GFRP筋-混凝土与钢筋-混凝土的粘结性能对比研究
钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

混凝土中钢筋与混凝土的黏结力研究

混凝土中钢筋与混凝土的黏结力研究一、研究背景混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一,而钢筋混凝土则是其中最为常用的结构形式之一。
钢筋混凝土结构的力学性能主要由混凝土和钢筋的黏结力确定。
因此,研究混凝土中钢筋与混凝土的黏结力对于深入理解钢筋混凝土结构的力学性能具有重要的意义。
二、研究现状目前,国内外学者对混凝土中钢筋与混凝土的黏结力进行了大量的研究。
在试验方面,常用的方法包括钢筋拉拔试验、剪切试验和双向剪试验等。
同时,也有一些学者通过数值模拟等方法对混凝土中钢筋与混凝土的黏结力进行了研究。
三、影响因素1. 钢筋表面形态:一般来说,钢筋表面越光滑,与混凝土的黏结力就越小。
钢筋表面的锈蚀、氧化等因素也会对黏结力产生不良影响。
2. 混凝土强度:混凝土的强度越高,与钢筋的黏结力就越大。
同时,混凝土的水灰比也会对黏结力产生影响。
3. 钢筋直径:钢筋直径越大,与混凝土的黏结力就越大。
这是因为钢筋直径的增大会增加其表面积,从而增加与混凝土的接触面积。
4. 拉伸速度:试验中的拉伸速度也会对黏结力产生影响。
通常来说,拉伸速度越快,与混凝土的黏结力就越小。
四、研究方法1. 钢筋拉拔试验:该方法是目前最常用的方法之一。
试验时,将钢筋固定在试验机上,然后以一定的速度向上拉拔钢筋,测量拉伸过程中钢筋的应力-应变曲线,从而计算出钢筋与混凝土的黏结力。
2. 剪切试验:该方法是通过施加横向力对试件进行剪切,从而破坏试件并测量黏结力。
3. 双向剪试验:该方法是将试件分别施加垂直和水平方向的力,从而破坏试件并测量黏结力。
4. 数值模拟:该方法通过建立混凝土和钢筋的数学模型,分析其力学性能,从而得出黏结力。
五、研究结论1. 钢筋与混凝土的黏结力随着钢筋直径的增大而增大,随着钢筋表面积减少而减小。
2. 混凝土强度与钢筋与混凝土的黏结力呈正相关关系。
3. 拉伸速度对黏结力有一定的影响,拉伸速度越快,黏结力越小。
4. 数值模拟的方法可以较好地预测混凝土中钢筋与混凝土的黏结力。
GFRP筋与混凝土黏结性能拉拔试验研究

钢筋腐蚀引起钢筋混凝土结构耐久性破坏是土木 使 工程中最普遍的问 题 之 一 。 随 着 纤 维 筋 广 泛 应 用, 得纤维筋替代钢筋应用于混凝土结构已成不可逆转的 发展趋势 。 玻璃纤维 ( GFRP ) 筋 具 有 耐 腐 蚀 、 强 度 高、 重量轻 、 耐电磁 、 易切 割 等 优 点, 是一种既能防腐又有 良好力学性能及特点的混凝土增强材料 。 用它替代混 凝土结构中的钢筋, 将会较大地提高混凝土结构使用 延长混凝 土 结 构 使 用 寿 命 。 但 GFRP 筋 与 钢 筋 性能, 材料性能存在着本质 区 别, 与混凝土间的黏结性能也 有很大差 异 。 GFRP 筋 与 混 凝 土 的 黏 结 性 能 是 GFRP 筋混凝土结构中 最 基 本 的 力 学 行 为, 是 进 行 GFRP 筋 笔者通过 混凝土结构设计与 应 用 的 基 本 前 提 。 因 此, 135 个 GFRP 筋和 20 个 钢 筋 混 凝 土 试 件 拉 拔 试 验, 对 GFRP 筋与混凝 土 黏 结 性 能 进 行 了 细 致 研 究, 并得出 有价值的结论 。
October , 2010
破坏 形态 纤维筋拔出 混凝土劈裂 纤维筋拔出 混凝土劈裂 混凝土劈裂 纤维筋拔出 混凝土劈裂 纤维筋拔出 混凝土劈裂 混凝土劈裂 纤维筋拔出 纤维筋拔出 纤维筋拔出 纤维筋拔出 纤维筋拔出 纤维筋拔出 纤维筋断裂 纤维筋拔出 纤维筋断裂 纤维筋断裂 纤维筋断裂 纤维筋拔出 纤维筋断裂 纤维筋断裂 纤维筋断裂 混凝土劈裂 纤维筋断裂 钢套管拔脱 混凝土破坏 混凝土劈裂 纤维筋断裂 钢套管拔脱 混凝土破坏 钢筋拔出 钢筋拔出 钢筋拔出 钢筋拔出
