UHPC与普通混凝土界面黏结性能研究综述
发布时间：2021-10-31 00:40
对比分析了超高性能混凝土（UHPC）与普通混凝土（NC）黏结界面的力学性能和耐久性能,评述了UHPC-NC界面黏结影响因素、力学性能、耐久性能3方面的研究成果.对UHPC-NC界面力学性能产生影响的纤维增强机理、约束收缩机理及冻融损伤机理进行了研究,分类讨论了黏结面力学试验和耐久性试验方法及试验结果.阐述了UHPC-NC界面破坏模式和力学性能研究成果,并对UHPC加固性能劣化NC桥梁进行展望.结果表明:UHPC纤维和界面处理情况对界面黏结性能影响显著;UHPC-NC黏结界面的力学性能和耐久性能明显优于NC-NC界面,耐久性能表现最优越.
【文章来源】：江苏大学学报(自然科学版). 2020,41(04)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同试验情况下加入纤维获得的黏结强度提高率
纤维增强UHPC主要是改变峰值后力学响应和约束裂缝.其研究理论有将纤维与基体看作多相体系来分析的复合材料力学理论、将纤维看作裂缝扩展约束的纤维间距理论和损伤力学理论等.纤维界面黏结增强原理如图2所示,主要有如下3方面: ① 加入纤维后UHPC收缩量减小,能有效降低收缩应力和收缩裂缝风险; ② 无序乱向的纤维提高了UHPC界面的粗糙程度,交界处的纤维伸入普通混凝土界面的孔隙带来更高的机械咬合力; ③ 界面受力过程中,纤维与纤维的桥连作用能有效抑制微裂缝发展,改变黏结面破坏形态.关于纤维掺量对UHPC-NC黏结强度的影响,存在不同的观点.有研究认为UHPC-NC黏结强度与纤维掺量呈正相关.沈捷[12]对钢纤维体积掺量为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的UHPC-NC黏结试件进行劈拉和抗弯试验,结果表明:当钢纤维体积掺量从0.5%提高到2.0%时,界面黏结强度提高率从36.9%上升到78.1%.而有研究认为纤维掺量并不是影响UHPC-NC黏结强度的原因.L. HUSSEIN等[13]对钢纤维体积掺量为1.0%,1.5%,2.0%的UHPC-NC黏结试件进行劈拉试验,试验结果差异很小,虽然黏结强度有所提高,但提高率受纤维掺量影响不大.另外,界面处的纤维分布量及纤维方向等因素也会对黏结强度造成影响.目前对于纤维的研究多以真实试验为主,借助有限元模拟软件和计算机程序,建立黏结滑移模型、乱向分布模型等分析界面处纤维的力学行为也是新的研究思路.
表面粗糙情况、连接键设置、含水量、黏结材料和清洁程度等界面处理情况影响黏结强度.UHPC加固一般步骤如图3所示,无论是现浇加固还是预制加固,界面处理都是加固的首要步骤.常用的UHPC-NC界面处理方式有钻孔、刷洗、喷砂、切槽和设置连接键等.研究表明:通过清洁混凝土表面灰尘杂质和松动结构,提高表面粗糙程度可以增加黏结性,但并不是混凝土表面越粗糙越好,当粗糙程度超过某一值时会造成原结构损伤,反而降低黏结性能[14].沈捷[12]研究认为,UHPC在实际工程中会出现的最大粗糙度界面为劈裂面(用试验机将已经成型的混凝土试块从中劈裂得到),当人工处理界面的粗糙度超过劈裂面的粗糙度时,反而使黏结面的性能降低.M. SAFRITT[15]使用盐酸处理普通混凝土表面,试验后所有的UHPC-NC试件黏结强度都低于表面未处理试件,说明表面损伤过度,造成黏结强度降低.
