钢筋与混凝土黏结性能的影响因素.pdf

2 0 1 4年 第 1 1期 (总 第 3 0 1期 ) Nu mb e r 1 1 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 3 0 1 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THEORE TI CAL RES EARCH 钢筋与混凝土黏结性能的影响因素 贾方方 1 l 2 3 ，贺奎 z ，王二坡 ，刘俊元 ，路振宝 ( 1 北京交通大学 土木建筑工程学院 ，北京 1 0 0 0 4 4 ；2 北京市建筑工程研究院有限责任公司 北京市功能性高分子建筑材料工程技术研究 中心 ，北京 1 0 0 0 3 9 ；3 北京建工集团博士后科研工作站，北京 1 0 0 0 5 5 ) 摘要： 钢筋与混凝土之间的黏结性能是钢筋混凝土结构锚固设计的重要依据。 根据现有研究， 对混凝土原材料、 强度、 保护层厚 度 、 钢筋外形特征 、 钢筋类型 、 试验方法等因素对钢筋与混凝土之间黏结性能包括破坏形式 、 黏结强度 、 滑移值等的影响进行了归纳 总结， 在此基础上提出了提高钢筋与混凝土间黏结性能的方法。 关键词： 黏结 ；黏结强度；滑移 ；锚固 中图分类号： T U 5 2 8 o 1 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 1 1 - 0 0 5 9 0 5 I n f l u e n c e f a c t o r s o f b on d i ng p e r f o r m a n c e b e t w e e n r e i n f o r c e m e n t a n d c o n c r e t e J I A Fa n g f a n gI ，2 - HE Ku i 2 WANG Er po 2 LI UJ u n yu a n 2 LUZhe nb a o 2 ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g ， B e 0 i n g J i a o t o n g U n i v e r s i t y ， B e r i n g 1 0 0 0 4 4 ， C h i n a ； 2 B e r i n g E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r o f A r c h i t e c t u r a l F u n c t i o n a l Ma c r o mo l e c u l a r Ma t e ri a l s ， B e i j i n g B u i l d i n g C o n s t r u c t i o n R e s e a r c h I n s t i t u t e C o ， L t d ， B e ij i n g 1 0 0 0 3 9 ， C h i n a 3 P o s t D o c t o r a l R e s e arc h C e n t e r ， B e ij i n g C o n s t r u c t u i o n E n g i n e e r i n g G r o u p ， B e r i n g 1 0 0 0 5 5 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： B o n d p r o p e r t i e s b e t we e n r e i n f o r c e me n t a n d c o n c r e t e i s a n i mp o a n t b a s i s o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e b o n d i n g d e s i g n Ac c o r d i n g t ot h e e x i s t i n g r e s e arc h， b o n dp r o p e r t i e s i n c l u d i n gf a i l u r emo d e ， b o n d s t r e n g t h a n d s l i p p a g ei n fl u e n