冻融循环作用后变形钢筋与混凝土粘结性能退化研究

２００７年第８期（总第２１４期） ｎｕｍｂｅｒ８ｉｎ２００７（ｔｏｔａｌｎｏ．２１４） 混凝土 ｃｏｎｃｒｅｔｅ 王海超１，何世钦２，贡金鑫３ （１．山东科技大学土木建筑学院，山东青岛２６６５１０；２．清华大学土木水利学院，北京１０００８４； ３．大连理工大学土木水利学院，辽宁大连１１６０２３） ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅｄｅ－ｉｃｉｎｇｓａｌｔｉｎｄｕｃｅｄｓｕｒｆａｃｅｓｃａｌｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ．ｔｈｅｓａｌｔｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏｕｌｄａｌｓｏｃａｕｓｅｒｉｏｕｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ．ａｓａｒｓｕｌｔ， ｔｈｅｃｒａｃｋｉｎｇａｌｏｎｇｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔａｐｐａｒｅｄａｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｏｎｃｒｅｔｅａｎｄｈｅｂｏｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｅｔｗｅｅｎｃｏｃｒｅｔｅａｎｄｒｉｎｆｏｒｃ

[收稿日期]　2000-04-10 锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究述评 梁发云1,　陈龙珠2 (11上海交通大学建筑工程与力学院,上海　200030;　21浙江大学建工学院防灾工程研究所,浙江杭州　310027) [摘　要]　本文简要阐述了锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究的重要意义,分别从钢筋锈蚀机理、锈蚀钢筋力学性能、锈 蚀钢筋与混凝土粘结性能的研究现状等方面进行述评,并提出新的研究思路和研究方向。 [关键词]　钢筋锈蚀;　混凝土;　粘结性能;　述评 [中图分类号]　tu5281571　　　[文献标识码]　a　　　[文章编号]　1002-3550(2000)09-0052-04 1　锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究的意义 自波特兰水泥问世以来,钢筋混凝土结构在土木 工程中得到广泛的应用。

钢筋与混凝土之间的粘结作用是钢筋混凝土结构最基本的结构理论，是钢筋混凝土能够共同承受荷载作用的主要原因。国内外的很多学者通过不同的实验方法、理论分析方法对钢筋混凝土之间的粘结作用进行了研究。影响钢筋与混凝土之间粘结作用的主要因素有：混凝土强度、钢筋类型、保护层厚度、锚固长度等。

钢筋与混凝土粘结性能的研究进展——针对钢筋与混凝土之间的粘结性能，通过对近年来国内外相关文献的研究，从试验方法、本构关系、高强混凝土和frp筋的运用四个方面叙述了粘结性能的研究进展，以期为进一步研究奠定基础。

通过对69个试件的拉拔试验来探讨陶粒混凝土与变形钢筋之间的粘结锚固性能.根据试验结果统计回归得到粘结锚固的极限强度公式.试验也为有关规程的修订提供了依据.

钢筋混凝土粘结性能分析 王星 摘要：钢筋混凝土是由钢筋与混凝土这两种特性完全不同的材料组 成，其作为一种非均质的整体材料，必须保证钢筋与混凝土之间有可靠 的粘结和锚固。只有两者之间有可靠地粘结，才能在钢筋与混凝土交界 面处实现应力传递，从而建立起结构承载所必须的工作应力。 关键词：钢筋；混凝土；粘结性 一、粘结机理 对钢筋同混凝土间粘结机理的研究，一般借助拉拔实验进行。由于 钢筋表面形状的不同，光圆钢筋与变形钢筋同混凝土间的极限粘结强度 相差很大，并且粘结机理、钢筋滑移量及破坏形态也各有不同。 1、光圆钢筋的粘结机理 由于钢筋同混凝土间的胶着强度很小，在小钢筋应变下，就足以产 生使胶着力失效的局部滑动。一旦出现相对滑移，钢筋同混凝土脱开， 粘结力就有摩擦咬合作用来承担。在加载过程中，相对滑动由加载端逐 步向自由端发展，胶着长度不断变小，应力峰值内移，最终钢筋被拔出， 而混凝土一般不

冻融循环作用下新老混凝土粘结的劈拉性能试验研究

锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究——通过对不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋进行拔出试验，得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律；根据试验结果的统计分析，给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式；最后，还给出了锈蚀钢...

