高强钢筋与钢纤维增强混凝土粘结性能试验研究

发布时间：2020-03-23 20:58

【摘要】：钢筋和混凝土构成了工程建筑物的骨架,粘结作用是协同工作的前提。掺入抗拉性能好的纤维材料可有效提升基体混凝土的抗拉能力。钢纤维混凝土与钢筋的粘结已经有较多研究成果,但对于高流态的高强高性能钢纤维增强混凝土与高强钢筋的研究还很缺乏。新材料改变了原有的粘结机制,影响因素复杂,需要通过大量试验进行系统分析。本文开展了高强钢筋与高流态SFRC粘结性能的研究,对设计理论研究及其工程应用给出建议。主要研究工作如下:通过对104块粘结试块的中心拉拔试验,展开分析强度等级C40和强度等级C50的SFRC与不同钢筋直径和强度等级钢筋之间的匹配关系。研究混凝土强度等级、钢纤维体积率、钢筋直径和钢筋等级等因素对粘结性能及自由端滑移量的影响,拟合出更加符合SFRC与高强钢筋的粘结滑移本构关系。主要研究结果如下:(1)钢纤维的加入有利于粘结性能的提高。钢纤维掺量为0.8%和1.2%时,C50强度等级的混凝土与不同钢筋直径匹配时粘结滑移强度增幅在10%～20%之间,钢纤维掺量大于1.6%时,增幅在20%～30%;内劈裂强度增幅提高40%～60%。试验证明掺入钢纤维有利于增强化学胶结力。(2)钢筋与混凝土的相对接触面积是影响粘结强度的关键。当粘结区段相对锚固长度相同时,钢筋直径的变化对于粘结强度影响较小,大直径钢筋不利于提高粘结性能。钢筋自由端滑移量与直径成正比关系。随着直径的增大,粘结滑移曲线的下降段越平缓。(3)钢纤维掺量为1.6%～2.0%时粘结性能良好,钢筋强度等级和直径的影响很小。混凝土强度等级为C50与HRB500钢筋匹配时,极限粘结强度提高10%～30%,与HRB400钢筋匹配时提高15～40%。建议基体强度等级为C50,钢纤维掺量为1.6%～2.0%的SFRC与HRB400级钢筋匹配。使用HRB500级钢筋时建议将混凝土等级提高到C60,有利于材料性能优势的充分发挥。(4)混凝土强度等级由C40提高为C50时,直径14mm受混凝土强度等级的影响较大,极限粘结强度约提高30%,而直径20mm提高8%左右。小直径钢筋匹配强度等级较高的混凝土有利于粘结性能的提高。混凝土强度等级越大,残余粘结应力越大,曲线更加“饱满”。(5)引入钢纤维影响因子k,对公式中下降段进行修正,使SFRC与高强钢筋粘结滑移本构关系符合实际情况。
【图文】：

图１－丨粘结段及任意微段逡逑

模型图,模型,试验方法,适用于

华北水利水电大学硕士学位论文逡逑同掺量下的高性能大流动性ＳＦＲＣ与ＨＲＢ４００及Ｈ能研究，增加参数的变化范围，考虑多种因素对加细化，对钢筋与混凝土之间的粘结性能进行较方法逡逑匀性的特性，各种因素都有可能产生影响。粘结响因素较多，，不同的试验方法适用于不同的研究高试验效率至关重要。逡逑验。这种试验方法适用于小构件，测量误差小且作较为简单，常常作为钢筋与混凝土粘结性能进试验，如图１－２所示。逡逑
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528

【参考文献】