再生混凝土-钢筋黏结锚固可靠度设计

通过66个同强度、不同再生粗骨料取代率的钢筋-混凝土中心拉拔试验,研究不同再生粗骨料取代率、相对保护层厚度、配箍率等参数对再生混凝土与钢筋黏结强度的影响。统计目前国内外892个钢筋-再生混凝土中心拉拔试验结果以及336个再生混凝土抗压强度,建立极限黏结强度计算公式。基于与普通混凝土同水灰比和同强度这2种再生混凝土设计标准,采用Monte Carlo法进行再生混凝土-钢筋黏结锚固可靠度计算,并提出相应的锚固长度设计建议。研究结果表明:同强度再生混凝土锚固长度设计可直接按GB50010—2010"普通混凝土结构设计规范"进行,而同水灰比再生混凝土锚固长度则应在普通钢筋混凝土锚固设计长度基础上适当考虑提高10%～15%。     

钢纤维再生混凝土抗折强度尺寸效应试验研究

通过5组再生骨料取代率和4组钢纤维体积掺量小梁试件的四点弯曲试验,研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度及尺寸效应的影响.结果表明:各规格小梁试件的抗折强度均存在尺寸效应,随再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗折强度尺寸效应呈先增大后降低的规律,取代率为75％小梁试件抗折强度尺寸效应约分别为取代率为0和100％试件的1.32倍和1.09倍.钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度尺寸效应有一定影响,当掺量为0～0.75％时,钢纤维掺量越大,尺寸效应越明显,钢纤维掺量分别为0、0.25％和0.50％时,试件抗折强度尺寸效应约分别为钢纤维掺量0.75％试件的77％、85％和94％.钢纤维掺量较大时,钢纤维掺量对尺寸效应的影响较弱,钢纤维掺量为0.75％试件抗折强度尺寸效应度约为1.00％掺量试件的99％.提出了再生混凝土抗折强度尺寸效应律计算公式,可用于再生混凝土抗折强度的分析计算.     

废弃玻璃集料混凝土与钢筋粘结性能试验

为揭示玻璃混凝土与钢筋的粘结锚固规律,采用中心拉拔试验方法,研究分别使用粗玻璃和细玻璃取代混凝土中粗骨料和细骨料对混凝土与钢筋的粘结强度的影响.试验结果表明:废弃玻璃粗骨料混凝土试件与普通骨料混凝土试件的极限粘结强度相当;废弃玻璃细骨料混凝土试件的极限粘结应力较普通混凝土试件的极限粘结应力有很大的提高;废弃玻璃骨料钢筋混凝土具有较好的锚固延性;废弃玻璃细骨料混凝土试件中,钢筋与混凝土达到极限粘结应力时发生的相对滑移与普通骨料混凝土相近;废弃玻璃粗骨料混凝土试件中,钢筋与混凝土达到极限粘结应力时发生的相对滑移大于普通骨料混凝土.     

钢筋与LUHPC锚固长度计算方法

针对现有钢筋与混凝土的锚固长度计算方法不适用于钢筋与轻质超高性能混凝土(LUHPC)的问题,进行了135个钢筋与LUHPC试件的中心拉拔试验.分析了黏结长度、钢纤维体积掺量(体积质量)和钢筋直径对钢筋与LUHPC极限黏结应力的影响规律,结果表明:当钢纤维体积掺量为1.5%时,临界锚固长度为4.1d(d为钢筋直径);当钢纤维体积掺量为2.0%时,临界锚固长度为3.8d;当钢纤维体积掺量为2.5%时,临界锚固长度为3.5d.基于试验数据评估了现有临界长度计算方法的准确性,建立了钢筋与LUHPC临界锚固长度的计算公式,并用试验数据证明了提出方法的准确性.     

钢纤维陶粒轻骨料混凝土受拉性能试验

采用工程中常用的陶粒作为轻骨料,制成界面粘结强度较高的陶粒轻骨料混凝土,研究不同钢纤维掺量的钢纤维轻骨料混凝土的受拉性能.根据试验数据得出钢纤维轻骨料混凝土立方体劈拉强度随钢纤维体积率变化的规律,拟合出其劈拉强度与立方体抗压强度的关系式.试验结果表明,其抗拉强度提高幅度较大.当钢纤维体积率为2.5%时,试件的劈拉强度和抗折强度值分别提高55.9%和77.31%,钢纤维轻骨料混凝土的拉压比也随着钢纤维体积率的增加而增大.     

