再生砖骨料混凝土中搭接拼接钢筋粘结强度的实验与数值评估

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Experimental and Numerical Assessment of Bond Strength of Lap Spliced Steel Bars in Recycled Brick Aggregate Concrete

再生砖骨料混凝土（RBAC）与未加强搭接钢筋的粘结强度影响因素研究。通过20%和40%替代天然粗骨料为再生砖骨料，测试圆柱体试件28天硬化性能，发现现有弹性模量预测模型均不适用。梁试件实验表明搭接长度、保护层厚度及RBAC配比显著影响粘结强度，数值模拟（OpenSees）与实验荷载-变形曲线吻合度达±5%。对比现有搭接钢筋应力模型，发现传统模型对RBAC体系预测误差较大，基于非线性回归分析提出的新模型R2达0.95，适用于RBAC梁的搭接钢筋应力预测。

　　

摘要

本研究探讨了再生砖骨料混凝土（RBAC）与未加固的搭接钢筋之间的粘结强度，为可持续建筑实践做出了贡献。研究分析了部分用再生砖骨料替代天然粗骨料（NCA）、混凝土保护层与钢筋直径的比例以及搭接长度对粘结强度的影响。在养护28天后，通过圆柱形试件评估了含有20%和40%再生砖骨料的RBAC20和RBAC40的硬化性能。将RBAC的实验弹性模量值与现有的预测模型进行比较，发现大多数现有模型不适用于RBAC的预测。抗压强度测试结果显示，RBAC20和RBAC40的抗压强度分别降低了6%和24%。制备了7个梁试件，这些试件具有不同的搭接长度、混凝土保护层厚度和RBAC组成。实验结果与使用OpenSees进行的数值模拟进行了比较，两者在荷载-位移响应方面的吻合度达到±5%。将实验计算得到的搭接钢筋应力与现有模型进行比较，以评估这些模型对RBAC加固梁的适用性。大多数现有模型由于精度不足，无法准确预测使用RBAC制备的梁的应力。因此，采用非线性回归分析开发了一个新的模型，该模型的R2值为0.95，表明其具有较高的预测精度，适用于预测RBAC梁中搭接钢筋的应力。