界面直剪试验研究及有限元模拟

目前,超高性能混凝土(UHPC)被广泛用于组合构件和普通混凝土(NC)结构的加固。在加固后,由于界面法向拉应力和界面切向剪应力的共同作用,UHPC与NC之间的界面成为最脆弱的部分。植筋处理是连接旧混凝土与新混凝土界面的常见方法。本研究通过直剪试验和有限元模拟综合分析了有无植筋的UHPC-NC试件的抗剪强度以及植筋率对抗剪性能的影响。结果表明,无植筋试件的抗剪强度仅为整体浇筑试件的20%,而植筋试件的抗剪强度为整体浇筑试件的40%~80%。在未植筋试件中,破坏形式呈脆性破坏,而在植筋试件中,界面裂缝得到发展,界面抗剪强度提高,界面滑移量增大,界面呈延性破坏。

基于BP神经网络的新老混凝土界面黏结强度预测

为探寻能够考虑多因素综合影响的新老混凝土界面黏结强度预测方法,在综合考察国内外新老混凝土界面黏结强度试验资料基础上,搭建试验资料数据库;对比分析了国内外规范和几种常用简化计算方法对新老混凝土界面黏结强度计算的优缺点;基于神经网络技术,建立8因素(老混凝土龄期、抗压强度、新混凝土抗压强度、黏结界面面积、界面饱水程度、界面粗糙度、界面剂、试验方法)影响的新老混凝土界面黏结强度BP神经网络模型,模型预测值与试验值能够很好地吻合。

水下新老混凝土界面粘结剂的研究进展

水下新老混凝土界面粘结剂是一种适用于水下或潮湿环境中的新型混凝土界面粘结剂,然而真正在水下能发挥较为理想作用的混凝土粘结剂却并不多见。本文基于环境的特殊性和混凝土的基本性质,归纳了影响水下新老混凝土界面粘接性能的关键因素,综述了当下该粘结剂的主要类型及研究进展。展望了水下新老混凝土界面粘结剂的主要发展趋势和方向,认为“自愈粘结剂”对未来开发新型高效的水下新老混凝土界面粘结剂具有重要意义。

基于桥梁改造的新旧混凝土结构植筋加固粘接技术研究

随着桥梁承受荷载的增加与老化程度的加深,一些桥梁已成危桥,其使用安全性得不到保障,因此对其进行加固与改造是非常必要的。植筋技术是一种在混凝土结构中植入钢筋进行粘接加固的桥梁改造技术,在实际加固工程中较受欢迎。阐述了旧危桥梁新旧混凝土结构加固设计的基本要求与方法,植筋技术原理与加固步骤,探究了新旧混凝土结构植筋技术加固实践,并对该技术应用下新旧混凝土结合面的抗剪强度进行实验设计与测试,提出旧危桥梁加固改造措施和建议。

新老混凝土粘结的剪切性能试验研究

新老混凝土粘结面的抗剪切性能是衡量粘结性能的最为重要的指标之一。采用 3年龄期的老混凝土 ,浇制了一批Z形新老混凝土粘结剪切试件和整体混凝土伴随剪切试件。通过试验研究 ,得出了不同强度的新混凝土和不同界面粗糙度对新老混凝土粘结剪切性能的影响规律 。

粗糙度对新老混凝土粘结性能的影响

结合国内外对新老混凝土界面粗糙度的处理及评定方法 ,进行了 5组 2 0个不同界面粗糙度的新老混凝土粘结界面三点弯曲缺口梁断裂试验 ,试验结果表明 ,粗糙度对新老混凝土粘结性能有明显的影响 .当粗糙度大小用灌砂平均深度表征时 ,在灌砂平均深度 1 .0mm～ 1 1mm范围内 ,新老混凝土的粘结断裂韧度随灌砂平均深度的增大而线性提高 ,最后对混凝土加固补强实际工程中的界面粗糙度处理方法提出了建议 .