c e db y e o n c r e m r a w ma t e r i a l s ， s t r e n g t h ， c o nc r e t e c o v e r ， e x t e rna l p h y s i c a l c h ara c t e r i s t i c a n d type o fr e i nf o r c e me n t ， bo n d i ng l e ng t h， t e s t i ng me t h od， a n d S O o n wa s s u mma r i z e d On t h i s ba s i s ， wa y b on d i n g e n ha nc e me n t wa s p r o p os e d K e y wor d s ： b o n d ； b o n d s t r e n g t h； s l i p； a n c h o r a g e 0 引 言 钢筋混凝土是现今使用最广泛 的结构材料 ， 利用钢筋 和混凝土两者的优点使结构能够很好地承受各种荷 载工 况 的作用 。 钢筋 和混凝土能够共 同工作的一个重要原因是 二者之间具有很好的黏结作用， 能够协调变形， 共同受力。 黏结力是作用在钢筋与混凝 土界面上的剪应力 ， 因此受钢 筋 、 混凝土及钢筋混凝土界面性能 的影 响。 本研究 在国内 外对钢筋与混凝土之间的黏结性能的研究基础上从混凝土 性 能、 钢筋性能及试验方法 等方面对黏结性能 的影响因素 进行了总结归纳 ， 为实际工程中钢筋的锚固设计提供参考。 1 混凝土参数 1 1 混凝 土的组成成分 1 1 1 水泥与骨料 混凝 土由胶凝材料 、 水 、 骨料 、 外加剂等配制形成 ， 高 性 能混凝土还添加 了纤维 、 矿物掺合料等其他组分 。 混凝 土原材料、 水灰比等配合比因素会影响其基本性能 ， 相应 收稿 日期 ：2 0 1 4 _ o 5 _ 2 4 基金项目：北京市博士后基金资助项目； 国家自然科学基金( 5 1 2 7 8 0 3 9 ) 地 ， 混凝土与钢筋之 间的黏结性 能也会受 到影响。 混凝 土 中水泥用量过多时 ， 会显著降低其 与钢筋之间的黏结强度 。 骨料组分对黏结强度也有明显影响。 当骨料中含砂率为3 0 ， 水泥砂浆含量为4 0 5 0 时， 对黏结强度最有利 1 。 Z u o 和 D a r w i n E2 1研究发现 ， 不配置横 向箍筋时 ， 黏结强度随骨料强 度 的增大而增大 ； 当试件 中配置横 向箍筋 时 ， 增 加粗骨料 的数 量和强度可以增加 黏结强度 。 混凝土内添加其他骨料如轻骨料 、 再生骨料 、 橡胶等也 会影 响混凝土与钢筋之间的黏结强度 。 D a v i d 等四 通过 7 2 个 黏结试验对强度 为 8 0 MP a的普通高强混凝土和轻质高强 混凝 土与直径 2 5 、 3 5 n -l n l 变形钢筋之间黏结性能的研究发 现 ， 轻质高强混凝土的黏结强度与高强混凝土的黏结强度 相 当， 略大于普通高强混凝 土 。 A v i Mo r M 及李渝 军等的试 验结果也得 出了相同的结论 ， 当采用 5 倍钢筋直径 的锚固 长度时， 高强陶粒混凝土与变形钢筋间的黏结强度比相同 强度等级的普通 混凝土高出约 2 5 。 笔者认 为混凝土与变 形钢筋的黏结强度与砂浆强度有关 ， 若砂浆强度相差不大 ， 即使 不同轻骨料会导致混凝土强度上 的差异 ， 对与钢筋之 59 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 间的黏结强度差别 也不会 太大5 。 橡胶颗粒掺人混凝土后 可提高试件的延性 ， 避免钢筋混凝土黏结试件发生劈裂破 坏 。 强度相近 时 ， 橡胶集料混凝土最大黏结力对应 的滑移 值要大于普通混凝 土 ， 但极限黏结强度要 略低于普通混凝 土( 变形钢筋 ) ， 对于光 圆钢筋来说 ， 橡胶集料混凝土黏结 强度大于普通混凝土。 相同强度的橡胶集料混凝土试件 ， 与光 圆钢筋 的黏结 强度 平均 是与 变形 钢筋黏 结强 度 的 O 5 5 ， 大于相 同状况下普通混凝土的 0 3 0 4 同 。 1 1 2 钢纤维 混凝土为典型的脆性材料 ， 抗拉强度低且容 易开裂 ， 配制过程中通常掺人纤维来提高其韧性及抗裂性 。 纤维掺 人后 能够延缓 裂缝 的产生 ， 裂缝 出现后又横 贯在 裂缝上 ， 控制裂缝发展 ， 从 而提高混凝土试 件的韧性 。 