力的平均值, 即拉拔 力 除 以 筋 材 与 混 凝 土 接 触 面 积 所 得到的值为锚杆与砂浆之间的平均黏结强度 。 τ = F π ld
混凝土与钢筋粘结性能的研究

混凝土与钢筋粘结性能的研究一、研究背景混凝土与钢筋的粘结性能是混凝土结构设计中非常重要的一个指标,对于混凝土结构的安全性、耐久性和使用寿命有着至关重要的影响。
因此,深入研究混凝土与钢筋的粘结性能,对于提高混凝土结构的质量和安全性具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过实验和理论分析,深入研究混凝土与钢筋的粘结性能,探究影响粘结性能的因素,为混凝土结构设计提供科学依据。
三、研究内容1. 影响混凝土与钢筋粘结性能的因素(1)混凝土强度(2)钢筋直径和表面状态(3)粘结长度和表面形状(4)加工方法和工艺参数2. 测试方法(1)剪切试验(2)拉拔试验(3)插接试验3. 实验结果分析(1)混凝土强度对粘结性能的影响(2)钢筋直径和表面状态对粘结性能的影响(3)粘结长度和表面形状对粘结性能的影响(4)加工方法和工艺参数对粘结性能的影响4. 理论分析(1)粘结机理(2)粘结强度计算公式(3)粘结长度计算公式5. 结论(1)混凝土强度的提高可以有效提高混凝土与钢筋的粘结性能。
(2)表面状态良好的钢筋对粘结性能的提高有显著影响。
(3)合理的粘结长度和表面形状可以提高粘结强度。
(4)加工方法和工艺参数的改变对粘结性能有一定的影响。
(5)通过理论分析,可以得出粘结强度和粘结长度的计算公式。
四、研究方法本研究采用实验和理论相结合的方法,通过对混凝土与钢筋的剪切试验、拉拔试验和插接试验,来探究不同因素对粘结性能的影响。
同时,通过对粘结机理的理论分析,得出粘结强度和粘结长度的计算公式。
五、研究结果实验结果表明,混凝土强度、钢筋直径和表面状态、粘结长度和表面形状、加工方法和工艺参数都会对混凝土与钢筋的粘结性能产生影响,其中混凝土强度的提高可以有效提高混凝土与钢筋的粘结性能,表面状态良好的钢筋对粘结性能的提高有显著影响,合理的粘结长度和表面形状可以提高粘结强度,加工方法和工艺参数的改变对粘结性能有一定的影响。
经过理论分析,得出粘结强度和粘结长度的计算公式,为混凝土结构设计提供了科学依据。
FRP筋与混凝土粘结锚固性能的试验研究和理论分析

第三章对拉试验现象和结果分析第三章对拉试验现象和结果分析3.1试验现象3.1.1试件破坏现象和过程对拉试验中,有三个生产厂家生产的FRP簸。
直径有巾9、毒11.5、由12、耷15、420几种,共有试件19个。
其中,矩形试件7个,T形试件12个,埋入长度分别有70d、60d、40d、25d、20d、15d。
现将试验中,各对拉试件主要破坏过程和现象按编号分别描述并附实际加载和破坏特写照片如下:(1)RCll_l:CFRP筋锚固长度74d该试件在加载至29kN以后就不断有筋纤维与树脂剥离声,当荷载至约78kN时筋被突然拉断,无滑移。
图3一lRCI1-1试件加载前照片和破坏时局部特写(2)RCll-2:CFRP筋锚固长度30d加载过程中有筋纤维与树脂的剥离声,通长筋纤维逐渐劈裂贯穿,最后在靠近端部拉断。
图3-2RCll-2试件加载前照片和破坏时局部特写(3)RCll-3:CFRP筋锚固长度15d当加载至10kN时加载端开始产生滑移,约20kN时自由端开始产生滑移。
随着荷载的不断增加,滑移与荷载也几乎均匀增加,在40kN时混凝土在加载端的筋附近产生纵向裂纹。
