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WGL-1混凝土與鋼筋握裹力 操作使用

閱讀：1026        發(fā)布時(shí)間：2017-3-29

 混凝土與鋼筋握裹力強(qiáng)度試驗(yàn)方法

    混凝土的握裹強(qiáng)度是表示混凝土抵抗鋼筋滑移能力的物理量，以它的滑移力除以握裹面積來表示（Mpa），一般情況下，握裹強(qiáng)度是指沿鋼筋與混凝土接觸面上的剪應(yīng)力，亦即是粘結(jié)應(yīng)力。實(shí)際上，鋼筋周圍混凝土的應(yīng)力及變形狀態(tài)比較復(fù)雜，握裹力使鋼筋應(yīng)力隨著鋼筋握裹長(zhǎng)度而變化，所以，握裹強(qiáng)度隨著鋼筋種類，外觀形狀以及在混凝土中的埋設(shè)位置，方向的不同而變化，也與混凝土自身強(qiáng)度有關(guān)，即混凝土抗壓強(qiáng)度越高，握裹強(qiáng)度越大，但兩者不是直線關(guān)系。

     握裹力是指鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，粘結(jié)力由以下三部分組成：

⑴混凝土在凝結(jié)硬化時(shí)的收縮，產(chǎn)生較大的摩擦力。

⑵鋼筋與混凝土界面上產(chǎn)生的膠結(jié)力；

⑶鋼筋表面的凸、凹形態(tài)（各種變形鋼筋）而產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。上述三種力量，以機(jī)械咬合力較大，這也是制造變形鋼筋理論基礎(chǔ)。

    一、目的和適用范圍：

   相對(duì)比較不同混凝土與相同鋼筋間握裹力的大小。

     二、基本原理：

   本試驗(yàn)用拔出法進(jìn)行，鋼筋在拔出過程中，握裹應(yīng)力的分布如圖1所示，設(shè)鋼筋截面周長(zhǎng)為L(zhǎng)，鋼筋埋入深度為a，荷重為p，混凝土與鋼筋之間單位面積上的握裹力系假定為均勻分布，并按下式計(jì)算：

         rn=p/L·a

   當(dāng)用螺紋鋼筋時(shí)，截面周長(zhǎng)按外徑計(jì)算。

   螺紋鋼筋與混凝土的拔出試驗(yàn)，在試驗(yàn)時(shí)，拔出混凝土是先縱向開裂，或鋼筋先達(dá)到屈服，故得不到極限握裹強(qiáng)度。本試驗(yàn)選取鋼筋與混凝土在自由 端相對(duì)滑動(dòng)0.01mm，0.05mm及0.10mm時(shí)相對(duì)的幾個(gè)握裹力的平均值作為握裹強(qiáng)度。至于光圓鋼筋與混凝土，則往往是鋼筋從混凝土中拔出，這中情況下，可以測(cè)得極限握裹強(qiáng)度。

    三、試驗(yàn)設(shè)備

   ⑴ 邊長(zhǎng)150mm立方體金屬試模：試模應(yīng)能埋設(shè)一水平鋼筋，水平鋼筋軸線距離模板7.5cm。埋入的一端恰好嵌入模壁，予以固定，以防下沉。另一端由模壁伸出，作為加力之用。

     試模裝置如圖所示。

    ⑵混凝土試件夾頭，試件夾頭系兩塊厚度為30mm的長(zhǎng)方體鋼板（250mm×150mm），用四根直徑約18mm的鋼桿相連。下端鋼板中央開有直徑為40mm的圓孔，供試件中的鋼筋穿入。上端鋼板附有直徑為25mm的拉桿，拉桿下端套入鋼板并成球面相接，上端供機(jī)夾持。另附150mm×150mm×10mm鋼墊板一塊，中心開有直徑為40mm的圓孔，墊于試件下端與夾頭的下端鋼板之間。如圖

 

 ⑶千分表：0.001mm；

 ⑷量表固定架：金屬制成，橫跨試件表面，并可用止動(dòng)螺絲固定在試件上，上部中央有孔，可夾持千分表，使之直立，量桿朝下。

 ⑸試驗(yàn)機(jī)：示值得相對(duì)誤差和量程與立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)壓力試驗(yàn)機(jī)有關(guān)規(guī)定相同。