钢纤 维掺人 还能有效提高混凝土的劈拉强度及抗拉强度 ， 而混凝土的 抗拉强度是影响混凝土与钢筋黏结强度 的一个重要 因素 ， 因此钢纤维是影响钢筋与混凝土之问黏结性能的一个重 要因素 。 R o s 插s y 问 通过拔 出试验对钢纤维掺量 为 O 2 2 5 的 C 4 0 混凝土与钢筋之间的黏结性能进行了研究 ， 结果发 现 ， 钢纤维掺入对黏结强度的影响不明显 ， 对发生拔 出破 坏的试件 ， 钢纤维的掺人还会降低黏结强度 。 李杰和高 向 玲阎 对钢纤维( 长径 比 = 6 0 ) 体积掺量为 0 5 的 C 5 0 高性能 混凝土与钢筋之间的黏结性能研究指 出钢纤维 的掺入后 黏结强度变化不大 ， 但可有效提高峰值黏结应力对应的滑 移值 。 H a r a j l i 利用不 同试验方法对钢纤 维混凝土与钢筋之 间的黏结性能进行 了全面研究 ” 。 结果显示 ， 试验方法不 同 ， 钢纤维对黏结性能 的影 响规律不 同。 拔 出试 验中钢纤 维掺入对黏结 强度影 响不 大 ； 但搭接 弯曲梁试验 中 ， 钢纤 维的掺入能够有效地提高受拉钢筋的搭接强度 ， 钢纤维体 积掺量 为 2 时 ， 搭接强度可提高 5 5 。 文献 1 2 1 同样利用 拔出试验对掺加钢纤维 C 4 0 混凝土的黏结性能进行研究 ， 却 得到了与以上研究不 同的结论。 其 试验结果发现 ， 掺 1 0 的钢纤维后 黏结强度可提 高 1 5 倍 。 C a R a n e o等对抗压强 度达 1 5 0 MP a的超高性能纤维混凝土进行拔 出试验发现 ， 掺入 1 0 的钢纤维后， 混凝土抗压强度、 - _ 仅提高 3 ， 而 与直径为 l 4 、 1 8 m m 钢筋之间 的黏结强度分别提 高 3 4 9 和 4 6 6 13 - 1 4 ， 对直径较大 的钢筋效 果更加 明显 ， 文献 1 5 的研究也得到了相同的结论 ， 说明对于超高性能混凝土 ， 钢纤维掺入能有效提高黏结强度 ， 钢纤维是影响黏结强度 的一个独立因素 。 以上研究中钢纤维对混凝 土与钢筋之 间黏结强度影 响并不统一 ， 可能与试验 中混凝土基体 、 试 件型式 、 钢纤维 类型等多种 因素有关 ， 但钢纤维掺入后都 能增加黏结应力 对应的滑移值 ， 说 明钢纤维掺人能够提高试件的延性。 1 1 3 矿物掺合料 矿物掺合料是在混凝土配制过程中用于替代水泥的 胶凝材料。 矿物掺合料掺入后能够与水泥的水化产物发生 二次水化 相应地提高混凝土的性能 ， 因此 目前矿物掺合 料已经成 为配制混凝土 的重要原材料 。 矿物掺合料掺人后 影响混凝土 的性能 ， 相应的对混凝土与钢筋之间 的黏结性 6 0 能也会产生一 定的影响 。 研究结果 显示 ， 超细粉煤灰 和 矿渣微粉旧 掺入后会降低高强混凝 土与钢筋之间的黏结强 度 ， 而稻壳灰和硅灰的掺人可增强混凝土与钢筋的黏结 t 8 1 ， 其对黏结强度的增强作用 已远超过对混凝土抗压强度 的 增强作用， 因此稻壳灰和硅灰也是影响钢筋与混凝土间黏 结性能的独立因素。 文献 1 9 1 用粉煤灰完全替代水泥配制 混凝土并通 过拔 出试验对其与直径 1 3 m r n 钢筋 的黏结性 能进行 了研究 。 结果显示 ， 与水泥混凝土相 比， 粉煤灰混凝 土的抗拉强度低 ， 相应地其黏结强度也 比水泥混凝土小 。 而采用粉煤灰部 分替代水泥时 ， 可提 高黏结强度 。 由于 粉煤灰 水化较 慢 ，因此对 后期黏 结强 度影 响较大 。 D i r k We i B e 等2 l 】对不 同养护龄期的活性粉末 混凝土与钢筋 之间 黏结性能 的研究发现 ， 钢筋 与活性粉末 混凝土之间具有超 强的黏结能力。 养护 3 d 后 ， 活性粉末混凝土与直径 1 0 m m 的变形钢筋 之间的黏结强度可达 4 0 MP a ， 且随养护 时间 的增长而黏结强度增大， 养护时间大于 2 8 d 后黏结强度值 基本稳定 ， 5 6 d 时黏结强度 高达 6 0 MP a 。 黏结强度 随养护 龄期提高 的主要原 因是作者在配制活性粉末混凝 土时添 加 了粉煤灰 ， 养 护初期 粉煤灰 未发生水化反应 ， 黏结 强度 较低 ， 养护 2 8 d 后粉煤灰水化反应基本完成， 黏结强度趋 于稳定。 此外 ， 混凝土配制过程中 ， 水灰 比是影响混凝土强度 的一个重要 因素 ， 研究表明 ， 水灰 比对混凝土与钢筋之 间 的黏结性能也有影响 。 