高溫下鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能試驗(yàn)與分析

楊鷗　王朝陽(yáng)　霍靜思

摘要：為研究鋼筋混凝土構(gòu)件在高溫下的黏結(jié)性能，制作了25個(gè)中心拉拔試件及8個(gè)溫度場(chǎng)試件，同時(shí)制作了標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊.對(duì)鋼筋、標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊及中心拉拔試件分別進(jìn)行室溫（20 ℃）、100 ℃、200 ℃、400 ℃和600 ℃加溫，完成了高溫后鋼筋抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、高溫下標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、溫度場(chǎng)試驗(yàn)及中心拉拔試驗(yàn).根據(jù)溫度場(chǎng)試驗(yàn)研究結(jié)果，提出一種簡(jiǎn)易的高溫下中心拉拔試驗(yàn)的方法，闡述不同溫度下鋼筋強(qiáng)度、混凝土抗拉劈裂強(qiáng)度及鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的退化規(guī)律，并從混凝土的力學(xué)性能退化角度分析了高溫環(huán)境對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度的影響，并以割線剛度的方法定量地研究了高溫對(duì)黏結(jié)剛度的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明：高溫后鋼筋強(qiáng)度在低于400 ℃時(shí)變化不大，高溫下混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度基本呈線性下降，且高溫下鋼筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度變化趨勢(shì)與混凝土抗拉強(qiáng)度衰減趨勢(shì)相近.以滑移量0.015 mm為臨界點(diǎn)，黏結(jié)剛度與溫度的關(guān)系曲線呈現(xiàn)兩種不同變化形式.

關(guān)鍵詞：高溫下；抗拉強(qiáng)度；黏結(jié)強(qiáng)度；黏結(jié)剛度

中圖分類號(hào)：TU375.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Experimental Study and Analysis on Bond Performance between

Reinforcing Bar and Concrete under High Temperature

YANG Ou1， WANG Zhaoyang1， HUO Jingsi1，2

（1.Ministry of Education Key Laboratory of Building Safety and Energy Efficiency， Hunan University，

Changsha410082， China； 2. College of Civil Engineering， Huaqiao University， Xiamen361021， China）

Abstract：To investigate the bond performance of reinforcement and concrete components under high temperature， twentyfive central pullout test specimens and other eight specimens for temperature field test were casted. The corresponding standard cube compressive specimens were also casted for concrete tensile splitting strength test under different temperatures. After exposed to 100 ℃， 200 ℃， 400 ℃， and 600 ℃， the tensile splitting strength of the cube specimens and the bond properties between rebar and concrete were tested immediately to simulated the concrete circumstance and reinforcing steel performance under high temperature. The strength of rebars which underwent temperature cycle loadings was tested after its cooling. The strength of rebar， tensile splitting strength of the cube specimens， and the bond performance between rebar and concrete under different temperatures were recorded. According to the temperature test results， a simplified test method of the bond strength between reinforcing bar and concrete under high temperature was proposed. The effect of high temperature environment on bond performance between rebar and concrete was analyzed from the perspective of the mechanical properties degradation of materials， and the influence of high temperature on bond stiffness was studied by the method of tangential bond stiffness. The experimental results show that the strength of rebar after high temperature shows little change below 400 ℃， the tensile splitting strength of concrete decreases linearly with temperatures and the variation trend of bond strength under high temperature is similar to the tensile strength of concrete. The results present two different relationships between bond stiffness and temperature by the slip of 0.015 mm.

Key words：under high temperature； split tensile strength； bond strength； bond stiffness

變形鋼筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度主要取決于兩者間的機(jī)械咬合力[1-2]，而拉應(yīng)力是混凝土開裂的關(guān)鍵[3]，當(dāng)鋼筋肋前堆楔作用對(duì)混凝土產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，將會(huì)使鋼筋與混凝土發(fā)生黏結(jié)破壞[1-2].高溫作用后鋼筋與混凝土的力學(xué)性能嚴(yán)重退化[4-6]，將會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土的黏結(jié)性能急劇下降.目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者就常溫下鋼筋和混凝土間的黏結(jié)性能進(jìn)行了較為全面的研究[7-8]，同時(shí)對(duì)高溫后的黏結(jié)性能也進(jìn)行了較深入的分析，研究結(jié)果表明隨著溫度的增高，鋼筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，峰值滑移逐漸增大[3，9-10].另一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)在較低溫度段時(shí)黏結(jié)強(qiáng)度下降緩慢甚至略有增大的現(xiàn)象[11].

