多因素对钢筋混凝土握裹力的影响及回归模型.pdf
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1、第 1 9卷 第 1期 2 0 1 6年 2月 蛭巩材科罕于 嗄 J OURNAL OF BUI LDI NG MATE RI ALS V0 1 1 9, N O 1 Fe b , 2 O1 6 文章编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 1 6 2 0 5 多因素对钢筋混凝土握裹力的影响及回归模型 刘斯凤 , 郭泗 军 , 史翠平 ( 1 _ 同济大学 材料科学与工程学院,上海 2 0 1 8 0 4 ; 2 同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室 , 上海 2 0 1 8 0 4 ) 摘要 : 研究 了多因素( 掺合料种类、 水胶比、 养护龄期
2、、 加速腐蚀制度) 作用对钢筋混凝土握裹力的 影响 , 确定 了各 因素对钢筋混凝土握裹力变化的影响程度, 并加 以定量化表征 , 提 出了多因素共 同 作 用影响 钢 筋混凝 土握 裹 力 变化 的 多元 非 线 性 回 归分 析 模 型 结 果表 明 : 在 试 验 拟 定 的 影 响 因素 中 , 钢 筋混 凝 土握 裹 力存 在 最 大值 ; 各 因素 对 钢 筋 混 凝 土握 裹 力 的影 响 程 度 以 水胶 比和 掺 合 料 种 类最大, 养护龄期次之 , 加速腐蚀制度最 小; 水胶 比增 大对钢筋混凝土握 裹力产 生负效应, 养护龄 期增 加 对钢 筋混凝 土握 襄力产 生正
3、效应 关键 词 : 握 裹 力 ;钢筋 混凝 土 ;贡 献率 ;多元 非线性 回归 分析 中 图分 类号 : T U5 2 8 0 1 文献标 志 码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 6 0 1 0 2 7 I nf l u e nc e o f M u l t i - f a c t o r s o n Bo nd S t r e n g t h o f Re i nf o r c e d Co nc r e t e a n d Re g r e s s i o n M o d e l L U Si f e n
4、g , GUO S i j u n , S HI Cu i pi n g , ( 1 S c h o o l o f Ma t e r i a l s Sc i e n c e a n d E n g i n e e r i n g,To n g j i Un i v e r s i t y ,S h a n g h a i 2 0 1 8 0 4,Ch i n a ;2 Ke y La b o r a t o r y o f Ad v a n c e d Ci v i l E n g i n e e r i n g Ma t e r i a l s o f Mi n i s t r y o
5、f Ed u c a t i o n,To n g j i Un i v e r s i t y ,S h a n g h a i 2 0 1 8 0 4,Ch i n a ) Ab s t r a c t :Th e i n f l u e n c e o f mu l t i f a c t o r s ( a d mi x t u r e ,wa t e r c e me n t r a t i o,c u r i n g a g e ,a c c e l e r a t e d c o r r o s i o n r e g i m e s ) o n t h e b o n d s
6、t r e n g t h b e t we e n t h e s t e e l a n d c o n c r e t e wa s r e s e a r c h e d Th e i n f l u e n c e d e g r e e of e a c h f a c t o r on t he b ond s t r e ng t h be t we e n s t e e l a nd c onc r e t e wa s d e t e r m i ne dBe s i de s , t he m u l t i pl e n onl i ne a r r e gr e s
7、 s i o n m o de l w a s p r o po s e d The e xpe r i m e nt r e s ul t s s ho w t ha t t he m a x i m u m bo nd s t r e ng t h be t w e e n t he s t e e l a nd c o nc r e t e i s o bt a i ne d f o r t he s pe c i f i c f a c t or s The i nf l u e nc e of di f f e r e n t f a c t or s on t he bo nd s