混凝土强度相同时 ， 水灰 比越大 ， 黏 结强度越低 ， 当采用蒸汽养护时， 黏结强度提高 。 1 2混凝 土 的 性 能 1 2 1 强度 混凝 土强度是影 响黏结性 能的一个重要 因素 ， 对 于 变 形钢筋 ， 黏结破坏过程 中钢筋 凸出的肋会使 得周 围混 凝 土环 向受拉 ， 因此劈 裂黏结强度 由混凝土 的受抗 拉强 度决定 ， 而混凝土 的抗 拉强度 与其 抗压强度 有一定 的关 系 ， 因此 混凝土 的抗 压强度及抗 拉强度是 影 响黏结性 能 的重要 因素 2 3 1 。 徐有邻 等人对钢筋与混凝土之间 的黏结性 能进行 了 全面的试验研究发现 ， 钢筋 与混凝土之间的黏结强度随混 凝土 强度 的提 高而增 大 ， 但 并不 成 正 比 ， 约 与混凝 土 的 抗拉强度成 正比， 各黏结锚固特征值都可用混凝土 的抗拉 强度表示 【2 4 1 。 A z i z i n a mi n i f2 认 为 ， 对于高强混凝土采用 ( 为混凝 土抗压强度)来考虑抗压强度对黏结强度 的影 响 比较合理 ， 随混凝土抗压强度的增大 ， 标准化 的黏结强 度 、 降低 。 随后， Da r wi n指出， 若混凝土强度变化范 围较 大( f - 1 7 l 1 0 MP a ) ， 采用 ( ) 考虑抗压强度对黏结 强度的影 响更 为合理。 王冰朝 在研究浮石混凝土与钢筋 黏结性能时 引入 了相对弹性模量 E 的概念 ( E 为混凝 土弹性模量 为其抗拉强度) ， 指出： 相对弹性模量 E 。 越 小， 锚固试件混凝土纵向变形越大， 锚固传递就越快 ， 黏结 应力分布就越均匀 ， 总体锚 固能力较高。 l - 2 2 保护层厚度 混凝土保护层厚度是钢筋混凝土结构设计 中的一个 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 重要指标。 保护层厚度过小 ， 则混凝土容 易开裂 ， 裂缝 出现 后外界 有害离 子进入 ， 导致 内部钢筋锈蚀 ； 保护层厚度过 大 ， 则会增大截面尺寸 ， 提高成本 。 保护层厚度是影响混凝 土与钢筋之间黏结性能 的一个重要 因素 ， 特别是对变形钢 筋来说 ， 保护层厚度尤为重要 。 变形钢筋发生黏结破坏 的 最 主要危 险是纵 向劈裂 ， 混凝土相对保护层厚度 c d ( c为 保护层 厚度 ， d为钢筋直径 ) 越大 ， 抵抗劈裂破坏的能力越 强 ， 劈裂黏结强度就越高 ； 但若 c d 过 大 ， 钢筋 黏结长 度不 够 ， 则会 产生“ 刮犁式” 剪切破坏 。 保护层厚度 对钢筋 滑移 值也有影响 ， 保护层厚度越大 ， 黏结强度增加 ， 但相 同黏结 应力对应 的滑移值减小 。 试验方法 不 同， 保护层厚 度对 黏结强度 的作用也有差异 ， 李海涛 等人 对不 同保护层厚 度的混凝 土与钢筋之间的黏结性能通过 l 2 个拔 出试验和 1 8 个推出试验进行的试验研究发现， 随保护层厚度的增加 ， 受拉和受压钢筋的黏结强度都增加 ， 但对受拉钢筋的黏结 强度影响较 明显 ， 在一定范 围内受拉钢筋 的黏结强度 比受 压钢筋 的黏结 强度增 长快。 对于不 同强度混凝土 ， 随保护 层厚度增加 ， 黏结强度的增加幅度不 同， 相对保护层厚度 增加 ， 低 强度混凝土与钢筋 间的黏结强度增加幅度大于高 强 度混凝 土 ， 对于螺纹 钢筋 ， 此 现象 比较普 遍 。 钢筋 受拉 后 ， 其 凸出的肋 会对周围混凝土产生环 向拉应力 ， 而抵抗 这种拉应力主要取决于抗压强度和相对保 护层厚 度( c d ) 值 ， 对于低强度混凝土 ， 相对保持层厚度 ( c ) 增加会增大 混凝土抵抗环向应力的能力 。 2钢 筋参 数 2 1 钢筋外形 因素 钢筋与混凝土之间黏结力 的主要来源有 ： 胶结力 、 摩 阻力及机械咬合力 。 黏结力与钢筋的外形 和表面状态有 很大 的关 系。 光 圆钢筋 表面平滑无凸出肋 ， 其黏结力主要 由胶结力 和摩 阻力组成 ， 无 机械咬合力 ， 而机械咬合力是 黏结力 的一个重要组成部分 ， 因此光圆钢筋 的黏结强度要 远小于变形钢筋 。 安 明 等对 变形钢筋 、 光 圆钢筋与活性 粉末 昆 凝土之 间的黏结性 能的研究结 果显示 ，在钢筋直 径 、 埋 长 、 混凝土配合 比完全相同的情况下 ， 变形钢筋与活 性粉末混凝土之间的黏结强度约为光 圆钢筋 的 3 倍l 3 l 3 2 ， 且光圆钢筋试件多发生钢筋拔 出破坏 ， 变形钢筋试件发生 钢筋拉断破坏和混凝土劈裂破坏 。 