冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能研究

摘要

在我国北方寒冷地区,钢筋与混凝土之间的粘结性能会因为冻融降低,而粉煤灰的加入对于钢筋混凝土的粘结性能有一定的改善作用。目前对于钢筋粉煤灰混凝土处于冻融环境下粘结性能的研究比较少,因此本文以试验为基础,与理论相结合,对冻融环境下钢筋与混凝土之间的粘结性能进行研究。
　　考虑粉煤灰掺量(0％,10％,20％,30％,40％)、钢筋直径(14mm,16mm,18mm,20mm)、相对保护层厚度和冻融循环次数(0次,25次,50次,75次,100次)对钢筋混凝土粘结性能的影响,利用钢筋锚固区域均匀内贴应变片进行中心拉拔试验的方法,得出以下主要结论:
　　随着粉煤灰掺量的增加,混凝土强度下降,钢筋与混凝土之间的极限粘结强度亦下降,在粉煤灰掺量为30％时下降最多,降为普通混凝土试件极限粘结强度的85.75％,极限粘结强度对应的钢筋自由端位移在掺量为20％时达到最小值1.12mm。
　　钢筋与混凝土之间的极限粘结强度随钢筋直径的增加而先增后减,在钢筋直径为16mm时达到最大。钢筋直径为16mm时粉煤灰掺量分别为20％和40％的混凝土试件极限粘结强度对应的钢筋自由端位移最大,钢筋直径为18mm的试件相比于钢筋直径16mm的试件极限粘结强度对应钢筋自由端位移下降较快,粉煤灰掺量为20％时,极限粘结强度对应钢筋自由端位移下降了77.85％,粉煤灰掺量为40％时,极限粘结强度对应钢筋自由端位移下降了62.89％。
　　随着相对保护层厚度的增加,钢筋混凝土试件的极限粘结强度先增后减,在相对保护层厚度不大于4.5的情况下,相对保护层厚度与极限粘结强度成正比关系。
　　随着冻融循环次数的增加,粉煤灰混凝土强度下降,钢筋混凝土试件的极限粘结强度减小,粉煤灰掺量为20％的极限粘结强度下降幅度较大,冻融100次后极限粘结强度下降近50％,对应的钢筋自由端位移下降65.32％;粉煤灰掺量为40％时,极限粘结强度下降程度明显减小24.80％,对应钢筋自由端位移则大幅度上升了73.11％。
　　本文对试验数据进行回归拟合,得到各因素与钢筋混凝土粘结强度之间的规律,同时提出了在冻融环境下钢筋混凝土构件中钢筋的锚固建议,为我国北方钢筋粉煤灰混凝土工程提供一定的技术参考,并为以后钢筋粉煤灰混凝土的分析和研究提供一定的参考。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 试件设计与试验概况

2.1 原材料

2.2 混凝土配合比

2.3 试件设计与制作

2.4 加载方案与量测内容

3 钢筋与粉煤灰混凝土之间的粘结性能研究

3.1 试验考察因素及试件分组

3.2 粉煤灰掺量对钢筋与混凝土之间的粘结性能影响

3.3 钢筋直径对钢筋与混凝土之间的粘结性能影响

3.4 混凝土保护层厚度对钢筋与混凝土之间的粘结性能影响

3.4 本章小结

4 冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土之间的粘结性能研究

4.1 冻融下粉煤灰掺量对钢筋与混凝土之间的粘结性能影响

4.2 冻融环境下钢筋应变-锚固位置关系分析

4.3 冻融环境下钢筋混凝土的粘结-锚固位置关系曲线分析

4.4 冻融环境下钢筋粉煤灰混凝土的钢筋锚固建议

5 结论

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

在学研究成果

致谢