目前，大部分學(xué)者[12-13]在試驗(yàn)裝置上設(shè)置高溫爐以保證試驗(yàn)時(shí)試件處于高溫環(huán)境，因此高溫拉拔裝置較為復(fù)雜，國(guó)內(nèi)外對(duì)高溫下鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能研究相對(duì)較少.同時(shí)雖然一些學(xué)者基于自己的試驗(yàn)給出了恒溫時(shí)間的建議[14-15]，但由于試件規(guī)格、含水率、配合比等因素不同，將設(shè)定溫度假定為黏結(jié)段溫度進(jìn)行分析并不合理.本次試驗(yàn)監(jiān)測(cè)拉拔試件核心黏結(jié)段溫度隨時(shí)間的變化情況，提出一種簡(jiǎn)易的高溫下拉拔試驗(yàn)方法，同時(shí)對(duì)已有的高溫下及高溫后鋼筋與混凝土兩種材料強(qiáng)度的退化數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并與試驗(yàn)得到的強(qiáng)度退化結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以高溫下混凝土力學(xué)性能退化原理來(lái)闡述高溫下黏結(jié)性能退化機(jī)理.

1試驗(yàn)概況

1.1試件設(shè)計(jì)

試件混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C45，其配合原料為：強(qiáng)度等級(jí)為42.5的普通硅酸鹽水泥，石灰質(zhì)粗骨料（骨料粒徑≤15 mm），細(xì)骨料為天然河砂，拌合水為自來(lái)水.混凝土設(shè)計(jì)配合比（質(zhì)量比）為水泥∶水∶砂∶石子=1∶0.4∶1.08∶2.09；混凝土28 d實(shí)測(cè)平均抗壓強(qiáng)度為47.5 MPa；試驗(yàn)前實(shí)測(cè)平均抗壓強(qiáng)度為54.0 MPa；采用滬南電爐烘箱廠制造的101-3A型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱烘烤標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊，實(shí)測(cè)混凝土含水率為0.47%.試件拉拔鋼筋為直徑20 mm的HRB500鋼筋，實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度為558 MPa，極限強(qiáng)度為683 MPa，箍筋采用直徑6 mm的HRB400鋼筋.拉拔試件尺寸如圖1（a）所示.溫度場(chǎng)試件與拉拔試件外部尺寸相同，如圖1（b）所示，熱電偶溫度測(cè)點(diǎn)位于黏結(jié)段中心但不與鋼筋接觸.

（a）拉拔試件幾何尺寸

（b）溫度場(chǎng)試件幾何尺寸

1.2試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

升溫裝置采用多功能組合式結(jié)構(gòu)試驗(yàn)高溫爐，溫度控制和溫度測(cè)試采用工控機(jī)和控制軟件進(jìn)行控制、顯示和保存.

本次拉拔試驗(yàn)采用無(wú)錫新路達(dá)制造的WA-1000B型電液式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，并設(shè)計(jì)了一種可消除高溫對(duì)位移計(jì)及力傳感器影響的拉拔試驗(yàn)裝置，如圖2所示.使用力傳感器和電阻式位移計(jì)分別對(duì)試驗(yàn)中的拉拔力及自由端位移進(jìn)行測(cè)量，使用National Instruments的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集.

高溫試驗(yàn)分為溫度場(chǎng)試驗(yàn)、鋼筋與混凝土兩種材料高溫力學(xué)性能試驗(yàn)及高溫下中心拉拔試驗(yàn)3個(gè)部分.升溫制度統(tǒng)一設(shè)定為升溫速率10 ℃/min[15]，恒溫時(shí)間由溫度場(chǎng)試驗(yàn)升溫段結(jié)果決定（實(shí)測(cè)恒溫

5 h時(shí)黏結(jié)段溫度基本已達(dá)到設(shè)定溫度，故恒溫時(shí)間設(shè)定為5 h）.恒溫時(shí)間結(jié)束后立即取出溫度場(chǎng)試件放于室內(nèi)環(huán)境中自然冷卻50 min，觀察完成一次拉拔試驗(yàn)過(guò)程中黏結(jié)段溫度變化情況（保守估計(jì)完成一次高溫拉拔試驗(yàn)為50 min，實(shí)際完成一次高溫拉拔試驗(yàn)約為30 min），整個(gè)升降溫過(guò)程中采用M400溫度巡檢儀記錄試件核心黏結(jié)區(qū)溫度變化.同樣，恒溫結(jié)束后分別完成高溫后鋼筋抗拉試驗(yàn)、高溫下標(biāo)準(zhǔn)立方體劈裂抗拉試驗(yàn)及鋼筋與混凝土拉拔試驗(yàn).