由于光 圆钢筋与混凝土 间黏结性能较差 ， 目前结构设计 中对于主要受力部分 的构 件需避免使用光圆钢筋。 变形钢筋根 据肋形状不 同有 月牙 纹钢筋 、 螺纹钢筋 、 人字纹钢筋等 ， 由于钢筋肋形状 、 尺寸等不同 ， 与混凝土之 间的黏结性能也略有差异。 钢筋横肋对称与非对称钢筋肋 面积 比、 齿肋 比、 肋 圆周角相 同 ， 因此 其黏结 强度 、 破坏形 式及黏结应力一 滑移 曲线无 明显差别 。 而月牙 纹钢筋和 螺纹钢筋与混凝土之间黏结性能的研究结果显示 ， 月牙纹 钢筋的黏结强度小于螺纹钢筋， 降低幅度与相对保护层厚 度 c d有关。 月牙纹钢筋横截面为轴对称形， 因此发生劈裂 破 坏时 ， 裂缝多集 中在纵肋方 向 ， 而螺纹钢筋 的劈 裂裂缝 多呈辐射状 。 H a ma d 3 对变形钢筋表面凸肋的肋角 、 肋 间 距 、 肋高等对黏结性能影 响的试验研究发现 ， 钢筋肋角 为 6 0 。 ， 肋间距 1 0 tu r n ( 约为 钢筋直径 的 1 2 ) 、 肋 高和肋 间距 比值为 0 1 5时 ， 极 限黏结强度最大 ， 且钢筋肋是独立 于混 凝土强度 之外 的一个 影响参数 。 Z u o和 D a r w i n的研 究指 出【 3 甸 ， 当构件 内配置箍筋时 ， 箍筋对 黏结强度的影响 随钢 筋肋面积 的增大而增大。 钢筋表面容易锈蚀 ， 当锈蚀率较小 时 ， 会对 其与混凝 土之 间的黏结起到有利 的影 响 ， 当锈蚀 率较 大时 ， 会 降低 钢筋的极限强度和黏结 强度 。 A b d u l l a h A A等研究 了不 同 锈蚀程度钢筋的黏结强度 ， 发现钢筋锈蚀率小于 4 7 8 时 ， 黏结 强度随锈蚀率 的增加 而增大 ， 锈蚀率 大于 4 7 8 时 ， 黏结强度随锈蚀率的增加而降低 。 2 2钢 筋 类 型 钢筋在使用 过程 中有 易锈蚀 的隐患 ， 因此 一些无锈 蚀危害的高模量纤维塑料筋开始应用于工程中。 为此 ， 学者 们对其 与混凝土之 间的黏结性能进行 了研究。 文献 3 8 采 用拔 出试 验 和梁 式试 验 两种 试 验方 法研 究 了 A F R P筋 与 C 2 5 C 6 5 不 同强度 混凝土 的黏结性 能 ， 考 虑了包括 直 径、 埋长 、 配箍率等多个因素。 研究指 出， A F R P筋表面肋 的剪 切强度 和刚度 对黏 结破坏 模式 有重要 的影 响 。 F R P 筋的弹性模量低 于钢筋 的弹性模 量 ， 因此 F R P筋在受力 过程 中的变形 明显大于钢筋的受力变形 ， 导致混凝土开裂 较钢 筋混凝 土严重 ， 降低 了结构的使用性 ， 破坏 时以筋材 表面肋被销弱或受剪破坏为主 3 9 1 ， 因此应对 F R P筋表面加 工质量行改善来 提高黏结强度 。 A c h i l l i d e s Z e n o n 对 1 3 0多 个 F R P筋混凝土试件的拔 出试验结果表明， 混凝土强度会 影响 F R P 筋与混凝土试件的黏结破坏模式。 当混凝土强度大 于 3 0 MP a 时 ， 强度对破坏形式影响不大 ， 当混凝 土强度 为 1 5 MP a 左右时 ， 混凝 土强度会直接影响其黏结性 能。 高丹 盈 通 过对 两种 强度 的混 凝 土 ( 3 l MP a ) 和( 7 9 MP a ) 与 F R P筋 间黏结性能 的研究 指出 ， 与钢筋不 同 ， F R P筋与 混 凝 土之间的黏结强 度与混凝土抗压强度 的平方 根不呈线 性关 系。 Ma l v a r 4 通 过试验发现 F R P筋的肋高是影 响黏结 性能 的重要 因素 ， 当肋 高为筋 直径 的 5 4 时 ， 可保证 F R P 筋与混凝土之 间的可靠黏结 。 其他条 件相 同时 ， G F R P筋 与混凝土之间的黏结强度高于钢筋约 7 7 陶， 在普通 白密实 混凝土中 ， G F R P 筋与混凝 土的极 限黏结 应力约 为钢筋 的 6 0 6 5 4 3 ， 同时 G F R P筋试件延性较好 ， 因此在黏结破 坏时滑移值较大 。 采用 F R P替代钢筋可避免锈蚀 的隐患 ， 同时还可提 高试件 的延性 ， 但 F R P筋弹性模量较低且容易被拉断 ， 在 使用过 程中要对其 表面进行处理提高其与混凝土之间 的 黏结强度。 3 其他 因素 3 1试 验 方 法 由于黏结机理复杂 ， 影响因素众多 ， 因此 目前对钢筋 与混凝土之 间黏结性能多采用试验研究 。 