塑钢纤维轻骨料混凝土与变形钢筋粘结性能的试验研究

摘要

塑钢纤维轻骨料混凝土作为一种新型绿色建筑材料，质量轻、抗震性能好、保温性能好、耐久性能好，在高层和大跨度结构中具有明显优势。为了推动塑钢纤维轻骨料混凝土在结构工程上的应用，对其与变形钢筋粘结性能的研究具有重要实际意义。因此本文通过中心拔出试验研究了塑钢纤维掺量、基体强度等级、轻骨料种类、钢筋直径、钢筋锚固长度和混凝土保护层厚度对塑钢纤维轻骨料混凝土与变形钢筋粘结性能的影响，并通过钢筋内贴应变片的方法研究了粘结应力在钢筋锚固区段上的实际分布和变化规律，主要结论如下：
　　掺入适量的塑钢纤维能够提高LC40及LC35轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能，基体强度等级越高、轻骨料筒压强度越大，塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能越好。筒压强度最高的粉煤灰陶粒Ⅰ所配制的纤维掺量为4kg/m3的LC40塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能最佳。
　　钢筋直径、锚固长度和混凝土保护层厚度对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能有明显影响：钢筋直径增加会使极限平均粘结强度先提高后降低，自由端滑移量减小；锚固长度增加会使极限平均粘结强度降低，自由端滑移量减小；保护层厚度增加会使极限平均粘结强度先提高后变得平稳，自由端滑移量增大。
　　塑钢纤维和高强轻骨料能够使粘结应力分布更均匀，粘结作用向自由端传递更好；钢筋直径越大，分布在锚固长度上的粘结应力越小；钢筋锚固长度越短，粘结应力分布越均匀，粘结作用传递越快。
　　通过对本文试验数据拟合得到了钢筋与塑钢纤维轻骨料混凝土极限平均粘结强度的计算公式，并对锚固长度进行了计算，结果显示塑钢纤维能够明显缩短钢筋锚固所需长度，对于钢筋在塑钢纤维轻骨料混凝土中的锚固长度建议按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的规定计算，且安全富裕度较大，为实际工程应用提供了一定的参考。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 钢筋与混凝土粘结性能研究概况

1.3 本文研究内容

2 塑钢纤维轻骨料混凝土粘结试验概况

2.1 试验原材料及配合比

2.2 试件制作

2.3 试验加载

3 塑钢纤维轻骨料混凝土基体材料对粘结性能的影响

3.1 纤维掺量对LC40塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

3.2 基体强度等级对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

3.3 轻骨料种类对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

3.4 基体材料对极限平均粘结强度影响的正交试验研究

3.5 本章小节

4 钢筋与混凝土保护层厚度对粘结性能的影响

4.1 钢筋直径对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

4.2 钢筋锚固长度对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

4.3 混凝土保护层厚度对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

4.4 极限平均粘结强度计算公式与钢筋锚固长度建议

4.5 本章小节

5 总结

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

在学研究成果

致谢