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钢筋与混凝土之间的粘结强度高的因素很多

时间:2020-08-27 17:02 作者:admin
从事混凝土行业的人们可能会想到混凝土和钢筋之间的相互作用。就像永远不会死的秘密特工一样,混凝土增强的粘结力确保您的预制产品经久耐用。混凝土具有优异的抗压强度,但缺乏抗拉强度。添加钢筋可形成可应对压应力和拉应力的复合结构。但是,仅在必要的位置加上必要的加强并不能保证结构上的适当性。增强材料还必须粘附到混凝土上,以处理和抵抗压缩力和拉力。
 
钢筋是传统的钢筋类型,具有出色的高抗拉屈服性能,延展性和弹性模量,可补充混凝土的特性。为了在需要时提供更高的耐用性,黑色钢筋经过了镀锌或环氧涂层处理。特种不锈钢和新型耐腐蚀钢也很容易获得。此外,还可以使用玻璃纤维增​​强聚合物制成的非金属增强钢筋替代品。通过所有这些选择,必须理解的一个关键设计属性是粘结强度,这一概念已通过学术研究,中国混凝土研究所的努力进行了彻底研究和量化。
 
影响的因素
加强粘合是通过粘合,摩擦和机械手段发展起来的。粘合力提供的粘合最少,主要是由混凝土浆和钢筋之间的化学相互作用产生的。摩擦结合是钢筋和混凝土表面压在其上而产生的阻力。这是用于平滑钢筋加固的主要粘结机制。当钢筋内的凸起或变形产生钢筋与混凝土的物理互锁时,就会发生机械结合。
 
为了正确放置钢筋,可使用方程式计算嵌入的最小长度以防止打滑。这称为开发长度。一些关键变量与影响粘结强度的那些关键变量相同,包括钢筋尺寸,混凝土抗压强度和抗拉强度,混凝土覆盖层,骨料类型,钢筋间距和涂层(如果使用)。
 
另外,像显影长度一样,粘结强度与钢筋接头所需的长度直接相关。加固接头的设计要求或搭接长度已通过广泛的粘结研究和测试得到了发展。
 
为了确保存在粘结设计假设,并且相应的展开和拼接长度足够,预制件需要采用优质的生产实践来实现最佳的增强粘结。
 
混凝土性能
始终如一地生产高质量的混凝土对于抗压强度和耐用性很重要,并且直接关系到增强粘结。
 
研究表明,包括坚硬骨料(如花岗岩或玄武岩)的混凝土混合料比与较软的石头(如石灰石)的混合料具有更好的粘结强度。与普通重量混凝土相比,许多轻质骨料混凝土混合物的粘结强度降低。
 
另外,水灰比高的混凝土的粘结能力降低。高含水量导致的高坍落度混合料可能导致混凝土浆从增强钢中沉降下来,并使空隙中充满渗出水。这减少了所有三种结合机制。然而,对于由减水剂生产的高坍落度混凝土,这尚未被证明是问题。仍然,预制者必须意识到,如果自结实的混凝土混合物阻碍了预期的强度增加,那么这将影响粘结强度的发展速度。
 
当使用SCC以外的混凝土混合物时,正确的固结做法对于确保最佳粘结至关重要。内部或外部振动将清除残留的空气和相关的空隙。良好的固结做法也将使增强材料周围的混合物密实,从而改善摩擦和机械粘合。
 
钢筋的作用
出于多种原因,正确的钢筋放置至关重要,包括混凝土粘结。例如,如果钢筋的放置小于设计覆盖层,则微裂纹会导致宏观裂纹并导致粘结力损失。还会发生钢腐蚀和剥落。
 
在干法生产过程中,正确的钢筋笼制造对于实现最佳粘结至关重要。如果使用间隔夹来提供适当的覆盖,但是保持架的尺寸不正确并且被迫进入模板,则会对它施加压力。与湿浇法生产不同,在湿浇法生产中,混凝土在脱模之前先固化并硬化,而塑料干浇铸混合料的立即脱模使受压的保持架弹回原来的位置。这可能导致混凝土截面脱落或在钢周围产生过多的空隙,从而大大减少了任何预期的摩擦结合。
 
