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    重復(fù)推出下鋼管再生混凝土黏結(jié)-滑移性能影響因素

    2023-10-13 05:07:58孫冰張杰陳衛(wèi)曾晟張志恒
    建筑材料學(xué)報(bào) 2023年9期
    關(guān)鍵詞:膨脹劑摩擦力骨料

    孫冰, 張杰, 陳衛(wèi),*, 曾晟, 張志恒

    (1.南華大學(xué) 土木工程學(xué)院,湖南 衡陽 421001;2.南華大學(xué) 中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)公司高性能混凝土重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 衡陽 421001;3.南華大學(xué) 高性能特種混凝土湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 衡陽 421001)

    中國從“碳達(dá)峰”到“碳中和”的過渡期將面臨時(shí)間短、任務(wù)重等巨大挑戰(zhàn). 建筑行業(yè)碳排放量為全國碳排放總量的50%以上,使用再生骨料能夠有效減少建筑業(yè)碳排放,更好地保護(hù)環(huán)境. 但再生骨料的力學(xué)性能和耐久性能等均比普通混凝土差,嚴(yán)重影響其大規(guī)模推廣[1]. 鋼管再生混凝土(RACFST)承載力高、剛度好、性能穩(wěn)定[2],利用鋼管對(duì)再生混凝土形成三向受壓約束,能夠有效彌補(bǔ)再生骨料的缺陷[3],擴(kuò)大其使用范圍.

    RACFST界面的黏結(jié)-滑移是鋼管和再生混凝土共同工作的基礎(chǔ). 目前,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)RACFST界面的研究主要集中在鋼管類型[4]、尺寸[5],截面形式[6],混凝土類型[4]、強(qiáng)度等級(jí)[7],再生骨料取代率[5]和高溫[8]對(duì)黏結(jié)-滑移性能影響等方面. 而在實(shí)際工程中,RACFST界面黏結(jié)性能的穩(wěn)定發(fā)揮受自身材料特性、環(huán)境的雙重限制. 就組成材料而言,再生骨料較天然骨料具有更強(qiáng)的收縮率,RACFST界面更易發(fā)生脫黏現(xiàn)象,添加一定量的膨脹劑可以通過調(diào)節(jié)收縮來減緩再生混凝土與鋼管的分離趨勢,對(duì)防止界面脫黏,控制并改善黏結(jié)-滑移性能具有重要意義;此外,分類回收不同原生強(qiáng)度混凝土對(duì)組合結(jié)構(gòu)黏結(jié)-滑移性能的影響有待探索. 對(duì)工作環(huán)境來說,長期服役于橋梁、海上平臺(tái)等高氯離子腐蝕性環(huán)境中的鋼管會(huì)不可避免地發(fā)生銹蝕. 一方面銹蝕后RACFST黏結(jié)-滑移性能的研究還有待開展;另一方面研究服役于嚴(yán)苛壞境中的RACFST,可拓寬再生混凝土的應(yīng)用范圍,為減少天然骨料的開采,避免自然資源枯竭提供新的思路,有助于實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和資源有效利用,走上可持續(xù)發(fā)展的道路.

    鑒于此,本文設(shè)計(jì)了不同原生混凝土強(qiáng)度等級(jí)、膨脹劑摻量及高氯離子腐蝕條件下9組RACFST試件的重復(fù)推出試驗(yàn),進(jìn)行了黏結(jié)機(jī)理及相關(guān)影響參數(shù)分析,并建立了相應(yīng)變量下的黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算式,以期為RACFST黏結(jié)-滑移性能的評(píng)估提供相關(guān)依據(jù).

    1 試驗(yàn)

    1.1 原材料

    膠凝材料采用42.5級(jí)硅酸鹽水泥;再生粗骨料為自制的原生強(qiáng)度等級(jí)為C30、C40和C50的混凝土經(jīng)破碎、清洗、分級(jí)和篩分后所得到的0~20 mm連續(xù)級(jí)配再生骨料;天然粗骨料采用0~20 mm連續(xù)級(jí)配的碎石;細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)2.4,含水率(質(zhì)量分?jǐn)?shù),文中涉及的含量、水膠比等均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量比)1.15%的連續(xù)級(jí)配中砂;膨脹劑選用UEA-H型膨脹劑;鋼管為Q235直縫焊接鋼管,外徑140 mm、壁厚4.5 mm、高410 mm,屈服強(qiáng)度235 MPa、彈性模量210 MPa、泊松比0.25. 粗骨料物理性能指標(biāo)見表1、級(jí)配曲線如圖1所示.

