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早强自密实补偿收缩高性能混凝土(Early-strength Self-compacting Shrinkage-Compensating High Performance Concrete,简称ESS-HPC)是基于自密实混凝土和高性能混凝土两者的基础上发展起来的一种全新的混凝土建筑材料。它具有优良的阻裂、早强性能,同时也有较高断裂能及延性,其抗折及抗拉强度是普通混凝土2~3倍。为了拓宽其应用范围,本文将对其与NC(Natural Concrete,简称NC)之间的界面粘结性能进行探讨。本文分别设计16组、24组和20组ESS-HPC&NC的劈裂、斜剪和直剪试验,主要探讨了ESS-HPC抗压强度、龄期、粗糙度、界面剂等因素对界面粘结性能的影响,结合试验提出了抗剪承载力公式和界面粘结滑移本构模型。主要研究内容如下:(1)采用立方体粘结劈拉试验对ESS-HPC&NC的劈拉强度进行探究,分析了ESS-HPC抗压强度、龄期、NC基体粗糙度、界面剂对界面劈裂性能的影响。试验结果发现,ESS-HPC&NC粘结试件比CGM&NC粘结试件具有更高的劈拉强度;试件发生粘结面破坏、粘结面破坏+NC基体开裂及NC破坏三种界面失效模式。试件的粘结劈拉强度随着ESS-HPC抗压强度的增大而增大,并呈现线性增长趋势;随着粘结试件龄期的增长,粘结劈裂强度也在逐渐提高,且早期提高的幅度较大,后期逐渐趋于稳定状态;NC基体粗糙度对粘结劈拉强度影响较大,在一定粗糙度的范围内,随着NC表面粗糙度的增加,试件的粘结强度先增大后减小,最佳粗糙度范围为3.2~3.6mm;涂抹界面剂并不能有效改善界面粘结性能,甚至可能出现粘结强度下降的情况。(2)通过ESS-HPC&NC斜剪试验,探究ESS-HPC抗压强度、龄期、粗糙度、界面剂、NC基体强度等因素对斜剪强度的影响。试验结果表明,试件发生三种典型破坏模式,分别是:纯界面破坏、部分界面破坏、NC基体完全破坏。同等条件下,CGM&NC界面破坏模式为灌浆料完全破坏,ESS-HPC&NC粘结试件比CGM&NC粘结试件具有更高的剪切能力。NC表面粗糙度、龄期、NC基体强度对界面抗剪性能均有较大影响;NC表面粗糙度越大、龄期越长、NC基材的强度越高,界面斜剪强度越大,破坏特征越显著,表现出了较强的延性;根据不同的NC基体强度等级,ESS-HPC&NC粘结试件随着ESS-HPC抗压强度的增大呈现出两种不同的变化趋势,对于C45基体混凝土,斜剪强度随ESS-HPC抗压强度的增大呈现出先增大后减小的变化,对于C55基体混凝土,斜剪强度随ESS-HPC抗压强度的增大呈现线性增长变化;而界面剂对粘结强度的影响不显著,最佳粗糙度范围为2.2~2.6mm。(3)通过直剪试验研究了ESS-HPC&NC的界面粘结性能,以ESS-HPC抗压强度、NC表面粗糙度、龄期、界面剂和植筋率作为主要参数进行分析,得出了六种界面剪切破坏模式:纯界面破坏、ESS-HPC的榫卯剪切破坏、界面和部分NC破坏、NC基体完全失效、钢筋拔出破坏及植入钢筋被拔断+部分NC破坏;随着ESS-HPC抗压强度的增大,ESS-HPC&NC的界面剪切强度呈现线性上升趋势;随着ESS-HPC龄期的增长,界面剪切强度增长显著,并逐渐趋于稳定;NC表面粗糙程度对界面剪切性能有显著的影响,随着粗糙度的增大界面剪切强度呈现二次增长趋势,最佳粗糙度范围为4.2~4.6mm;界面剂对试件的抗剪强度影响不显著,在无界面剂的条件下极限强度值最大;直剪试件抗剪强度随植筋率的提高而增大,植筋率从0.31%增大至1.32%时,与NC表面光滑组相比,最大提高幅度为65.71%。且随着植筋率增长,凿毛对其界面剪切强度的改善不显著。(4)本文结合了已有的研究成果和试验结果,建立了一个能准确描述ESS-HPC&NC粘结-滑移破坏的全过程本构关系模型。其中大致可以分为四个阶段:线弹性阶段、弹塑性滑移阶段、塑性增强阶段和残余破坏阶段。对本次试验数据及曲线与提出的本构模型进行了拟合分析,拟合效果良好。(5)基于最小二乘法将龄期、粗糙度、ESS-HPC抗压强度三个主要影响因素的数据进行拟合回归分析,建立ESS-HPC&NC粘结试件斜剪、直剪状态下粘结强度的多因素计算公式。ESS-HPC&NC的试验剪切能力和计算剪切能力之间的误差小于2%。建立了直剪与斜剪实验结果之间的内在联系,将二者的试验值经拟合回归分析可得斜剪强度竖向分量约等于4.7倍直剪强度,二者之间存在着线性正相关。