再生混凝土黏结滑移性能的试验研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 6 期 (总 第 2 6 0 期 l Nu mb e r 6 i n 2 0 1 l ( T o t a 1 No 2 6 0 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THEORETI CAL RE S EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 1 0 6 0 2 0 再生混凝土黏结滑移性能的试验研究 王大 富。黄庆丰 。施养杭 ( 华侨大学 土木 工程学 院,福建 泉州 3 6 2 0 2 1 ) 摘要 : 通过再生混凝土与钢筋的黏结锚固试件 的拔出试验 , 得到了不同再生粗骨料取代
2、率下再生混凝土与钢筋间的黏结一 滑移 曲线。 基 于试验结果的对比分析 , 研究 了再生混凝土取代率 、 保护层厚度 、 锚 固长度对再生混凝土黏结强度 的影响 , 最后并对黏结一 滑移本构关 系进 行 了初步探讨。 关键词 : 再生混凝 土;再生粗骨料取代率 ;黏结一 滑移 ;黏结强度 中图分类号 : T U5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 6 0 0 6 4 0 3 Ex pe r i m e nt a l s t ud y 011 b ond- sl i p be t w e en s t e el ba
3、 r an d r ec y c l ed a ggr e ga t e c on c r e t e WA NGD a 一 血 HU A NGQ i n g - f e n g , S HI Y a n g - h a n g ( C o l l e g e o f Ci v i l E n g i n e e r i n g , Hu a q i a o U n i v e r s i t y, Q u a n z h o u 3 6 2 0 2 1 , C h i n a ) Abs t r a c t : By a p u l l o u t e x p e rime n t b e
4、twe e n s t e e l b a r a n d r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e, a n d b on d s l i p c u r v e s b e tw e e n r e c y c l e d c o n c r e t e wi t h d i f - f e r e n t r e c y c l e d c o ar s e a g g r e g a t e r e p l a c e me n t p e r c e n t a g e s we r e r e c o r d e d , B
5、a s e d o n the a na l y s i s o ft h e t e s t r e s u l t s , r e pl a c e me n t p e r c e n t a g e s o fr e c y - c l e d c o n c r e t e , c o v e r thi c k n e s s a n d a n c h o r a g e l e n g t h o f t h eb o n d s t r e n gthw a s i n v e s t i g a t e d , a t l a s t , theb o n d s l i
6、p c o n s t i t u t i v e r e l ati o nWas d i s c u s s e d Ke y wor ds : r e c y c l e d c o n c r e t e; r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e r e p l a c e me n t pe r c e n t a g e; bo n d - s l i p; b o n d s e n g t h 0 引言 普通混凝土与钢筋间的黏结性能早已引起工程界和学术界 的广泛关注, 研究的也比较深入和彻底。 近年来, 随着 自然资源 的枯竭
7、和人们环保意识的增强, 推进再生混凝土技术研究的不断 进步发展 , 但还不够系统 、 全面 。 工程设计 和施 工方 面都迫切需 要 了解再生混凝 土与钢筋之 间的黏结性能 , 因而本研究 就着 重 介绍了再生混凝土与钢筋间的黏结一 滑移性能 , 以求抛砖引玉。 1 试验设计 1 1 再 生混凝 土 配合 比和 钢筋材 性 钢筋采用福建三明钢铁厂生产的普通热轧 H R B 3 3 5级钢 筋 , 月牙肋 , 试验所需直径统一为 1 6 。 其基本的力学 陛能如表 1 。 水泥采用福建中联石风水泥公司 出品的 P O4 2 5 R级水泥 ; 表 1 H RB 3 3 5级钢 筋的力学试验结果 粗