当荷载加至65kN时,荷载不太稳定,继续加载至70kN时,有明显的滑移声,加载A端滑移值突然增大,瞬间相对滑移东南大学硕士学位论文2.15ram,累计滑移3.23mm,而加载B端相对滑移较小为0.24mm,累计滑移2.61ram;这时自由端滑移较大的B’端相对滑移2.09mm,累计滑移2.57mm,A’端相对滑移较小仅O.08ram,累计滑移0,45mm。
之后又继续加载,当加至77kN时,由于滑移及FRP筋变形加大,荷载难以稳定,且混凝土纵向裂缝从筋裂延伸至试件表面并不断扩大,导致加载端仪表崩脱,而自由端仪表仍然可以读数,其中B,端滑移较大,瞬间相对滑移1.65mm,累计滑移4.22mm,另一端则未见滑移。
之后荷载越来越难以稳定,且开始回落至63kN时。
GFRP_钢绞线复合筋黏结性能的试验研究

[4] 梁振光,唐任远.电磁场三维有限元结果的显示 [J] .高电压技术,2005,31 (12) : 15-17. [5] 杨晓松,顾元宪,李云鹏,等.三维有限元模型的任意剖切及其等值线与彩色云图生成的 方法[J].1999,4(7) :574-578. [6] Nikishkov G P.Generating contours on FEM/BEM higher-order surfaces using Java 3D textures[J].Advances in Engineering Software ,2003(34) :469-476. [7] 刘永军.火灾下建筑构件内温度场数值模拟基础[M].北京:科学出版社,2006. [8] Rod Stephens.Visual basic graphics programming[M].New York:John Wiley & Sons,1997. [ 9 ] Liu Yongjun,LI Hongnan.TFIELD-a software package for temperature field analysis of reinforced concrete members exposed to fires[C].Kunming:Yunnan Science & Technology Press,2000. [10] Liu Yongjun,Fan Weicheng,Li Hongnan.Finite element analysis of 3D temperature fields in structures subjected to fires[C].Beijing:Science Press,2004. New Method for Plotting Moire Fringes of Temperature Distribution on Arbitrary Sections of Hexahedral Elements LIU Yongjun,JIA Lianguang,WANG Yu (School of Civil Engineering,Shenyang Jianzhu University,Shenyang China,110168) Abstract:The key to plotting moire fringes of temperature distribution on a section of a hexahedral element is to calculate the nature coordinates of pixels spanned by the section on screen.An accurate and efficient method for calculating nature coordinates of pixels is presented in this paper.A cubic parent element was evenly subdivided into m×m×m sub-cubes,and then the vertices of the sub-cubes