新老混凝土粘结面渗透性能试验研究

对96个圆台柱体试件的新老混凝土粘结面渗透性进行了试验研究,分析了界面处理方法、界面剂类型以及粗糙度等对粘结面渗透性能的影响,并对粘结面的渗流特性及层面力学参数,如粘结面等效水力隙宽、渗透系数以及渗透规律进行了初步探讨。结果表明,新老混凝土粘结面的渗透性大于新老混凝土本体的渗透性,粘结面是其渗水的主要通道,界面剂可改善粘结面的抗渗性能。在粘结面渗水高度量测的基础上,根据渗透压力和渗水高度,推导了粘结面的等效水力隙宽及渗透系数的计算公式,粘结面的渗流基本上属于层流渗流,粘结面的等效水力隙宽在0 11～0 27μm之间,渗透系数多数在1 1×10-10～4 8×10-9cm s之间,个别高达1 8×10-4～2 5×10-4cm s。

植筋法新老混凝土粘结面剪切性能试验研究

采用2个月龄期的老混凝土,浇制了一批150 mm×150 mm×150 mm立方体植筋法新老混凝土粘结试件.通过剪切试验研究发现,植筋法一方面使试件发生明显的延性破坏,即试件在有较大裂缝的情况下仍具有较大的剪切强度,从而保证了工程加固的有效性和可靠性;另一方面,同一植筋方式下,随着植筋率的增大,粘结面的剪切强度也有一定程度的提高,并且相同条件下,预埋钢筋的粘结剪切强度高于植筋粘合剂为膨胀水泥的;比如当植筋粘合剂为膨胀水泥时,植筋率0.13%,0.22%,0.35%,0.70%对应的粘结剪切强度分别为无筋试件粘结剪切强度的101.62%,105.04%,115.57%,128.02%倍.可见,植筋法新老混凝土的粘结加固在理论上是具有良好效果的.根据试验数据,回归了植筋的粘结剪切强度和植筋率的关系表达式可用于指导工程应用.

新老混凝土粘结面的抗冻剪切性能试验研究

本文通过162块新老混凝土粘结Z形剪切试件的试验,研究了冻融循环对新老混凝土粘结面剪切性能的影响。试件在温度-18℃～8℃范围内经受了0、5、10、15、20和30次的冻融循环。分析了新老混凝土粘结面冻融损伤破坏的机理和冻融循环次数、界面处理方法、界面剂的类型以及新老混凝土的强度等对粘结面粘结剪切强度的影响。研究表明,在冻融循环作用下,新老混凝土粘结剪切强度随冻融循环次数的增加急剧下降,冻融30次时,所试验的试件几乎全部从粘结面冻融破坏。粘结剪切强度的下降是由于新老混凝土本身强度的下降和粘结剂强度的下降以及粘结面的损伤等共同作用的结果。

新老混凝土修补界面方位对粘结强度的影响

试验研究选择了上补、侧补、斜上补、斜下补和下补 5种界面方位 ,3个月和 3年新老混凝土龄期差 ,多种新老混凝土界面处理方法和界面剂 ,首次提出并系统地探讨了新老混凝土修补界面方位对粘结强度的影响 ,并分析了影响机理。

不同界面剂对新旧混凝土粘结强度影响的试验研究

增强新旧混凝土粘结强度的有效途径之一是使用界面剂,而目前对各种界面剂的粘结强度缺乏统一的评价标准,因此本文采用抗剪和抗拉试件对不同种类的界面剂和特种混凝土的粘结强度进行了试验研究。主要以抗剪粘结强度和抗拉粘结强度的相对值为评价指标,再综合考虑界面剂的性能、成本、材料的可获得性,推荐使用几种界面剂,为实际工程的应用提供参考。

纤维格栅对新/旧水泥混凝土黏结性能的影响

为了研究纤维格栅类型、旧水泥混凝土与纤维格栅表面处理状况、粗集料最大粒径对新/旧水泥混凝土黏结劈拉强度的影响,对10组150mm×150mm×150mm的新/旧水泥混凝土黏结立方体试块进行劈拉试验.分析了试件的劈拉破坏过程,探讨了纤维格栅与新/旧水泥混凝土的黏结机理.结果表明:采用网格尺寸为5mm的玄武岩纤维格栅时新/旧水泥混凝土的黏结劈拉强度最大,旧水泥混凝土与纤维格栅表面处理状况对新/旧水泥混凝土黏结劈拉强度有较大的影响,而粗集料最大粒径对新/旧水泥混凝土黏结劈拉强度影响较小.

