自密实混凝土与钢筋粘结锚固性能研究进展.pdf

江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 江苏建筑 11年第1期(总第 39期) 收稿日期 1 1 0 22 作者简 介杜文森 男(1981-) 珠 海市华 晨建设监 理咨询 有限公 司助理工程师 1自密实混凝土简介 自密实 混凝土(S CC) 最早由日本学者 O 在 198 6 年开发 1996年将其称为自密实高性能混凝土 1 ACI指南 则将其定义为不需额外的振捣靠自身的流动即可填满钢 筋与模板间空隙的混凝土 2 因此自密实混凝土区别于普 通的振捣混凝土 在不利的浇筑条件下也能密实成型 为了 保证这种高工作性能自密实混凝土具有如下特点使用的 细骨料比例较大采用额外的化学添加剂粗骨料的比例及 骨料尺寸被严格限制这些特点都决定了钢筋与自密实混 凝土的粘结 锚固性能区 别于普通振捣 混凝土的粘 结性能 本文将从试验方法 破坏形态 粘结机理研究以及粘结强度 公式几个方面对自密实混凝土与钢筋的粘结锚固性能研究 进展进行简述 2试验方法 针对钢 筋与混凝 土的粘结 锚固问题 目前主 要采用的 试验方法有3类拉拔试验梁式试 验局部粘结滑 移试 验拉拔试验( - )方法简便便于分析是各国采 用的基准试验 拉拔试验试件示意图见图 1 拉拔试验的试 件根据试件中是否配置横向钢筋分为无横向配筋试件和有 横向配筋试件对 于自密实 混凝土拉 拔试件可以根据试件 的尺寸和研究侧重决定是否采用横向配筋 3破坏形态 混凝土试件在拉 拔试验下的破坏形态主要 包括以下4 种 (1 )拔出破坏拉拔过程中混凝土式中未劈裂钢筋也 没有拉断 最终由于钢筋被拔出而破坏 (2)拔出且劈裂破 坏拉拔过程中钢筋 首先被 拔出一 段距离最终混凝土发生劈裂破坏 (3) 拔出且钢筋拉 断破坏 拉拔过 程中 钢筋首 先被拔 出一段距离 最终钢筋发生拉断破坏 (4 )劈裂破坏混凝土发生劈裂破坏 众多的研究成果表明发生在自密实混凝土粘结拉拔 自 密 实 混 凝 土 与 钢 筋 粘 结 锚 固 性 能 研 究 进 展 杜文森 珠海市华晨建设监理咨询有限公司广东珠海519000 摘 要自密实混凝土S CC由于具有良好的工作性能在国内外工程中被 广泛应用目前国内对自密实混凝土与钢筋 的粘结锚固性能研究工作并不多见文章在参考国外研究进展的基础上从试验方法破坏形态粘结机理研究以及粘结强 度公式几个方面对自密实混凝土粘结锚固性能研究工作进行了阐述 关键词自密实混凝土粘结研究进展 中图分类号 TU 528文献标识码 A 文章编号 1005-6270201101-0066-03 B B - C C B DU W - ( H E S C L L C G 519000 C ) A :C , - ( SSC) . T - .O , - , , . : - ; 图 1拉拔试验试件示意图 6 6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 江苏建筑 11年第1期( 总第 39期) 试验中的破坏形态多为钢筋拔出破坏这是因为自密实混 凝土中掺加大量的粉煤灰 提高了自密实混凝土的密实度 从而提高了其抗拉强度 4 粘结机理研究 根据 P 等人 3 2001 年 的研 究成果 混凝土 和钢 筋 间的粘结强度主要是由水泥浆体和钢筋之间的界面过渡区 ( IT )的性能 决定T 4 和 5 L 6 等人 分别在 19 99年至 2006 年 间进行了微观结构层 次研究成 果表明 在自密实混凝土中形成的界面过渡区的强度和刚度均大于 同样水灰比的普通混凝土中形成的界面过渡区而且这个 区域的分布范围更大 需要指出的是 相对于普通振捣混凝 土自密实混凝土中分布于底层和表层钢筋周围界面过渡 区的性能差别并不明显 在粘结 机理方面 试验大多围绕自密实混凝 土和普通 振捣混凝土两种材料对比进行目前大部分学者认为自密 实混凝土与钢筋间粘结强度要大于普通振捣混凝土与钢筋 间的粘结强度只有少部分认为钢筋与普通振捣混凝土的 粘结性能优于自密实混凝土学者们对于两种混凝土与钢 筋粘结强度的试验结果对比详见表1 G 等人 7 通过试件 和原位试验 测 试了自密实 混凝 土的粘结性能2005年W 等人 8 对30个试件进行了拉 拔试验 S 等人 9 制作了 100 100 150 的试件 采用直径12 及20 两种变形钢筋 使用拉 拔试验测 试了自密实混凝土的粘结性能 等人 10 在试 验中应用了 深度传感及 纳米压痕等 技 术探测 了自 密实混 凝土 与钢筋 粘结的 界面 过渡 区并 对 C 35 C 60两个强度等级的混凝土粘结进行了研 究实验结 果表明 最大粘结强度随钢筋直径的增大而减小 使用直径 为12 及20 两种规格的钢筋进行试验自 密实混凝 土的粘结强度均大于普通振捣混凝土同时在普通振捣混 凝土中包围试件底部钢筋的界面过渡区在弹性模量和强 度上均低于包围试件顶部钢筋的界面过渡区而自密实混 凝土试件中这种现象不明显 K 等人 11 在199 7年对尺 寸为1 500 950 200 的试件中的钢筋进行了原位拉拔试验用以研究不 同高度位置分布钢筋的粘结强度变化规律试验结果表明 对于自密 实混凝土 距底部 1. 