were scanned one by one.The natural coordinates of a vertex were used to calculate the coordinates corresponding point in world coordinate system.If the corresponding point was on the section,then the temperature of the corresponding point was calculated using the node temperature and shape functions.The color value of the corresponding pixel on screen was gotten from pre-designed function relation between color and temperature.After all vertices of the sub-cubes were scanned,the moire fringe of temperature distribution on the section of the hexahedral element was plotted.The new method suggested in this paper has been employed in the postprocessor of TFIELD for thermal analysis of reinforced concrete structures exposed to fires developed by authors.Examples illustrate that the suggested method is accurate,effective,easily implemented,and is an ideal approach to produce high quality moire fringes on arbitrary section of a hexahedral element. Key words : moire fringes;post-processing;visualization;hexahedral element;temperature field 沈阳地区扁铲侧胀试验技术的研究 解 磊 1,赵中华 2,陆法潭 3,赵俭斌 1 (1. 沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁 沈阳 110168;2.沈阳建筑大学城市建设学院, (2. 辽宁 沈阳 110167;3.中冶沈勘工程技术有限公司,辽宁 沈阳 110016)
钢筋混凝土钢筋与混凝土的粘结性能

钢筋混凝土钢筋与混凝土的粘结性能在建筑领域中,钢筋混凝土是一种被广泛应用的结构材料。
而钢筋与混凝土之间的粘结性能,对于整个结构的稳定性、安全性和耐久性起着至关重要的作用。
要理解钢筋与混凝土的粘结性能,首先得明白它们各自的特性。
混凝土,作为一种主要由水泥、骨料、水等组成的复合材料,具有较高的抗压强度,但抗拉强度相对较低。
而钢筋,则具有出色的抗拉强度。
当这两种材料结合在一起时,就形成了一种既能抗压又能抗拉的结构体系。
钢筋与混凝土之间的粘结力主要由以下几个方面构成。
化学胶结力是其中之一,这是由于水泥浆体与钢筋表面产生的化学吸附作用。
然而,这种力相对较小,并且在钢筋与混凝土之间发生相对滑移时容易被破坏。
摩擦力则是当钢筋与混凝土之间有相对滑移趋势时产生的,它取决于两者接触面的粗糙程度和法向压力。
机械咬合力是一个关键因素,它来自于钢筋表面的变形(如带肋钢筋的肋)与混凝土之间的机械咬合作用。
