除锈方法对钢筋与混凝土粘结性能的影响试验研究

摘要

影响钢筋与混凝土之间粘结性的因素有许多，如冻融循环、干湿循环、持续荷载和钢筋锈蚀等，国内外关于这类条件下的试验研究已经有很多，但关于除锈方法对钢筋与混凝土粘结性能的影响研究较少。在实际工程中，项目可能因一些突发情况或不可抗力因素停工，停工后裸露在混凝土外部的钢筋容易受到环境影响而发生锈蚀现象，锈蚀后钢筋的截面减小，在承受同样荷载的条件下，其承受的应力有较大变化，且锈蚀影响了钢筋和混凝土之间的粘结性能，项目复工时若对这些锈蚀问题不加处理，必定会影响到整个工程的质量，因此，在复工时应选取合适的除锈方法除去钢筋的锈蚀。探讨各种除锈方法对钢筋和混凝土粘结性能的影响可为工程中选取合适的除锈方法提供一些参考。 本文选用直径分别为14、18、22、25mm的HRB400级钢筋进行自然环境下的锈蚀，通过控制锈蚀时间，选定三种不同的锈蚀率作为研究对象，并使用角磨机、除锈剂和抛丸机除锈，用预拌混凝土制作了中心拔出试件，研究了不同条件下钢筋与混凝土的粘结性能。通过试验（1）研究了各种除锈方法后钢筋表面肋高度的削弱情况；（2）研究了除锈方法、锈蚀率和钢筋直径分别对于试件粘结强度和峰值滑移的影响，揭示了各种因素对试件粘结性能的影响机理，总结了各种因素对试件粘结性能影响规律；（3）研究了不同直径和锈蚀率的钢筋除锈后与混凝土之间的粘结-滑移本构关系，建立了粘结-滑移本构关系函数表达式。研究结果表明： （1）角磨机除锈对于钢筋表面肋高度削弱最小，除锈剂和抛丸机除锈对钢筋表面的肋高度削弱程度近似； （2）钢筋直径14mm且使用角磨机除锈后的试件发生劈裂破坏，其他方法除锈后的试件发生拔出破坏；钢筋直径18、22、25mm的试件都发生劈裂破坏； （3）随着钢筋直径的增加，试件劈裂后的裂缝宽度也随之增加； （4）钢筋用角磨机除锈后试件的粘结强度最大、峰值滑移最小；随着锈蚀率增大，试件的粘结强度减小、峰值滑移增大；随着钢筋直径增大，试件的粘结强度减小、峰值滑移减小。

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摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.1.1钢筋混凝土结构的耐久性

1.1.2锈蚀钢筋对混凝土结构的危害

1.1.3 影响粘结性能的因素

1.1.4 粘结试验的类型

1.2 课题的提出及研究的意义

1.2.1 课题的提出

1.2.2 课题研究的意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国内研究现状

1.3.2 国外研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 试验概况

2.1 试验流程

2.2 试验原材料及性能指标

2.2.1 钢筋

2.2.2 混凝土

2.3 试验设备及仪器

2.4 钢筋的锈蚀

2.4.1钢筋锈蚀机理

2.4.2 恒电流加速锈蚀

2.4.3 自然环境下的锈蚀

2.5 钢筋的除锈处理

2.5.1 除锈剂除锈

2.5.2 角磨机除锈

2.5.3 抛丸机除锈

2.6 试件设计及制作

第3章 除锈对钢筋肋高的影响和混凝土抗压强度试验

3.1 钢筋的锈蚀率

3.2 除锈方法对钢筋肋高的影响

3.2.1 钢筋肋高和肋间距的测量

3.2.2 除锈方法对肋高的影响

3.3 混凝土的立方体抗压强度试验

第4章 除锈后钢筋与混凝土的粘结性能试验研究

4.1 中心拔出试验

4.2 试验结果与现象

4.2.1 试件破坏模式

4.2.2 中心拔出试验数据

4.3 粘结-滑移曲线

4.4 除锈后钢筋与混凝土的粘结强度

4.4.1 除锈方法对粘结强度影响

4.4.2 锈蚀率对粘结强度的影响

4.4.3 钢筋直径对粘结强度的影响

4.5 除锈后钢筋与混凝土的峰值滑移

4.5.1 除锈方法对峰值滑移的影响

4.5.2 锈蚀率对峰值滑移的影响

4.5.3 钢筋直径对峰值滑移的影响

4.6 除锈后钢筋与混凝土的粘结性能

第5章 除锈后钢筋和混凝土粘结-滑移本构关系

5.1 粘结-滑移本构关系的相关研究

5.2 除锈后钢筋和混凝土粘结-滑移本构关系

5.2.1 直径14mm的钢筋和混凝土粘结-滑移本构关系

5.2.2 直径18mm的钢筋和混凝土粘结-滑移本构关系

5.2.3 直径22mm的钢筋和混凝土粘结-滑移本构关系

5.2.4 直径25mm的钢筋和混凝土粘结-滑移本构关系

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