碳化再生细骨料对再生混凝土及锈蚀钢筋粘结性能的影响

为研究碳化再生细骨料对氯离子侵蚀下再生混凝土(RAC)与钢筋粘结滑移性能,采用加速通电锈蚀法,在再生粗骨料取代率70%的条件下,分别以经碳化后的再生细骨料取代率（0%、20%、30%、40%）及钢筋锈蚀率（0%、1%、2%、4%）为主要参数,进行28组试件的拉拔试验,获得不同再生细骨料掺量下再生混凝土与不同锈蚀程度钢筋间的荷载-滑移曲线,并与掺入未碳化的再生细骨料情况作对比. 基于试验结果,分析经碳化后的再生细骨料取代率、钢筋锈蚀率对钢筋-再生混凝土间峰值拉拔力、粘结刚度、粘结滑移曲线的影响.     

再生混凝土与钢筋间的粘结滑移性能

参照《混凝土结构试验方法标准》（GB50152-92），通过拔出试验，获得了不同再生粗骨料取代率下的再生混凝土与不同类型钢筋之间的荷载-滑移曲线．基于试验结果的对比分析，研究了不同再生粗骨料取代率和钢筋类型对再生混凝土与钢筋之间粘结强度的影响．在对试验数据回归分析的基础上，建议了再生混凝土与钢筋间的粘结滑移本构关系的表达式，并对钢筋在再生混凝土中的锚固长度取值进行了初步探讨．     

再生骨料混凝土板冲切性能试验

以再生粗骨料取代率为主要参数,进行了再生混凝土板的冲切试验,分析了板在冲切荷载作用点处的荷载-中心点挠度曲线、板底钢筋应变、板顶混凝土应变、破坏形态及受冲切极限承载力等.分析结果表明:随着再生粗骨料取代率的提高,板在各个受力阶段的变形性能和受冲切承载力均有所降低.基于试验结果,对普通混凝土板受冲切极限承载力计算公式进行了修正,建立了再生混凝土板受冲切极限承载力计算公式并进行了校核,结果可以用于再生混凝土板的抗冲切设计.     

单轴受压下钢纤维再生骨料混凝土本构模型

通过150mm×150mm×300mm钢纤维再生骨料混凝土棱柱体的单轴受压试验,研究了水胶比、再生骨料取代率和钢纤维体积率等参数对钢纤维再生混凝土轴压应力-应变全曲线的影响,揭示了钢纤维再生混凝土的破坏机理和参数变化对钢纤维再生混凝土单轴受压力学性能影响的规律.结果表明,钢纤维改变了再生混凝土的破坏形态,随着钢纤维体积率增大,试件由劈裂破坏转变为剪切破坏,剪切面与荷载垂线的夹角增大,峰值应力和峰值应变均有一定程度的提高.相同钢纤维体积率下,钢纤维再生混凝土峰值应力受再生骨料取代率变化的影响较小;但是,随着再生骨料取代率的增加,钢纤维再生混凝土峰值应变增大,初始弹性模量减小.与普通混凝土类似,随水胶比的减小,钢纤维再生混凝土应力应变曲线下降段的斜率增大.基于对试验数据的综合分析,建立了考虑再生骨料取代率、钢纤维体积率影响的钢纤维再生混凝土轴压本构模型.     