    四、試驗(yàn)步驟：

   ⑴試驗(yàn)用螺紋鋼筋，性能應(yīng)符合《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用熱軋鋼筋》（GB1499-91）的規(guī)定，其計(jì)算直徑為20mm（內(nèi)徑18mm，外徑22mm）。為了具有足夠的長(zhǎng)度可供機(jī)夾持和裝置量表，一般長(zhǎng)度可取500mm。鋼筋的尺寸、形狀和螺紋均應(yīng)相同，成型前，鋼筋應(yīng)用鋼絲刷刷凈，并用丙酮擦拭，不得有鋼屑和油污存在。鋼筋的自由端頂面應(yīng)光滑平整，并與試模預(yù)留凹洞吻合。在確有必要時(shí)，也可改用直徑20mm的光圓鋼筋。

     注：螺紋鋼筋的計(jì)算直徑相當(dāng)于橫截面積相等的光圓鋼筋直徑。

    ⑵混凝土的拌和應(yīng)按立方體握裹力試驗(yàn)的規(guī)定執(zhí)行。每一試驗(yàn)齡期制作6個(gè)試件。

    安裝鋼筋時(shí)，自由端應(yīng)嵌入模壁，穿鋼筋的模壁孔應(yīng)用橡皮圈和固定圈填塞，以固定鋼筋并使密不漏水，如圖；

   ⑶混凝土的成型及養(yǎng)護(hù)除應(yīng)按本書的規(guī)定執(zhí)行外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

   a、混凝土骨料zui大粒徑不應(yīng)超過40mm；

  b、對(duì)于干稠的混凝土，應(yīng)采用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)，試樣仍應(yīng)分兩層裝入；

   c、試件成型后直至試驗(yàn)齡期，不得碰動(dòng)鋼筋。拆模時(shí)間宜延長(zhǎng)至兩晝夜，拆模時(shí)，應(yīng)先取下橡皮圈和固定圈，再將套在鋼筋上的試模壁小心取下。

   d、試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，以免試件的溫度和濕度發(fā)生顯著變化。

   e、試驗(yàn)時(shí)，先將試件擦拭干凈，檢查外觀，試件不得有明顯缺損或鋼筋松動(dòng)，歪斜。

   f、將試件套上中心有洞孔的墊板，然后裝入已安裝在機(jī)上的試驗(yàn)夾頭中，使機(jī)的下夾頭將試件的鋼筋?yuàn)A牢。

   g、在試件上安裝量表固定架，并裝上千分表，使千分表?xiàng)U垂直朝下，與略伸出混凝土試件表面積的鋼筋頂面相接觸。

  h、加荷前，應(yīng)檢查千分表量桿與鋼筋頂面接觸是否良好，千分表是否靈活，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

  i、記下千分表的初始讀數(shù)后，即開動(dòng)機(jī)，以不超過400N/a的加荷速度拉拔鋼筋。每加一定荷重（1000-5000N），記錄相應(yīng)的千分表讀數(shù)。

   j、到達(dá)下列任一種情況時(shí)，應(yīng)停止加荷：

   ①鋼筋到達(dá)屈服點(diǎn)；

    ②混凝土發(fā)生破裂；

    ③鋼筋以從混凝土中拔出；

  五、試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果：

  ⑴將各級(jí)荷重下的千分表讀數(shù)減去初始讀數(shù)，即得該級(jí)荷重下的滑動(dòng)變形。

   ⑵當(dāng)采用螺紋鋼筋時(shí)，以六個(gè)試件滑動(dòng)變形的算術(shù)平均值繪出荷重滑動(dòng)變形關(guān)系曲線，以荷重為縱坐標(biāo)，以滑動(dòng)變形為橫坐標(biāo)。取滑動(dòng)變形0.01、0.05及0.10mm，在曲線上查出相應(yīng)的荷重，此三級(jí)荷重的算術(shù)平均值，除以鋼筋埋入混凝土中的表面積（π×外徑×長(zhǎng)度） ，即得握裹強(qiáng)度（Mpa）。

    ⑶ 當(dāng)采用螺紋鋼筋時(shí)，可取六個(gè)試件拔出試驗(yàn)時(shí)的zui大荷重的算術(shù)平均值除以鋼筋埋入混凝土中的表面積，即得握裹強(qiáng)度（Mpa）

     注：也可繪出荷重，滑動(dòng)變形關(guān)系曲線供分析。

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