目前常用 的试验 6l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 方法 主要有 ： 拔 出试验 、 拔 出一 推进试验 、 梁式试验等 ， 此外 还可采用两端对拉试验研究混凝土开裂后裂缝间 的黏结 及裂缝开展规律I4 5 卅。 试验方法不 同， 得 到的黏结强度也会 有差异 。 A b r i s h a mt 4 7 将 拔 出一 推 进试 验与单 端拉拔 试验 进行 了对 比， 发现拔出一 推进试验得到 的黏结应力在黏结长度 范 围 内分 布更加 均匀 。 试件 发生 拔 出破坏 时 ， 单 端拉 拔 试验得 到 的最大 黏结强度 与平 均黏结强 度之 比为 1 - 3 7 ， 拔 出一 推进 试验为 1 1 0 ； 试件发生劈裂破 坏时 ， 此 比值为 1 2 6和 1 1 1 。 对于普通混凝土 ， 拔出试验得到的黏结强 度值 约为梁式试 验的 1 1 1 6 倍 ， 大于梁式 试验 ， 且此 比 值 随钢筋直径 的增大 而增大 4 8 1 。 而对于 掺加钢纤 维 的活 性 粉末混凝土 ， 梁式试验得 到的黏结强 度要大 于拔 出试 验 ， 可能 与活性 粉末混凝 土本身 的高强 度及大量 短细钢 纤 维 的掺 人有关 【 4 9 。 试 验方 法相 同 ， 试件形 式 也会 影 响 黏结强度 ， 其中棱柱体试件的黏结强度要略大于圆柱体 试件 。 目前黏结性 能的试验方法还 没有统一 的标准 ， 各方 法得到 的黏结 强度也有 差异 ， 因此采用一种试 验方法 对 钢筋 与混凝 土之 间 的黏结性 能进 行研 究具 有一 定 的局 限性 。 3 2 其他 因素 钢筋混凝土结构在服役期间会受到外界环境的影响 ， 如碱一 骨料反应 、 冻融循环 、 温度变化等 。 外界环境会 引起 混凝土性能的变化 ， 进而影响到其与钢筋之间的黏结性能。 C 4 0 混凝 土经历过 5 0 0次冻融循 环后 ， 其与钢筋之间的黏 结强度可降低 5 0 以上【5 l ； 温度升高到 5 0 0。 C时， 黏结强 度会减小 6 0 r5 2 J 。 碱 一 骨料反应可使黏结强度 降低 2 4 ， 试 件破坏时 ， 自由端滑移较大。 横向钢筋在黏结性能中起着重要的作用 。 在构件设计 中， 通常设置最小配箍率来满足剪力和扭转所需的最小配 筋率。 配置箍筋可以防止混凝土发生劈裂破坏从而提高劈 裂黏结强度， 进而提高极限黏结强度， 并使试件的破坏形 式 由脆性破坏转变为明显的塑性破坏【5 3 j 。 4结 论 钢筋 与混凝土之问的黏结 性能与钢筋及混凝 土的性 能息息相关 ， 昆 凝 土配制过程中胶凝材料 、 骨料 、 水灰 比， 混凝土的性能包括强度 、 保护层厚度 ， 钢筋外形特征 、 钢筋 类型 、 直径黏结长度等都会影响黏结性能 。 此外黏结试验 方法 、 试件形式 、 加载方式 、 混凝土养护方法 、 耐久性及箍 筋等也会对黏结性 能造成影响 。 黏结性 能复杂 ， 影 响因素 众多 ， 对 于不 同混凝 土基体及钢筋不能 简单套用 。 同时由 于黏结 的复杂性 ， 有关黏结理论 的分析也 未够 成熟 ， 需要 进一步的研究分析。 6 ， 参考文献 ： 【 1 王传志， 滕智明 钢筋混凝土结构理论【 M 北京 ： 中国建筑工业 出版社， 1 9 8 5 2 】Z UO J ， DAR WI N D B o n d S t r e n g t h o f h i g h r i l a t i v e r i b a r e a r e i n - f o r c i n g b a r s R 】 S t r u c t u a l En g i n e e r i n g a n d E n g i n e e r i n g Ma t e r i a l s S M Re p o r t ， 1 9 9 8， 46， The Uni v e r s i t y o f Ka ns a s Ce n t e r f o r Re s e a r c h I n c ， La wr e n c e ， Ka n s a s 3 MI T C HE L L D W ， MARZ OUK H B o n d c h a r a c t e r i s t i c s o f h i g h s t r e n g t h l i g h