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高性能混凝土的火灾高温性能研究综述[J]. 朋改非,牛旭婧,成铠. 材料导报. 2017(23)
[2]超高性能混凝土在国内外桥梁工程中的研究与应用进展[J]. 邵旭东,邱明红,晏班夫,罗军. 材料导报. 2017(23)
[3]UHPC加固箱梁顶板受弯性能试验研究[J]. 张阳,党祺,穆程. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]锈蚀后钢纤维和钢纤维混凝土的力学性能[J]. 赵军,李洪杰,高丹盈. 建筑材料学报. 2015(03)
[5]钢纤维混凝土与老混凝土粘结面渗透性能[J]. 高丹盈,程红强,冯虎. 水力发电学报. 2009(01)
[6]新老混凝土粘结的约束收缩有限元模拟及分析[J]. 陈峰,郑建岚,俞柏良. 华中科技大学学报(城市科学版). 2008(04)
[7]新老混凝土粘结面的抗冻融劈拉性能试验研究[J]. 李平先,赵国藩,张雷顺. 土木工程学报. 2006(04)
[8]碳纤维混凝土对新老混凝土粘结性能的改善[J]. 谢慧才,申豫斌. 土木工程学报. 2003(10)
[9]新老混凝土粘结收缩性能研究[J]. 刘健,赵国藩. 大连理工大学学报. 2001(03)
[10]新老混凝土粘结抗拉性能的试验研究[J]. 赵志方,赵国藩,刘健,于跃海. 建筑结构学报. 2001(02)
硕士论文
[1]UHPC与普通钢筋混凝土结构界面抗剪性能研究[D]. 王兴旺.湖南大学 2016
[2]应用SHPB试验对活性粉末混凝土动力性能的研究[D]. 王艳.湖南大学 2006
本文编号：3467715
【文章来源】：江苏大学学报(自然科学版). 2020,41(04)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同试验情况下加入纤维获得的黏结强度提高率
纤维增强UHPC主要是改变峰值后力学响应和约束裂缝.其研究理论有将纤维与基体看作多相体系来分析的复合材料力学理论、将纤维看作裂缝扩展约束的纤维间距理论和损伤力学理论等.纤维界面黏结增强原理如图2所示,主要有如下3方面: ① 加入纤维后UHPC收缩量减小,能有效降低收缩应力和收缩裂缝风险; ② 无序乱向的纤维提高了UHPC界面的粗糙程度,交界处的纤维伸入普通混凝土界面的孔隙带来更高的机械咬合力; ③ 界面受力过程中,纤维与纤维的桥连作用能有效抑制微裂缝发展,改变黏结面破坏形态.关于纤维掺量对UHPC-NC黏结强度的影响,存在不同的观点.有研究认为UHPC-NC黏结强度与纤维掺量呈正相关.沈捷[12]对钢纤维体积掺量为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的UHPC-NC黏结试件进行劈拉和抗弯试验,结果表明:当钢纤维体积掺量从0.5%提高到2.0%时,界面黏结强度提高率从36.9%上升到78.1%.而有研究认为纤维掺量并不是影响UHPC-NC黏结强度的原因.L. HUSSEIN等[13]对钢纤维体积掺量为1.0%,1.5%,2.0%的UHPC-NC黏结试件进行劈拉试验,试验结果差异很小,虽然黏结强度有所提高,但提高率受纤维掺量影响不大.另外,界面处的纤维分布量及纤维方向等因素也会对黏结强度造成影响.目前对于纤维的研究多以真实试验为主,借助有限元模拟软件和计算机程序,建立黏结滑移模型、乱向分布模型等分析界面处纤维的力学行为也是新的研究思路.
表面粗糙情况、连接键设置、含水量、黏结材料和清洁程度等界面处理情况影响黏结强度.UHPC加固一般步骤如图3所示,无论是现浇加固还是预制加固,界面处理都是加固的首要步骤.常用的UHPC-NC界面处理方式有钻孔、刷洗、喷砂、切槽和设置连接键等.研究表明:通过清洁混凝土表面灰尘杂质和松动结构,提高表面粗糙程度可以增加黏结性,但并不是混凝土表面越粗糙越好,当粗糙程度超过某一值时会造成原结构损伤,反而降低黏结性能[14].沈捷[12]研究认为,UHPC在实际工程中会出现的最大粗糙度界面为劈裂面(用试验机将已经成型的混凝土试块从中劈裂得到),当人工处理界面的粗糙度超过劈裂面的粗糙度时,反而使黏结面的性能降低.M. SAFRITT[15]使用盐酸处理普通混凝土表面,试验后所有的UHPC-NC试件黏结强度都低于表面未处理试件,说明表面损伤过度,造成黏结强度降低.
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高性能混凝土的火灾高温性能研究综述[J]. 朋改非,牛旭婧,成铠. 材料导报. 2017(23)
[2]超高性能混凝土在国内外桥梁工程中的研究与应用进展[J]. 邵旭东,邱明红,晏班夫,罗军. 材料导报. 2017(23)
[3]UHPC加固箱梁顶板受弯性能试验研究[J]. 张阳,党祺,穆程. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]锈蚀后钢纤维和钢纤维混凝土的力学性能[J]. 赵军,李洪杰,高丹盈. 建筑材料学报. 2015(03)
[5]钢纤维混凝土与老混凝土粘结面渗透性能[J]. 高丹盈,程红强,冯虎. 水力发电学报. 2009(01)
[6]新老混凝土粘结的约束收缩有限元模拟及分析[J]. 陈峰,郑建岚,俞柏良. 华中科技大学学报(城市科学版). 2008(04)
[7]新老混凝土粘结面的抗冻融劈拉性能试验研究[J]. 李平先,赵国藩,张雷顺. 土木工程学报. 2006(04)
[8]碳纤维混凝土对新老混凝土粘结性能的改善[J]. 谢慧才,申豫斌. 土木工程学报. 2003(10)
[9]新老混凝土粘结收缩性能研究[J]. 刘健,赵国藩. 大连理工大学学报. 2001(03)
[10]新老混凝土粘结抗拉性能的试验研究[J]. 赵志方,赵国藩,刘健,于跃海. 建筑结构学报. 2001(02)
硕士论文
[1]UHPC与普通钢筋混凝土结构界面抗剪性能研究[D]. 王兴旺.湖南大学 2016
[2]应用SHPB试验对活性粉末混凝土动力性能的研究[D]. 王艳.湖南大学 2006
本文编号：3467715
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