超高性能混凝土（UHPC）是一种含有纤维的新型增强水泥基复合材料，它具有高强度、高耐久性、高韧性和高自密实性等优点，被誉为“混凝土中的钻石”。在过去的十年里，UHPC已经被广泛应用于桥梁结构中，特别是预制混凝土构件之间的现场浇筑连接。这些连接利用了UHPC与钢筋的良好粘结，从而简化了连接钢筋的设计和施工，提高了连接的强度和耐久性。
但是，您知道吗？UHPC的拉伸性能对钢筋的粘结强度有着重要的影响，而这方面的研究还很少。今天，我们就来介绍一下美国佛罗里达大学的研究团队对这一问题的探索，他们使用了三种不同拉伸性能的UHPC混合料进行了一系列的钢筋拔出试验，发现了一些有趣的结果。
UHPC的拉伸性能是什么？
UHPC的拉伸性能是指UHPC在受到拉力时的抗裂能力和延性，它主要取决于钢纤维的特性、钢纤维与基体的界面强度和基体的强度。钢纤维的特性包括形状、长度、直径、体积分数、强度、弹性模量和锚固方式，它们影响了钢纤维在UHPC中的分布和作用。钢纤维与基体的界面强度是指钢纤维与基体之间的粘结强度，它受到钢纤维的表面处理、基体的孔隙率和水灰比等因素的影响。基体的强度是指不含纤维的UHPC的抗压强度，它受到水灰比、水化反应、矿物掺合料和纳米材料等因素的影响。
UHPC的拉伸性能可以用两个参数来描述，分别是拉伸强度和应变能力。拉伸强度是指UHPC在拉伸应力下发生第一次裂缝的强度，它反映了UHPC的抗裂能力。应变能力是指UHPC在拉伸应力下发生最大裂缝的应变，它反映了UHPC的延性。一般来说，UHPC的拉伸强度和应变能力都随着钢纤维的体积分数的增加而增加，但钢纤维的体积分数也会影响UHPC的流动性、可泵性和可浇筑性，因此需要在性能和施工之间找到一个平衡点。
钢筋-UHPC的粘结性能是什么？
钢筋-UHPC的粘结性能是指钢筋与UHPC之间的抗滑移能力，它影响了钢筋在UHPC中的锚固长度。锚固长度是指钢筋在UHPC中能够承受设计拉力的最小嵌入长度，它与钢筋的直径、形状、表面处理、弹性模量和应力水平，以及UHPC的强度、密度、裂缝宽度和保护层厚度等因素有关。
钢筋-UHPC的粘结性能可以用两个参数来描述，分别是粘结强度和粘结滑移曲线。粘结强度是指钢筋在UHPC中达到最大拉力时的单位周长上的平均粘结应力，它反映了钢筋-UHPC的抗滑移能力。粘结滑移曲线是指钢筋在UHPC中的拉力与钢筋与UHPC之间的相对位移（滑移）之间的关系曲线，它反映了钢筋-UHPC的粘结刚度和粘结延性。一般来说，钢筋-UHPC的粘结强度和粘结刚度都随着UHPC的强度和密度的增加而增加，而粘结延性则随之减小。
研究方法和结果
为了研究UHPC的拉伸性能对钢筋-UHPC的粘结性能的影响，研究团队使用了三种不同拉伸性能的UHPC混合料，分别命名为UHPC-1、UHPC-2和UHPC-3。这三种UHPC混合料的配合比和拉伸性能如表1和表2所示。
研究团队使用了13 mm直径的光圆钢筋作为试验钢筋，其抗拉强度为500 MPa，弹性模量为200 GPa。钢筋的埋入长度分别为100 mm、150 mm和200 mm，保护层厚度分别为25 mm、50 mm和75 mm。每种混合料的每种埋入长度和保护层厚度的组合都制作了三个重复试件，共计81个试件。
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