8、 t r e ngt h o f r e i nf o r c e d c onc r e t e i S d i f f e r e nt The i nf l ue nc e o f wa t e r c e m e nt r a t i o a n d a d mi x t u r e a r e mo s t r e m a r k a b l e 。 wh i l e t h e i n f l u e n c e o f a c c e l e r a t e d c o r r o s i o n r e g i me i S n o t n o t a b l e Th e m
9、 ul t i no nl i ne a r r e gr e s s i on m o de l i S es t a bl i s he d t o de s c r i b e t he i nf l ue nc e of m ul t i - f a c t or s on t h e bo nd s t r e ngt h be t w e e n t he s t e e l a nd c on c r e t e e f f e c t i v e l y T he bon d s t r e ngt h o f r e i nf o r c e d c o nc r e t e
10、 de c r e a s e s wi t h t h e i n c r e a s e o f wa t e r c e m e n t r a t i o a n d i n c r e a s e s wi t h t h e i n c r e a s e o f c u r i n g a g e Be s i d e s ,c h a n g e o f bo nd s t r e n gt h of r e i nf o r c e d c onc r e t e i s di f f e r e nt f o r di f f e r e nt a dm i x t ur
11、e s a nd di f f e r e nt a c c e l e r a t e d c o r r o s i on s y s t e m s Ke y wo r ds :b on d s t r e n gt h;r e i n f o r c e d c o nc r e t e;c o nt r i but i o n r a t i o;m u l t i pl e n onl i ne a r r e g r e s s i o n mo de l 在钢筋混凝 土结构建筑 中, 握裹力是钢筋和混 凝土得以共 同工作的基础 , 其值 大小 主要取决于混 凝土与钢筋连接面上的
12、化学胶结力和机械 咬合力 高强混凝土有 助于化学胶结力 和机械 咬合 力 的提 高 , 因此 , 随着养护龄期的增加 , 水胶 比小 、 水泥强度 大的高强钢筋混凝土握裹力越来越大 引 粉煤灰和 收稿 日期 : 2 0 1 4 1 0 1 1 ;修订 日期 : 2 0 1 4 1 1 - 0 7 基金项 目: “ 十二五 国家科技支撑计划项 目( 2 0 1 2 B AJ 2 0 B 0 2 ) ; 国家重 点基础研究发展计划( 9 7 3 计 划) 项 目( 2 O l 1 c B O 1 3 8 O O ) 第一作者 : 刘 斯风 ( 1 9 7 O 一 ) , 女 , 湖北 江陵人, 同
13、济 大学副教 授 , 博士 E - ma i l : l s f t o n g j i e d u c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 刘斯凤 , 等 : 多因素对钢筋混凝 土握裹力 的影 响及 回归模 型 矿 粉对 钢 筋混 凝 土握裹 力 的影 响有 所 不 同_ 3 : 掺加 矿粉会 降低钢筋混凝土的握裹 力 , 且随着其 掺量的 增加 , 握裹力会进一步降低 ; 而粉煤灰对钢筋混凝土 握裹力 的影响除随其掺量变化外 , 还与水胶 比的变 化有关 在聚合物改性砂浆 混凝土 中, 聚合物 的掺 加可减少大孔数量 , 改善混凝土与钢筋接触 面的
14、孔 结构 , 从而提高混凝 土与钢筋之 间的黏结 强度F- 。 。 环境因素对钢筋混凝土握裹力也有重要影响 , 在水 环境或含氯盐环境 中, 钢筋锈蚀产生的膨胀会导致 混凝土胀裂 , 使其对钢筋的约束作用减小 , 并且锈蚀 产物的润滑作用还会使钢筋与混凝 土之间的摩擦力 衰减 , 从而使钢筋混凝土握裹力随之降低 8 在 自然 环境 下 , 影 响钢 筋 混 凝 土 的 因素 较 为 复 杂 , 相关研究也较少 例如海工钢筋混凝土会 同时受 到海水 的侵蚀及 干湿循环 的影响 , 在这 2种 因素 同 究 本文采用正交设计法 , 研究水胶 比、 掺合料种类 、 养护龄期 、 加速腐蚀制度下的钢筋