冻融循环下掺锂渣再生混凝土损伤试验

针对冻融损伤分析再生粗骨料取代率和锂渣掺量对混凝土质量、动弹性模量以及抗压强度的影响。试验结果表明:过多使用再生粗骨料不利于抗冻性的提高;适量添加锂渣可以有助减轻冻融循环给混凝土带来质量损失的影响,且随着掺入量的增加,抗冻性能呈现先提高后降低的趋势,当掺量为20%时,抗冻性能达到最优。由试验数据拟合得到用再生粗骨料取代率以及锂渣掺量两因素的混凝土冻融后抗压强度劣化方程。     

烧结砖粗骨料取代率对再生混凝土柱轴压性能的影响

研究烧结砖再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和再生混凝土柱轴压性能的影响.以烧结砖再生粗骨料取代率为变量,设计并完成15个标准立方体试块和15个棱柱体试块的抗压试验, 10根取代率分别为0%、 25%、 50%、 75%和100%的再生混凝土柱进行轴心受压试验.结果表明:随着取代率的增加,再生混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和柱极限承载力呈下降趋势,柱极限承载力时的裂缝最大宽度和柱端轴向相对位移呈上升趋势;采用现行规范计算柱极限承载力时,试验值比计算值略小,可对混凝土强度进行系数折减,折减系数与取代率有关.     

再生粗骨料取代率对圆不锈钢管再生混凝土黏结性能的影响

为研究圆不锈钢管再生混凝土黏结性能,考虑再生粗骨料取代率不同设计了5个圆不锈钢管再生混凝土试件进行往复推出试验。根据试件破坏现象、黏结强度-滑移量曲线及荷载-钢管应变曲线等,分析试件黏结界面处的传力机制、黏结破坏类型、极限黏结强度及对应的滑移量。研究表明:黏结强度-滑移量曲线呈三段式分布,反复加载对黏结强度影响较大,黏结强度随再生粗骨料取代率的提高而逐渐降低。通过回归分析提出考虑再生粗骨料取代率、混凝土强度两个参数的黏结强度实用计算公式。     

钢管再生混凝土柱抗震性能与损伤评价

以再生粗骨料取代率、混凝土强度为主要参数,完成了6个钢管再生混凝土柱试件的低周反复试验,研究了其破坏形态和滞回特性,分析其承载力、刚度退化、延性、耗能能力、破坏形态等抗震性能.结果表明:钢管再生混凝土柱具有良好的抗震性能;试件的耗能能力、延性、滞回特性随着再生粗骨料取代率、混凝土强度的改变而略有变化;考虑粘结滑移与否对试件的抗震性能影响很小;钢管再生混凝土柱极限承载力受再生粗骨料取代率的影响并不明显.最后,提出了基于Miner原理的改进损伤评估模型,通过对比表明该模型能较好地反映钢管再生混凝土柱的抗震损伤水平,与试验结果符合良好.     

改性钢管全再生粗骨料混凝土短柱的轴压试验

为了最大化利用再生骨料,以硅粉和钢纤维掺量为主要变化参数设计了20个圆形和方形截面钢管全再生粗骨料混凝土短柱构件进行轴压试验,观察了短柱的受力全过程和破坏形态,获取了构件的荷载―变形全过程曲线,分析了硅粉和钢纤维掺量对其承载性能的影响,试验结果表明:混凝土中的粗骨料全部采用再生骨料会降低钢管再生混凝土柱的峰值承载力及峰值应变,可以采用硅粉的填充效应及活性和钢纤维对裂缝的内部约束来改善钢管全再生骨料混凝土柱的性能,经改性后的钢管全再生骨料混凝土柱的性能和普通钢管混凝土柱的性能相当,硅粉掺量为10%、钢纤维体积掺量为1.5%的钢管全再生骨料混凝土的峰值承载力超过了普通钢管混凝土柱。并采用现有计算理论及规程计算公式对构件的承载力进行了计算和比较,得到各规程在计算钢管全再生骨料混凝土承载力时的适用性,规程EC4和试验数据更接近。     

方钢管再生混凝土界面粘结性能试验

对8根钢管再生混凝土柱界面粘结性能进行研究,探讨再生骨料取代率及再生混凝土强度对钢管再生混凝土界面粘结性能的影响.结果表明:钢管再生混凝土荷载-滑移曲线大致经历无滑移阶段、应力上升段、应力下降段等3个阶段,不同再生骨料取代率的钢管再生混凝土荷载-滑移曲线具有类似的特征;再生骨料的取代率对钢管与再生混凝土界面粘结强度影响显著,再生骨料取代率越高,界面粘结强度越低;再生混凝土强度对钢管再生混凝土强度有一定影响,随着再生混凝土强度提升,粘结强度逐渐增加,但增幅逐渐降低.     