    圖1 粗骨料級(jí)配曲線Fig.1 Grading curves of coarse aggregates

    表1 粗骨料物理性能指標(biāo)Table 1 Physical properties of coarse aggregates

    1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    (1) 試件制作

    圖2為試件幾何尺寸.混凝土進(jìn)行澆筑之前先對(duì)鋼管進(jìn)行預(yù)加工,混凝土澆筑至豁口處停止(預(yù)留40 mm空隙),以便進(jìn)行推出試驗(yàn);待澆筑完成后,使用塑料薄膜進(jìn)行封口,嚴(yán)格模擬鋼管內(nèi)密閉環(huán)境.

    圖2 試件幾何尺寸Fig.2 Geometric size of specimen(size: mm)

    常用的膨脹劑有UEA型膨脹劑、HCSA型膨脹劑和氧化鎂膨脹劑[9].其中HCSA型膨脹劑為硫鋁酸鈣和氧化鈣雙膨脹源,自由膨脹率較大;氧化鎂膨脹劑易造成混凝土體積安定性不良;UEA型膨脹劑為硫鋁酸鈣單膨脹源. 綜合考慮膨脹性與鋼管力學(xué)性能的協(xié)同性,本試驗(yàn)選用UEA-H型膨脹劑,采用內(nèi)摻法形式摻入,其摻量(δ,%)計(jì)算式為:

    式中:E為膨脹劑用量,g;C為水泥用量,g.

    以黏結(jié)強(qiáng)度最大為原則,將再生粗骨料取代率取為50%[10]. 以混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30且各材料質(zhì)量比為m(水泥)∶m(水)∶m(砂)∶m(碎石)∶m(再生骨料)=372.73∶205.00∶637.79∶592.24∶592.24,來制作RACFST試件. 試件參數(shù)見表2.

    表2 試件參數(shù)Table 2 Parameters of specimens

    (2) 鋼管銹蝕試驗(yàn)

    由于鋼管在自然界中的銹蝕是一種長期而緩慢的過程,實(shí)驗(yàn)室常采用電解池對(duì)其加速銹蝕. 根據(jù)法拉第電解第一定律,鋼管名義銹蝕率(ρ,%)的計(jì)算式為[11]:

    式中:t為通電時(shí)間,s;M為Fe的摩爾質(zhì)量,56 g/mol;i為銹蝕電流密度,A/cm2;D為銹蝕區(qū)域內(nèi)的鋼管表面積,cm2;z為鐵離子電荷數(shù),z=2;F為法拉第常數(shù),96 500 C/mol;m為鋼管未銹蝕前的質(zhì)量,g.

    將澆筑好的銹蝕試件先密封養(yǎng)護(hù)7 d,再置于5%的NaCl溶液中浸泡7 d,使NaCl溶液充分滲入黏結(jié)界面,稱重后進(jìn)行加速銹蝕試驗(yàn),其示意圖見圖3.銹蝕完成后再次稱重,計(jì)算得到鋼管的實(shí)際銹蝕率分別為0%、6.85%、9.59%、13.70%,與名義銹蝕率偏差較小.

    圖3 鋼管加速銹蝕試驗(yàn)示意圖Fig.3 Schematic diagram of accelerated corrosion test for steel tube

    (3) 推出試驗(yàn)方案

    使用WAW-EY1000C電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)加載. 在加載端使用1個(gè)直徑略小于鋼管內(nèi)徑、厚度為40 mm的鋼墊塊進(jìn)行推出試驗(yàn),加載速率為0.002 mm/s;當(dāng)自由端位移達(dá)到35 mm或殘余荷載下降趨于穩(wěn)定時(shí),首次推出結(jié)束;將試件倒置,按上述方案再次推出,每個(gè)試件反復(fù)推出4次,得到重復(fù)加載曲線. 通過架設(shè)于加載端(混凝土受力端)上壓板、自由端(鋼管受力端)外伸鋼筋棒處的位移計(jì)測量兩端滑移. 重復(fù)推出方法示意圖如圖4所示.

