钢筋混凝土粘结性能分析
混凝土粘结性能测试标准
混凝土粘结性能测试标准一、引言混凝土作为建筑工程中常用的一种材料,粘结性能是其最重要的性能之一。
因此,对混凝土的粘结性能进行测试和评估就显得尤为重要。
本文旨在介绍混凝土粘结性能测试标准,包括常见的试验方法、测试要求和标准规范,以期为混凝土工程实践提供指导和参考。
二、试验方法1. 压剪试验压剪试验是一种常见的混凝土粘结性能测试方法,它可以通过测量混凝土在剪切载荷下的应力-应变曲线来评估混凝土的粘结性能。
具体试验步骤如下:(1)将试件放在压剪试验机上并施加纵向和横向载荷;(2)逐步增加剪切载荷,记录剪应力和剪应变的变化;(3)绘制应力-应变曲线,并计算出最大剪应力和剪应变。
2. 拉伸试验拉伸试验也是一种常用的混凝土粘结性能测试方法,它可以通过测量混凝土在拉伸载荷下的应力-应变曲线来评估混凝土的粘结性能。
具体试验步骤如下:(1)将试件放在拉伸试验机上并施加拉伸载荷;(2)逐步增加拉伸载荷,记录拉应力和拉应变的变化;(3)绘制应力-应变曲线,并计算出最大拉应力和拉应变。
3. 拉力剪切试验拉力剪切试验是一种结合了拉伸和剪切的混凝土粘结性能测试方法,它可以通过测量混凝土在拉力和剪切载荷下的应力-应变曲线来评估混凝土的粘结性能。
具体试验步骤如下:(1)将试件放在拉力剪切试验机上并施加拉力和剪切载荷;(2)逐步增加拉力和剪切载荷,记录拉应力、剪应力和拉剪应变的变化;(3)绘制应力-应变曲线,并计算出最大拉应力、剪应力和拉剪应变。
三、测试要求1. 试件制备混凝土试件的制备应符合相关标准和规范,试件的尺寸、形状和表面平整度等应满足试验要求。
2. 试验环境混凝土粘结性能测试应在符合相关标准和规范的试验环境中进行,包括试验室温度、湿度、光照等因素。
3. 试验数据混凝土粘结性能测试应记录完整的试验数据,包括试件尺寸、试验条件、载荷和应变等数据,以便于后续数据处理和分析。
四、标准规范1. GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》该标准规定了混凝土结构设计的要求和规范,其中包括混凝土粘结性能测试的相关内容。
钢筋混凝土粘结滑移研究综述
钢筋混凝土粘结滑移研究综述钢筋混凝土粘结滑移是混凝土结构设计中的重要问题之一,它直接影响到结构的承载力、耐久性和安全性。
本文总结了近年来相关学者针对钢筋混凝土粘结滑移开展的研究成果,介绍了钢筋混凝土粘结滑移的定义、影响因素、测量方法和应用前景等。
钢筋混凝土是一种由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料。
由于钢筋和混凝土之间存在的物理和化学差异,使得它们在受力过程中容易产生粘结滑移现象。
粘结滑移不仅会降低结构的承载能力,还会导致结构的安全性下降。
因此,对钢筋混凝土粘结滑移进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
钢筋混凝土粘结滑移是指钢筋与混凝土之间的界面发生相对滑动,导致钢筋无法充分发挥其强度,从而影响到结构的承载能力和安全性。
粘结滑移的影响因素主要包括:材料的物理和化学性质。
如钢筋的直径、表面状态、碳化程度,混凝土的强度、致密性、含水量等。
结构设计及施工因素。
如钢筋的布置、锚固长度、混凝土的养护等。
国内外相关学者提出了多种概念和假说,如化学吸附理论、机械锚固理论、界面滑动理论等,这些理论在一定程度上解释了粘结滑移的产生和发展过程。
钢筋混凝土粘结滑移的测量方法包括传统测量方法和数字测量方法。
传统测量方法主要有拔出试验、贯入试验和剪切试验等,数字测量方法主要有光纤Bragg光栅传感器、电阻应变片传感器和激光多普勒测速仪等。
各种方法的优缺点比较如下:传统测量方法操作简单,但精度较低,且无法进行实时监测。
数字测量方法精度较高,可进行实时监测,但操作复杂,成本较高。
钢筋混凝土粘结滑移在工程实践中有广泛的应用前景。
在现有结构加固和维护中,粘结滑移的研究可以为加固方案的选择和优化提供理论支持。
在新型材料和结构设计中,通过对粘结滑移的深入了解,可以更好地指导材料和结构设计,提高结构的安全性和耐久性。
未来,钢筋混凝土粘结滑移的研究将更加注重实时监测、预测和控制的方面,实现结构的安全性和耐久性的有效保障。
本文对钢筋混凝土粘结滑移的研究进行了综述,总结了近年来相关学者在此问题上的研究成果。
钢筋与混凝土之间的粘结强度_概述说明
钢筋与混凝土之间的粘结强度概述说明1. 引言1.1 概述钢筋与混凝土之间的粘结强度是混凝土结构中非常重要的一个参数。
粘结强度影响着混凝土梁、柱等构件的承载力和耐久性,而且也直接关系到整个混凝土结构的安全性和稳定性。
因此,了解钢筋与混凝土之间的粘结强度以及相关影响因素具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先介绍钢筋和混凝土各自的特性,分析它们在工程中的应用情况。
然后,我们将详细探讨钢筋与混凝土之间的粘结机理,包括物理和化学两种主要机制。
接着,我们将进一步讨论影响粘结强度的因素,如钢筋表面处理方法、混凝土配合比和浇筑工艺、环境条件和养护措施等。
最后,我们将提出一些提高粘结强度的实际措施和应用场景,并对未来发展进行展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍钢筋与混凝土之间的粘结强度及其相关知识,为混凝土结构设计和建筑工程实践提供参考。
通过对粘结机理和影响因素的深入分析,希望能够提高对钢筋与混凝土粘结强度问题的理解,从而有效地应用于工程实践中,提升结构的安全性、耐久性和经济性。
此外,通过探索未来的发展方向,也能够促进该领域的研究进展和创新。
2. 钢筋与混凝土的特性2.1 钢筋的性质钢筋是一种具有高强度和韧性的金属材料,常用于加固混凝土结构。
