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    新老混凝土早龄期黏结性能试验.pdf

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    新老混凝土早龄期黏结性能试验.pdf

    响[1】。赵国藩等在对影响新老混凝土黏结试件的因素进行抗折 试验研究的基础上,采用方差分析法对有关因素进行了分析, 结果表明黏结面粗糙度、黏结面处理方式、新混凝土配合比等 因素对黏结抗折性能的影响较大嘲。而在新老混凝土黏结抗剪 性能研究方面,王标等归纳整理了现有新老混凝土黏结抗剪性 能方面的研究,总结出影响新老混凝土黏结抗剪强度的主要因 素有新老混凝土界面处理方法、界面剂种类、新混凝土强度等【3]。 袁群等利用塑性极限分析中的上限定理,推出了新老混凝土黏 结层剪切强度的理论公式,并通过理论公式定性的确定了影响 黏结层剪切强度的因素问。冯颖慧等通过试验研究了新型AS界 面剂对自然养护条件下新老混凝土界面黏结性能的影响及机 理,得出以硅粉为主的界面剂使黏结强度倒缩,而粉煤灰为主 的界面剂使黏结强度增长的结论[习。王振领等通过设置新老混 凝土剪切试验来考查界面剂、植筋深度等因素对剪切强度的影 响,得出结论是相对于直接浇筑新混凝土及采用商品界面剂黏 结,涂刷水泥净浆界面剂对提高黏结强度有更理想的效果,且采 用植筋能显著提高抗剪强度。同时在试验基础上提出了既适用 于无植筋又适用于植筋条件下的新老混凝土黏结面的五区一三 层黏结模型,并用此对新老混凝土黏结机理进行了分析网。赵志 方,等选取z型新老混凝土试件进行拉剪试验,得出了拉剪破 坏时剪应力与正应力的关系聊。R.C.K.Wong等通过设置轴压试 验、巴西试验及直剪试验,对比分析了黏结面极限抗剪强度的 组成成分,认为黏结面抗剪强度主要由接触摩擦力、剪胀阻力 及水泥浆与骨料之间互相作用力这三部分组成,且各部分阻力 在不同阶段对抗剪强度分别有不同贡献嘲。周健等建立了一个 基于平板理论及接触面上剪应力应变成线性假定的数学分析 模型来模拟混凝土黏结面的剪切过程,并将计算结果与有限元 模拟结果进行对比,得到了较为理想的效果 。由以上可以看 出,以往的研究多注重于研究新混凝土养护完成后的黏结面性 能,且其关注点主要集中在黏结面强度的影响因素及其黏结机 理,并取得了较多的成果。但对于新混凝土的早期黏结抗剪性能 而言,现有的研究还是相对较少,新老混凝土的早期黏结性能 还有待进一步的研究。 在本次试验中,将制作15组共45个新老混凝土叠合试件 进行直剪试验,以研究不同黏结面粗糙度及新混凝土早期龄期 条件下的早期黏结性能,为新老混凝土黏结的进一步分析研究 提供参考依据。 1试验方案 1.1试件形式的选取 由于实际工程结构加固中新老混凝土黏结面所处的部位 不同,其应力状态也不尽相同,试图用单一形式的试件形式来 研究黏结强度是不全面的。目前我国尚未制定相应的标准试件 形式及试验方法。 为了研究剪力沿某一潜在开裂截面传递的情况,根据试件 形式应尽可能接近新老混凝土黏结面剪力传递模式的原则,并 在参考已有的文献及前人的抗剪试验资料的基础上 0],综合考 虑了加载的简单可行性后,确定在本次试验中选用单剪面矩形 试件作为新老混凝土黏结抗剪试件。试件设计如图3所示。 1.2各混凝土构件粗糙度及龄期的确定 为了测试新老混凝土黏结面在不同龄期和不同粗糙度下 的黏结特性,本次试验设置了3种粗糙度和5种新混凝土龄期, \新混凝土试块 / 、,, _ _,‘、 ,、 ,、 、 , 、,、, \老混凝土试块 / 1、3、7、14、28 d,以形成5种不同的新混凝土龄期。 