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鋼筋與混凝土之間的粘結強度高的因素很多

時間:2020-08-27 17:02 作者:admin
從事混凝土行業的人們可能會想到混凝土和鋼筋之間的相互作用。就像永遠不會死的秘密特工一樣,混凝土增強的粘結力確保您的預制產品經久耐用?;炷辆哂袃灝惖目箟簭姸?,但缺乏抗拉強度。添加鋼筋可形成可應對壓應力和拉應力的復合結構。但是,僅在必要的位置加上必要的加強并不能保證結構上的適當性。增強材料還必須粘附到混凝土上,以處理和抵抗壓縮力和拉力。
 
鋼筋是傳統的鋼筋類型,具有出色的高抗拉屈服性能,延展性和彈性模量,可補充混凝土的特性。為了在需要時提供更高的耐用性,黑色鋼筋經過了鍍鋅或環氧涂層處理。特種不銹鋼和新型耐腐蝕鋼也很容易獲得。此外,還可以使用玻璃纖維增??強聚合物制成的非金屬增強鋼筋替代品。通過所有這些選擇,必須理解的一個關鍵設計屬性是粘結強度,這一概念已通過學術研究,中國混凝土研究所的努力進行了徹底研究和量化。
 
影響的因素
加強粘合是通過粘合,摩擦和機械手段發展起來的。粘合力提供的粘合最少,主要是由混凝土漿和鋼筋之間的化學相互作用產生的。摩擦結合是鋼筋和混凝土表面壓在其上而產生的阻力。這是用于平滑鋼筋加固的主要粘結機制。當鋼筋內的凸起或變形產生鋼筋與混凝土的物理互鎖時,就會發生機械結合。
 
為了正確放置鋼筋,可使用方程式計算嵌入的最小長度以防止打滑。這稱為開發長度。一些關鍵變量與影響粘結強度的那些關鍵變量相同,包括鋼筋尺寸,混凝土抗壓強度和抗拉強度,混凝土覆蓋層,骨料類型,鋼筋間距和涂層(如果使用)。
 
另外,像顯影長度一樣,粘結強度與鋼筋接頭所需的長度直接相關。加固接頭的設計要求或搭接長度已通過廣泛的粘結研究和測試得到了發展。
 
為了確保存在粘結設計假設,并且相應的展開和拼接長度足夠,預制件需要采用優質的生產實踐來實現最佳的增強粘結。
 
混凝土性能
始終如一地生產高質量的混凝土對于抗壓強度和耐用性很重要,并且直接關系到增強粘結。
 
研究表明,包括堅硬骨料(如花崗巖或玄武巖)的混凝土混合料比與較軟的石頭(如石灰石)的混合料具有更好的粘結強度。與普通重量混凝土相比,許多輕質骨料混凝土混合物的粘結強度降低。
 
另外,水灰比高的混凝土的粘結能力降低。高含水量導致的高坍落度混合料可能導致混凝土漿從增強鋼中沉降下來,并使空隙中充滿滲出水。這減少了所有三種結合機制。然而,對于由減水劑生產的高坍落度混凝土,這尚未被證明是問題。仍然,預制者必須意識到,如果自結實的混凝土混合物阻礙了預期的強度增加,那么這將影響粘結強度的發展速度。
 
當使用SCC以外的混凝土混合物時,正確的固結做法對于確保最佳粘結至關重要。內部或外部振動將清除殘留的空氣和相關的空隙。良好的固結做法也將使增強材料周圍的混合物密實,從而改善摩擦和機械粘合。
 
鋼筋的作用
出于多種原因,正確的鋼筋放置至關重要,包括混凝土粘結。例如,如果鋼筋的放置小于設計覆蓋層,則微裂紋會導致宏觀裂紋并導致粘結力損失。還會發生鋼腐蝕和剝落。
 
在干法生產過程中,正確的鋼筋籠制造對于實現最佳粘結至關重要。如果使用間隔夾來提供適當的覆蓋,但是保持架的尺寸不正確并且被迫進入模板,則會對它施加壓力。與濕澆法生產不同,在濕澆法生產中,混凝土在脫模之前先固化并硬化,而塑料干澆鑄混合料的立即脫模使受壓的保持架彈回原來的位置。這可能導致混凝土截面脫落或在鋼周圍產生過多的空隙,從而大大減少了任何預期的摩擦結合。
 