其主要特性包括以下几个方面:首先,钢筋具有优异的拉伸强度。
相比于混凝土,钢筋在拉伸方向上能够承受更大的力量。
这使得钢筋成为抵抗混凝土结构中出现的拉应力和开裂问题的理想选择。
其次,钢筋还表现出良好的抗压能力。
虽然钢筋在受到压力时会失去拉伸强度,但它仍然具备相当高的抗压承载能力。
因此,在混凝土结构中使用钢筋可以有效地增强整体抗压试验。
此外,钢筋还具有较好的耐腐蚀性能。
由于混凝土结构通常暴露在潮湿环境下或者与化学物质接触,所以使用能够防止腐蚀作用对钢筋试验造成损害非常重要。
最后,值得注意的是,在不同类型和规格的钢筋中,其特性也会有所不同。
因此,在设计和选择钢筋时,必须根据具体项目的需求进行合理选择。
钢筋砼粘结锚固性能的试验研究
钢筋砼粘结锚固性能的试验研究钢筋混凝土结构在建筑工程中广泛应用,其性能与稳定性直接关系到建筑的使用寿命和安全性。
钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用是影响钢筋混凝土结构性能的关键因素之一。
因此,对钢筋砼粘结锚固性能进行深入的研究具有重要意义。
本文通过试验研究,对钢筋砼粘结锚固性能进行了探讨和分析,旨在为提高钢筋混凝土结构的性能和稳定性提供理论支持。
钢筋:选用某知名品牌的高强度钢筋,直径为16mm,抗拉强度为340MPa。
混凝土:采用C30标号的商品混凝土,原材料包括普通硅酸盐水泥、砂、石和水。
试件制作:制作一组立方体试件,尺寸为100mm×100mm×100mm,每组包含5个试件。
在制作过程中,确保钢筋放置在试件中心,并与表面保持垂直。
加载装置:采用万能试验机进行加载,通过顶部加载的方式对试件施加拉力。
测量与记录:在加载过程中,实时记录每个试件的钢筋位移和混凝土应力数据。
(1)随着钢筋位移的增加,混凝土应力逐渐增大。
这表明在加载过程中,混凝土对钢筋的约束作用逐渐增强。
(2)在相同钢筋位移条件下,混凝土应力表现出较好的一致性,说明试件之间的粘结锚固性能较为接近。
(1)钢筋位移与混凝土应力之间存在正相关关系,随着钢筋位移的增大,混凝土应力逐渐增加。
这表明在加载过程中,混凝土对钢筋的约束作用逐渐增强。
(2)试件之间的粘结锚固性能表现出较好的一致性,说明在相同加载条件下,试件之间的变形和受力情况相差不大。
本次试验研究虽然取得了一定的成果,但仍存在以下不足之处:(1)试件尺寸较小,未来可以考虑制作更大尺寸的试件,以更好地模拟实际结构中的钢筋混凝土构件。
(2)本次试验仅了加载过程中的表现,未涉及卸载后的性能。
因此,未来可以对卸载后的试件进行观察和分析,以评估粘结锚固性能的持久性。
(3)在本次试验中,我们采用了顶部加载的方式对试件进行加载。
未来可以考虑采用其他加载方式(如侧向加载),以评估不同加载条件下粘结锚固性能的变化情况。
混凝土与钢筋的粘结
混凝土与钢筋的粘结混凝土与钢筋的粘结是建筑工程中非常重要的一环。
它决定了混凝土结构的稳定性和强度,直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。
在本文中,将介绍混凝土与钢筋的粘结机理、粘结性能测试以及影响粘结性能的因素,并探讨如何提高混凝土与钢筋的粘结强度。
一、混凝土与钢筋粘结机理混凝土与钢筋的粘结是由于化学和物理相互作用而产生的。
当混凝土凝固后,水泥胶体开始逐渐硬化,形成坚固的胶凝体。
同样的,钢筋表面与混凝土中的水泥胶体发生反应,并形成了一层胶体粘结层。
这层胶体粘结层将混凝土和钢筋牢固地粘合在一起,使其成为一个整体。
二、粘结性能测试方法为了评估混凝土与钢筋的粘结性能,常用的测试方法有剪切试验和拉伸试验。
1.剪切试验:剪切试验是测定混凝土与钢筋粘结强度的常用方法。
一般采用双剪试验或剪切铰接试验。
在这些试验中,混凝土试块上面安装有两根钢筋,底部则安装一个刚度较高的支撑装置。
通过对试块施加剪切力,观察混凝土与钢筋的粘结强度。
2.拉伸试验:拉伸试验是测定混凝土与钢筋粘结性能的另一种方法。
拉伸试验通常使用拉伸试件,其两端固定有一根或多根钢筋。
通过施加拉力,在观察试件的破坏形态和力学性能的基础上,评估混凝土与钢筋之间的粘结性能。
三、影响混凝土与钢筋粘结的因素混凝土与钢筋粘结性能受多种因素的影响。
其中包括混凝土本身的性质、钢筋表面状态以及施工工艺等。
1.混凝土本身的性质:混凝土的强度、含水量和孔隙结构等对粘结性能有重要影响。
强度越高、孔隙结构越密实的混凝土,其与钢筋之间的粘结强度越高。
2.钢筋表面状态:钢筋表面的氧化皮、锈蚀和油污等会降低与混凝土的粘结性能。
因此,在施工前对钢筋进行清洁处理可以提高粘结性能。
3.施工工艺:施工中的坍落度、振捣浇筑和养护等工艺措施也会影响混凝土与钢筋的粘结性能。
合理的施工操作能够提高粘结性能,确保混凝土充分包覆钢筋。
四、提高混凝土与钢筋粘结强度的方法为了提高混凝土与钢筋的粘结强度,可以采取以下措施:1.优化混凝土配方:在设计混凝土配合比时,可以选择高强度胶结材料,增加胶结剂和细集料的粘结性能,以提高混凝土与钢筋的粘结强度。
有关钢筋与混凝土之间粘结性能的探究
有关钢筋与混凝土之问粘结性能的探究董二卫冯仲齐严峥嵘(西安建筑科技大学,陕西西安710055)喃要]粘结问题是钢筋混凝土结构中的一个重要问题,对这个问题的深入研究,不仅对钢筋的锚固、搭接和细部构造等工程设计问题有实用价值,而且对钢筋混凝土结构的非线性分析、结构抗震分析等也有重要的理论意义。
【关键词]钢筋;混凝土;粘结~滑移;粘结问题1概述近年,伴随我国经济持续高速增长,建筑业作为国民经济支柱产业得到了长足发展。
目前我国建筑主要为钢筋混凝土结构形式,因此随着建筑业的发展,钢筋和混凝土的消耗量也在逐年递增。
在钢筋和混凝土应用过程中,除材料强度外,我们还应该考虑材料延性、裂缝控制等其它性能。
