钢纤维混凝土构件在氯离子环境下耐久性能试验研究

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在近海或海洋环境下,混凝土结构的耐久性问题愈加突出,而钢筋与混凝土之间的粘结性能是混凝土耐久性非常重要的方面。氯离子对钢筋的锈蚀,使钢筋与混凝土的粘结性能大大降低,导致构件开裂、钢筋进一步锈蚀、承载力下降,导致构件发生劣化、耐久性降低。  钢纤维混凝土(SFRC):在普通混凝土搅拌过程中掺入一定比例高强度、高韧性的钢纤维所形成一种新型的混凝土,是纤维混凝土的一种。钢纤维混凝土充分利用钢纤维的材料特性,改善普通混凝土的使用性能。钢纤维在混凝土中随机乱向分布,可以有效的降低微小裂缝和孔隙等缺陷的产生,阻止微裂缝的出现和控制宏观裂缝的发展。  本文主要研究内容如下:  (1)强度等级为C30的钢纤维混凝土抗压强度随着钢纤维体积率的增大而提高,钢纤维体积率为1.2%时,抗压强度达到最大值;随着钢纤维体积率的进一步增大,抗压强度不再提高或出现下降的趋势。钢纤维体积率在1%~1.5%之间变化时,钢纤维混凝土抗压强度出现一段非常明显的下降。由此可以得出,在钢纤维不断加入过程中,抗压强度与钢纤维的体积率不是完全符合线性关系;当钢纤维体积率增大到1.2%后,并不能再提高钢纤维混凝土的抗压强度。  (2)普通混凝土由于材料本身特点,在进行抗折强度测试时为脆性断裂,即一裂即断。当按照一定比例掺入钢纤维后,高韧性的钢纤维在裂缝区仍能承受一定的受力,随着裂缝的不断发展,钢纤维不断的拉出或拉断,结构较普通混凝土表现出较好的延性。  (3)通过人工模拟梁式试件的四点弯粘结试验得到了最大荷载、极限粘结应力、自由端最大滑移;通过正交设计试验方法研究钢纤维体积率、钢筋锈蚀率和混凝土强度等级等因素对结构粘结性能的影响。绘制出模型试件的粘结滑移曲线,对粘结退化机理进行探讨分析,建立锈蚀钢筋与钢纤维混凝土粘结滑移本构关系模型。
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