自密实混凝土与老混凝土Z型试件粘结面抗剪试验研究

摘要

自密实混凝土作为一种新兴混凝土具有能够自主流动、自主填充密实的特性，其应用于增大截面加固法具有其他混凝土不可替代的优势，尤其是振捣困难、钢筋密布等情况尤为显现。增大截面法加固RC梁桥常因新老混凝土粘结接触面粘结效果问题造成接触面抗剪力过小导致加固效果差，因此新老混凝土接触面粘结抗剪机能决定了增大截面加固法可否成功。粘结面进行凿毛、切槽、植筋、涂刷界面剂均可提升自密实混凝土与老混凝土粘结面抗剪能力。而增大截面法加固方式可以分解成顶面加固、侧面加固、底面加固三个不同的加固形态，因此研究三种不同方位的加固对粘结面抗剪的影响尤为重要，改善较弱的加固方式中的粘结面处理方式可以提高整体抗剪效果。
　　本文通过73组共219块Z型试件采用千斤顶加载装置进行直剪试验研究自密实混凝土与老混凝土结合面抗剪能力，考虑模拟施工环境条件下顶面加固、侧面加固、底面加固三种结合面加固方位，采取对普通混凝土碳化来体现老混凝土老化，考察老混凝土结合面凿毛、切槽、植筋、涂刷界面剂四种界面处理方式对结合面抗剪强度的影响，同时对切槽试件做了四种同密度不同形状切槽类型划分，通过对以自密实混凝土为新混凝土，普通混凝土为老混凝土的新老混凝土结合面抗剪能力的研究，以及粘结面应力-应变曲线研究后表明:
　　(1)粘结面是Z型混凝土试件最脆弱的位置，试件破坏均从该位置开始;顶面加固、侧面加固、底面加固三种加固方位下对老混凝土凿毛并刷与新混凝土同标号的水泥浆后的抗剪强度好于仅凿毛时的抗剪强度;顶面加固、侧面加固、底面加固三种方位下对老混凝土切槽后加固的粘结抗剪强度强于凿毛刷水泥浆时加固的粘结抗剪强度;对老混凝土粘结接触面植筋后，新老混凝土的粘结抗剪强度得到了较大的提升，其抗剪强度优于凿毛、切槽试件;
　　(2)顶面加固效果明显高于侧面加固效果，底面加固效果不如侧面加固效果;新混凝土自身的强度在一定程度上决定了新老混凝土试件接触面的抗剪强度，老混凝土强度不变，提高新混凝土标号可以提高抗剪能力;对于切槽试件，影响粘结面强度的主要因素为切槽密度，与切槽形状无关;加固碳化混凝土粘结抗剪强度要比不碳化混凝土强度大。
　　(3)通过各类试件最大剪应力的规律提出了三种加固形态下的粘结面极限剪应力公式，通过对粘结面应力-应变试验曲线和试验现象得出了粘结面变形特征与失效模式。
　　本文研究结论可为采用自密实混凝土增大截面法加固RC梁桥提供科学依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 新老混凝土接触面抗剪强度试验方法

1．2．2 老混凝土粘结面处理方式

1．2．3 新老混凝土粘结面粗糙度评定

1．2．4 新老混凝土界面剂

1．2．5 新老混凝土粘结机理及粘结影响因素

1．3 本文研究的内容

1．4 本章小结

第二章 新老混凝土粘结面抗剪性能试验

2．1 试验概况

2．1．1 试件设计

2．1．2 试验原材料与配合比及性能

2．1．3 普通混凝土碳化处理

2．1．4 老混凝土接触面处理

2．1．5 粘结抗剪试件的制作

2．1．6 粘结面应变测量

2．1．7 试验装置

2．2 试验过程

2．3 试验结果

2．4 本章小结

第三章 粘结面抗剪试验结果分析与极限抗剪承载力计算

3．1 顶面加固极限抗剪承载力对比分析

3．1．1 凿毛无界面剂试件与凿毛刷水泥浆试件

3．1．2 切槽试件(二型)与凿毛刷水泥浆试件

3．1．3 切槽试件(二型)与植筋试件

3．1．4 老混凝土碳化对粘结强度的影响

3．2 侧面加固极限抗剪承载力对比分析

3．2．1 凿毛无界面剂试件与凿毛刷水泥浆试件

3．2．2 切槽试件(二型)与凿毛刷水泥浆试件

3．2．3 切槽试件(二型)与植筋试件

3．3 底面加固极限抗剪承载力对比分析

3．3．1 凿毛无界面剂试件与凿毛刷水泥浆试件

3．3．2 切槽(二型)与凿毛刷水泥浆试件

3．3．3 四类切槽试件

3．3．4 切槽试件与植筋试件

3．4 不同加固方位对粘结强度的影响

3．4．1 凿毛无界面剂试件对比

3．4．2 凿毛刷水泥浆试件对比

3．4．3 植筋试件对比

3．4．4 切槽试件对比

3．5 不同新混凝土强度试件剪应力对比

3．6 极限抗剪承载力回归分析

3．7 本章小结

第四章 应力-应变曲线分析与粘结失效机理

4．1．1 切槽(二型)

4．1．2 凿毛刷水泥浆

4．1．3 植筋

4．2 侧面加固应力-应变试验曲线

4．2．1 切槽(二型)

4．2．2 凿毛刷水泥浆

4．2．3 植筋

4．3 底面加固应力-应变试验曲线

4．3．1 切槽(二型)

4．3．2 凿毛刷水泥浆

4．3．3 植筋

4．4 粘结面粘结变形特征与失效模式分析

4．4．1 粘结面变形特征

4．4．2 粘结面失效模式

4．5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