钢筋与混凝土的粘结其实是钢筋与外围混凝土之间一种复杂的相互作用,借助这种作用来传递两者间的应力、协调变形、保证共同工作。
这种作用实质上是钢筋与混凝土接触面上所产生的沿钢筋纵向的剪应力,即所谓粘结应力,有时也简称粘结力。
而粘结强度则是指粘结失效(钢筋被拔出或混凝土被劈裂)时的最大粘结应力。
粘结性能的退化和失效必然导致钢筋混凝土结构力学性能的降低。
2粘结力的组成钢筋和混凝土两种性能不同的材料组成的组合结构之所以能够有效的结合在一起而共同工作,其基本条件是两者之间具有可靠的粘结和锚固,所谓钢筋和混凝土之间的粘结应力指的是两者接触面处的剪应力,它是一种复杂的相互作用。
一般认为这种作用来自三个方面:1)钢筋与混凝土之间的胶结力。
主要是指混凝土中的水泥凝胶体与钢筋表面形成的化学力即为胶结力,其主要与钢筋表面的粗糙程度和水泥的性能有关。
2)钢筋与混凝土之间的摩擦力。
摩擦力是由于混凝土在凝结硬化的过程中产生的对钢筋的握裹挤压作用,我们称此法向力为握裹力。
一般情况下,挤压力越大,接触面积越粗糙,则摩擦力越大。
3)钢筋与混凝土之间的机械咬合力。
机械咬合力对于光面钢筋,主要是由于表面凹凸不平产生的。
对带肋钢筋,主要是由于在钢筋表面突出的横肋之间嵌入混凝土而形成的。
型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究
型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究随着经济的发展,建筑物的类型和规模也在不断加大,而建筑物中混凝土结构承载荷载的重要性和重要性也随之提升。
型钢混凝土结构中混凝土与钢材之间的粘结滑移本构关系有着重要的作用,是建筑物抗震性能的关键性指标。
因此,对混凝土与钢材之间的粘结滑移本构关系进行深入的分析研究,对于改善抗震性能、提高建筑物安全性具有重要意义。
型钢混凝土结构粘结滑移本构关系包括混凝土和钢材的相互作用、混凝土包裹环绕钢筋的作用及混凝土-钢筋的粘结滑移本构关系的形成三个方面。
其中,混凝土和钢材的相互作用受混凝土质量、钢材截面尺寸、混凝土破坏机理、混凝土填充钢筋的影响;混凝土在钢筋的包裹环绕作用受混凝土的弹性模量、混凝土填充量、混凝土抗压强度及钢筋屈服应力等因素的影响;混凝土-钢筋粘结滑移本构关系的形成主要受混凝土抗压强度、混凝土非比例应变特性、混凝土填充量、钢筋屈服应力、钢筋抗弯强度和混凝土对钢材的包裹环绕作用等因素的影响。
为了更好地研究型钢混凝土结构粘结滑移本构关系,有必要采用理论计算、实验研究和现场观测等多种方法,综合分析这些方面的关系,搞清楚混凝土与钢材之间的粘结滑移本构关系。
(1)理论计算理论计算是在计算机环境中运用数学模型和计算技术,预测型钢混凝土结构粘结滑移本构关系的一种方法。
它采用等效原理,将结构模型的实际荷载分布抽象成一定的荷载分布,利用求解弹塑性本构关系的数学模型和方法,结合钢筋、混凝土材料的力学性能特性,求解出与荷载运动方向和数量相适应的型钢混凝土结构粘结滑移本构关系。
(2)实验研究实验研究是通过实验条件来估计型钢混凝土结构粘结滑移本构关系的一种方法。
它主要采用模型试验、拉伸-压缩试验、抗扭试验等方法,研究在不同条件下的力学性能及混凝土与钢筋的粘结滑移本构关系,其研究结果可用于理论计算以获得更准确的结果。
(3)现场观测现场观测是采用已有型钢混凝土结构进行现场监测,分析其在不同条件下混凝土与钢材之间的粘结滑移本构关系的一种方法。
混凝土界面黏结强度的测试与分析
混凝土界面黏结强度的测试与分析一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的一种结构形式,而混凝土结构的强度主要由混凝土的强度和混凝土与钢筋的黏结强度共同决定。
因此,混凝土与钢筋之间的黏结强度是混凝土结构的关键性能之一。
而混凝土界面黏结强度测试是评估混凝土结构黏结强度的常用手段之一,本文将对混凝土界面黏结强度的测试与分析进行详细介绍。
二、混凝土界面黏结强度的定义混凝土界面黏结强度指的是混凝土与另一种材料(通常为钢筋)之间的黏结强度,是评估混凝土结构强度的重要指标之一。
混凝土界面黏结强度的大小直接影响混凝土结构的承载能力和使用寿命。
三、混凝土界面黏结强度的测试方法1. 直剪试验法直剪试验法是评估混凝土界面黏结强度最常用的方法之一。
其原理是通过施加剪切力来破坏混凝土与钢筋之间的黏结力。
具体实验步骤如下:1)将试验样品制成直径为100mm的圆柱形或正方形截面的试件,试件长度为200mm;2)在试件两端各加装一个钢筋,试件中心处另加装一个对称钢筋;4)当试件受到一定的加载时,开始施加横向剪切力,直到试件断裂;5)记录试样的最大剪切力和断裂面积,计算出混凝土与钢筋之间的界面黏结强度。
2. 拉伸试验法拉伸试验法也是评估混凝土界面黏结强度的一种常用方法。
其原理是通过施加拉伸力来破坏混凝土与钢筋之间的黏结力。
具体实验步骤如下:1)将试验样品制成直径为100mm的圆柱形或正方形截面的试件,试件长度为200mm;2)在试件两端各加装一个钢筋,试件中心处另加装一个对称钢筋;3)将试件放置在试验机上,施加纵向加载;4)当试件受到一定的加载时,开始施加横向拉伸力,直到试件断裂;5)记录试样的最大拉伸力和断裂面积,计算出混凝土与钢筋之间的界面黏结强度。
3. 剥离试验法剥离试验法是另一种评估混凝土界面黏结强度的方法。
其原理是通过施加剥离力来破坏混凝土与钢筋之间的黏结力。
具体实验步骤如下:1)将试验样品制成直径为100mm的圆柱形或正方形截面的试件,试件长度为200mm;2)在试件两端各加装一个钢筋,试件中心处另加装一个对称钢筋;4)当试件受到一定的加载时,开始施加横向剥离力,直到试件断裂;5)记录试样的最大剥离力和断裂面积,计算出混凝土与钢筋之间的界面黏结强度。
混凝土粘结性能测试标准