t w e i g h t c o n c r e t e J A C I M a t e r i a l J o u r n al， 2 0 0 7 ， 1 0 4 ( 1 ) ： 2 2 2 9 AVI Mo r St e e l -c o n c r e t e b o n d i n hi g h-s t r e n g t h l i g h t we i g h t c o n - c r e t e J A C I M a t e r i al J o u r n a l ， 1 9 9 2 ， 8 9 ( 1 ) ： 7 6 8 2 【 5 】李渝军 ， 叶列平 ， 程志军 ， 等 高强陶粒混凝土与变形钢 筋黏结 锚固强度的试验研究 J 】 建筑科学， 2 0 0 6 ， 2 2 ( 4 ) ： 5 1 5 5 【 6 张军 C R C与钢筋黏结锚固性能的试验研究及 C R C构件受力 探讨【 D 天津： 天津大学， 2 0 0 6 7 】RO S T f t S Y F S ， HA RT WI C H KB o n d o f d e f o r me d r e i n f o r c i n g b a r e mb e d d e d i n s t e e l fi b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e J T h e I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f C e me n t C o mp o s i t e s a n d L i g h t we i g h t C o n c r e t e ， 1 9 8 8， 1 0 ( 3 ) ： 1 5 1 1 5 8 【 8 李杰 ， 高向玲 ， 艾晓秋 纤维增 韧混凝土与钢筋的黏结性能研 究 【 J 1 建筑结构学报 ， 2 0 0 4 ， 2 5 ( 2 ) ： 9 9 1 0 3 9 1 HAR A J I M H， HOU T M， J A L KH W L o c a l b o n d s t r e s s s l i p r e l a t i o n s hi p o f r e i n f o r c i n g b a r s e mb e d d e d i n fib e r 。 r e i n f o r c e d c o n - c r e t e J A C I M a t e r i a l s J o u r n a l ， 1 9 9 5 ， 9 2 ( 4 ) ： 3 4 3 3 5 4 【 1 0 HAR A J I M H， S AL L OU KH K A E f f e c t o f fi b e r s o n d e v e l o p me n t s p l i c e s t r e n g t h o f r e i n f o r c i n g b a r s i n T e n s i o n J AC I Ma t e r i a l s J o u r n a l ， 1 9 9 7 ， 9 4 ( 4 ) ： 3 1 7 3 2 4 f 1 l l B I L A S H， HAR AJ I M H， GHA I DA J E f f e c t o f fi b e r r e i n f o r c e me n t o n b o n d s t r e n g t h o f t e n s i o n l a p s p l i c e s i n h i g h s t r e n gth c o n c r e t e J A C I M a t e r i a l S t r u c t u a l ， 2 0 0 1 ， 9 8 ( 5 ) ： 3 1 7 3 2 4 【 1 2 】 K RS T U L 0V I C O P AR A N， WAT S O N K A， L AF A VE J M E f f e c t o f i n c r e a s e d t e n s i l e s t r e n g t h a n d t o u g h n e s s O ff r e i n f o r c i n g- ba r b o n d b e h a v i o r J I _ C e me n t C o n