2試驗(yàn)結(jié)果

2.1溫度場(chǎng)試驗(yàn)

升溫過(guò)程中爐膛溫度與試件黏結(jié)區(qū)溫度變化曲線如圖3（a）所示，恒溫5 h時(shí)試件黏結(jié)段的溫度基本已達(dá)到目標(biāo)溫度.由圖3（b）可知，室內(nèi)環(huán)境下（實(shí)測(cè)試驗(yàn)時(shí)室內(nèi)環(huán)境為10 ℃）試件核心區(qū)溫度在20 min內(nèi)基本保持穩(wěn)定，超過(guò)20 min后緩慢下降，在室內(nèi)環(huán)境下冷卻30 min時(shí)核心黏結(jié)區(qū)溫度降幅約為11%左右，黏結(jié)區(qū)溫度下降不多，因此對(duì)于從爐內(nèi)取出高溫拉拔試件在室內(nèi)環(huán)境下30 min內(nèi)完成的拉拔試驗(yàn)，可以認(rèn)為是設(shè)定溫度下的高溫試驗(yàn).

2.2鋼筋與混凝土高溫力學(xué)性能試驗(yàn)

高溫后鋼筋抗拉試驗(yàn)在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上完成，高溫下混凝土劈裂試驗(yàn)在壓力試驗(yàn)機(jī)上完成.鋼筋與混凝土材料高溫力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表1所示.

2.3高溫下鋼筋與混凝土黏結(jié)性能試驗(yàn)

常溫拉拔試件的破壞呈現(xiàn)較為明顯的劈裂破壞特征.在荷載較大時(shí)會(huì)在臨近加載端的側(cè)面形成細(xì)微縱向裂紋并迅速向自由端發(fā)展，隨著拉拔力進(jìn)一步增大試件側(cè)面縱向裂紋迅速變寬并貫穿整個(gè)保護(hù)層，此時(shí)荷載達(dá)到峰值后瞬間下降且自由端伴有明顯的滑移.由于箍筋的對(duì)混凝土的橫向約束作用，試件在達(dá)到極限荷載時(shí)仍保留少許的黏結(jié)力.經(jīng)歷了高溫的拉拔試件在加載的過(guò)程中雖然也產(chǎn)生縱向劈裂裂紋，但其黏結(jié)力在達(dá)到峰值荷載后緩慢下降同時(shí)自由端滑移緩慢增大，高溫下試件破壞特征逐漸向拔出破壞過(guò)渡.拔出試件的破環(huán)形態(tài)及特征值見表2.

3分析與討論

3.1高溫作用下鋼筋與混凝土力學(xué)性能

高溫下鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能與這兩種材料在高溫下的力學(xué)性能的變化有密切關(guān)系.文獻(xiàn)[4]統(tǒng)計(jì)整理了國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于鋼筋與混凝土兩種材料的強(qiáng)度隨溫度變化的折減系數(shù)，因此本文對(duì)文獻(xiàn)[4]中所整理的一部分高溫下和高溫后材料強(qiáng)度折減數(shù)據(jù)以及其他學(xué)者研究成果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并與試驗(yàn)實(shí)測(cè)強(qiáng)度折減系數(shù)進(jìn)行對(duì)比.高溫下和高溫后鋼筋強(qiáng)度變化規(guī)律如圖4所示.高溫下鋼筋屈服強(qiáng)度以200 ℃為界，低于200 ℃時(shí)下降緩慢而高于200 ℃時(shí)迅速下降；高溫下鋼筋的極限強(qiáng)度在400 ℃前下降緩慢甚至略有提高，當(dāng)溫度高于400 ℃后極限強(qiáng)度迅速下降，600 ℃時(shí)強(qiáng)度不到常溫下的40%，與文獻(xiàn)[16]的結(jié)論基本一致.而高溫后鋼筋強(qiáng)度在溫度大于400 ℃后才呈現(xiàn)較小的下降趨勢(shì)，600 ℃時(shí)強(qiáng)度下降約10%.對(duì)比屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度衰減趨勢(shì)可知，高溫下和高溫后鋼筋屈服強(qiáng)度劣化程度大于其極限強(qiáng)度.對(duì)比高溫下和高溫后鋼筋強(qiáng)度折減系數(shù)可知，高溫下鋼筋的強(qiáng)度劣化程度要遠(yuǎn)大于其高溫后強(qiáng)度的退化.