混凝土粘结性能测试标准混凝土是建筑工程中广泛使用的材料之一,其强度和耐久性对于工程质量和安全至关重要。
混凝土的粘结性能是影响其强度和耐久性的重要因素之一。
因此,对混凝土的粘结性能进行测试是非常重要的。
本文将介绍混凝土粘结性能测试的标准。
一、概述混凝土粘结性能是指混凝土和其他材料(如钢筋、锚杆等)之间的粘结力。
混凝土粘结性能测试是评估混凝土强度和耐久性的重要手段之一。
二、测试对象混凝土粘结性能测试的对象包括混凝土、钢筋、锚杆等。
三、测试仪器1. 万能试验机:用于测试混凝土和其他材料的拉伸强度和剪切强度。
2. 压力试验机:用于测试混凝土和其他材料的压缩强度。
3. 超声波仪:用于测试混凝土中的裂缝和缺陷。
4. 硬度计:用于测试混凝土和其他材料的硬度。
5. 电子显微镜:用于检测混凝土和其他材料的微观结构。
6. 混凝土试块制作模具:用于制作混凝土试块。
四、测试方法1. 拉伸试验:将混凝土试块和钢筋等材料进行拉伸试验,测定拉伸强度。
2. 剪切试验:将混凝土试块和钢筋等材料进行剪切试验,测定剪切强度。
3. 压缩试验:将混凝土试块进行压缩试验,测定压缩强度。
4. 超声波检测:利用超声波仪检测混凝土中的裂缝和缺陷。
5. 硬度测试:利用硬度计测试混凝土和其他材料的硬度。
6. 微观结构观察:利用电子显微镜观察混凝土和其他材料的微观结构。
五、测试结果1. 拉伸强度:将试验结果记录下来,并计算平均值。
2. 剪切强度:将试验结果记录下来,并计算平均值。
3. 压缩强度:将试验结果记录下来,并计算平均值。
4. 超声波检测结果:将检测结果记录下来,并进行分析。
5. 硬度测试结果:将测试结果记录下来,并进行分析。
6. 微观结构观察结果:将观察结果记录下来,并进行分析。
六、测试标准1. GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》2. GB/T 50082-2009《混凝土结构耐久性设计规范》3. GB/T 50083-2007《混凝土结构施工规范》4. JGJ/T 70-2009《建筑工程混凝土结构施工质量验收规范》5. JGJ/T 152-2008《建筑工程施工质量检验与评定标准》七、注意事项1. 测试前需要进行试验前准备,包括试块制备、试验设备准备等。
型钢混凝土粘结滑移研究现状及基本问题
1.6
75%Pu
1.4
30%Pu
粘结应力/MPa
沿型钢锚固长度上的变化,
1.2
1.0
并在试验中通过在型钢翼
0.8
缘密布电阻应变片的方法 (见图1.3),根据粘结应 力与型钢翼缘应力的相互 关系,得出粘结应力的分 布规律(见图1.4)。
图1.3 Roeder推出试验方案
0.6 0.4 0.2 0.0
0 100 200 300 400 500 600 700
• 西安建筑科技大学李红进行了四组钢板拉拔梁式试件的试验,试 验考虑了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、横向配箍率和纵 向配钢率四个因素对粘结强度的影响。通过试验结果的统计回归, 提出了型钢混凝土的平均粘结强度、极限粘结强度和残余粘结强 度的计算公式,并通过对比计算,得出钢板与混凝土的粘结强度 较小,相当于光圆钢筋60%和螺纹钢筋的30%的结论。
型钢与混凝土粘结滑移本构关系的研究
• 在有限元分析中应该给出沿型钢混凝土锚固长
度变化的粘结滑移本构关系曲线,但由于型钢混
凝土连接面上的内部滑移比较难测定,因此,大
多数试验和研究中都是采用型钢混凝土平均粘结
应力与型钢混凝土外部(加载端或自由端)的滑
SPl
S
移之间的 S 关系曲线(图1.6)。
S
重庆建筑大学通过型钢混凝土推出试验,并
件
构
土的粘结性能,在设计中主要考虑型钢混凝土之间的粘结作用, 采取合理的设计计算理论,减少(或尽量避免)剪力连接件的
连接材料 剪切连接件
设置,显然会大大简化施工并减小施工费用并极大地缩短现场 图1.1 型钢混凝土结构的构成示意图
施工工期,在经济上定将取得显而易见的效益。
钢筋与混凝土粘结性能的分析
钢筋与混凝土粘结性能的分析摘要:从钢筋与混凝土之间粘结性能的粘结机理、影响因素和粘结应力-滑移本构关系等三个方面进行了分析和探讨。
关键词:钢筋混凝土粘结机理影响因素粘结强度1、引言混凝土结构是目前应用最为广泛的工程结构形式之一。
钢筋与混凝土结构之间的粘结是保证两种材料形成整体、共同工作的基础,对于混凝土结构构件的受力性能、破坏形态、计算假定、承载能力、裂缝和变形等有着重要的影响。
一直以来,粘结问题是结构工程技术人员关注的热点问题之一。
本文主要从粘结机理、影响因素和粘结应力-滑移本构关系等三个方面进行分析和研究,以期深入理解、把握钢筋与混凝土之间的粘结性能,提出提高粘结能力的建议。
2、粘结机理钢筋和混凝土是两种性能不同的材料组成的组合结构材料,其能够共同工作的基本要素是两者之间的粘结锚固作用。
所谓钢筋和混凝土之间的粘结应力指的是两者接触面上的剪应力,由钢筋与混凝土之间的粘着力、摩阻力和咬合力三部分组成[1][2]。
(1)粘着力。
混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力,其抗剪极限值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度和清洁度。
当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后,粘着力就丧失了[1]。
(2)摩阻力。
周围混凝土对钢筋的摩阻力,当混凝土的粘着力破坏后发挥作用[1]。
如果垂直于钢筋作用有压力,则在产生极小的移动时,就会在钢筋和混凝土之间引起摩擦力,这种横向压力取决于混凝土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力,以及二者间的摩擦系数等。
