复合砂浆加固混凝土构件界面粘结性能研究

摘要

复合砂浆钢筋网是一种对混凝土结构加固补强的新技术。该加固技术是在混凝土结构构件表面绑扎钢筋网，用复合砂浆薄层作为保护和锚固材料，使其共同工作整体受力，以提高结构承载力。与传统的加固方法比较，它凭借众多的优点，具有广阔的市场应用前景。但不尽人意的是加固复合砂浆层与基层混凝土会出现剥离破坏，导致复合砂浆钢筋网强度不能充分利用，甚至加固失效。如何避免在构件达到极限承载能力之前因界面上的粘结滑移或剥离破坏而导致加固作用失效，如何解决好新加复合砂浆与原有混凝土的整体工作共同受力问题，仍是该加固方法成功应用的关键点。所以本文着眼于二者界面粘结性能的研究。 首先对混凝土表面粗糙处理程度、界面剂、混凝土强度及复合砂浆强度等主要因素进行组合，通过双面剪切试验研究复合砂浆与混凝土之间的粘结剪切强度。探讨各因素对剪切强度的影响规律，对各因素及其交互效应对剪切强度影响的显著性进行双因素方差分析，根据试验和分析结果，给出因素优化组合的推荐方案。用优秀的3维数据处理软件Table Curve 3D拟合出实用的剪切强度计算公式，为加固工程设计提供参考。 其次通过复合砂浆中的植筋拉拔试验研究复合砂浆与钢筋的粘结锚固性能。探讨了钢筋直径、植筋深度及复合砂浆强度对极限锚固承载力的内在影响规律，并用单、双因素方差分析法对各因素对极限锚固承载力的影响程度进行显著性分析。用Table Curve 3D软件拟合出钢筋直径和植筋深度与极限锚固承载力的函数关系式，并引入复合砂浆强度进行修正，跟试验结果吻合很好。推导出基本锚固深度和极限锚固深度的计算公式，为设计和施工提供参考。 然后通过混凝土中的植筋拉拔试验研究钢筋在无机胶作用下与混凝土的粘结锚固性能。根据试验结果分析钢筋直径和锚固深度对植筋拉拔力的影响规律，给出供实际工程应用的锚固深度建议值，对试验数据进行回归，拟合出实用的极限拉拔力计算公式，为加固工程设计提供参考。将混凝土植筋拉拔试验结果与复合砂浆植筋拉拔试验结果对比，发现钢筋与复合砂浆的粘结锚固性能优于与混凝土的粘结锚固性能。 最后在已有的相关标准基础上，结合该方法加固混凝土结构的工程实例，详细介绍了合理的施工工艺、施工质量控制与检验的系统方法，有助于提高施工质量和施工程序的规范化，从而推动该新型加固技术的广泛应用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2文献综述

1.2.1建筑物结构常用加固方法

1.2.2新老混凝土粘结性能的相关研究

1.2.3钢筋与混凝土粘结锚固性能的相关研究

1.2.4复合砂浆钢筋网加固混凝土结构的相关研究

1.3本课题来源和本文研究的主要内容

1.3.1课题来源

1.3.2本文研究主要内容

第2章复合砂浆与混凝土的剪切试验研究

2.1试验设计

2.1.1试验原材料及相关配合比

2.1.2试件制作

2.1.3混凝土表面处理

2.1.4试验方案

2.2试验方法

2.3试验现象分析

2.4试验结果

2.5试验分析

2.5.1界面处理类型对剪切强度的影响

2.5.2界面剂对剪切强度的影响

2.5.3复合砂浆强度对剪切强度的影响

2.5.4混凝土强度对剪切强度的影响

2.5.5混凝土强度和界面剂对剪切强度影响的显著性分析

2.5.6混凝土强度和界面处理类型对剪切强度影响的显著性分析

2.5.7复合砂浆强度和界面处理类型对剪切强度影响的显著性分析

2.6剪切强度公式拟合

2.7本章小结

第3章钢筋与复合砂浆锚固性能试验研究

3.1试验设计

3.1.1试验材料

3.1.2试验方案

3.1.3植筋施工工序

3.1.4拉拔试验加载设备

3.2试验结果及分析

3.2.1植筋拉拔试验破坏形态

3.2.2植筋拉拔试验结果

3.2.3植筋深度、钢筋直径及复合砂浆强度对植筋极限拉拔力的影响分析

3.2.4复合砂浆强度等级对植筋极限拉拔力影响的显著性分析

3.2.5钢筋直径和植筋深度对植筋极限拉拔力影响的显著性分析

3.3极限承载力计算公式的拟合

3.4基本锚固深度和极限锚固深度计算公式的推导

3.5本章小结

第4章钢筋与混凝土锚固性能试验研究

4.1试验设计

4.1.1试验材料

4.1.2试验方案

4.2试验结果

4.3试验分析

4.4植筋极限拉拔力计算公式拟合

4.5本章小结

第5章复合砂浆钢筋网加固技术应用实例

5.1工程概况

5.2加固方案

5.3复合砂浆钢筋网加固施工工艺

5.3.1施工准备工作

5.3.2梁表面处理

5.3.3植入剪切销钉

5.3.4梁表面绑扎安装钢筋网

5.3.5涂刷界面剂

5.3.6抹复合砂浆

5.3.7复合砂浆养护

5.4质量检验方法及标准

5.4.1老混凝土构件表面处理检验方法及标准

5.4.2混凝土构件植入销钉检验方法及标准

5.4.3钢筋网检验

5.4.4界面剂检验方法及标准

5.4.5复合砂浆检验方法及标准

5.5加固效果评定

5.6本章小结

结论

参考文献

致谢

附录