圖5、圖6分別給出了高溫下混凝土抗壓強(qiáng)衰減曲線、高溫下及高溫后混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度衰減曲線，由于各個(gè)學(xué)者所使用的混凝土配合比、骨料種類、恒溫時(shí)間等不同，因此試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間略有差異，但經(jīng)歷高溫作用的混凝土強(qiáng)度變化整體趨勢(shì)為隨著溫度升高而下降.對(duì)于高溫下混凝土抗壓強(qiáng)度，如圖5所示，當(dāng)溫度小于300 ℃時(shí)衰減緩慢，大于300 ℃時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度迅速衰減，Huo等[23]、胡海濤等[24]得到類似結(jié)論.由圖6可知，抗拉強(qiáng)度隨溫度升高整體呈線性下降，在溫度小于200 ℃之前下降緩慢，高于200 ℃時(shí)抗拉強(qiáng)度隨溫度升高迅速下降.由圖5與圖6對(duì)比可知，高溫作用的混凝土劈拉強(qiáng)度劣化程度比抗壓強(qiáng)度要大得多.本試驗(yàn)得到的混凝土劈拉強(qiáng)度衰減系數(shù)處于圖6的下限但與文獻(xiàn)[14]數(shù)據(jù)吻合良好，查閱統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)本次試驗(yàn)恒溫時(shí)間較長(zhǎng)因此混凝土抗拉強(qiáng)度偏低，而文獻(xiàn)[14]的恒溫時(shí)間為6 h與本試驗(yàn)恒溫時(shí)間5 h相差不多所以吻合較好.

高溫下混凝土強(qiáng)度的變化與混凝土內(nèi)部發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)發(fā)應(yīng)息息相關(guān)：在100～300 ℃時(shí)由于混凝土內(nèi)部自由水和結(jié)合水相互被蒸發(fā)，在此階段混凝土的抗壓強(qiáng)度下降緩慢甚至略有提高[23，25].在400～600 ℃時(shí)混凝土中的C—S—H凝膠在高溫作用下已經(jīng)嚴(yán)重破壞，因此混凝土強(qiáng)度迅速下降[23-24，26].高溫作用的混凝土劈拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度劣化更加嚴(yán)重，主要是由于混凝土劈拉強(qiáng)度主要取決于粗骨料與水泥砂漿的黏結(jié)強(qiáng)度，在混凝土劈裂抗拉試驗(yàn)中混凝土中的溫度裂隙在拉應(yīng)力作用下加劇了混凝土抗拉強(qiáng)度的降低，因此混凝土抗拉強(qiáng)度對(duì)溫度損傷更為敏感，高溫下混凝土劈拉強(qiáng)度衰減比抗壓強(qiáng)度要大得多.

3.2高溫作用下鋼筋與混凝土黏結(jié)強(qiáng)度

圖7給出了不同溫度下鋼筋與混凝土的黏結(jié)滑移曲線，對(duì)比不同溫度下的黏結(jié)滑移曲線，可以發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高黏結(jié)強(qiáng)度下降，峰值滑移增大.由于高溫下黏結(jié)試驗(yàn)有限，因此表3統(tǒng)計(jì)了已有學(xué)者完成的高溫下及高溫后鋼筋與混凝土黏結(jié)試驗(yàn)結(jié)果，將各個(gè)學(xué)者試驗(yàn)中的高溫黏結(jié)強(qiáng)度退化系數(shù)繪于圖8中.大部分試驗(yàn)[9-10，13，32]均表明在100～300 ℃時(shí)高溫后黏結(jié)強(qiáng)度下降較少，大于400 ℃時(shí)黏結(jié)強(qiáng)度退化顯著.Bingl等[11]研究表明在低于150 ℃時(shí)，高溫后殘余黏結(jié)強(qiáng)度略有提高.一般而言，高溫下黏結(jié)強(qiáng)度較高溫后略有提高.而本試驗(yàn)結(jié)強(qiáng)度在100 ℃有一個(gè)較大的降低主要是由于混凝土內(nèi)部自由水被蒸發(fā)內(nèi)部裂隙增多導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，且較長(zhǎng)的恒溫時(shí)間導(dǎo)致溫度對(duì)黏結(jié)段的損傷比其他學(xué)者的更為嚴(yán)重；在200 ℃時(shí)黏結(jié)強(qiáng)度略有回升的原因是由于混凝土內(nèi)部結(jié)合水脫出加強(qiáng)混凝土內(nèi)部二次水化作用，從而使混凝土強(qiáng)度略有增強(qiáng)；400～600 ℃時(shí)黏結(jié)強(qiáng)度隨著溫度升高而下降，主要是由此溫度段內(nèi)混凝土中的C—S—H凝膠在高溫作用下已經(jīng)嚴(yán)重破壞，HCP與粗骨料黏結(jié)界面裂紋進(jìn)一步發(fā)展，混凝土強(qiáng)度迅速下降[23]所導(dǎo)致.