由于钢筋表面的粗糙度,摩擦系数μ可高达0.3~0.6,生锈的圆钢与新扎的圆钢以及冷拔钢丝的表面粗糙度相差可达36倍[3]。
挤压力越大,接触面越粗糙,则摩擦力越大。
(3)咬合力。
钢筋表面粗糙不平,或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用,即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力产生的剪切粘结,是最有效和最可靠的粘结方式。
为了充分利用这种粘结,通常在钢筋表面轧制肋条来实现[4]。
混凝土粘结实验报告
一、实验目的1. 了解混凝土粘结的基本原理和影响因素;2. 掌握混凝土粘结实验方法及数据处理;3. 分析影响混凝土粘结性能的因素,为实际工程应用提供参考。
二、实验原理混凝土粘结是指新旧混凝土之间、混凝土与钢筋、混凝土与预应力筋、混凝土与预埋件等之间的粘结。
粘结强度是衡量混凝土结构耐久性和安全性的重要指标。
本实验主要研究新老混凝土之间的粘结强度,分析影响粘结性能的因素。
三、实验材料1. 新混凝土:采用水泥、砂、石子、水等材料,按一定比例配制;2. 老混凝土:取自实际工程中的废弃混凝土,破碎后过筛,取粒径为10mm以下的骨料;3. 界面剂:采用水泥基界面剂;4. 实验仪器:混凝土抗折试验机、水泥净浆搅拌机、电子秤、筛子、水等。
四、实验方法1. 新老混凝土试件制备:将新混凝土与老混凝土按一定比例混合,加入界面剂,搅拌均匀后,浇筑成150mm×150mm×150mm的立方体试件;2. 粘结强度测试:将试件置于混凝土抗折试验机上,按照抗折试验规程进行测试,记录最大荷载;3. 数据处理:计算新老混凝土粘结强度,分析影响粘结性能的因素。
五、实验结果与分析1. 新老混凝土粘结强度:通过实验,得到新老混凝土粘结强度为3.5MPa;2. 影响粘结性能的因素分析:(1)界面剂:界面剂能够改善新老混凝土之间的粘结性能,本实验中采用水泥基界面剂,粘结强度较未添加界面剂的试件提高了50%;(2)骨料粒径:老混凝土骨料粒径对粘结性能有较大影响,粒径越小,粘结强度越高;(3)水灰比:水灰比对粘结性能有一定影响,水灰比越低,粘结强度越高;(4)混凝土强度:新老混凝土强度越高,粘结强度越高。
六、结论1. 界面剂能够有效提高新老混凝土之间的粘结强度;2. 老混凝土骨料粒径、水灰比、混凝土强度等因素对粘结性能有较大影响;3. 本实验为新老混凝土粘结性能研究提供了一定的理论依据,为实际工程应用提供参考。
七、实验不足与展望1. 实验过程中,未考虑温度、湿度等环境因素对粘结性能的影响;2. 实验材料、设备等方面存在局限性,需进一步研究;3. 未来研究可进一步探讨不同类型界面剂、骨料、水灰比等因素对粘结性能的综合影响,为实际工程应用提供更全面的理论依据。
钢筋混凝土粘结性能分析
钢筋混凝土粘结性能分析摘要: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,而混凝土一般不发生劈裂或破碎,呈剪切破坏形态。
当相对埋长较大,且混凝土强度较高时,钢筋也可能在粘结破坏之前就已经屈服。
对光圆钢筋,由于其化学胶着力很小,其粘结强度即取决于摩擦咬合作用。
虽然轻度的表面锈蚀有利于增加钢筋同混凝土间的摩擦力,但其增大作用也很有限;同时,光圆钢筋表面的自然凹凸度很小,其机械咬合作用也不大,因此光圆钢筋同混凝土间的粘结强度也较低,是其粘结的主要问题。
因此很多国家采用给定位移量下的粘结应力将其作为光圆钢筋的容许粘结应力,并规定光圆钢筋一般不允许单独作为受力钢筋,且通常需在钢筋端部设置弯钩,增大锚固强度,以防止钢筋同混凝土间产生过大的相对滑移。
2、变形钢筋的粘结机理对变形钢筋来说,其粘结性能同光圆钢筋有很大区别,由于纵横肋的存在,改变了钢筋同混凝土间相互作用的方式,大大改善了粘结效用。
虽然胶着力与摩擦力作用仍然存在,但变形钢筋的粘结强度主要取决于横肋同混凝土间的机械咬合作用。
由变形钢筋的拔出实验可知,其受力变形过程共可分为五个阶段:(1)微滑移段初始加载时,粘结应力较小,化学胶着力起着主要作用;加载端的滑移量很小,且自由端的滑移尚未发生,可知化学胶着破坏及滑移尚未扩展至自由端。
混凝土钢筋粘结性能检测标准
混凝土钢筋粘结性能检测标准一、前言随着工程建设的不断发展,混凝土钢筋粘结性能检测变得越来越重要。
钢筋与混凝土之间的粘结性能是影响混凝土结构力学性能的关键因素之一。
因此,建立一套科学的混凝土钢筋粘结性能检测标准显得尤为重要。
二、检测方法混凝土钢筋粘结性能检测一般采用拉拔试验和剪切试验两种方法。
1. 拉拔试验拉拔试验是指将混凝土中的钢筋拉出来,以破坏混凝土与钢筋之间的粘结为目的。
这种试验方法是检测混凝土与钢筋之间的粘结强度的常用方法。
拉拔试验一般分为直接拉拔试验和间接拉拔试验两种。
(1)直接拉拔试验直接拉拔试验是指将钢筋直接插入混凝土中,然后通过拉拔力来破坏混凝土与钢筋之间的粘结。
试验时,应根据所研究的混凝土钢筋粘结体系的具体情况,设计不同形式的试样。
(2)间接拉拔试验间接拉拔试验是指将钢筋通过一定的连接方式与混凝土相连接,然后通过拉拔力来破坏混凝土与钢筋之间的粘结。
与直接拉拔试验相比,间接拉拔试验可以更好地模拟实际工程中的受力状态。
2. 剪切试验剪切试验是指将混凝土中的钢筋剪断,以破坏混凝土与钢筋之间的粘结为目的。
剪切试验一般分为直接剪切试验和间接剪切试验两种。
(1)直接剪切试验直接剪切试验是指将钢筋直接插入混凝土中,然后通过剪切力来破坏混凝土与钢筋之间的粘结。
(2)间接剪切试验间接剪切试验是指将钢筋通过一定的连接方式与混凝土相连接,然后通过剪切力来破坏混凝土与钢筋之间的粘结。