8、骨料为福建泉州市区民房的废弃混凝土经破碎、 除杂、 清洗后 得; 减水剂为福建省惠安新型建材厂生产的缓凝型高效减水剂。 其 配合比如表 2 所示 , 并测得 2 8 d的混凝土立方体抗压强度。 1 2试件 制作和 试验 方案 拔出试件的制作、 养护和试验方法均参照 G B 5 0 1 5 2 9 2 混凝土结构试验方法标准 【 - 1 规定, 其简图如图 l 所示。 再生混 凝土与钢筋黏结锚固试件主要分为两大类, 共 8 小组, 每小组 4 个 试件, 共 3 2 个试件: 其中编号为 R C类的有 5种不同的再生混 凝土粗骨料取代率( 0 , 3 0 , 5 0 7 5 和 1 0 0 )
9、, 试件编号依次 为 R C - 0 , R C 3 0 , R C 5 0 , R C 7 5和R C 一 1 0 0 。 同理, 将R C L类的 3 种 中粗河砂; 水为自来水; 粗骨料为 5 2 5 mn l 碎石, 连续级配; 再生 不同取代率试件编号为 R C L - O , R C L 一 3 0和 R C L 5 0 。 表 2再生混凝土配合 比 本研究试验采用美国E NE R P A C公司生产的P 3 9 2 型 3 0 0 k N 锚杆拉拔仪对试件进行单调拉拔 , 并根据 混凝土结构试验方 法标准 的要求分级加载, 拉拔力由E N ER P AC千斤顶下的荷 载传感器读出
10、, 同时在试件的两端分别安装电子位移计以量测 在各级荷载下锚筋加载端和 自由端对试件的相对滑移值。 图 2 为黏结锚固拔出试验的示意图。 收稿 日期 :2 0 1 0 - 1 2 - 0 6 基金项目:福建省自 然科学基金项目 ( 2 0 1 0 J 0 1 3 0 0 ) ; 住宅与城乡建设部研究与开发重点项目( 2 0 0 9 一 K 2 3 7 ) ; 福建省泉州市科技计划重点项目( 2 0 0 9 Z 4 6 ) 6 4 口 1 OO 厂 加。 1 0O 钢筋 千 荷载传 铁 位 f b1 1 00 1 0 0 2 40 图 1 试件简 图( 单位 : mm) 上_ L l 一 # 1
11、 I l l 2 嚣 麓 3 90 ) 图 2 试验装置图 2 试验现 象与结果 加载开始之初 , 主要 由化学胶结力和摩阻力共 同起作用 , 所 以在拉拔力较小时加载端滑移较小 , 而 自由端基本无滑移 ; 随着拉 拔力的逐渐增加 , 化学胶结力破坏 , 此时自由端开始滑移; 随着拉 拔力的持续增大, 滑移逐渐加快, 最后由于钢筋表面凸肋与混凝土 的咬合力产生较大的横 向拉应力使试件发生劈裂破坏。 对于本试 验的 R C类试件主要发生的就是试件的劈裂破坏 , 试件破坏较为 突然且伴有较大的声响。 根据试验结果 , 作出再生混凝土试件的荷 载一 滑移曲线和平均黏结应力曲线 , 发现再生混凝土与
12、钢筋之间的 黏结破坏过程同普通混凝土总体上相似, 也可分为微滑移段、 内裂 滑移段、 劈裂阶段 、 下降段和残余阶段 , 见图 3 所示 。 0 l 00 200 滑移 , ( ( b ) RC一 3 0 黏 图 3锚固试件白 此外 , 凿开破坏的试件 , 通文 再生骨料大多发生 了断裂破坏 , 多 。 这主要 的原因可能是再生骨l 载过程 中, 由于拉拔力的作用 , =f 个骨料颗粒, 出现较大裂缝 , 最丝 ( a 1 图 4 破 3 再 生混凝土黏 结滑 试验 主要从 混凝土强度 、 层厚度 和锚 固长度等方面来分 ? 能 , 其试件参数及试验结果可见 表 3 试件参数和试验结果 注 :
13、 ( 为混凝土立方体抗压强度; c为保护层厚度 ; z 为锚 固长度 ; r = P r t d l 为实测极 限粘结强度 ; 为再生 验实测的平均值 。 3 1 混凝 土 强度 的影响 通过 R C类 5组共 2 0 个试件 , 探讨再生混凝土的强度对黏 结性能的影响 。 根据表 3中的数据 可知 , 再 生混凝 土的黏结强 度同普通混凝土的差别不大。 据已有的再生混凝土研究所得 , 利用公式 : _, _ 0 2 4 f o ( 1 ) 将立方体抗压强度转换为 锚 固强度一 再生混凝土抗拉强度 由图 5可知 , 对 于再生混额 的提高而减小, 基本上成一定 应 的抗拉强度经统计回归得到 一
14、 9 6 40 4 2 O 8 6 4 2 0 8 7 6 5 4 3 2 l 好 椽霜 、 好嘏曰 日 鼎 婚 露 再 生 混 凝 土 抗 拉 强 度 MPa 图 5 混凝土强度的影响 3 2 再生混凝土粗骨料取代率的影响 不同种类 的混凝土 , 配合比及骨料 的性质是影响黏结强度 的主要因素。 对于再生混凝土来说 , 在配合比、 钢筋和锚长等其 他因素相同的情况下 , 再生混凝土粗骨料的取代率对黏结强度 的影响就显得十分重要。 本次试验考虑了 5 种再生取代率的影 响, 并绘制相应的图表分析, 见图 6 所示。 40 3。 蠢 z 。 慧 1 。 表 4 相对黏 结强度 通过相对黏结强度,
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