為了進(jìn)一步分析高溫下混凝土抗拉強(qiáng)度和鋼筋與混凝土間的黏結(jié)強(qiáng)度之間的關(guān)系，將混凝土抗拉強(qiáng)度折減系數(shù)、鋼筋與混凝土黏結(jié)強(qiáng)度折減系數(shù)及二者相對(duì)強(qiáng)度繪于圖9中.由圖9可以知，高溫下鋼筋與混凝土黏結(jié)強(qiáng)度折減系數(shù)變化趨勢(shì)基本與混凝土抗拉強(qiáng)度折減系數(shù)變化一致：均在100 ℃時(shí)有一個(gè)較大的下降，在200 ℃時(shí)略有回升，之后隨溫度升高呈線性下降.通過(guò)兩者的相對(duì)強(qiáng)度比值可以發(fā)現(xiàn)，相對(duì)強(qiáng)度值在100～200 ℃時(shí)達(dá)到最低，在200～600 ℃時(shí)相對(duì)強(qiáng)度逐漸增大即黏結(jié)強(qiáng)度下降趨勢(shì)略緩于抗拉強(qiáng)度.相對(duì)強(qiáng)度在100 ℃時(shí)有一個(gè)陡降的過(guò)程主要是由于此溫度段內(nèi)自由水蒸發(fā)而形成的內(nèi)部裂隙導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，在100～200 ℃時(shí)有略微的回升，一方面由于混凝土結(jié)合水脫出加強(qiáng)了殘余的水泥顆粒二次水化作用，有利于混凝土抗拉強(qiáng)度的提高；另一方面為箍筋的有利作用逐漸顯著，箍筋有效地約束了高溫下混凝土的橫向變形，從而增大了兩者之間的相互作用力加強(qiáng)了摩阻力和機(jī)械咬合力.相對(duì)強(qiáng)度在200～600 ℃時(shí)逐漸增大，可能是由于在高溫作用下混凝土強(qiáng)度逐漸衰減的過(guò)程中箍筋對(duì)混凝土有利的約束作用隨溫度升高逐漸顯著，部分抵消了混凝土強(qiáng)度降低帶來(lái)的不利作用從而有效減小了黏結(jié)強(qiáng)度退化，導(dǎo)致相對(duì)強(qiáng)度略有增大.

3.3高溫作用下鋼筋與混凝土的黏結(jié)剛度

為研究溫度對(duì)鋼筋與混凝土的黏結(jié)剛度的影響，定義割線黏結(jié)剛度k（s）為滑移值對(duì)應(yīng)的黏結(jié)應(yīng)力與相應(yīng)滑移值的比值，同時(shí)定義割線黏結(jié)剛度折減系數(shù)ξ（s）為同一滑移值的不同溫度下的割線剛度與常溫割線剛度的比值，分別如式（1）、式（2）所示.

k（s）=τ（s）s（1）

ξ（s）=kT（s）k0（s）（2）

式中：k（s）為割線黏結(jié)剛度（MPa/mm）；s為滑移值（mm）；τ（s）為相應(yīng)于滑移值s的黏結(jié)應(yīng)力（MPa）；ξ（s）為相應(yīng)于滑移值s的割線黏結(jié)剛度折減系數(shù)；kT（s）為相應(yīng)于滑移值s的不同溫度下的割線黏結(jié)剛度（MPa/mm）；k0（s）為相應(yīng)于滑移值s的常溫條件下的割線黏結(jié)剛度（MPa/mm）.