三、试验标准混凝土钢筋粘结性能试验应按照国家标准《GB/T 50081-2002 混凝土结构设计规范》和《GB/T 228-2002 金属材料拉伸试验方法》的要求进行。
试验标准应包括试验方法、试验样品形式和尺寸、试验设备、试验步骤和数据处理等内容。
1. 试验方法试验方法应根据试验目的、试验条件和试验要求来确定。
试验方法应详细描述试验过程中所采用的方法和步骤。
2. 试验样品形式和尺寸试验样品的形式和尺寸应根据试验目的和试验要求来确定。
混凝土与钢筋的粘结力测试方法
混凝土与钢筋的粘结力测试方法混凝土与钢筋的粘结力测试方法1. 研究背景混凝土与钢筋的粘结力是混凝土结构的重要性能指标之一,其质量的好坏直接关系到混凝土结构的安全可靠性和耐久性。
因此,对混凝土与钢筋的粘结力进行测试是十分必要的,且在工程实践中具有重要意义。
本文将介绍混凝土与钢筋的粘结力测试方法。
2. 测试设备2.1 试验机:采用电液伺服万能试验机,满足试验标准要求。
2.2 试样制备设备:混凝土试块模具、钢筋长度切割机、平板、定位夹具等。
2.3 测量设备:电子称、卷尺、温度计、湿度计等。
3. 试验前准备工作3.1 材料选择:选用符合国家标准的水泥、砂、石子等原材料,并选择符合要求的钢筋。
3.2 试样制备:按照标准要求,制备符合规定尺寸的混凝土试块和钢筋。
3.3 试样养护:混凝土试块和钢筋在制备完成后进行养护,保持试样的湿度和温度。
4. 试验方法4.1 试验前的准备工作:(1)对试块和钢筋进行编号,记录试块尺寸、养护时间和试验日期等信息。
(2)将试块放入试验机的夹具中,并固定试块位置和保证试块与夹具的垂直度。
(3)将钢筋的一端放入试验机的夹具中,并保证钢筋与夹具的垂直度。
4.2 试验过程:(1)试验开始前,将试块和钢筋的长度测量,并记录在试验记录中。
(2)开始试验,按照试验机的操作要求进行试验。
(3)在试验过程中,记录试验机的载荷和试块的变形情况,并记录下试块与钢筋之间的滑移长度。
(4)当试块破坏时,记录试验机的载荷和试块的最大变形量,并测量试块和钢筋的长度。
4.3 数据处理:(1)计算试块的平均直径和钢筋的直径。
(2)计算试块的截面积,并根据试验数据计算出试块的抗拉强度。
(3)根据试验数据计算出试块与钢筋之间的粘结力。
5. 结果分析根据试验数据,可以得到试块与钢筋之间的粘结力大小,通过对试验结果的分析,可以评估混凝土与钢筋的粘结性能,为混凝土结构的设计提供依据。
6. 结论通过混凝土与钢筋的粘结力测试方法,可以得到混凝土与钢筋之间的粘结力大小,为混凝土结构的设计提供了重要依据。
混凝土钢筋粘结性能测试标准
混凝土钢筋粘结性能测试标准一、前言混凝土钢筋粘结性能测试是评价混凝土结构性能的重要方法之一。
因此,制定科学、严谨的混凝土钢筋粘结性能测试标准对于保证混凝土结构的安全和可靠性具有重要的意义。
本文将详细介绍混凝土钢筋粘结性能测试的标准,包括测试方法、测试设备、测试程序和数据处理等方面。
二、测试方法1. 压力试验法压力试验法是目前常用的一种混凝土钢筋粘结性能测试方法。
具体步骤如下:(1)制备试件:试件应按照相关标准制备,包括试件尺寸、混凝土配合比、钢筋直径和长度等。
(2)试验设备:试验设备包括压力测试机、钢筋夹持装置等。
(3)试验程序:在试件长度上夹持两根钢筋,以一定的速度施加压力,并记录下试件的变形和载荷数据。
(4)数据处理:根据试验数据计算出试件的粘结强度和粘结刚度等指标。
2. 拉伸试验法拉伸试验法是另一种常用的混凝土钢筋粘结性能测试方法。
具体步骤如下:(1)制备试件:试件应按照相关标准制备,包括试件尺寸、混凝土配合比、钢筋直径和长度等。
(2)试验设备:试验设备包括拉伸测试机、钢筋夹持装置等。
(3)试验程序:在试件长度上夹持一根钢筋,以一定的速度施加拉力,并记录下试件的变形和载荷数据。
(4)数据处理:根据试验数据计算出试件的粘结强度和粘结刚度等指标。
三、测试设备1. 压力测试机:应具有足够的载荷能力和控制精度,能够满足试验要求。
2. 拉伸测试机:应具有足够的载荷能力和控制精度,能够满足试验要求。
3. 钢筋夹持装置:应能够夹持钢筋并保证试验过程中的稳定性和准确性。
四、测试程序1. 试件制备:试件应按照相关标准制备,包括试件尺寸、混凝土配合比、钢筋直径和长度等。
2. 设备调试:在进行试验之前,应对测试设备进行调试和校准,确保其能够满足试验要求。
3. 试验过程:在试件长度上夹持钢筋,施加压力或拉力,并记录下试件的变形和载荷数据。
4. 试验数据处理:根据试验数据计算出试件的粘结强度和粘结刚度等指标,并进行数据分析和处理。
混凝土与钢筋的粘结性能测试与分析
混凝土与钢筋的粘结性能测试与分析一、前言混凝土与钢筋的粘结性能是混凝土结构设计中非常重要的指标之一。
本文将介绍混凝土与钢筋的粘结性能测试方法及分析。
二、试验方法1.试验材料及仪器设备试验材料:水泥、河砂、碎石、水、钢筋等。
仪器设备:混凝土试验机、钢筋拉力试验机、电子秤、搅拌机、粗砂筛等。
2.试验步骤(1)混凝土试件的制备a. 按照混凝土配合比,将水泥、河砂、碎石和水按照一定比例加入搅拌机中搅拌均匀,制成混凝土试件。
b. 将混凝土试件倒入模具中,进行振实,使其密实均匀。
c. 将模具放置于室温下,养护3天。
(2)试件的制备a. 将制备好的混凝土试件切割成规定的大小,用水洗净表面,晾干。
b. 在试件上刻划一定长度的标记线,用于记录钢筋与混凝土的滑移距离。
(3)钢筋的制备a. 将钢筋拉力试验机调整到所需的拉伸速度。
b. 取一定长度的钢筋,将其两端加工成螺纹,以便后续的握裹。
c. 在钢筋的中间位置固定一个长度为10cm的滑动标尺,用于记录钢筋的变形。
(4)试验过程a. 将制备好的混凝土试件放置于混凝土试验机上,使其与钢筋的握裹处在试验机的中心位置。
b. 将钢筋的一端插入混凝土试件中,直至钢筋的握裹处与混凝土试件表面齐平。
c. 开始试验机进行拉伸试验,记录钢筋的变形和试件的载荷。
