采用正交试验分析了聚合物改性水泥砂浆与混凝土板的黏结强度,研究了水胶比、聚胶比、砂胶比及矿物掺合料取代率对黏结强度的影响,并用正交表L16(45)进行了试验配合比设计。结果表明:正交试验直观分析法与方差分析法结论一致,水胶比、聚胶比、砂胶比对黏结强度的影响显著,而矿物掺合料取代率的影响较小;影响显著性顺序为水胶比>砂胶比>聚胶比;聚合物改性水泥砂浆的最优配合比为:水胶比0.25、聚胶比0.05、砂胶比1.5、矿物掺合料取代率20%,此时黏结强度较高。

研究了灌浆料和钢筋之间的黏结强度与灌浆料抗压强度的关系,分析了利用新型工艺制造的套筒是否满足JGJ 355—2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》的要求,并通过既有168个钢筋拔出试验数据验证了黏结强度与灌浆料抗压强度之间的线性关系。结果表明:黏结强度与灌浆料抗压强度存在强相关性;利用滚压、挤压、铸造和切削工艺制得的套筒均满足JGJ 355—2015对于连接件破坏的要求。

制作了15个方钢管赤泥混凝土短柱试件进行推出试验,获得了方钢管赤泥混凝土的荷载-滑移曲线,研究了赤泥替代率、混凝土强度、长径比(埋置长度)、宽厚比对方钢管赤泥混凝土黏结滑移性能的影响。研究结果表明,方钢管赤泥混凝土荷载-滑移曲线经历了5个阶段,即无滑移段、上升段、下降段、二次上升段、二次下降段。黏结极限荷载随赤泥替代率的提高先增加后降低,赤泥替代率为5%时,黏结极限荷载达到最大;赤泥替代率为20%时,黏结极限荷载与标准钢管混凝土相当。黏结极限荷载随混凝土强度及长径比的增加而增加;随宽厚比的增加而减小。

研究了着色剂、外加剂掺量、配合比参数等对混凝土力学性能、水化产物形成、收缩变形性能、耐磨损能力的影响规律,再通过对既有混凝土界面进行不同的预处理方式,研究了界面粗糙度、干燥状态等对新旧混凝土界面黏结性能的影响。结果表明:高掺量铁黑降低混凝土力学性能,碳黑与铁黑复配有助于提升力学性能;着色剂粒子的加入有助于氢氧化钙的结晶形成,但对于钙矾石影响较小;混凝土的耐磨损性能与水胶比、含气量等试验参数相关,降低浆体含气量、选取合适的水胶比来获得较高的基体强度,可提升混凝土的耐磨损性能。采用胶材水化温升抑制和收缩补偿复合技术,可实现混凝土分阶段全过程收缩变形调控。较高的界面混凝土强度等级、较大的表面粗糙度以及表面预湿处理,有助于提高新旧混凝土界面黏结性能。

采用拉伸黏结强度测试方法对砂浆和加气混凝土墙面的黏结性能进行了研究,重点探讨了普通抹灰砂浆和薄抹灰砂浆用基本原材料对砂浆不同龄期黏结强度的影响。结果表明,随着养护时间的延长,砂浆的黏结强度提高;在加气混凝土抹灰之前涂刷一层界面剂,能够有效地减少空鼓和开裂,提高砂浆的黏结强度;薄抹灰砂浆较普通抹灰砂浆具有更好的黏结性能和抗流挂性能,能够减少砂浆的空鼓和开裂现象。

在外墙外保温工程中,真空绝热板的应用主要借鉴膨胀聚苯板等薄抹灰系统的技术和材料,可能存在黏结性不良的问题。本文对用于膨胀聚苯板薄抹灰系统的胶黏剂与真空绝热板的黏结性能进行试验研究及机理分析,明确了胶黏剂中水泥和可再分散乳胶粉掺量以及真空绝热板热熔热压工艺的影响作用。同时,提出了胶黏剂用于真空绝热板的改性策略并进行了正交试验分析。结果表明,添加EVA乳液等方法有助于提高胶黏剂与真空绝热板的拉伸黏结强度。

高性能修补砂浆能够较好地弥补由环境侵蚀引起的混凝土结构表面破坏、保护层脱落及钢筋外露等缺陷。为研制高性能修补砂浆,首先加入甲酸钙和乙酸钙两种早强剂来提高普通硅酸盐水泥砂浆的早期抗折强度和抗压强度,并探究了聚合物掺量对其黏结强度的影响。结果表明,两种早强剂的最佳掺量分别为1%和0.5%,聚合物的最佳掺量为10%。

为了考察硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面黏结性能的退化规律,开展了162块CFRP-混凝土试件的单剪试验,研究了混凝土黏结面粗糙程度、混凝土强度等级、腐蚀龄期对CFRP-混凝土界面极限荷载、最大滑移量、黏结强度、断裂能的影响,并基于SEM扫描电镜技术分析了界面破坏机理。结果表明,混凝土强度从C30提升至C50,极限荷载上升幅度在1%~7%不等,总体上混凝土强度等级对提高界面黏结性能的影响不明显;硫酸盐环境下,环氧树脂胶体能较好的保护CFRP黏结区域;随着腐蚀龄期的增长,CFRP-混凝土界面的黏结性呈先增高后降低的趋势,增强点出现在第7天,30 d后界面极限荷载呈高速下降趋势;界面能在7 d时达到最大,随后逐渐降低;硫酸钠晶体的膨胀劣化是影响CFRP-混凝土界面黏结性能的主要因素。

为改善混凝土脆性、易开裂缺点,提高纤维与混凝土的黏结强度,同时提高混凝土强度,综合考虑三者的基础上,采取在混凝土中掺入钢纤维,并使用磁化水代替普通水,制备磁化水钢纤维混凝土,进行三种水流速度和四种钢纤维体积率条件下的抗折强度试验。试验结果表明,对于普通水和磁化水钢纤维混凝土,抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大;磁化水能有效提高钢纤维混凝土的抗折强度;当钢纤维体积率为1.8%,水流速度为2.1m/s时抗折强度提高幅度较大,增长率为27.38%。

通过斜剪切与劈裂抗拉试验方法研究了超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)的黏结性能,分析了UHPC关键组分、不同界面处理方法、普通混凝土强度等级及不同种类界面剂等因素对UHPC-NC黏结强度的影响。研究结果表明,相较于未处理表面,钢丝刷毛、表面切槽和表面凿毛三种界面处理方法分别对C30(C50)基体混凝土与UHPC间的剪切黏结强度提升了32.9%(42.3%)、45.4%(6.5%)、12.8%(15.3%);使用净浆、膨胀剂净浆涂刷黏结界面相较于未处理表面分别对C30 (C50)基体混凝土间的剪切黏结强度提高了10.8%(32.3%)和6.8%(14%),抗拉黏结强度提升规律基本一致,而使用环氧树脂和丁苯净浆作为界面剂会降低UHPC-NC的黏结性能;相比较素UHPC,掺入钢纤维和膨胀剂分别对C30(C50)基体与UHPC间的剪切黏结强度提升了16.4%(32%)和6.8%(11.1%),而掺入PVA纤维几乎无影响。