冻融循环后再生混凝土力学性能及与钢筋黏结试验研究

《冻融循环后再生混凝土力学性能及与钢筋黏结试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TU37论文编号：102870117-B021学科分类号：082301博士学位论文冻融循环后再生混凝土力学性能及与钢筋黏结试验研究研究生姓名曹芙波学科、专业道路与铁道工程研究方向再生混凝土指导教师吴瑾教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一七年五月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringExperimentalStudyonMechani

2、calPropertiesofRecycledConcreteandBond-slipbetweenSteelRebarsandConcreteafterFreeze-thawCyclesAThesisinRoadandrailwayEngineeringByCaoFuBoAdvisedbyProf.WuJinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofEngineeringMay,2017承诺书本人声明

3、所呈交的博士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要基于可持续发展战略思想和土木工程建设的需要，将再生混凝土这种新型绿色建筑材料应用到土木

4、工程，特别是结构工程中，已是大势所趋。抗冻性能是评判钢筋混凝土结构耐久性的重要指标之一，尤其是在严寒和寒冷地区，钢筋再生混凝土结构经冻融循环作用后，再生混凝土的力学性能发生退化，导致钢筋与再生混凝土的黏结性能也遭到破坏。为了推进再生混凝土在工程中应用，研究冻融循环作用后再生混凝土的力学性能及其与钢筋的黏结性能具有十分重要的工程意义。因此，本文从结构耐久性出发，对再生混凝土冻融后的基本力学性能、及其冻融损伤后与钢筋黏结~滑移性能的退化展开试验研究，并建立冻融损伤后再生混凝土与钢筋黏结~滑移本构关系

5、，探讨不同试验形式下钢筋与再生混凝土的黏结～滑移机理。本文选择再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土与同强度的普通混凝土作为对比，通过改变冻融循环次数和混凝土强度等级，对冻融循环后的再生混凝土质量、相对动弹性模量及抗压强度的变化进行了试验研究，为后续再生混凝土与钢筋的黏结～滑移性能的研究奠定基础。鉴于目前对再生混凝土与钢筋的黏结～滑移性能的研究较少的现状，建立了中心拔出试验和梁式试验的再生混凝土与钢筋的黏结～滑移本构关系。并对比试验结果，对再生混凝土与钢筋黏结～滑移的影响因素展开了分析。总结本文

6、主要研究工作和预期成果如下：在分析和总结现有研究成果的基础上，本文采用快速冻融法，对再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土与同强度的普通混凝土的质量、相对动弹性模量及抗压强度的变化进行对比分析，并以此为基础，确定再生混凝土冻融损伤后的基本力学性能的变化规律。利用电镜对冻融循环后的再生混凝土进行微观结构分析，通过对微观结构和宏观破坏现象的分析，建立再生混凝土宏观性能和微观结构的定性关系。在此基础上，制作了锚固长度分别为3d、5d、8d、10d的7组再生混凝土设置箍筋的中心拔出试件和1组锚固长度为5

7、d的普通混凝土设置箍筋的中心拔出试件。通过改变冻融循环次数，分析冻融次数和锚固长度对再生混凝土的黏结～滑移性能的影响规律，并以此建立了黏结～滑移本构方程。试验结果表明：钢筋与再生混凝土间黏结破坏形式为钢筋拔出破坏和钢筋屈服破坏；锚固长度为10d时，试件在未冻融循环作用下发生钢筋屈服破坏，试件加载端发生较小的相对滑移，而自由端没有发生滑移；其余试件均在加载过程中钢筋被缓慢拔出，发生拔出破坏；冻融循环相同的状态下，随着锚固长度的增加，极限荷载值随之增大，而平均黏结强度却随之减小，平均黏结强度和极限荷

8、载呈反比关系，当锚固长度增加到一定值（5d）后，平均黏结强度的变化曲线趋于平缓；根据钢筋与再生混凝土间的黏结～滑移曲线特征，将曲线分为微滑移线性阶段、滑移阶段、滑移加速阶段、非线性下降阶段和残余阶段五个阶段，建立了考虑冻融循环次数、锚固长度和保护层厚度等因素有关的黏结锚固特征I值经验模型。运用数学统计和误差分析的方法，验证了模型具有较好的吻合度。考虑到中心拔出黏结试验在受力过程中没有剪力和弯矩作用，与实际工程结构中构件的受力状态不相符，试验结果及规律势必会与实际工程中存在差异，本文进一步设计了梁