表1试件参数汇总表 1.3试件制作 本试验设置的老混凝土设计强度为C30,新混凝土强度等 级为C35。所用混凝土的配合比如表2所示。 表2混凝配合比表 新老混凝土黏结试件按下述步骤进行制作 1老混凝土试件的制作老混凝土按表2所示的配合比 进行拌和,在标准试模中成型,老混凝土黏结试块的尺寸为 300 mmxl5Ommx150l-rml。 2粗糙度的形成老混凝土浇筑完成后在老混凝土表面 分别嵌入5、10、15根木条,在1 d后取出并脱模,试件已形成 不同程度的表面粗糙度如图4所示。后将试件放在温度为 202oC,湿度为90%以上的标准养护室中进行养护。 图4脱模后的表面粗糙度 3新老混凝土试件的形成把已达强度的老混凝土试件 放人标准试模中,试模内壁涂刷矿物油,浇筑新混凝土,制成新 老混凝土黏结试件。 1.4加栽装置和加载程序 本次新老混凝土黏结直剪试验是在CSS.342型岩石剪切 试验机如图5上进行的,其加载机制是在保持垂直法向荷载 不变的前提下,水平剪切过程中先进行荷载控制,然后转为位 移控制。所有的新老混凝土黏结试件均按下述步骤进行试验 1待新老混凝土黏结试件养护达到其设计龄期时,开始 5 侧一部分骨料突出于表面的水泥浆体,这些骨料与新混凝土一 侧的浆体黏结裹握,增加了机械咬合力和黏结面接触面积,从而 提高了黏结力。 2.2.2新混凝土龄期对剪切强度的影响 将各粗糙度下的极限强度按龄期的不同绘于图14中,以 研究新混凝土龄期对新老混凝土黏结强度的影响。 越 氍 醛 3.0 2.5 鲻2 .O 1.5 龄期,d 图14龄期对黏结强度的影响 由图l4可知,在低粗糙度一组中,3 d龄期抗剪强度较1 d 龄期增长了13.O%,7d龄期较3 d龄期增长了2.O%,14 d龄期 抗剪强度较7 d龄期增长了38.9%,新混凝土28 d龄期抗剪强 度较14 d提高9.2%。而在高粗糙度一组中,3 d龄期抗剪强度 较1 d龄期增长了O.7%,7 d龄期较3 d龄期增长了16。1%,14d 龄期抗剪强度较7 d龄期增长了16.9%,新混凝土28 d龄期抗剪 强度较14 d提高了5.3%。 从上述比较中可以看出,新混凝土龄期对新老混凝土叠合面 的抗剪强度有明显的影响,随着新混凝土龄期的增长,新老凝土黏 结抗剪强度明显提高。这主要是由于新混凝土抗剪强度的增强和 新老混凝土间的胶合力提高所致。特别是在新混凝土7~14 d龄期 间,是黏结面抗剪强度增长的关键时期。从不同的粗糙度组来看, 对于低粗糙度的黏结面,新混凝土龄期的影响更明显。 2.2.3粗糙度对黏结滑移全曲线的影响 由2.1.1节可知,由于试件龄期与粗糙度的差异,各试件的 剪切过程及相应黏结滑移曲线也各不相同。为了研究粗糙度对 黏结滑移全曲线的影响,此处将同一龄期下3组不同粗糙度的 黏结滑移曲线进行无量纲处理,如图15所示。 醴 姆 德 霞 罂 相对褙移量 图15黏结面粗糙度对黏结滑移曲线的影响 从图15可知,极限黏结强度出现前,随着黏结面粗糙度的 提高,增裂黏结强度特征值减小,且出现时机提前。说明增大粗 糙度会降低增裂黏结强度特征值,并使剪切过程由线滑移段提 早进入增裂段。极限黏结强度出现后,随着黏结面粗糙度的提高, 曲线下降速度加快,即滑移量减小,说明增大粗糙度有利于提 高下降段的抗剪性能。 2.2.4新混凝土龄期对黏结滑移全曲线的影响 取同一粗糙度下的5种不同龄期的黏结滑移曲线进行无 量纲处理并对比,结果如图16所示。 