3 -1. 4 范围内 分布高度 对钢筋粘结强度的影响较大 对于普通振捣混凝土 据底部 2. 0 左右分布高度开始对钢筋粘结强度产生影响 S 等人 12 的试验结果 表明 自密实混凝 土与钢筋 的粘结应力随钢筋在试件高度方向分布位置的变化并不明 显不过由于试件尺寸过小其结果并不能代表较大尺寸自 密实混凝土构件中的实际粘结情况 2009年 H 等人 13 进 行了大尺寸自 密实混 凝土构 件的粘结试验试件尺寸为4 000 1 200 300 试件中埋置 30 根直径 20 的钢筋 钢筋间距为 150 钢筋分 为3排分布在 距试件底 部为150 510 及 870 的高度上试验中同时研究了混凝土养护龄期对粘 结强度的影响主要结论包括 在不同的养护时间 内 自密 实混凝土的粘结强度均高于普通振捣混凝土对于自密实 混凝土和普通振捣混凝土随着钢筋位置越靠近试件的底 部 粘结强度略 微提高 而混凝 土养护龄期越 长 这种现象 则越明显 国内方面 2004年王国杰等人 14 制作了10倍钢筋直径 为边长的立方体无横向箍筋试件 进行了拉拔试验 测试了 粘结强度及粘结滑移本构关系 5 粘结强度计算公式 5. 1T 模型 1979年 T 等 15学者考虑混凝 土保护层厚 度及钢 筋间距的影响给出了计算平均粘结强度的模型及计算公 式 见式1 = 0 ( 1) 式中 为根 据混凝 土保护层 厚度及 钢筋 间距确 定的系数 为钢筋直径 为混凝土轴心抗压强度根据 具体试验结果 可以回归得到 0的取值 5. 2O 模型 O 等人 16 也 给出考 虑参数更 加复杂 的粘结 强度 公式 其基本形式如式 2 = 0 1234 ( 2) 式中 1至4分别为钢筋位置 钢筋表 面涂层 混凝土 密实度和钢筋尺 寸的影响系数 为混凝土保护 层厚度和 钢筋直径间距2/3的较小者根据具体试验结果可以回归 得到 0的取值 O 等人同时给出 考虑钢筋锚 固长度的粘 结强度 公式其基本形式如式3 = 1+ 2 + 3 ( 3) 式中 为钢筋的锚固长度 根据具体实验结果 可以回 归出所需要参数 1 3 6 结语 表 1自密实混凝土与普通振捣混凝土粘结性能对比 学者(P S CC-PNVC)/PNV C % G W S B C S 4 9 16-40 10-40 70 -15 注 P S CC表示钢 筋与自 密实混凝 土的粘 结力 PNV C表示钢 筋与普通振捣混凝土的粘结力 67 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 江苏建筑 11年第1期 总第 3 9期 通过以 上论述对于自密实混凝土与钢筋的 粘结锚固 研究现状总结如下 1 自密实混凝土粘结试验方法已基本成型 以拉拔试 验为主 2 目前 对自密实混 凝土粘结机 理及强度 计算公 式的 研究已经很多但在钢筋分布位置对粘结强度的影响问题 上学者们尚存在不同意见需要进一步进行试验论证 3 对自 密实混凝土 粘结锚固问 题的有限 元模拟 有待 于进一步探究 参考文献 1O ka a H , O a a K .M i de i gf e f-c ac i g c c e e J .C c e eL i b JS C E 19 95 ;25 ( J e ): 10 7- 20. 2A C IC i e e3 09, G i def C i da i fC c e e ( A C I 3 0 9R- 05 ) S.A e i caC c e eI i e , Fa i g H i , M I , 200 5 , 3 6 . 3 Pe N ,K ha a K H ,T ag i - H a A.Ef f e c f abi i f e f c i da i g c c e e he di i b i f e e c i cha ac e i i ca ge e i e a a e e e J. I : O a a K , O chiM , e di .P ce e di g f e c d i e a i aRI L EM i e f- c ac i g c c e e . T k :20 01. .44 1- 5 0. 4 T aga dh J.M i c c a f e a e a d e a e d e i e f e fc ac i gc c e e J.I :S ka e dha A ,Pe e O , e di . P ce e di g ff i i e a i a RI L EM i e fc ac i g c c e e .S ckh : 199 9. .175 - 186. 