d. 当试件破坏时,记录试件的破坏形态和载荷值。
三、试验分析1.试验数据处理从试验数据中,可以得到试件的载荷-位移曲线,以及钢筋的拉伸性能曲线。
通过这些数据,可以得到以下参数:(1)极限载荷:试件承受最大载荷的值。
(2)相对滑移:钢筋与混凝土的滑移距离。
(3)粘结强度:在试件破坏前,钢筋与混凝土之间的最大粘结力。
(4)相对滑移曲线的斜率:反映了钢筋与混凝土之间的粘结刚度。
2.试验结论通过试验数据的处理,可以得到混凝土与钢筋的粘结性能,包括粘结强度、滑移曲线的斜率等。
根据试验结果,可以判断混凝土与钢筋之间的粘结状态是否良好,从而对混凝土结构的设计和施工进行调整和优化。
HRBF500钢筋与混凝土粘结性能分析
3 钢筋直径 . 2
利 用 B类 试 件 里 的 B —I,— I B I 以及 A类 试件 B I ,—I I
最 终 试件 因锚 筋 横 肋 问 的混 凝 土 咬 合齿 被 剪 断 而 发生 锚 筋拔 出破 坏 。
材料研究与应用
广东 建材 21 年第 2 02 期
H B 5 0钢筋与混凝土粘结性能分析 R F0
胡 玲
( 咸宁学 院 资源与环境科学学 院)
摘 要 :在 HB50 RF0 级细晶高强钢筋与混凝土粘结试件的拔出试验的基础上,通过粘结机理分析,
定量分析混凝土强度 、 钢筋直径、 保护层厚度 、 锚固 长度、 箍筋配箍率 、 锚筋屈服强度 6个 因素对粘 结 性 能 的影 响 , 过 与 规 范 公 式 的 比 较 , 出 H B 5 0细 晶 高 强 钢 筋 与 混 凝 土 粘 结 强 度 的 建 议 公 式 , 通 提 RF 0 为 规 范 修 订 提供 依据 。
下 , 结力 就发 生破坏 , 胶 钢筋 开始 滑动 。这时 , 肋对 混凝 土 的挤 压力 及 钢 筋与 周 围混凝 土 的摩 擦 力成 为粘 结力
的主 要部 分 , 图 l 示 。肋 的斜 向挤压 力产 生楔 的作 如 所
析、 设计 的主要 因素 。只有 把粘 结锚 固的性 能研 究清 楚
里 的 A I 4组 1 直 径 d8 1,6 2m —I共4m ,id = 7 5- 6m l s5探 讨钢筋 直径 的影 响 。 形钢筋 - 变
3 影响 H _ 50 R F0 钢筋粘结性能的主要因素 B
随直 径加 大 , 对 肋 高 降低 而 相 对肋 距 加密 , 粘 结 强 相 对 本 次 试 验 分 析 中 , 要考 虑 了混 凝土 强 度 、 筋 直 度 有些 影 响 。一 般钢 筋 的粘 结 强度 并不 随直 径而 改变 , 主 钢
钢筋与混凝土黏结性能的影响因素探究
钢筋与混凝土黏结性能的影响因素探究摘要:随着社会经济的发展,我国的工程建设越来越多,对钢筋混凝土的需求也越来越大。
本文对12根梁式试件进行了弯曲黏结试验,来分析钢筋与混凝土黏结性能的影响因素。
试验的变量为箍筋和初始裂缝,观察了试验过程中梁试件的破坏模式、裂缝特征。
研究结果表明:箍筋能够限制裂缝的发展,改善试件的延性;初始裂缝的存在显著降低了试件的黏结强度。
关键词:钢筋;混凝土;黏结性能;探究引言钢筋混凝土是现今为止使用最广泛的结构材料,利用钢筋和混凝土两者的优点使结构能够很好地承受各自荷载工况的作用。
钢筋和混凝土能够共同工作的一个重要原因是二者之间具有很好的粘结作用,能够协调变形,共同受力。
粘结力是作用在钢筋与混凝土界面上的剪应力,因此用钢筋、混凝土及钢筋混凝土界面的影响。
在预制装配整体式混凝土结构施工中,为方便现场安装梁上部纵向钢筋,提高施工效率,常采用组合封闭箍筋。
然而,组合封闭箍的研究尚不够完善是一个突出的问题,当结构分析需要考虑梁的受扭性能时,比如框架边梁和雨篷梁,是否可以采用组合封闭箍筋,以及采用组合封闭箍筋混凝土梁的受扭性能如何,目前的认识不甚清楚,认识的不完善阻碍了工程应用。
显然,组合封闭箍筋叠合混凝土梁在箍筋构造和浇筑方式上,与采用传统箍筋整浇梁不同。
1 试验概况试验中采用的是梁式试件,共制作了4组(每组3根)共计12根梁式试件。
梁式试件长550mm,截面尺寸b×h为100mm×150mm,保护层厚度为40mm;梁式试件由左右两半梁组成,通过底部的受拉钢筋和顶部承受压力的钢铰相连接,受压区采用钢铰使力臂明确,便于根据试验荷载计算钢筋拉应力和黏结应力。
梁底部的受拉钢筋在每半梁中的黏结长度均为5d(d为受拉钢筋直径),埋长较短,使黏结应力的分布更为均匀。
同时,钢筋加载端及支座处各有一段无黏结区,无黏结区段的钢筋套在直径稍大于钢筋直径的PVC管中,这是为了避免加载端的局部破坏,防止支座反力的影响,并且两端密封,防止砂浆进入套管中影响实际的黏结长度。
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钢筋混凝土粘结性能分析
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,而混凝土一般不发生劈裂或破碎,呈剪切破坏形态。
当相对埋长较大,且混凝土强度较高时,钢筋也可能在粘结破坏之前就已经屈服。
对光圆钢筋,由于其化学胶着力很小,其粘结强度即取决于摩擦咬合作用。
虽然轻度的表面锈蚀有利于增加钢筋同混凝土间的摩擦力,但
其增大作用也很有限;同时,光圆钢筋表面的自然凹凸度很小,其机械咬合作用也不大,因此光圆钢筋同混凝土间的粘结强度也较低,是其粘结的主要问题。
因此很多国家采用给定位移量下的粘结应力将其作为光圆钢筋的容许粘结应力,并规定光圆钢筋一般不允许单独作为受力钢筋,且通常需在钢筋端部设置弯钩,增大锚固强度,以防止钢筋同混凝土间产生过大的相对滑移。
2、变形钢筋的粘结机理
对变形钢筋来说,其粘结性能同光圆钢筋有很大区别,由于纵横肋的存在,改变了钢筋同混凝土间相互作用的方式,大大改善了粘结效用。