光圆钢筋与混凝土的粘结性能在实际的工程中会受到侧向拉压组合力的影响,本文通过对39个光圆钢筋混凝土试件进行拉拔试验,测试试件在受到不同侧向拉压组合力情况下的破坏过程并得出粘结滑移曲线,发现无论是否存在侧向拉压组合力,试件均发生拔出破坏,粘结滑移曲线却有很大区别,将曲线进行对比并从理论层面探究其产生根源。

锚筋预埋件是一种常规预埋件,也是钢混结构中的主要节点,它在建筑幕墙、隧道等诸多工程中均有较大的应用。钢筋与混凝土的粘结性能是钢筋混凝土组成复合构件的前提条件,也较大地影响着钢筋混凝土节点处结构的耐久性能。研究分析了国内外一些学者的研究成果,介绍了钢筋与混凝土粘结性能的相关机理并总结出一些影响因素,从火灾、锈蚀、盐冻3个方面的条件分别阐述各自对钢筋与混凝土粘结性能的影响以及粘结性能退化机理,做出了较为完整的综述性总结。

将碳纤维和钢纤维同时添加到混凝土中形成混杂纤维增韧混凝土,采用钢筋对剖开槽贴片的方法,进行了钢筋有效粘结区长度分别为8d,12d,24d(d为钢筋直径)的粘结性能试验研究。根据试验结果,分析了由于粘结长度的不同以及裂缝的开展对于粘结应力和滑移分布规律的影响,给出了裂缝间粘结应力分布规律的表达式以及滑移沿试件长度分布规律的表达式。建立了混凝土与变形钢筋粘结应力和滑移沿试件长度分布规律的表达式。推导了实用的荷载、试件长度以及加载端滑移三者间的关系表达式。

混凝土冻融损伤破坏是我国东北部寒冷地区建筑物老化危害的主要问题之一,冻融循环作用导致混凝土内部产生损伤,并且随着冻融循环作用次数的增加混凝土质量损失增大,抗压强度与劈裂抗拉强度下降;钢筋与混凝土之间的粘结强度将会随着冻融循环次数的增加而逐渐下降：22mm钢筋试件极限粘结强度由冻融循环作用0次的8.68mpa降低到冻融循环作用50次的2.57mpa,18mm钢筋试件极限粘结强度由冻融循环作用0次的10.92mpa降低到冻融循环作用50次的4.23mpa,14mm钢筋试件极限粘结强度由冻融循环作用0次的12.80mpa降低到冻融循环作用50次的6.21mpa;钢筋在混凝土内部的滑移量逐渐增大,22mm钢筋滑移量由0.402mm增大到1.205mm,18mm钢筋滑移量由1.070mm增大到1.823mm,14mm钢筋滑移量由1.370mm增大到2.035mm,严重影响建筑物的长期使用和安全运行。

混凝土冻融损伤破坏是我国东北部寒冷地区建筑物老化危害的主要问题之一,冻融循环作用导致混凝土内部产生损伤,并且随着冻融循环作用次数的增加混凝土质量损失增大,抗压强度与劈裂抗拉强度下降;钢筋与混凝土之间的粘结强度将会随着冻融循环次数的增加而逐渐下降:22mm钢筋试件极限粘结强度由冻融循环作用0次的8.68mpa降低到冻融循环作用50次的2.57mpa,18mm钢筋试件极限粘结强度由冻融循环作用0次的10.92mpa降低到冻融循环作用50次的4.23mpa,14mm钢筋试件极限粘结强度由冻融循环作用0次的12.80mpa降低到冻融循环作用50次的6.21mpa;钢筋在混凝土内部的滑移量逐渐增大,22mm钢筋滑移量由0.402mm增大到1.205mm,18mm钢筋滑移量由1.070mm增大到1.823mm,14mm钢筋滑移量由1.370mm增大到2.035mm,严重影响建筑物的长期使用和安全运行。

钢筋与混凝土的粘结性能的好坏对实际工程中有着重要的作用.影响钢筋与混凝土粘结性能的因素有很多,比如钢筋直径,钢筋锚固长度,钢筋保护层厚度以及钢筋的锈蚀情况等.在普通的混凝土与钢筋粘结性能的研究中,已总结出了很多成熟的规律.但是对钢筋和活性粉末混凝土的粘结性能的研究相对比较少,缺乏具体的规范.现主要通过握裹力实验,研究钢筋直径与粘结性能的关系.通过实验得出一些结论:钢筋和活性粉末混凝土的粘结强度比普通混凝土和钢筋的粘结强度大很多,滑移曲线也有更好的延性.此外研究发现粉末混凝土相比普通混凝土有着更好的抗裂性能.这些结论为以后相关设计提供参考.