钢筋再生混凝土板的受力性能及承载力计算方法

为研究钢筋再生混凝土板的受力性能,在试验研究的基础上,通过ABAQUS有限元软件对试验试件进行模拟分析,证实了数值模拟的可行性。在此基础上,以再生粗骨料取代率、配筋率和板厚为变化参数,通过增设26个有限元模型进行系统性的模拟计算,并探讨了钢筋再生混凝土单向板承载能力的计算方法。研究结果表明:数值模拟结果符合工程实际要求;单向及双向板的极限承载力均随再生粗骨料取代率的增加而降低;配筋率的变化对单向板受力过程几乎无影响,而增大配筋率则对双向板极限承载力的提高将产生有利影响但影响不甚明显;增加板厚能显著提高两类板的承载能力、初始刚度及能量耗散能力。考虑再生粗骨料取代率的影响,对现行规范关于钢筋混凝土单向板承载力计算公式予以修正。     

钢纤维再生粗骨料混凝土的力学性能试验研究

基于再生混凝土本身存在一些特性缺陷,试验设计从钢纤维体积率、再生粗骨料置换率以及混凝土的水灰比对钢纤维再生混凝土试块进行力学试验.结果表明:掺入钢纤维的再生混凝土强度值均有所增加;再生骨料置换率和水灰比与钢纤维混凝土的力学强度呈负相关;通过对再生骨料置换率影响下钢纤维再生混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度之间的关系,做出拟合曲线,并得出数据模型.     

含砖粒再生混凝土悬臂梁阻尼性能试验与分析

采用悬臂梁自由振动衰减法研究含砖粒再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量和试件尺寸对含砖粒再生混凝土弹性阶段阻尼性能的影响规律.结果表明:含砖粒再生混凝土阻尼比随含砖粒再生粗骨料取代率的增加而增加,当含砖粒再生粗骨料取代率为100％时,阻尼比随水胶比和粉煤灰掺量的增加而增加;含砖粒再生混凝土较普通混凝土对振动加速度响应衰减更为敏感;试件尺寸对含砖粒再生混凝土阻尼比的影响较小.建立了含砖粒再生混凝土阻尼比与抗压强度的关系计算式.随着取代率的增加,试件超声波波速逐渐降低,且超声波波速与阻尼比相关性较好.最后,给出了考虑含砖粒再生粗骨料取代率的再生混凝土阻尼比与超声波波速的回归方程.     

方钢管再生混凝土粘结滑移性能试验研究

为了研究方钢管再生混凝土的界面粘结滑移性能,利用废弃混凝土作为再生粗骨料制作了10根方钢管再生混凝土短柱试件,并对其进行推出试验研究,试验中考虑了混凝土强度等级、埋置长度和再生粗骨料取代率3个变化参数的影响,获取了方钢管和再生混凝土界面之间的荷载—滑移曲线,分析了各变化参数对起滑粘结强度和极限粘结强度的影响。研究结果表明:方钢管再生混凝土荷载—滑移曲线大致经历了4个阶段,即无滑移阶段、应力上升阶段、应力突变阶段及应力下降阶段;取代率对起滑粘结强度和极限粘结强度的影响较小,但埋置长度较小试件的起滑和极限粘结强度比埋置长度较大试件的大;混凝土强度对其二者影响较大。     

再生混凝土早期抗开裂性能试验研究

采用刀口约束法试验,研究了再生粗骨料取代率及粉煤灰、矿粉的掺量对再生混凝土早期抗开裂性能的影响.以单位面积平板上的总开裂面积为主要指标评价了试件的抗开裂性能.研究表明,随着再生粗骨料取代率的增加,试件总开裂面积逐渐增大;取代率为100%的再生混凝土试件的总开裂面积是普通混凝土试件的1.5倍左右.掺入粉煤灰可以有效改善再生混凝土的抗开裂性能,当粉煤灰掺量达到30%时,试件的总开裂面积相比不掺矿物外加剂的对照组下降了72.1%.矿粉对于再生混凝土开裂面积的抑制作用不及粉煤灰有效,但其有助于减小裂缝分布的离散性.