8 鼎 j{f} 棵 霞 1 2 3 4 5 相对滑移量 图16新混凝土龄期对黏结滑移曲线的影响 由图16中可知,极限黏结强度出现之前,随着新混凝土龄 期的增长,增裂滑移强度特征值增大,同时其出现时机也越来 越晚。即说明龄期的增长能使增裂滑移强度特征值增大,并延缓 剪切过程由线滑移段进入增裂段。极限强度出现后,随着新混凝 土龄期增长,曲线的下降速度加快,即滑移量减小,说明龄期的 增长有利于提高下降段的抗剪性能。 2.2.5影响因素正交分析 . 为了得出两种因素对剪切强度影响的相对大小,以确定本 次试验中的主要和次要因素,故取3种粗糙度和5种龄期进行 混合位级正交计算。龄期计算过程如表4所示。 表4正交分析计算表龄期影响 注龄期影响下的极差R。K。 一Kl -2.9951.8181.177。 粗糙度的计算与龄期相似,计算过程如表5所示。 由此可见,新混凝土龄期对极限强度的影响要大于粗糙度 对极限强度的影响,新混凝土龄期为影响黏结极限强度的主要 因素。对于黏结面粗糙度,在试验范围内高粗糙度为最优。对于 新混凝土龄期,在试验范围内28 d龄期为最优。 3结论 在进行新老混凝土黏结直剪试验的基础上,研究了在早龄 期条件下新老混凝土的黏结特性,得到了新老混凝土的黏结滑 移曲线,明确了典型的直剪试验现象,并分析了黏结面粗糙度 及新混凝土龄期两种因素对极限剪切强度的影响,主要得到了 以下结论 1随着黏结面粗糙度与新混凝土龄期的增加,黏结面极 限剪切强度也有显著增强。建议在新混凝土浇筑前先对老混凝 土表面进行粗糙处理并保证一定的新混凝土养护时间,以提高 黏结强度。 2 O 8 6 4 2 O 1 l O O O 0 2 O 8 6 4 2 0 l 1 0 O O 0 表5正交分析计算表粗糙度影响 注粗糙度影响下的极差 K23一l2l2.6971.9620.735,小于龄期 影响下的极差,即说明在试验中龄期对极限强度的影响要大于粗糙度 的影响。 2随着黏结面粗糙度的增加,剪切过程中增裂滑移强度 特征值逐渐降低,并其出现时机也有所提前,即提前了线滑移 段进入增裂段的时机;下降段坡度明显增大,即在相同应力变 化下其滑移量减小,从而提高了下降段的抗剪能力。随着新混凝 土龄期的增加,剪切过程中增裂滑移强度特征值有所提高,并其 出现时机也有所延迟,即延缓了线滑移段进入增裂段的时机;下 降段坡度明显增大,即在相同应力变化下其滑移量减小,从而提 高了下降段的抗剪能力。 3正交分析计算表明,在试验条件下,新混凝土龄期是影 响黏结面极限剪切强度的主要因素。 参考文献 [1]赵志方,赵国藩,刘健,等.新老混凝土黏结抗拉性能的试验研究叨. 建筑结构学报,2001,222. [2】袁群,赵国藩,赵志方.新老混凝土黏结强度的影响因素分析[J].人民 黄河,2000,224. [3】王标,张雄,张永娟.新老混凝土黏结性能的主要影响因素【J】.上海建 材,20086. [4]袁群,刘腱.新老混凝土黏结的剪切强度研究[J1.建筑结构学报, 2002,222. [5]冯颖慧,张梦芳,孔德玉,等.新型As界面剂对新老混凝土界面黏结 性能的影响及机理叨.新型建筑材料,2010,371. [6]6王振领斯老混凝土黏结理论与试验及在桥梁加固工程中的应用研 究[DJ.成都西南交通大学,2006. 【7】赵志方,赵国藩,黄承逵.