鋼筋
幾十年前,鋼筋上的任何鐵銹都被認為是有害的,已被清除。但是,現在已經知道輕微的表面銹蝕對增強鋼的粘結特性沒有不利影響。在某些情況下,較小的表面銹蝕會改善摩擦結合
 
特征。但是,基本限制仍然適用。例如,不應使用顯示比例或點蝕的鋼筋。盡管鋼筋可以存放在室外,但是最佳管理實踐表明,應將鋼筋放在沒有地面接觸的墊板上,并存放在沒有積水的區域。
 
預制件在用環氧涂層的鋼筋代替裸碳鋼時必須小心,因為在某些情況下可能不合適。加固文件照片。
 
耐腐蝕增強
在某些情況下,預制工廠對置于惡劣或極端環境中的混凝土結構使用抗腐蝕的鋼筋。大多數耐腐蝕的替代品是具有保護性環氧涂層的金屬基或碳鋼,但是對玻璃纖維增??強的聚合物棒的需求正在增長。但是,在包括任何耐腐蝕的增強材料之前,必須仔細研究設計特征。
 
環氧樹脂涂層的鋼筋通常用于預制結構中但是,變形鋼筋的環氧涂層減少了摩擦,從而減少了與混凝土的粘結強度。另外,較厚的涂層比較薄的涂層具有更少的粘結性,這可能歸因于該涂層填充了鋼筋變形幾何形狀并減少了機械互鎖。當前,在計算使用環氧涂層增強材料的顯影長度時,設計規范會應用其他乘數因子。預制商必須意識到這些差異,并且在某些情況下,如果不進行顯影長度的調整,用環氧涂層的鋼筋直接替代裸碳鋼可能是不合適的。
 
耐腐蝕金屬鋼筋的類型包括不銹鋼,低碳,高強度鉻鋼產品,鍍鋅的鍍鋅鋼筋和雙涂層的鋼筋。所有這些產品都已經或已經按照ASTMA9進行了粘合強度測試。結果各不相同,但總的來說,耐腐蝕材料的結合強度在傳統碳素鋼筋可接受值的9%以內。當使用CR加固時,預制工需要仔細檢查生產圖紙,以確定是否需要任何獨特的顯影長度或拼接重疊。此外,預制廠還需要調查是否可以用CR鋼筋代替標準碳素鋼螺紋鋼。
 
纖維增強的聚合物棒具有許多有益的特性–主要是高抗拉強度,耐腐蝕性以及在對電流敏感的環境中使用的能力。但是,在接受一般設計之前,還需要解決許多其他材料屬性。研究中的一個問題是適當的粘結強度,由于各種可用的FRP以及其表面比鋼還軟,事實證明很難確定該強度。
 
如果使用FRP鋼筋澆鑄結構,請密切注意制造商的建議和制造細節。如果允許將一個FRP制造商的鋼筋替換為另一個,請確保它們等于原始設計預期。
 
纖維增強
盡管纖維增強混凝土中實際的鋼纖維很小,但粘結強度和展開長度仍然很重要。為了獲得粘結強度,有許多特殊的鉤子或螺旋形狀,表面粗糙度或化學粘結的專有配置。
 
根據UHPC中包含的離散鋼纖維增強材料使混凝土能夠保持拉伸能力,而不會破壞水泥基體?;w和纖維性能的結合可以減少鋼筋的發展長度,從而為重新設計某些結構系統(例如預制橋元件之間的現場澆鑄連接)提供了潛力。
 
研究發現,UHPC中變形鋼筋的粘結性能在許多方面與傳統混凝土不同。通常,UHPC中的鋼筋開發長度可以大大減少。
 
與UHPC結合使用的纖維可以大大提高粘結強度,從而降低了開發長度要求并降低了加固拼接要求,從而導致了更多的結構預制橋構件連接。
 
成型油
像銹一樣,油對鋼筋的有害作用問題現在也成為研究的主題。
 
ACI結構混凝土規范中第...節中的當前規范規定為不允許模板脫模劑與鋼筋接觸。加固《預制混凝土廠質量控制手冊》第..節還指出:要嵌入混凝土中的鋼筋和其他物品應不含脫模劑。
 
但是,最近的研究對這種直觀的思想流派和當前的代碼語言產生了懷疑。在其他數據驗證結果之前,應從增強元件上去除機油,尤其是在環氧涂層和光滑的FRP筋上。
 
特別加固
堅固,耐用,安全和有彈性的預制混凝土結構的設計和生產需要大量的研究和工程。下次您上電影看最新的驚悚片時,請注意還有另一種綁定可確保您的安全。

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