    圖4 重復(fù)推出方法示意圖Fig.4 Schematic diagram of repeated push-out method

    2 結(jié)果及分析

    2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象

    需要說明的是:由于首次推出時(shí)加載端與自由端的起滑存在時(shí)間差,其荷載-滑移(P-S)曲線列出了兩端曲線;而重復(fù)推出時(shí)加載端與自由端的P-S保持一致,故僅列出了加載端曲線;另外,試件RACFST-3和RACFST-7因儀器故障未能測出重復(fù)推出曲線.

    試件首次推出和重復(fù)推出的P-S曲線如圖5、6所示.由圖5可見:首次推出試驗(yàn)加載初期,再生混凝土兩端均未發(fā)生滑動(dòng);當(dāng)荷載增大到峰值荷載的30%左右時(shí),加載端先出現(xiàn)滑移,繼而自由端也發(fā)生滑動(dòng);隨后兩端荷載隨著滑移的發(fā)展先后達(dá)到峰值并保持穩(wěn)定. 由圖6可見:重復(fù)推出過程中,第2、3、4次推出時(shí)自由端與加載端同時(shí)滑動(dòng),且僅第3次推出與首次推出加載端曲線相似;第2、4次荷載達(dá)到峰值點(diǎn)并出現(xiàn)下降段后才趨于穩(wěn)定. 重復(fù)推出結(jié)束后,黏結(jié)界面有混凝土碎屑產(chǎn)生,鋼管未出現(xiàn)壓潰或屈服現(xiàn)象.

    圖5 試件首次推出的P-S曲線Fig.5 P-S curves at the first push-out of specimens

    2.2 荷載-滑移曲線分析

    鋼管再生混凝土界面黏結(jié)力由化學(xué)膠結(jié)力、機(jī)械咬合力和摩擦力組成. 鋼管與混凝土界面黏結(jié)性能的演變即上述3組作用力交替發(fā)揮作用的過程. 為便于描述荷載-滑移過程,將滑移與3組作用力相對(duì)應(yīng):當(dāng)化學(xué)膠結(jié)力消失、機(jī)械咬合力發(fā)揮作用時(shí)界面產(chǎn)生微觀滑移;當(dāng)機(jī)械咬合力失效、摩擦力發(fā)揮作用時(shí)界面產(chǎn)生宏觀滑移. 微觀滑移量是與鋼管表面粗糙程度(一般為10-2量級(jí))有關(guān)的物理量.

    2.2.1 首次推出全過程分析

    首次推出曲線分析如圖7所示. 圖7(a)為首次推出的黏結(jié)-滑移機(jī)理,其中的①、②和③分別代表化學(xué)膠結(jié)力、機(jī)械咬合力和摩擦力,S、S0和S1分別代表無滑移、微觀滑移和宏觀滑移.圖7(b)為首次推出荷載-滑移曲線模型,模型被分為5個(gè)階段——無滑移段(OA、OA′)、加載端微觀滑移段(AB)、自由端微觀滑移段(A′B′)、加載端與自由端宏觀滑移段(BC、B′C′)和滑移穩(wěn)定段(CD、C′D′). 首次推出全過程分析如下:

    圖7 首次推出曲線分析Fig.7 Analysis of the first push-out

    (1)無滑移段(OA、OA′) 首次推出試驗(yàn)初期荷載較小,加載端和自由端均無滑移產(chǎn)生,界面處于彈性階段;從混凝土傳遞到鋼管的黏結(jié)力全部由加載端、部分自由端的水泥凝膠體與鋼管表面黏結(jié)形成的化學(xué)膠結(jié)力提供. 化學(xué)膠結(jié)力在較小的荷載下即失效且無法恢復(fù),主要受水膠比影響.

    (2)加載端微觀滑移段(AB) 荷載略微增大后,加載端出現(xiàn)微觀滑移,化學(xué)膠結(jié)力下移于無滑移處,擴(kuò)散長度增加;自由端化學(xué)膠結(jié)力略有增大但未發(fā)生微觀滑移. 微觀滑移對(duì)應(yīng)的機(jī)械咬合力在水泥凝膠體與鋼管黏結(jié)失效時(shí)發(fā)揮作用,到鍥入鋼管的混凝土突刺被剪斷時(shí)失效.微觀滑移僅在局部微小范圍內(nèi)存在.

    (3)自由端微觀滑移段(A′B′) 隨后自由端也出現(xiàn)微觀滑移,該端的機(jī)械咬合力已疊加到黏結(jié)力中,此時(shí)加載端滑移量較大,出現(xiàn)了宏觀滑移,摩擦力發(fā)揮作用. 至此,化學(xué)膠結(jié)力、機(jī)械咬合力和摩擦力全部加入到黏結(jié)力當(dāng)中.