c r e t e C o mp o s i t e s ， 1 9 9 4， 1 6( 2 )： 1 2 9 1 41 ( 1 3 C A TF AN E O S Ul t r a h i g h - p e rf o r ma n c e c o n c r e t e ： c o n s t i t u t i v e b e h a v i o r a n d s t r u c t u r a l a p p l i c a t i o n s D I t a l y： P o l i t e c n i c o d i Mi l a n o ， 2 O 00 1 4 C A T T A N E O S ， R O S A T I G B o n d a n d s p l i t t i n g i n h i g h p e r f o r m a n c e fi b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e A L y o n ： P r o c e e d i n g s o f F i ft h R I L EM S y m p o s i u m o n F i b e r R e i nf o r c e d C o n c r e t e s ( R C ) ， 2 0 0 0 【 1 5 EZ E L DI N A S， B AL AG URU P N C h ara c t e r i z a t i o n o f b o n d b e t w e e n f i be r c o n c r e t e a n d r e i nfo r c i n g bars us i n g n o nl i ne a r fin i t e e l e me n t a n al y s i s J C o m p u t e r s S t r u c t u r e s ， 1 9 9 0 ， 3 7 ( 4 ) ： 5 6 9 5 8 4 1 6 同 万良， 周士琼， 李益进， 等 水胶比、 超细粉煤灰掺量对高性能 混凝土钢筋握裹力的影响 J J 混凝土与水泥制品 ， 2 0 0 3 ( 2 ) ： 1 6 1 8 【 1 7 】 彭华群， 夏军武， 蒋龙， 等 矿渣微粉混凝土与钢筋黏结性能研 究 j 1 混凝土与水泥制品， 2 0 0 6 ( 5 ) ： 9 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 【 1 8 欧阳东 稻壳灰对高强超高强混凝土钢筋黏结强度的影0 8 J 工 业建筑 ， 2 0 0 3 ， 3 3 ( 1 1 ) ： 4 6 4 8 【 1 9 D OUG C， J ER RY S ， J AS ON V S t r u c t u r a l a p p l i c a t i o n o f 1 0 0 p e r - c e n t fl y a s h c o n c r e t e A 2 0 0 5 w o r l d o f C o a l A s h ， Ap ri l 1 1 - 1 5 ， 2 0 0 5， L e x i n g t o n， Ke n t u c k y US A： 1 -1 9 【 2 0 1 MAHDI A， WO L F E M H， VO L Z J S A c o mp a r a t i v e s t u d y o f t h e b o n d s t r e n gth o f r e i n f o r c i n g s t e e l i n h i g h v o l u me f l y a s h c o n c r e t e a n d c o n v e n t i o n a l c o n c r e t e J C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g Ma t e r i als ， 2 01 3， 40： 91 9 92 4 【 2 1 D I RK W ， KL AU S H_ S o me a s p e c t s a b o u t t h e b o n d o f r e i n f o r c e me n t i n u l t r a h i g h s t r e n g t h c o n