反复荷载可导致钢筋与混凝土之间粘结的严重退化,尤其在混凝土中的钢筋受到腐蚀后。试验研究了不同腐蚀率的钢筋腐蚀对反复荷载作用下的粘结-滑移特性的影响。研究参数包括钢筋腐蚀率和侧向约束。先用加速腐蚀方法将埋置于混凝土中受侧向约束和无侧向约束的钢筋腐蚀至不同的腐蚀程度,再测定其在反复荷载作用下的粘结应力-滑移特性。试验结果显示,较低的钢筋腐蚀有助于减小反复荷载作用下粘结损失的幅度,但这种影响随着腐蚀率增大而减弱。卸载阶段的粘结应力水平仅为加载阶段的3/4。较之于受约束试件,无约束试件的粘结强度随腐蚀率减小更为显著。建立了粘结退化率来表示荷载作用下的粘结损失。较高腐蚀率主要在前5个加载循环引起较大的粘结退化,腐蚀的影响随荷载作用而减弱,同时,反复荷载作用下的粘结应力-滑移曲线与加载历史有关。

为研究带肋钢筋与混凝土之间的粘结破坏机理,揭示钢筋肋外形对粘结性能的影响,建立了钢筋混凝土的三维细观数值模型.该模型基于ansys参数化设计语言,在混凝土细观模型的基础上加入钢筋,通过界面单元细分和材料属性判别生成各细观相单元.分别建立了月牙肋钢筋和螺纹钢筋拉拔试件模型,模拟拉拔试验中粘结的破坏过程,分析了混凝土损伤破坏区域的分布和钢筋肋纹处的应力状态.结果表明,月牙肋钢筋与混凝土的粘结强度略低于螺纹钢筋,但破坏时其肋间混凝土的应力集中现象缓和,损伤程度较轻;数值模拟的粘结应力和钢筋滑移量与试验结果吻合,说明所建立的模型可用于模拟钢筋与混凝土的粘结性能.

正确评估frp(fiberreinforcedpolymer)加固对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响是确定frp加固效果的重要问题之一.本文采用外加电流加速腐蚀法对96个预埋钢筋的试件进行腐蚀,腐蚀完成后横向包裹2层单向碳纤维布;通过拉拔试验研究了碳纤维布加固、钢筋种类、保护层厚度及腐蚀率对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响规律,探讨了拉拔破坏机理.研究表明:(1)碳纤维布约束使螺纹钢筋试件破坏模式由混凝土劈裂破坏转变为钢筋拔出破坏;(2)钢筋种类、保护层厚度是影响钢筋峰值粘结强度的主要因素,螺纹钢筋试件的峰值粘结强度约为光圆钢筋的2倍;(3)当实际腐蚀率小于5%时,碳纤维布约束对提高钢筋峰值粘结强度作用较小,腐蚀试件峰值粘结强度与未腐蚀试件峰值粘结强度之比(简称比峰值粘结强度)提高约5%—7%,但碳纤维布约束使拉拔全曲线下降段变得平缓,粘结应力维持在较高的水平;(4)当实际腐蚀率大于5%时,腐蚀试件的峰值粘结强度随着腐蚀率增大逐步降低.

本文采用钢筋开槽，内贴电阻片的方法，探讨了变形钢筋在陶业混凝土中的粘结应力分布，为用有限元法进一步分析钢筋陶粒混凝土结构的非线性性能提供了条件。

影响钢筋与混凝土的粘结性能的因素有许多种,而粉煤灰混凝土作为目前最常用的粉末性活性混凝土,研究二者的粘结性能是有着非常重要的实际意义。本文主要讨论钢筋直径与粉煤灰混凝土粘结性能的关系,为土木工程的相关设计运用提供一些有价值的参考意义。

研究了钢筋直径对粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能的影响.结果表明:钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能随着钢筋直径的减小而加强;同一外荷载作用下,钢筋直径为18mm的试件钢筋应变值比钢筋直径为22mm的试件大;钢筋直径为18mm的试件应力峰值的漂移更明显.

冻融循环作用后钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

交通运输工程与信息学报第8卷第3期2010年9月journaloftransportationengineeringandinformationno.3vo1.8sept.2010 收稿日期：2009-10-20. 作者简介：沈新(1986-)，男，江苏淮安人，东南大学道路与铁道工程系硕士研究生，主要研究方向为路基路面工程新结构 与新材料。 124 玄武岩纤维（bfrp）筋与 混凝土粘结性能试验研究 沈新顾兴宇陆佳颖 东南大学，交通学院，南京210096 摘要：玄武岩纤维筋是一种新型的复合材料，具有强度高、耐腐蚀等特点，用它代替混凝土路面结构中 的钢筋，可解决因雨水进入引起的连续配筋混凝土路面钢筋锈蚀问题。玄武岩纤维筋与混凝土的粘结性能， 是影响其推广应用的关键技术之一。本文运用18