    (4)加載端與自由端宏觀滑移段(BC、B′C′) 隨著荷載的繼續(xù)增大,自由端也出現(xiàn)宏觀滑移,隨后化學(xué)膠結(jié)力、機(jī)械咬合力依次在試件中下部相遇,并隨著滑移量的增大逐漸被摩擦力取代. 宏觀滑移發(fā)生處混凝土被鋼管表面鋸齒狀突刺剪斷、壓碎并作為碎屑填充,具體表現(xiàn)為機(jī)械咬合力失效,摩擦力發(fā)揮作用.

    (5)滑移穩(wěn)定段(CD、C′D′) 加載端和自由端滑移量同步,界面完全貫通,黏結(jié)力在黏結(jié)界面僅由摩擦力提供而發(fā)展穩(wěn)定. 摩擦力的大小與摩擦系數(shù)、環(huán)向壓力有關(guān). 試件全長范圍內(nèi)機(jī)械咬合力失效使鋼管內(nèi)表面被混凝土碎屑填充,摩擦系數(shù)穩(wěn)定;受壓混凝土橫向泊松效應(yīng)引發(fā)鋼管環(huán)箍約束產(chǎn)生的摩擦力與外荷載達(dá)到平衡,摩擦力穩(wěn)定發(fā)展.

    2.2.2 重復(fù)推出全過程分析

    圖8為重復(fù)推出特征曲線. 這里僅對(duì)重復(fù)推出與首次推出全過程中的不同之處進(jìn)行分析. 由圖8可見:(1)重復(fù)推出過程中第1次推出即首次推出;第2~4次推出過程中,水泥凝膠體與鋼管已脫黏,化學(xué)膠結(jié)力永久性喪失,無滑移段需要克服微弱的機(jī)械咬合力使試件起滑,隨后機(jī)械咬合力被摩擦力取代并與外荷載達(dá)到平衡. (2)界面摩擦系數(shù)隨著推出次數(shù)的增加而減小,導(dǎo)致推出過程中所能達(dá)到的極限黏結(jié)應(yīng)力也依次降低. (3)與奇數(shù)次推出不同的是,偶數(shù)次推出在達(dá)到峰值荷載并出現(xiàn)下降段后滑移才穩(wěn)定.這是由于偶數(shù)次推出為反向推出,反向“鍥入效應(yīng)”導(dǎo)致混凝土從直徑較小端推向較大端,鋼管對(duì)混凝土約束弱,機(jī)械咬合力大于摩擦力.

    圖8 重復(fù)推出特征曲線Fig.8 Analysis of repeated push-out

    2.3 參數(shù)分析

    2.3.1 耗能能力

    推出過程中試件耗能能力是界面能量損失的直接體現(xiàn). 采用耗能因子(η)對(duì)耗能能力進(jìn)行定量描述,計(jì)算表達(dá)式為[12]:

    表3為重復(fù)推出時(shí)加載端耗能能力計(jì)算結(jié)果.由表3可知:總體上,奇數(shù)次推出時(shí)試件的平均耗能能力大于偶數(shù)次推出;除個(gè)別試件外,大多數(shù)試件首次推出時(shí)的耗能能力大于第2~4次推出;第2次推出時(shí)耗散能力最差. 試件在首次推出過程中,3種作用力均參與了推出,且界面原始損傷小,耗能能力最強(qiáng);隨著推出次數(shù)的增加,界面損傷加劇,耗能效率降低;奇數(shù)次推出具有明顯的“鍥入效應(yīng)”,鋼管對(duì)混凝土的約束使各組分作用力相對(duì)較大,耗能能力高于偶數(shù)次. 有趣的是,第4次推出時(shí)耗能因子平均值較第2次推出增大5.13%. 分析發(fā)現(xiàn),第2次推出時(shí)平均滑移較第4次推出增大了0.224 mm,能量有較長的耗散距離,說明鋼管混凝土長度越長,可滑移距離越充分,越有利于界面能量的耗散.