这种咬合力在防止钢筋与混凝土之间的相对滑移中发挥着重要作用。
影响钢筋与混凝土粘结性能的因素众多。
首先是钢筋的表面形状和特征。
带肋钢筋由于其表面的肋能够提供更好的机械咬合力,相比光圆钢筋,其与混凝土的粘结性能更为出色。
混凝土的强度也不容忽视。
高强度的混凝土能够提供更强的握裹力,从而增强与钢筋的粘结效果。
钢筋的埋置长度同样关键,一般来说,埋置长度越长,粘结应力分布越均匀,粘结性能也越好。
但过长的埋置长度会增加材料成本和施工难度。
保护层厚度也是一个重要因素。
足够的保护层厚度不仅能保护钢筋免受外界环境的侵蚀,还能确保钢筋与混凝土之间有良好的粘结。
在实际工程中,对钢筋与混凝土粘结性能的研究具有重要意义。
如果粘结性能不足,可能会导致结构的承载能力下降,出现裂缝甚至破坏。
例如,在梁的受弯构件中,如果钢筋与混凝土的粘结失效,钢筋无法有效地发挥其抗拉作用,梁就可能过早地发生破坏。
在柱子中,钢筋的锚固长度不足可能导致柱子在地震等外力作用下发生脆性破坏。
钢筋和混凝土之间的粘结力

钢筋和混凝土之间的粘结力在建筑的世界里,钢筋和混凝土的关系就像一对老朋友,默契得不得了。
想象一下,钢筋就像那种在运动场上拼命冲刺的小伙子,充满了力量,而混凝土则像那位稳重的老者,虽然看起来笨重,但内心却有着无穷的韧性。
这两者的结合,哎呀,可真是天作之合!在一栋高楼大厦的构建中,钢筋在里面扮演着支撑的角色,而混凝土则负责把这一切包裹得妥妥的。
就像一位大厨,先把食材准备好,再用火焰把它们完美结合在一起。
说到粘结力,这玩意儿可不是随便就能有的。
钢筋和混凝土之间的粘结力,就像情侣间的感情,要有信任、理解和默契。
如果粘结力不够,那整栋楼就像一场空中楼阁,风一吹就要倒。
你想啊,建筑师在设计时可不会随便玩儿,一根钢筋和一块混凝土之间,得有一种“我依赖你,你支持我”的感觉,这样才能让整栋建筑牢牢地屹立不倒。
在实际操作中,粘结力的形成受很多因素影响。
你有没有听说过“水泥的水胶比”?这个小家伙就像是粘合剂,让钢筋和混凝土紧紧相连。
水泥越稠,粘得越紧,但可别搞得太干哦,要不然就像捏泥巴,捏不成型。
混凝土的强度和养护时间也很重要。
如果混凝土没养护好,就像喝醉了酒的朋友,站都站不稳,那钢筋在里面再怎么努力也没用。
不同类型的混凝土和钢筋,它们之间的粘结力也会有差异。
就像每个人的性格都不一样,有的人天生就容易打成一片,有的人则需要时间去磨合。
施工过程中一些小细节也会影响到粘结力,比如说钢筋的表面粗糙度,越粗糙的钢筋和混凝土之间的粘合力就越强。
就好比你跟朋友之间的关系,越亲密,越容易沟通,粘得就越紧。
环境条件也会影响到这一切。
天气太热,混凝土的水分容易蒸发,那就像个干涸的河床,根本无法形成有效的粘结力。
天气太冷,混凝土又可能结冻,想象一下,就像冬天的冰冻河面,根本不可能支撑起一艘船。
建筑工人们可真是不容易,要时刻关注天气变化,确保施工顺利进行。
不得不提的是,施工技术的好坏也直接关系到钢筋和混凝土之间的粘结力。
现在的施工队伍可真是千变万化,有的队伍技术娴熟,一气呵成,粘结力那叫一个稳!而有些队伍则像是马虎的学生,做事马马虎虎,结果就出现了粘结力不足的情况,等到后期出问题,才知道后悔。
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否得 到 有效 地 发挥 .取 决 于其 与 混凝 土粘 结 的 有 江苏 建筑科 学研 究 院生产 的减水 剂 。减 水率 为O.25。
效程 度 在 中国长 江 以北 沿海 地 区 ,冬 季施 工往 往 采用 两 种配合 比制备混 凝 土 .强 度等 级均 为C30,两
受 到气 温 影 响 .低 温下 的 钢筋 混 凝 土结 构 会 经 历 种 混凝土 配合 比及 力学性 能指标 见表3。
复 杂 的冻 融循 环 .而 冻 害往 往 会 破坏 结 构 耐 久性 .