5 ZhW, B a PJM .M i c c ea d e i e fi e f aci a a i i ei SC C J . I : YZ, ShiC , K ha a K H , X i eY, e di .P ce e di g ff i i e a i a i de i g , e f a ce a d e f e f- c i da i g c c e e .C hi a: C ha g ha,200 5 . .3 19 27.M .V a c e de , C .Pa a/ C c i a d B i di gM a e i a 23 ( 20 09 )162- 170 169. 6L e e a A, M chB , G a e P,H e L .I f e ce f c ac i hei e f aci a a i i ea d he e e abi i fc c e e J.C e e C c e eRe 200 6; 3 6( 8) : 14 25 - 3 3 . 7G i bbJC , ZhW .S e g h fha de e d e fc ac i g c c e e J.I :S ka e dha A ,Pe e O , e di .P ce e d i g ff i i e a i a RI L EM i e f - c ac i gc c e e .S ckh :19 99 . .199 - 20 9. 8W a gG , Zhe g J. B d be ha i f e f - c ac i g c c e e J.I : YZ, ShiC , K ha a K H ,X i eY, e di .P ce e di g f f i i e a i a i de i g , e f a cea d e f e f - c i da i gc c e e .C hi a: C ha g ha,20 05 . .465 -71. 9 S e biM , B a PJM .H a de e d SC C a d i b d i h e i f ce e J .I :Ska e dha A ,Pe e O ,e di .P ce e di g ff i i e a i a RI L EM i e f -c ac i gc c e e .S ckh :19 99 . .275 - 89. 10ZhW, S e biM , B a PJM . B d a d i e f aci a e i e f e i f ce e i e f- c ac i g c c e e J . M a e S c 200 4 ; 3 7( 7): 4 42- 8. 11K ha a K H , M a aiK , T de A . I i e cha i ca e i e f a e e e ca i g e f- c i da i g c c e e J .A C IM a e J 19 97; 94( 6) : 4915 0 0. 12Schi e A , Zi ch K .T hee f f e c f he di f i e d c i i fS C C he a a d b d be ha i J. I : O a a K , O chiM , e di .P ce e di g f e c d i e a i a RI L EM i e f c ac i gc c e e .T k : 20 01. .5 01- 6. 13 A. A . A .H a a*, K . M . A .H ai , M .L ache i .B d e g h fde f e d ba i a ge e i f ce d c c e e e be ca i h i d i a e f -c i da i gc c e ei e J . C c i a d B i di gM a e i a 24 ( 2010)5 20 - 5 3 0 . 14 王国杰,郑建岚.自 密实混凝 土与钢 筋的粘结 锚固性 能试验研究 J .福州大学学报, 200 4 , 3 2( 3 ): 3 3 2- 3 3 8. 15 T e f e R.C acki g fc c e ec e a g a ch age d de f e d e i f ci g ba J.M agC c e eRe 19 79 ; 3 1( 10 6): 3 - 12. 16O a g ,C .O . ,Ji a, J.O . , a d B e e , J.E.A e e a a i f e da a de e e e g h a d i ce J .AC IJ. , 74( 3 ),114 - 122. 祝广大读者作者新春快乐万事如意! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 68 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m