    表3 重復(fù)推出時(shí)加載端耗能能力計(jì)算結(jié)果Table 3 Calculation results of energy consumption capacity at the loaded end during repeated push-out

    2.3.2 重復(fù)推出黏結(jié)應(yīng)變分布

    以典型試件RACFST-6為代表,分析重復(fù)推出時(shí)荷載上升段的黏結(jié)應(yīng)變?chǔ)欧植?,結(jié)果見圖9(圖中Pu為峰值荷載). 由圖9可見:重復(fù)推出過程中鋼管表面的應(yīng)變沿高度方向呈直線分布,越靠近自由端應(yīng)變?cè)酱?;同一方向上隨著推出次數(shù)的增加,鋼管表面各處的應(yīng)變逐漸降低,但降幅較??;當(dāng)從不同方向上推出時(shí)應(yīng)變大小差別較大,相同位置處奇數(shù)次推出時(shí)應(yīng)變遠(yuǎn)大于偶數(shù)次. 這是由于黏結(jié)力通過混凝土沿黏結(jié)界面?zhèn)鬟f給鋼管,應(yīng)力不斷向自由端累加,越靠近自由端,轉(zhuǎn)移到鋼管上的力越大,導(dǎo)致黏結(jié)應(yīng)變呈直線增長;同一方向隨著推出次數(shù)的增加,界面摩擦系數(shù)減小,黏結(jié)極限應(yīng)力降低,鋼管表面黏結(jié)應(yīng)變下降;不同方向推出時(shí),黏結(jié)應(yīng)變變化主要受鋼管制造時(shí)的宏觀偏差影響,奇數(shù)次推出時(shí),混凝土由直徑較大端推向直徑較小端,鋼管對(duì)混凝土的約束效應(yīng)強(qiáng),相比偶數(shù)次推出,混凝土由直徑較小端推向較大端時(shí)所需的推出荷載較大,傳遞到鋼管表面的應(yīng)變也更大.

    圖9 荷載上升段黏結(jié)應(yīng)變分布Fig.9 Bonding strain distribution of load rising section

    2.4 各因素對(duì)峰值荷載的影響

    將試件首次推出時(shí)的峰值荷載受各因素的影響進(jìn)行分析,結(jié)果如圖10所示.

    圖10 各因素對(duì)峰值荷載的影響Fig.10 Influence of each factor on peak load

    2.4.1 原生混凝土強(qiáng)度的影響

    為研究原生混凝土強(qiáng)度對(duì)試件峰值載荷的影響,選取試件RACFST-1、RACFST-2和RACFST-6進(jìn)行分析.由圖10(a)可見:隨著原生混凝土強(qiáng)度的提高,峰值荷載不斷提高; 當(dāng)原生混凝土強(qiáng)度從C30提高到C40、C50時(shí),試件峰值荷載分別提高8.33%、30.77%.這是因?yàn)殇摴芘c再生粗骨料之間存在鋼管-新砂漿-舊砂漿-骨料多個(gè)界面過渡區(qū);界面滑移時(shí),存在新、舊砂漿2種界面過渡區(qū)失效的可能,同等條件下裂紋更傾向于在強(qiáng)度較低、易產(chǎn)生應(yīng)力集中的舊砂漿界面萌生;原生強(qiáng)度越高的舊砂漿質(zhì)量較好、附著量少,界面黏結(jié)性能越好,裂隙越不容易開展;此外,原生混凝土強(qiáng)度越高的粗骨料吸水率越小,水泥水化更加充分,界面的黏結(jié)也更為緊密.

    2.4.2 銹蝕率的影響

    為研究銹蝕率對(duì)試件峰值荷載的影響,選取RACFST-2~RACFST-5進(jìn)行分析.由圖10(b)可見:試件的峰值荷載隨著銹蝕率的提高先增大后減?。划?dāng)銹蝕程度較輕(銹蝕率為5%)時(shí),F(xiàn)e2+與OH—結(jié)合并經(jīng)氧化形成輕度銹蝕產(chǎn)物Fe(OH)3,使黏結(jié)界面更加致密,銹蝕液也起到養(yǎng)護(hù)作用,使水化更加充分,黏結(jié)力大幅上升;隨著銹蝕程度的加深(銹蝕率為10%或15%),試件兩端的氯離子不斷向中部擴(kuò)散,界面前期生成的輕度銹蝕產(chǎn)物的較大孔隙加速了氯離子滲入,生成了更多的Fe(OH)3,它們富集在一起,形成了疏松多孔的重度銹蝕,導(dǎo)致局部界面黏結(jié)幾乎完全失效,鋼管有效黏結(jié)長度縮短;同時(shí),銹蝕變相減小了鋼管厚度,使其環(huán)箍效應(yīng)減弱,對(duì)核心混凝土約束降低,黏結(jié)力呈現(xiàn)下降趨勢.

