對比分析了超高性能混凝土（UHPC）與普通混凝土（NC）黏結(jié)界面的力學(xué)性能和耐久性能,評述了UHPC-NC界面黏結(jié)影響因素、力學(xué)性能、耐久性能3方面的研究成果.對UHPC-NC界面力學(xué)性能產(chǎn)生影響的纖維增強(qiáng)機(jī)理、約束收縮機(jī)理及凍融損傷機(jī)理進(jìn)行了研究,分類討論了黏結(jié)面力學(xué)試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果.闡述了UHPC-NC界面破壞模式和力學(xué)性能研究成果,并對UHPC加固性能劣化NC橋梁進(jìn)行展望.結(jié)果表明:UHPC纖維和界面處理情況對界面黏結(jié)性能影響顯著;UHPC-NC黏結(jié)界面的力學(xué)性能和耐久性能明顯優(yōu)于NC-NC界面,耐久性能表現(xiàn)最優(yōu)越. 

【文章來源】：江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,41(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

不同試驗(yàn)情況下加入纖維獲得的黏結(jié)強(qiáng)度提高率

纖維增強(qiáng)UHPC主要是改變峰值后力學(xué)響應(yīng)和約束裂縫.其研究理論有將纖維與基體看作多相體系來分析的復(fù)合材料力學(xué)理論、將纖維看作裂縫擴(kuò)展約束的纖維間距理論和損傷力學(xué)理論等.纖維界面黏結(jié)增強(qiáng)原理如圖2所示,主要有如下3方面: ① 加入纖維后UHPC收縮量減小,能有效降低收縮應(yīng)力和收縮裂縫風(fēng)險(xiǎn); ② 無序亂向的纖維提高了UHPC界面的粗糙程度,交界處的纖維伸入普通混凝土界面的孔隙帶來更高的機(jī)械咬合力; ③ 界面受力過程中,纖維與纖維的橋連作用能有效抑制微裂縫發(fā)展,改變黏結(jié)面破壞形態(tài).關(guān)于纖維摻量對UHPC-NC黏結(jié)強(qiáng)度的影響,存在不同的觀點(diǎn).有研究認(rèn)為UHPC-NC黏結(jié)強(qiáng)度與纖維摻量呈正相關(guān).沈捷[12]對鋼纖維體積摻量為0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的UHPC-NC黏結(jié)試件進(jìn)行劈拉和抗彎試驗(yàn),結(jié)果表明:當(dāng)鋼纖維體積摻量從0.5%提高到2.0%時(shí),界面黏結(jié)強(qiáng)度提高率從36.9%上升到78.1%.而有研究認(rèn)為纖維摻量并不是影響UHPC-NC黏結(jié)強(qiáng)度的原因.L. HUSSEIN等[13]對鋼纖維體積摻量為1.0%,1.5%,2.0%的UHPC-NC黏結(jié)試件進(jìn)行劈拉試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果差異很小,雖然黏結(jié)強(qiáng)度有所提高,但提高率受纖維摻量影響不大.另外,界面處的纖維分布量及纖維方向等因素也會(huì)對黏結(jié)強(qiáng)度造成影響.目前對于纖維的研究多以真實(shí)試驗(yàn)為主,借助有限元模擬軟件和計(jì)算機(jī)程序,建立黏結(jié)滑移模型、亂向分布模型等分析界面處纖維的力學(xué)行為也是新的研究思路.

表面粗糙情況、連接鍵設(shè)置、含水量、黏結(jié)材料和清潔程度等界面處理情況影響?zhàn)そY(jié)強(qiáng)度.UHPC加固一般步驟如圖3所示,無論是現(xiàn)澆加固還是預(yù)制加固,界面處理都是加固的首要步驟.常用的UHPC-NC界面處理方式有鉆孔、刷洗、噴砂、切槽和設(shè)置連接鍵等.研究表明:通過清潔混凝土表面灰塵雜質(zhì)和松動(dòng)結(jié)構(gòu),提高表面粗糙程度可以增加黏結(jié)性,但并不是混凝土表面越粗糙越好,當(dāng)粗糙程度超過某一值時(shí)會(huì)造成原結(jié)構(gòu)損傷,反而降低黏結(jié)性能[14].沈捷[12]研究認(rèn)為,UHPC在實(shí)際工程中會(huì)出現(xiàn)的最大粗糙度界面為劈裂面(用試驗(yàn)機(jī)將已經(jīng)成型的混凝土試塊從中劈裂得到),當(dāng)人工處理界面的粗糙度超過劈裂面的粗糙度時(shí),反而使黏結(jié)面的性能降低.M. SAFRITT[15]使用鹽酸處理普通混凝土表面,試驗(yàn)后所有的UHPC-NC試件黏結(jié)強(qiáng)度都低于表面未處理試件,說明表面損傷過度,造成黏結(jié)強(qiáng)度降低.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超高性能混凝土的火災(zāi)高溫性能研究綜述[J]. 朋改非,牛旭婧,成鎧.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(23)
[2]超高性能混凝土在國內(nèi)外橋梁工程中的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 邵旭東,邱明紅,晏班夫,羅軍.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(23)
[3]UHPC加固箱梁頂板受彎性能試驗(yàn)研究[J]. 張陽,黨祺,穆程.  湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[4]銹蝕后鋼纖維和鋼纖維混凝土的力學(xué)性能[J]. 趙軍,李洪杰,高丹盈.  建筑材料學(xué)報(bào). 2015(03)
[5]鋼纖維混凝土與老混凝土粘結(jié)面滲透性能[J]. 高丹盈,程紅強(qiáng),馮虎.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2009(01)
[6]新老混凝土粘結(jié)的約束收縮有限元模擬及分析[J]. 陳峰,鄭建嵐,俞柏良.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(城市科學(xué)版). 2008(04)
[7]新老混凝土粘結(jié)面的抗凍融劈拉性能試驗(yàn)研究[J]. 李平先,趙國藩,張雷順.  土木工程學(xué)報(bào). 2006(04)
[8]碳纖維混凝土對新老混凝土粘結(jié)性能的改善[J]. 謝慧才,申豫斌.  土木工程學(xué)報(bào). 2003(10)
[9]新老混凝土粘結(jié)收縮性能研究[J]. 劉健,趙國藩.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(03)
[10]新老混凝土粘結(jié)抗拉性能的試驗(yàn)研究[J]. 趙志方,趙國藩,劉健,于躍海.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2001(02)

碩士論文
[1]UHPC與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)界面抗剪性能研究[D]. 王興旺.湖南大學(xué) 2016
[2]應(yīng)用SHPB試驗(yàn)對活性粉末混凝土動(dòng)力性能的研究[D]. 王艷.湖南大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3467715