锈蚀钢筋与纤维增强混凝土黏结性能试验研究

摘要

为研究锈蚀钢筋与玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土（BPFRC）的黏结滑移机理，本文应用电化学加速锈蚀方法制备了48个不同锈蚀率（0、2%、5.0%和10.0%）下的棱柱体偏心拉拔试件，通过基本力学性能试验探究纤维掺入对混凝土基体影响；开展拉拔试验观察纤维增强混凝土（FRC）黏结性能变化规律，记录试件表面变化与破坏模式；采用电镜扫描对破坏后黏结界面进行微观测试。试验结果表明：1）纤维的桥接有效抑制裂缝发展并分散荷载作用，FRC的劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高了12.43%～18.65%和5.36%～9.64%;2）在黏结性能方面，锈蚀影响下混凝土约束和界面摩擦大幅降低，钢筋锈蚀率6%～7%时，普通混凝土黏结强度平均降低18.1%,BPFRC与普通混凝土割线黏结刚度分别下降43.3%和39.0%，而初始黏结刚度受锈蚀影响较小，降低了5.0%～11.8%;3）锈蚀损伤条件下FRC在黏结强度、黏结刚度、残余强度等方面表现出一定优势，不同锈蚀率下FRC的黏结强度比普通混凝土提高11.1%～27.6%,BPFRC较玄武岩纤维增强混凝土（BFRC）/聚丙烯纤维增强混凝土（PFRC）提高了5.2%～11.8%，两种纤维混合时体现出正协同效应。在试验结果基础上，本文结合锈蚀损伤系数建立不同纤维掺入的半经验半理论黏结强度预测公式与三段式黏结-滑移本构关系。研究结果可为BF-PF增强混凝土的性能评估提供数据支持。

关键词

纤维增强混凝土 / 锈蚀 / 力学性能 / 黏结-滑移 / 本构模型