將不同溫度下試件的不同滑移量對(duì)應(yīng)的黏結(jié)剛度進(jìn)行對(duì)比，如圖10所示.由圖10可知同一溫度對(duì)應(yīng)的黏結(jié)剛度隨著滑移量的增大逐漸減小，而同一滑移量對(duì)應(yīng)的黏結(jié)剛度隨著溫度的升高則表現(xiàn)出兩種不同的變化趨勢(shì)，即當(dāng)滑移量s<0.015 mm時(shí)，黏結(jié)剛度k隨著溫度的升高而減??；當(dāng)滑移量s≥0.015 mm時(shí)，黏結(jié)剛度k隨著溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì).同時(shí)觀察圖11可以發(fā)現(xiàn)滑移量s=0.015 mm對(duì)應(yīng)的黏結(jié)剛度基本為上包絡(luò)線，而滑移量s=0.005 mm對(duì)應(yīng)的黏結(jié)剛度為下包絡(luò)線.究其原因主要是由于在滑移量較小時(shí)（s<0.015 mm）鋼筋與混凝土的黏結(jié)應(yīng)力主要由化學(xué)膠結(jié)力提供，當(dāng)滑移量較大時(shí)（s≥0.015 mm）化學(xué)膠結(jié)力破壞，此時(shí)鋼筋與混凝土的黏結(jié)應(yīng)力主要由機(jī)械咬合力與摩阻力提供.由于化學(xué)膠結(jié)力在高溫過(guò)程中遭到破壞，因此較小滑移量（s<0.015 mm）對(duì)應(yīng)的黏結(jié)剛度對(duì)溫度更為敏感，因此隨溫度升高反而下降，而在溫度小于100 ℃時(shí)鋼筋體積膨脹則會(huì)增大鋼筋與混凝土的相互作用力從而提高機(jī)械咬合力；當(dāng)溫度大于100 ℃時(shí)雖然鋼筋體積受熱膨脹但此時(shí)混凝土逐漸劣化，鋼筋體積膨脹使混凝土產(chǎn)生環(huán)形拉應(yīng)力，加劇了混凝土內(nèi)部裂紋開裂，導(dǎo)致黏結(jié)剛度逐漸退化，因此黏結(jié)剛度隨溫度升高而下降.

T/℃

4結(jié)論

本文通過(guò)將鋼筋混凝土試件加溫后快速進(jìn)行試驗(yàn)，研究了鋼筋混凝土構(gòu)件在高溫下的材料性能及黏結(jié)性能變化規(guī)律，得出如下結(jié)論：

1）高溫后鋼筋屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度在100～400 ℃范圍內(nèi)變化不大甚至極限強(qiáng)度略有提高，當(dāng)超過(guò)400 ℃后強(qiáng)度有所降低，在600 ℃時(shí)屈服強(qiáng)度下降了15%、極限強(qiáng)度下降了12%.高溫后的鋼筋屈服強(qiáng)度退化比極限強(qiáng)度更加嚴(yán)重.

2）高溫下混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度隨溫度升高整體呈線性下降趨勢(shì).混凝土劈拉強(qiáng)度在100 ℃時(shí)有較大降幅約為20%，200 ℃時(shí)稍有回升但回升幅度不超過(guò)5%，大于200 ℃時(shí)抗拉強(qiáng)度急劇退化且隨溫度升高呈線性下降，在600 ℃抗拉強(qiáng)度僅為常溫下的37%.

3）高溫下黏結(jié)強(qiáng)度變化趨勢(shì)與混凝土抗拉強(qiáng)度衰減趨勢(shì)基本一致，但高于200 ℃時(shí)黏結(jié)強(qiáng)度退化趨勢(shì)明顯緩于混凝土抗拉強(qiáng)度，其主要原因?yàn)樵?00 ℃時(shí)箍筋的有利作用逐漸顯著，且隨著溫度升高箍筋對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度的有利作用逐漸增大.

4）以割線黏結(jié)剛度的方法定量地研究了黏結(jié)剛度隨溫度的變化規(guī)律.當(dāng)滑移量s<0.015 mm時(shí)，黏結(jié)剛度k隨著溫度的升高而減??；當(dāng)滑移量s≥0.015 mm時(shí)，黏結(jié)剛度k隨著溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì).

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