表 1 Ⅲ型 GFRP 筋 与钢 筋 的 性 能 指 标
基 金 项 目:中 央 高 校 基 本科 研业 务 费 项 目(2014B08214)。 . . 14-
顾 海 荣 :GFRP筋一混 凝 土 与 钢 筋 一混 凝 土 的 粘 结性 能对 比研 究
顾 海 荣 :GFRP筋 一混 凝 土 与 钢 筋一混凝 土的 粘 结 性 能 对 比研 究
GFRP筋一混凝土与钢筋一混凝土的粘结性能对比研究
顾海 荣 (江 苏省 送 变电公 司,江苏 南京 211102)
摘要 :采 用拉 拔 试验 研 究相 同直径 GFRP筋和 钢 筋与 混凝 土 的粘 结性 能 ,比较 冻 融循 环 前后 的 粘 结性 能 , 并分 析 冻融循 环 条件 、筋材 种类 等 因素对 粘结性 能的影 响 ,试 验 结果表 明冻融循 环作 用后 的 GFRP筋 混凝 土粘 结 强度 高 于钢 筋 混凝 土粘 结强度 关 键 词 :GFRP筋 ;钢 筋 ;冻 融 循 环 ;粘 结 性 能
强 、抗 疲 劳 、非磁 性 、耐 腐蚀 等 优 点 ,但 是 直 到70年 1 试 验
代 .Marshall—Vega公 司率 先 在 美 国应 用 FRP筋 ,这 1.1 原材 料
种 材料 才被 逐渐 用 于土木 工程【】1。
试 验 所用 GFRP筋 为 南京 锋 晖复合 材 料有 限公
(3)养护措施 。普通试件在成 型后可用塑料膜覆 盖表 面 ,1 d后拆模 并将 其置于温 度为 (20 ̄3)℃ 、相 对 湿度 为 (98 ̄2)%的标 准 养护 室 中 .28 d后 即进行 拉拔 试验
粘 结 强度 是 增 强材 料 与 混 凝 土之 间 能 够协 同 司生产 的 Ⅲ型GFRP筋 ,钢筋 为HRB335,性 能指标见
工 作 的 基础 .是筋 材 能够 在 混 凝 土结 构 中应 用 的 表 1 水 泥为 中国水泥 厂生产 的P.042.5,基 本性 能指
最 重 要 依据 在 正 常使 用 状 态下 ,筋 材 的性 能 能 标见表2 细骨 料为 中砂 ,粗骨料 级配 为5~31.5 mm。
1.2 试 验方 法 根据 《水 工}昆凝 土 试 验 规程 》(SL352—2006).
采 用 中心拔 出试 验方 法 进行 GFRP筋 、钢筋 与混 凝 土 的粘 结性 能研 究 ,试 用钢 筋 与GFRP筋 的长 度 均 为 500 mm,埋 人 长 度 均 为 150 mm。试 验 前 将 GFRP筋表 面擦 拭干 净 。钢筋 表 面用 钢丝 刷刷 净 .并 浸 泡 于酒精 中 .3 d后 晾 干 。
成冰 而 使用 除 冰 盐 .发 生 了 与海 洋 工程 类 似 的腐 和快 速 冻融50个 循 环条件 下 粘结 性 能 。对  ̄EGFRP
蚀破 坏 这一 现 象 引起 了人 们 的重 视并 不 断 寻 找 筋 混凝 土 和钢 筋混 凝 土 之 间 的性 能 差异 .评 价 了
解 决 办 法 后 来 研 究 人 员 发 现FRP筋 具 有 轻 质 高 GFRP筋 的抗 冻 性能
Abstract:The paper presents a study on the bond behavior of concrete reinforced with GFRP bars and steel bars reinforcing concrete.The pull—out test is used to study the bond behavior before and after freezing— thawing cycles.The inf luence of types of reinforced materials and conditions of freezing—thawing cycles are also studied.The conclusions indicate that the bond strength of GFRP reinforcing concrete is higher than that of concrete reinforced with steel bars a fter freezing-thawing cycles. Key words:GFRP bars;steel bars;f eezing—thawing cycles;bond behavior
(2)试件 制备 。将钢 筋 与GFRP筋分别 固定于 钢 模 中心位 置 .配 制混凝 土后 一 次性 浇筑 振捣 成型 其 中 .采 用配 合 比一制 作6个 钢 筋混凝 土 试件 和6个 GFRP筋 混 凝土试 件 :采用 配 合 rE--制作 12个 钢筋 混凝 土试 件 和 12个 GFRP筋 混凝 土试 件
0 引 言
降低 筋材 与混 凝土 之 间的粘结 性 能 ,这 已成 为实 际
20世 纪50年 代 美 国 国家 高 速公 路 系统 大 规模 工程 中不 可忽 视 的重要 问题 。鉴 于此 ,本 文研究
的建设 .增 加 了结构 维修 的费用 。为防止 路 面积雪 了直径 为 14 mm的GFRP筋 和钢 筋 .在 室温 条 件 下