钢纤维纳米混凝土与钢筋粘结滑移本构关系

摘要

钢纤维纳米混凝土(steel fiber and nano materials reinforced concrete，SFNMRC)是在混凝土中加入钢纤维和纳米矿粉（纳米SiO2、纳米CaCO3）形成的新型复合材料，同时具备了钢纤维混凝土与纳米混凝土两者的优点。本文重点研究钢纤维纳米混凝土的基本力学性能及钢纤维纳米混凝土与钢筋的粘结性能，主要内容如下：
　　（1）通过84个150mm×150mm×150mm的钢纤维纳米混凝土立方体试件及30个150mm×150mm×400mm的钢纤维纳米混凝土小梁试件的试验，研究了基体混凝土强度、钢纤维体积率、纳米SiO2掺量和纳米CaCO3掺量对钢纤维纳米混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。结果表明，随纳米SiO2和纳米CaCO3掺量的增加，钢纤维纳米混凝土抗压强度得到增强；纳米SiO2掺量在0％～2%范围内，钢纤维纳米混凝土劈拉强度和抗折强度在纳米SiO2掺量为0.5%时达到峰值；随着纳米CaCO3掺量的增加，钢纤维纳米混凝土劈拉强度和抗折强度持续增长。
　　（2）通过42个Losberg粘结试件和30个中心粘结试件的试验，研究了基体混凝土强度、钢纤维体积率、纳米SiO2掺量和纳米CaCO3掺量对钢纤维纳米混凝土与钢筋粘结性能的影响。结果表明，纳米 SiO2对钢纤维纳米混凝土与钢筋粘结强度增强作用的最佳掺量在0.5%～1%。纳米CaCO3对钢纤维纳米混凝土与钢筋粘结强度的增强效果随纳米 CaCO3掺量的增大而增加。通过对试验结果的分析，提出了考虑钢纤维体积率影响的粘结滑移曲线特征点粘结强度计算方法，建立了不同钢纤维体积率下钢纤维纳米混凝土与钢筋粘结滑移本构关系。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 纳米混凝土研究现状

1.3 钢纤维增强混凝土研究概况

1.4 钢筋与混凝土间粘结锚固性能研究概况

1.5 本文研究目的及主要内容

2 试验概况

2.1 试件设计

2.2 试验材料及配合比设计

2.3 试件分组

2.4 试件制作及成型

2.5 试验装置及加载方案

3 钢纤维纳米混凝土的基本力学性能

3.1 抗压强度

3.2 劈拉强度

3.3 抗折强度

3.4 弯曲韧性

3.5 本章小结

4 钢纤维纳米混凝土与钢筋的粘结性能

4.1 粘结试件破坏形态

4.2 粘结强度试验结果

4.3 粘结强度的影响因素

4.4 粘结应力-滑移曲线

4.5 钢纤维纳米混凝土与钢筋的粘结机理

4.6 粘结滑移本构关系

4.7 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