钢筋
几十年前,钢筋上的任何铁锈都被认为是有害的,已被清除。但是,现在已经知道轻微的表面锈蚀对增强钢的粘结特性没有不利影响。在某些情况下,较小的表面锈蚀会改善摩擦结合
 
特征。但是,基本限制仍然适用。例如,不应使用显示比例或点蚀的钢筋。尽管钢筋可以存放在室外,但是最佳管理实践表明,应将钢筋放在没有地面接触的垫板上,并存放在没有积水的区域。
 
预制件在用环氧涂层的钢筋代替裸碳钢时必须小心,因为在某些情况下可能不合适。加固文件照片。
 
耐腐蚀增强
在某些情况下,预制工厂对置于恶劣或极端环境中的混凝土结构使用抗腐蚀的钢筋。大多数耐腐蚀的替代品是具有保护性环氧涂层的金属基或碳钢,但是对玻璃纤维增​​强的聚合物棒的需求正在增长。但是,在包括任何耐腐蚀的增强材料之前,必须仔细研究设计特征。
 
环氧树脂涂层的钢筋通常用于预制结构中但是,变形钢筋的环氧涂层减少了摩擦,从而减少了与混凝土的粘结强度。另外,较厚的涂层比较薄的涂层具有更少的粘结性,这可能归因于该涂层填充了钢筋变形几何形状并减少了机械互锁。当前,在计算使用环氧涂层增强材料的显影长度时,设计规范会应用其他乘数因子。预制商必须意识到这些差异,并且在某些情况下,如果不进行显影长度的调整,用环氧涂层的钢筋直接替代裸碳钢可能是不合适的。
 
耐腐蚀金属钢筋的类型包括不锈钢,低碳,高强度铬钢产品,镀锌的镀锌钢筋和双涂层的钢筋。所有这些产品都已经或已经按照ASTMA9进行了粘合强度测试。结果各不相同,但总的来说,耐腐蚀材料的结合强度在传统碳素钢筋可接受值的9%以内。当使用CR加固时,预制工需要仔细检查生产图纸,以确定是否需要任何独特的显影长度或拼接重叠。此外,预制厂还需要调查是否可以用CR钢筋代替标准碳素钢螺纹钢。
 
纤维增强的聚合物棒具有许多有益的特性–主要是高抗拉强度,耐腐蚀性以及在对电流敏感的环境中使用的能力。但是,在接受一般设计之前,还需要解决许多其他材料属性。研究中的一个问题是适当的粘结强度,由于各种可用的FRP以及其表面比钢还软,事实证明很难确定该强度。
 
如果使用FRP钢筋浇铸结构,请密切注意制造商的建议和制造细节。如果允许将一个FRP制造商的钢筋替换为另一个,请确保它们等于原始设计预期。
 
纤维增强
尽管纤维增强混凝土中实际的钢纤维很小,但粘结强度和展开长度仍然很重要。为了获得粘结强度,有许多特殊的钩子或螺旋形状,表面粗糙度或化学粘结的专有配置。
 
根据UHPC中包含的离散钢纤维增强材料使混凝土能够保持拉伸能力,而不会破坏水泥基体。基体和纤维性能的结合可以减少钢筋的发展长度,从而为重新设计某些结构系统(例如预制桥元件之间的现场浇铸连接)提供了潜力。
 
研究发现,UHPC中变形钢筋的粘结性能在许多方面与传统混凝土不同。通常,UHPC中的钢筋开发长度可以大大减少。
 
与UHPC结合使用的纤维可以大大提高粘结强度,从而降低了开发长度要求并降低了加固拼接要求,从而导致了更多的结构预制桥构件连接。
 
成型油
像锈一样,油对钢筋的有害作用问题现在也成为研究的主题。
 
ACI结构混凝土规范中第...节中的当前规范规定为不允许模板脱模剂与钢筋接触。加固《预制混凝土厂质量控制手册》第..节还指出:要嵌入混凝土中的钢筋和其他物品应不含脱模剂。
 
但是,最近的研究对这种直观的思想流派和当前的代码语言产生了怀疑。在其他数据验证结果之前,应从增强元件上去除机油,尤其是在环氧涂层和光滑的FRP筋上。
 
特别加固
坚固,耐用,安全和有弹性的预制混凝土结构的设计和生产需要大量的研究和工程。下次您上电影看最新的惊悚片时,请注意还有另一种绑定可确保您的安全。

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