碳纤维混凝土对新老混凝土粘结性能的改善

在混凝土结构补强中,由于新老混凝土界面粘结能力不足,会严重影响到结构修补后的耐久性和整体性。针对影响新老混凝土粘结性能的主要因素,提出在新混凝土中掺入碳纤维的方法,来改善界面粘结性能。试验证明,这种方法能够大大提高新老混凝土粘结界面的抗剪、抗拉等性能。

钢纤维混凝土与老混凝土劈拉粘结强度的研究

通过105个100 mm×100 mm×100 mm钢纤维混凝土(新混凝土)与老混凝土粘结立方体试块劈拉试验,探讨老混凝土表面处理方法、界面粘结剂类型及钢纤维体积分数对新/老混凝土劈拉粘结强度的影响.结果表明,老混凝土表面粗糙度、界面粘结剂类型对新/老混凝土劈拉粘结强度有较大影响.在一定钢纤维体积分数范围内,随钢纤维体积分数的增加,新/老混凝土劈拉粘结强度明显提高.最后,提出了新/老混凝土劈拉粘结强度的计算公式.

新旧混凝土植筋结合面剪切性能试验对比

通过对加固工程中常用的膨胀水泥粘结植筋、环氧树脂粘结植筋和预埋钢筋三种不同植筋方式新旧混凝土植筋粘结试件剪切性能的试验,得出不同植筋率和不同植筋粘结剂对结合面抗剪能力的影响规律,并对不同植筋方式的效果进行比较分析。

新老混凝土界面粘结试验研究

通过斜剪试验方法,对比了新老混凝土采用四种不同界面剂的粘结效果,提出了性能较优的新老混凝土界面处理材料,为实际工程中的应用提供参考。

新老混凝土粘结性能的提高途径

对影响新老混凝土粘结性能的主要因素、新老混凝土结合面处理方法、修补材料的选择和应用进行了论述。修补前对旧混凝土界面处理的方法直接影响粘结性能,提出了最佳的处理方案。

新老混凝土组合梁界面黏结性能研究

为了解新老混凝土组合梁在预应力作用下的界面黏结性能,采用测量界面间应变的试验方法和有限单元法研究了箍筋间距和混凝土的开裂对界面间黏结性能的影响.结果表明,在预应力作用下,黏结面上下应变差值较小,界面间无明显滑移.在静载作用下,破坏模式为剪跨区局部发生黏结破坏之后受压区混凝土压碎,黏结面上下应变差值为5.06×10-4-9.19×10-4,界面间滑移较明显.箍筋间距从200 mm变化到100 mm后,界面滑移值由2.757 mm减小至1.518mm,增加了组合梁的整体性和刚度.有限单元法计算出的组合梁界面应力、应变及滑移,与试验值吻合良好.

低标号混凝土植筋连接界面抗剪性能试验研究

北京前三门地区有一批建于20世纪70年代的鱼骨式剪力墙混凝土建筑。该批建筑修建时间较早,受经济与技术条件限制,剪力墙混凝土强度低,配筋率不满足现行建筑抗震规范要求,需要对原有结构通过增设混凝土墙体进行加固。原结构混凝土强度低于现行规范规定的可采用植筋技术的最低混凝土强度,不能直接按照现行规范进行设计。为了确定新旧混凝土墙体植筋连接界面的抗剪性能,本文设计了8个抗剪连接试件,对其进行推出试验研究。结果表明,对低标号混凝土使用植筋加固方法可行,植入的钢筋可承受较大剪力,能有效提高新旧墙体连接性能。