冻融混凝土中钢筋粘结应力分布的试验研究

2019-05-29王文博

中小企业管理与科技·下旬刊 2019年2期

王文博

【摘要】钢筋与再生混凝土间具备可靠的粘结性能是保证二者协同工作的基础，粘结破坏将直接影响结构整体的安全性。而冻融破坏广泛存在于我国三北地区的桥梁、道路、水工等各类结构中，冻融环境下钢筋与再生混凝土的粘结性能是决定再生混凝土能否应用于冻融环境中的关键问题之一。

【Abstract】The reliable bond property between the steel bar and the recycled concrete is the foundation for ensuring their cooperative work， and the bond failure will directly affect the safety of the whole structure. The freeze-thaw damage is widely existed in the bridges， roads and hydraulic structures in the northwest， north， and northeast China， and the bonding property of the steel bar and the recycled concrete under the freeze-thaw environment is one of the key problems in determining whether the recycled concrete can be applied to the freeze-thaw environment.

【关键词】冻融循环；钢筋与再生混凝土；粘结性能；重复荷载

【Keywords】 freeze-thaw cycle； steel bar and recycled concrete； bond performance； repeated load

【中图分类号】TU398+.9 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）02-0133-02

1 试验目的

变形钢筋的粘结锚固性能主要与钢筋周围混凝土受力状态有关，粘结锚固作用在握裹层混凝土中引起的應力状态是十分复杂的，所以通常主要从钢筋入手，将其简化为一维问题来考虑。粘结应力τ实际上是指钢筋与混凝土接触面上的剪应力，无法直接量测，但可以通过钢筋应力导出，钢筋受力后，由于钢筋周围混凝土的作用，使钢筋应力发生变化，而钢筋所受拉力的变化率就是粘结力的大小。

2 试件制作及冻融循环试验

采取在钢筋内开槽、贴应变片的方法来测量经冻融循环后钢筋应变沿锚固长度的变化，进而探讨冻融混凝土粘结应力分布。为了避免应变片在冻融循环过程中被冻环，本试验采用先冻融后贴应变片的方法。具体操作方法如下：内贴片试验所用试件尺寸为100mm×100mm×160mm，在试件制作时将每个试件分两部分浇筑，养护28天后把试件放入冻融试验机进行冻融循环试验，冻融循环200次后，取出试件，在试件中预埋钢筋的凹槽内贴应变片，然后再将两部分试块用REPOW注入式建筑植筋胶粘合为整体，做拉拔试验，为了防止试件的劈裂破坏，试件外部用玻璃纤维缠绕。冻融前试件如图1所示。

钢筋凹槽由铣床精密加工。凹槽尺寸为2mm×4mm（合拢后为4mm×4mm）。槽内贴2mm×3mm应变片，每40mm贴一片，上下交错布置，合拢后应变片间距为20mm。用502胶水贴片，应变片用漆包线做导线从钢筋内自由端引出，再用环氧树脂灌满整个凹槽。合拢前的试件如图2所示。

3 加载方案及量测内容

本试验所采用加载装置和加载方案与拉拔试验相同。

本试验主要量测内容如下：与各级荷载值相应的钢筋各点的应变值；钢筋粘结破坏时的最大荷载值。

钢筋应变的量测：通过应变片引出的漆包线与静态应变箱相连，应用计算机采集各点在各级荷载下的应变值。

4 试验现象及结果分析

4.1 试验现象

由于试件周围用玻璃纤维缠绕，增强了试件抗劈裂破坏的能力，所以全部试件都发生钢筋拔出破坏。

4.2 量测结果分析

图3，4分别为试件在各级荷载下钢筋应力σs、粘结应力τ沿锚长的分布曲线。

由图3可以看出：加载端钢筋应力最大，随着锚固长度的增加钢筋应力逐渐减小，至自由端钢筋应力减小为零，加载端和自由端钢筋应力分布较平缓，而中间区段应力分布较陡。

由图4可以看出：在加载初期，加载端附近粘结应力较大，沿锚固长度逐渐降低，达自由端为零。随着荷载的增加，应力图形逐渐丰满，应力峰值有逐渐向自由端移动的趋势。