新老混凝土黏结的抗剪性能研究 建筑结 构学报,1999,206. [81 WONG R C K,MA S K Y,WONG R H C.Shear strength components of concrete under direct shearing[J].Cement and Concrete Research, 2o073712481256. [9】ZHOU Jian,YE Guang,SCHLANGEN E.Modelling of stresses and strains in bondedconcrete overlayssubjected to dierential vumc changes叨. Theoretical and Applied Fracture Mechanics,200849199205. [10]王佳j昆合砂浆加固混凝土梁界面黏结本构关系研究【D】.长沙中南 大学,2007. 【11】姜同川.正交试验设计【M】.济南山东科学技术出版社,1985. [12】赵志方,周厚贵,等斯老混凝土黏结机理研究与工程应用【M】 £京 中国水利水电出版社,2003. 作者简介 联系地址 联系电话 唐敏1989一,男,在读硕士研究生,研究方向隧道及地下 建筑。 上海市四平路1239号同济大学岩土楼713室200092 13916539176 s、 \ 露盈目口 中建协发布2012年度全国建筑业AAA级信用企业、2011年度中国建筑业企业双百强 10月22日,中国建筑业协会在郑州召开2012年度全国建筑业AAA级信用企业暨2011年度中国建筑业企业双百强发布会, 隆重发布291家2012年度全国建筑业AAA级信用企业和2011年度中国建筑业企业竞争力百强、中国建筑业企业最具成长性百 强。中建协副会长徐义屏,住房和城乡建设部建筑市场监管司综合处处长王玮出席会议并讲话。各地区建筑业协会和有关建设行业 协会以及建筑业企业代表等400余人与会。 会上,河南省住房和城乡建设厅副厅长王国清致欢迎辞。中建协副会长兼秘书长吴涛宣读关于公布2012年度全国建筑业 AAA级信用企业的决定和关于公布2011年度中国建筑业企业双百强评价结果的通知。王玮受住房和城乡建设部建筑市场监管 司委托,对发布会的召开表示祝贺。他结合建筑市场监管工作重点,从加快立法建设、改进行政审批、提高信息化监管水平、推进行 业数据库建设等方面对加快建筑业结构调整和转型升级提出了具体意见。他肯定了中建协在行业信用体系建设和促进行业健康发 展方面的积极作用,希望协会能够一如既往地关注行业发展的重点难点问题,为建筑业的繁荣贡献力量。 徐义屏副会长做总结讲话。他指出,开展AAA级信用企业和双百强企业评价工作是促进行业继续健康发展的需要,也是推进 建筑业企业品牌建设、加强建筑行业软实力的需要。他对全国建筑业AAA级信用企业和中国建筑业双百强企业提出三点希望一 是充分发挥先进企业的引领和示范作用,通过自觉遵守有关工程建设法律法规和标准规范,严格履行合同,强化人员培训,依靠技 术进步和管理创新切实提高工程质量和安全管理水平;二是有序竞争,诚信经营,创造和谐共赢的发展环境,走可持续发展之路,使 企业和行业都能持续健康发展;三是乐于奉献,勇于担当,积极履行企业应尽的社会责任。通过坚持不懈地奋斗,在社会上树立良好 的形象,为建筑业赢得更多的尊重和赞誉。 中国建筑第j-l-程局有限公司代表2011年度中国建筑业企业竞争力百强,安徽三建工程有限公司代表2011年度中国建筑业 企业最具成长性百强,平煤神马建工集团有限公司代表2012年度全国建筑业AAA级信用企业分别做主题发言,表达了企业诚信 经营,跨越发展,共同为建筑业又好又快发展贡献力量的决心。 9

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