虽然胶着力与摩擦力作用仍然存在,但变形钢筋的粘结强度主要取决于横肋同混凝土间的机械咬合作用。
由变形钢筋的拔出实验可知,其受力变形过程共可分为五个阶段:
(1)微滑移段初始加载时,粘结应力较小,化学胶着力起着主要作用;
加载端的滑移量很小,且自由端的滑移尚未发生,可知化学胶着破坏及滑移尚未扩展至自由端。
随着胶着破坏逐渐向自由端扩展,肋对混凝土的挤压力及钢筋同周围混凝土间的摩擦力构成其主要的滑动阻力。
肋面的斜向挤压力产生了楔的作用,使肋前混凝土逐渐趋于压碎,其径向分力令外围混凝土受拉,纵向分力使肋前顶点上的混凝土发生拉应力集中现象,是混凝土内部产生径向裂缝及斜裂缝,且沿纵深及试件表面扩展。
(2)滑移段随着荷载增大,锚固长度上的化学粘着力丧失,自由端发生滑移。
而后,自由端与加载端的滑移逐渐接近,粘结开始呈现非线性状态。
(3)劈裂段当荷载进一步增加,在混凝土保护层最薄弱处,试件出现纵向劈裂裂纹,且由加载端逐步向自由端延伸。
对一般保护层厚度的无横向配筋试件,发生劈裂后的钢筋同混凝土间的机械咬合作用将很快丧失,发生“劈裂式”粘结破坏。
试件表面发生劈裂后,横向钢筋的应力急剧增大,其延缓了劈裂裂缝的开展,令外围混凝土的崩裂延缓;此种情况下到达极限荷载是因为肋间混凝土剪切强度衰减至零,混凝土沿肋外径圆柱面上发生剪切滑移,钢筋被徐徐拔出,即为“刮犁式”粘结破坏。
(4)下降段荷载到达峰值以后开始下降,而滑移则大幅开展,形成加载曲线上的下降段。
如试件配有箍筋,则荷载的下降会相对缓慢。
(5)残余段当钢筋滑移量达到横肋间距时,咬合齿被切断,由摩阻力来维持荷载,其值不再下降,直至锚固钢筋被完全拔出。
二、粘结强度的影响因素
粘结强度的主要影响因素可以归纳为如下几点:
1、钢筋直径和表面形状
由于钢筋所受拉力与截面积成正比,粘结面积与截面周长成正比,分析可知相对粘结面积与钢筋直径成反比。
对于直径较小的钢筋,其相对粘结面积较大,与混凝土结合较好,产生的粘结强度也
相应较高。
也就是说,粘结强度是随着钢筋直径的增加而减小的,故在截面设计时,在满足设计要求的情况下,应尽量采用较小直径的钢筋。
钢筋的外形对粘结强度的影响较大,在其他条件差别不大时,变形钢筋的粘结强度要高于光圆钢筋。
且在给定滑移量的情况下,粘结应力随着变形钢筋横肋高度及倾斜角度的增加、肋间距的减小而增大。
2、混凝土的强度
当混凝土的强度提高时,钢筋同混凝土间的化学胶结力及机械咬合力也随之增大,同时混凝土抗拉强度的提高也使得试件的內裂和劈裂应力增大,从而使得极限粘结强度提高,即粘结强度是随着混凝土强度的增加而增大的。
3、配筋率
对于配筋率较小的构件,粘结作用对其荷载-挠度曲线的影响较小,钢筋屈服;对于配筋率较大的构件,粘结作用主要对其荷载-挠度曲线的后期刚度影响较大,钢筋不屈服。
由此可知,对于配筋率较小的构件,粘结作用的影响可以忽略,而对于配筋率较大的构件,粘结作用影响构件的受力性能,不能被忽略。
4、保护层厚度
保护层厚度对粘结强度的影响一般是通过相对保护层厚度来表示的。
随着c/d的增加,粘结强度与混凝土抗拉强度的比值增大,即粘结强度提高。
但当c/d大至一定程度时(月牙纹钢筋大于4.5,
螺纹钢筋大于4),粘结强度与混凝土抗拉强度的比值是趋于不变的。
5、混凝土浇筑方向
对于平位浇筑,即钢筋为水平布置,混凝土浇筑方向为垂直向的情况,由于钢筋下面的混凝土下沉及泌水,与钢筋不能紧密接触,故粘结强度降低。
6、横向配筋
横向配置钢筋,可有效延缓径向内裂的发展、限制劈裂裂缝的开展,从而使粘结强度得以提高。
因此,对于较大直径钢筋的锚固区段以及搭接长度范围内,均应设置一定数量的横向钢筋,以提高构件的粘结强度。
7、钢筋锈蚀度
钢筋轻度锈蚀情况下,由于锈蚀物向周围混凝土渗透,从而加强了钢筋和混凝土之间的粘结作用。
但当粘结强度增加至一定程度后,随着钢筋锈蚀程度的增加,粘结强度降低。
8、其他因素
能够影响混凝土本身质量和强度的各种因素,如制作过程中的塌落度、混凝土养护条件、浇筑时钢筋所在位置等,均会对钢筋同混凝土间的粘结性能产生一定的影响。
三、粘结性能分析
过去对粘结性能的实验研究主要采用中心拔出试验和轴拉试验,但这两种方法都有很多的缺陷,不能反映钢筋与混凝土之间相
互作用的真实情况。
本文采用与构件实际受力状态更为接近的梁式试验来研究钢筋与混凝土的粘结问题。
试验采用钢筋开槽内贴应变片方法得到钢筋应变,并采用采集钢筋与混凝土的相对滑移值等数据,通过对试验结果的分析,开展对粘结性能的研究。
同时通过理论分析,计算钢筋上粘结应力的大小及确定其沿锚固深度的分布规律,并建立了极限粘结强度模型与粘结滑移本构关系模型。
试验过程中主要得到以下结果:
(l)开始加荷阶段,加载端便开始出现钢筋与混凝土间的相对滑移,而自由端仍保持静止。
当荷载加之0.9pu后,会在梁底的钢筋位置处出现一条明显的纵向裂缝,自加载端向自由端发展,并在锚固段端部沿45°方向向梁侧发展,同时在梁底及加载端混凝土会剥落掉渣。
最后试件一般因保护层开裂,钢筋被拔出而破坏,由于配置有横向箍筋,混凝土不致劈裂。
破形观测发现混凝土咬合齿被剪断,并且钢筋与混凝土界面上有明显的滑动摩擦痕迹。
(2)钢筋应变主要分布于加载端,向自由端迅速减小,同时可以看到随着荷载增加,应变沿锚固深度的不均匀分布会加剧。
(3)论文运用数学理论方法求出了钢筋与混凝土间粘结应力,并绘出了其沿锚固深度的分布曲线。
从结果可见粘结应力沿锚固长度大致呈双峰分布,最大值出现在接近加载端位置,次一级峰值出现在靠近自由端的对应位置处。
同时从试验结果可见,钢筋直径为16的试件,粘结应力分布随荷载增加会出现峰值内移现象。
(4)本文考虑混凝土强度、钢筋直径、保护层厚度、钢筋锚固
长度及粉煤灰掺和量这几种因素,从公式中可见,粘结强度与混凝土劈裂强度呈正比关系。
通过理论与实验结果的对比,可见该模型与实际情况吻合较好,有较高的精度,可作为工程设计的一种参考。