混凝土无机胶植筋拉拔试验研究

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[摘要] 本文对混凝土无机胶植筋拉拔试验，对植筋深度、钢筋直径及复合砂浆强度对植筋极限拉拔力的影响进行了分析。

[关键词]; 混凝土；无机胶；植筋;拉拔试验;

Abstract: in this paper, the concrete inorganic adhesive pull-out test, impact on the depth of embedded steel bars, bar diameter and the composite mortar strength of anchorage ultimate pullout force are analyzed.

Keywords: concrete; rebar; pull-out test of inorganic glue;

中图分类号：TB302文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1 试验设计

1．1试验材料

试验采用复合砂浆基材。按复合砂浆强度共浇筑三个基材复合砂浆试件,尺寸为1 100@800@300(厚),设计强度分别为M30,M40,M50。实测复合砂浆强度分别为3117,3812,5012MPa。钢筋采用HRB400级螺纹

钢,钢筋直径分别为6,8mm。植筋胶为WJ无机植筋胶,其主要性能:用水量20%~30%,抗渗性>P12,抗冻性>F300,抗疲劳性为200万次不破坏。为研究钢筋直径、钢筋锚固深度和复合砂浆强度对植筋极限承载力的影响,按复合砂浆强度M30,M40,M50分为3大组,每组对钢筋直径和植入深度这二个因素进行两两组合,钢筋的植入深度分别为5d,10d,15d,20d(d为钢筋直径)。具体试验设计参数和植筋数量见表1。复合砂浆基材上植筋位置示意图如图1。

图1 植筋钻孔布置图

1．2加载装置

试验采用北京煤炭科学研究总院研制的数字压力表YS-1型拉拔仪,拉拔仪测量精度为011kN,拉拔仪可以做垂直向上和水平方向加荷。拉拔加荷过程中保持仪器的平稳,均匀加荷,同时观察仪表读数,至试件破坏时读取极限拉拔力F。

2 试验结果

2．1植筋拉拔试验破坏形态

试验共植筋60根,从破坏结果和特征来看,破坏形态大致分为三种:钢筋与植筋胶粘结破坏、植筋胶与复合砂浆粘结破坏以及钢筋拉断破坏。这三种破坏形态有不同程度的复合砂浆锥形破坏。

⑴钢筋与植筋胶粘结破坏。钢筋与植筋胶的粘结破坏,即光筋拔出,是试验中出现最多的破坏形式,应跟试验都是小直径钢筋有关。由于钢筋直径较小,相对直径较大的钢筋来说,复合砂浆约束能力增强,由植筋胶传递过来的径向分力不足以导致混凝土出现开裂。随着拉拔力的增长,植筋胶与钢筋之间的粘结应力不断加大,植筋胶与钢筋之间的粘结面积有限,最后导致钢筋与植筋胶粘结破坏,如图2(a)。

⑵植筋胶与复合砂浆粘结破坏。植筋胶与混凝土粘结破坏,即胶棒拔出,植筋胶包裹着钢筋一起被拔出。试验中只有2根钢筋出现这种破坏形态,如图2(b)。该破坏形态一般是由植筋胶本身缺乏足够的粘结强度,或植筋施工过程中钢筋除锈、除污不彻底,以及没有按照要求进行除尘清孔、植筋孔未能充分排气引起的。

⑶钢筋拉断破坏。当锚固长度足够大时,发生钢筋拉断破坏,见图2(c)。这种破坏形态在试验中出现得也较多。

2．2植筋拉拔试验结果

3植筋深度、钢筋直径及复合砂浆强度对植筋极限拉拔力的影响分析

图3给出了在M30,M40,M50复合砂浆基材上直径为6,8mm的钢筋植筋深度对极限拉拔力的影响曲线。从各图曲线趋势均可看出,极限拉拔力都是随着植筋深度的加大而增大,但从斜率来看,增长程度是随着植筋深度的加大而减小的。也就是说随着植筋深度的增加,拉拔力提高的幅度并没有提高,从图中可看出，植筋深度超过15d后,极限拉拔力提高得很少。这就说明存在极限锚固深度,达到这个深度后,再加大深度对提高承载力也没有作用。从图中还可看出,极限拉拔力也随砂浆强度的增加而增加,但是增长幅度都很有限,相比之下,复合砂浆强度对直径为8mm的钢筋极限拉拔力的影响要比直径为6mm的钢筋的更大一些。而且,也是在植筋深度达到15d后,复合砂浆强度的影响变得很小,可以看到,当深度达到20d时,3个点几乎重合了,也就是说复合砂浆强度的提高对提高极限拉拔力几乎没有起到作用。所以,复合砂浆强度的提高对于极限承载力的提高作用也只在一个植筋深度范围内,通过提高复合砂浆强度来增加植筋极限承载力是不经济的。

参考文献

[1] GB50367)2006混凝土结构加固技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2] J130)2001型钢混凝土组合结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3] J407)2005混凝土结构后锚固技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.