15、混凝土握裹力变 化 , 以期建立多元非线性 回归分析模型来定量分析 这些因素对钢筋握裹力的影响程度 1 原材 料及试 验方案 1 1 原 材 料 海螺牌 5 2 5级 I型硅酸盐水 泥由张家港海螺 水泥有限公司提供 , 粉煤灰和矿粉 由上海宝 田新型 建材 有 限公 司 提供 , 渗 透 结 晶材 料 ( c e me n t i t i o u s c a p i l l a r y c r y s t a l l i n e wa t e r p r o o f i n g ma t e r i a l s , 以 下 简称 3 C WM) 由上海渗克有 限公 司提供 , 其需水量 ( 质
16、量分数) 为 1 0 4 , 含水率( 质量分数) 为 0 2 8 , 以上 原 材 料 的 化 学 组 成 见 表 1 ; 羧 基 丁 苯 乳 液 由 B AS F公司生产 , 固含量( 质量分数) 为 5 0 , 其技术 时作用下 , 钢筋 混凝土 的握裹力如何 变化 , 尚待研 指标见表 2 ; 拌和水为 自来水 表 1 原材料 的化学组成 T a b l e 1 C h e mi l c o mp o s i t i o n s ( b y n l a s 8 )o f r a w m a t e r i a l s 1 2试 验方 案 本文借鉴文献 1 0 中的钢筋混凝土握裹力试验
17、方法 , 选择 中心拉拔试验来进行钢筋混凝 土握裹力 测试 试件尺 寸为 1 O 0 mm1 0 0 mm1 0 0 mm, 在 试块中间插人直径为 l O mm 的光圆钢筋 , 其伸出长 度为 2 0 mm, 并在成型时于拉拔端加入 5 0 mm 长、 直径为 1 5 mm 的塑料套管 , 每组 3个试件 试件 的 钢筋布置及拉拔测试装置见图 1 采 用 L ( 4 ) 正 交 试 验 来 探 讨 不 同水 胶 比 X ( m ) 、 掺合料种类 D、 养护龄期 X ( ) 、 加速腐 蚀制度 M 对钢筋混凝土握裹力的影响规律 , 表 3为 正交试验因素水平 表 加速腐蚀 制度分为溶液浸泡
18、和干湿循环 , 1次干湿循环包括在溶液 ( 清水 、 人工 海水 ) 中浸泡 1 d , 再于 8 O的烘箱烘干 4 d 为保证 人工 海 水 中盐 含 量 ( Na C 1 , Na 。 S O 的 质 量 分 数 分 ( a ) S p e c i me n Lo a d i n g ( b ) T e s t d e v i c e 图 1 拉 拔试 验试 件及 装置 F i g 1 Pu l l i n g t e s t s p e c i me n a n d d e v i c e ( s i z e : ram) 别为 3 5 , 5 0 ) 的恒定 , 每 2次循环之后更 换
19、 1 次浸 泡溶 液 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 6 4 建筑材料学报 第 1 9卷 表 3正交试验 因素水平 Ta b l e 3 Or t h o g o n a l f a c t o r l e v e l No t e : D 一 w i t h o u t a d m i x t u r e;Dh 一 1 5 f l y a s h4 -4 O s l a g; D 一 3 Cw M ;Dd - Ca r b o x y l i e s t y r e n e b u t a di e n e l a t e x( 1 O ) ;M。 一 W
20、a t e r i mme r s i o n( 1 0 c y c l e s );Mb - S e a wa t e r i mme r s ion ( 2 0 c y c l e s ); M 一 Wa t e r d r y - we t ( 3 O c y c l e s ) ;Md Se a wa t e r d r y we t ( 4 0 c y c l e s ) 2结果及讨 论 2 1 正 交试验 分析 正 交试 验 分 析 结 果 见 表 4 , 其 中 K , K , K。 , K 分别表示在各 因素各水平下钢筋混凝土握裹力 的总和( 例如 K 一3 5 3 1表示 因
21、素 D 不变、 其他因 素 改 变 时 的 握 裹 力 之 和 , 即 K 一4 9 9 + 1 1 4 1 + 表 4 L, ( 4 ) 正 交试验分 析结果 T a b l e 4 O r t h o g o n a l t a b l e L1 ( 4 ) 9 O 7 +9 8 4 , K1 2 9 0 0表示因素 X 1 ( O 6 ) 不变、 其他 因素改 变 时 的握 裹 力 之 和 , 即 K 一4 9 9 +1 0 4 9 + 7 7 2 +5 8 0 , K = = : 4 5 8 7表示 因素 D b不变、 其他因 素改变时的握裹力之 和, 即 K 一1 0 4 9 4 -
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- 关 键 词:
- 因素 钢筋混凝土 握裹力 影响 回归 模型
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