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    稻殼灰對(duì)高強(qiáng)超高強(qiáng)混凝土鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的影響

    2010-05-17 00:00

      1 混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土基體強(qiáng)度的關(guān)系

      對(duì)于普通混凝土,混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土抗壓強(qiáng)度增大而增大。鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土抗壓強(qiáng)度增大增大的規(guī)律在高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土范圍內(nèi)仍然存在,并且增大的幅度無(wú)太明顯降低。一般來(lái)說(shuō),鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土抗拉強(qiáng)度大體成正比,也就是說(shuō),鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土抗壓強(qiáng)度增大而增大,而增大的幅度明顯降低。另外,過(guò)去一般認(rèn)為,光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的高值為3.5MPa,而摻有稻殼灰或硅灰的超高強(qiáng)混凝土,其光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度超過(guò)了8.0MPa,可以達(dá)到一個(gè)很高的值。

      2 稻殼灰和硅灰對(duì)混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的影響

      1)  稻殼灰和硅灰摻量是一個(gè)獨(dú)立于混凝土抗壓強(qiáng)度之外的直接影響因素。與其他力學(xué)性能不同粘結(jié)強(qiáng)度除與抗壓強(qiáng)度(或抗拉強(qiáng)度)有關(guān)外,還與摻合料密切相關(guān)。在同一強(qiáng)度下,摻有稻殼灰或硅灰的混凝土粘結(jié)強(qiáng)度顯著高于不含摻合料的混凝土?;炷劣性S多力學(xué)性能取決于抗壓或抗拉強(qiáng)度,材料方面的因素(如配比特點(diǎn)、顯微結(jié)構(gòu)等)只通過(guò)影響抗壓或抗拉強(qiáng)度對(duì)其有間接影響,而直接影響較小,但鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度例外。

      2)  可見(jiàn),稻殼灰和硅灰摻量在15%以?xún)?nèi),其摻量越大,混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度越大。當(dāng)摻量在10%~15%時(shí),混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度高達(dá)40%。稻殼灰和硅灰對(duì)混凝土鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)作用,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用。這個(gè)現(xiàn)象與界面薄弱層有關(guān)。鋼筋與混凝土基體存在界面,混凝土本身也存在水泥漿-骨料界面,這些界面水灰比大,Ca(OH)2富集且結(jié)晶取向性強(qiáng),是組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能上的“弱谷”,而稻殼灰和硅灰具有“填平”這種“弱谷”的作用,它們對(duì)混凝土基體抗壓強(qiáng)度以及混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度都有增強(qiáng)作用但由于混凝土基體抗壓強(qiáng)度只是部分受界面控制而混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度則全部受界面控制,所以稻殼灰和硅灰對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)作用很大,而對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用則相對(duì)小些。

      3)  在提高光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的方法中,摻稻殼灰或硅灰比提高基體混凝土抗壓強(qiáng)度更為有效。如不摻稻殼灰或硅灰,基體混凝土抗壓強(qiáng)度要提高約20MPa,才能提高光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度1MPa;而在混凝土中摻入10%的稻殼灰或硅灰,即可提高普通混凝土光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度1MPa,或提高超高強(qiáng)混凝土光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度2MPa。這個(gè)結(jié)果對(duì)工程實(shí)踐很有實(shí)用價(jià)值,只是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的研究與對(duì)混凝土材料的研究有些脫節(jié),新近出版的混凝土結(jié)構(gòu)教材均把混凝土強(qiáng)度列為影響鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的首要因素而沒(méi)有把稻殼灰或硅灰等摻合料列為鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素?!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2002)在構(gòu)造規(guī)定中計(jì)算受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度時(shí),也沒(méi)有考慮高硅摻合料這一極其重要的影響因素。

      3 結(jié) 論

      1)  在高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土范圍,鋼筋粘結(jié)力仍然隨混凝土抗壓強(qiáng)度的提高而提高,而且提高的幅度仍然很大,摻稻殼灰或硅灰的抗壓強(qiáng)度在100MPa以上的混凝土,其鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度約為8MPa

      2)  稻殼灰和硅灰對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用。

      3)  高硅摻合料是一個(gè)獨(dú)立于混凝土強(qiáng)度之外、對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度有重要影響的因素,摻高硅摻合料比提高基體混凝土強(qiáng)度能更有效地提高鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度。在計(jì)算鋼筋錨固長(zhǎng)度時(shí)有必要考慮這一因素。


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