    2.4.3 膨脹劑摻量的影響

    為研究膨脹劑摻量對(duì)試件峰值荷載的影響,選取試件RACFST-6~RACFST-9進(jìn)行分析. 由圖10(c)可見:隨著膨脹劑摻量的增加,試件的峰值荷載先減小后增大;當(dāng)膨脹劑摻量較小(4%或8%)時(shí),膨脹產(chǎn)物主要用來填充再生粗骨料孔隙,同時(shí)內(nèi)摻法導(dǎo)致參與水化的水泥減少,直接造成膨脹劑摻量為4%和8%試件的峰值荷載小于膨脹劑摻量為0%的試件;當(dāng)膨脹劑摻量達(dá)到12%時(shí),再生粗骨料的孔隙和裂紋得到填充,膨脹產(chǎn)物參與到粗-細(xì)骨料、細(xì)骨料-鋼管界面之間,改善了界面結(jié)構(gòu),也使混凝土整體發(fā)生膨脹,鋼管“緊箍效應(yīng)”得以展現(xiàn),其峰值荷載較膨脹劑摻量為0%的試件提高28.24%.

    3 黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算模型

    RACFST的黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算式[13]為:

    式中:τu為黏結(jié)強(qiáng)度,MPa;d為鋼管內(nèi)徑,mm;la為鋼管有效長度,mm.

    本文采用Rational函數(shù)對(duì)銹蝕率系列試件(RACFST-2~RACFST-5)擬合,采用Expdec1函數(shù)分別對(duì)原生混凝土強(qiáng)度系列試件(RACFST-1、RACFST-2和RACFST-6)、膨脹劑摻量系列試件(RACFST-6~RACFST-9)進(jìn)行擬合. 將本文中的RACFST界面黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算值、實(shí)測值與文獻(xiàn)[14-15]進(jìn)行對(duì)比分析,以檢驗(yàn)?zāi)P偷目煽啃裕Y(jié)果見表4. 由表4可知:各試件的決定系數(shù)(R2)均大于0.910,擬合優(yōu)度高[16];3個(gè)公式所擬合的RACFST界面黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算值在0.68~1.57 MPa之間,大于GB 50936—2014《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的界面黏結(jié)強(qiáng)度0.225 MPa的要求;3個(gè)公式所擬合的RACFST界面黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算值與實(shí)測值的比值在0.85~1.08之間,預(yù)測結(jié)果精度好;模型能夠較好地對(duì)文獻(xiàn)[14-15]的黏結(jié)強(qiáng)度值進(jìn)行預(yù)測.

    表4 黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算模型及其可靠性驗(yàn)證Table 4 Calculation model of bond strength and its reliability verification

    4 結(jié)論

    (1)鋼管再生混凝土(RACFST)黏結(jié)界面的荷載-滑移曲線中對(duì)微觀、宏觀滑移的定義,將化學(xué)膠結(jié)力、機(jī)械咬合力和摩擦力清晰地對(duì)應(yīng)了各自的滑移階段.3種作用力依次出現(xiàn)、失效,對(duì)黏結(jié)-滑移機(jī)理的表征具有重要意義.

    (2)RACFST黏結(jié)界面各參數(shù)受推出方向影響較大. 總體上看,界面耗能能力在首次推出時(shí)最大,奇數(shù)次推出時(shí)大于偶數(shù)次推出時(shí);同一方向上隨著推出次數(shù)的增加,各點(diǎn)應(yīng)變降幅較??;推出方向不同導(dǎo)致應(yīng)變變化較大,奇數(shù)次推出時(shí)大于偶數(shù)次推出時(shí).

    (3)RACFST的峰值荷載隨著原生混凝土強(qiáng)度的提高而提高,隨著銹蝕率的提高先增大后減小,最大值對(duì)應(yīng)的銹蝕率為5%;隨著膨脹劑摻量的增加先減小后增大,最大值對(duì)應(yīng)的膨脹劑摻量為12%.

    (4)RACFST的黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算值與實(shí)測值相較GB 50936—2014有較大安全富余. 計(jì)算模型與試驗(yàn)值、文獻(xiàn)值吻合較好,能夠準(zhǔn)確預(yù)測黏結(jié)強(qiáng)度,可為實(shí)際工程中RACFST的黏結(jié)-滑移性能評(píng)估提供參考.

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