鄧斌，趙洪春，伍賢翠

（重慶建工第二建設(shè)有限公司，重慶 400030）

引言

影響鋼筋混凝土握裹力的因素很多，包括混凝土的抗壓強(qiáng)度、鋼筋的直徑、鋼筋的錨固長(zhǎng)度和肋部形狀、鋼筋的銹蝕程度等等[1]。筆者通過(guò)大量調(diào)研和工作實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在特定混凝土試件上埋入鋼筋的深度越大，其握裹力也越大，因而，不管鋼筋埋入試件中有多深，只要測(cè)試出其握裹力的強(qiáng)度值，便可以確定鋼筋在與試件混凝土強(qiáng)度相同的工程構(gòu)件中的握裹力是否滿足設(shè)計(jì)的要求。

為了深入研究鋼筋握裹力的影響因素，作為拓展研究，筆者在重慶市南川工業(yè)園區(qū)某新建廠房項(xiàng)目停工復(fù)建前，進(jìn)行了鋼筋氧化皮對(duì)握裹力的影響的相關(guān)試驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)主要選取了HRB400級(jí)兩種不同直徑的鋼筋對(duì)其預(yù)埋不同的深度進(jìn)行研究，以此來(lái)了解對(duì)其握裹力的影響。

1 配合比及原材料

1.1 混凝土配合比（C30）（表1）

表1 混凝土配合比（單方用量，kg）

1.2 鋼筋

試驗(yàn)采用HRB400級(jí)帶肋鋼筋，鋼筋直徑分別為Φ16和Φ20，鋼筋具體性質(zhì)見表2和表3。

表2 鋼筋的性質(zhì)一

表3 鋼筋的性質(zhì)二

1.3 其他材料

實(shí)驗(yàn)中使用的混凝土拌合用水均為實(shí)驗(yàn)室自來(lái)水，且未經(jīng)處理；水泥為拉法基42.5R普通硅酸鹽水泥；實(shí)驗(yàn)使用機(jī)制砂、S95礦渣粉和珞璜電廠粉煤灰，使用的混凝土外加劑為科之杰的point-400型減水劑。

2 試驗(yàn)方法

2.1 最大試驗(yàn)荷載及加載方式

按照試件鋼筋的規(guī)格HRB400級(jí)Φ16和Φ20鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算出最大試驗(yàn)荷載Pmax，每級(jí)加載量為0.1Pmax[3]，然后逐級(jí)連續(xù)加載，鋼筋預(yù)埋深度分別為鋼筋直徑的7.5d、10d、15d、20d，用以考查不同預(yù)埋深度對(duì)鋼筋握裹力的影響。

2.2 終止試驗(yàn)條件

（1）達(dá)到鋼筋的屈服強(qiáng)度時(shí)，為進(jìn)一步了解混凝土對(duì)鋼筋的握裹力情況，應(yīng)繼續(xù)對(duì)試件進(jìn)行加載，直至達(dá)到鋼筋極限抗拉強(qiáng)度。

（2）鋼筋從混凝土試件中拔出。

（3）混凝土試件出現(xiàn)破壞。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

兩種鋼筋的理論公稱屈服最大荷載分別是Φ16為80.4kN、Φ20為125.7kN，實(shí)際測(cè)試最大屈服荷載是Φ20為100.5kN，Φ20為149.2kN。

3.1 預(yù)埋深度對(duì)HRB400級(jí)直徑為Φ16鋼筋握裹力的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)，隨著預(yù)埋深度的增加，鋼筋與混凝土之間的握裹力逐漸變大，達(dá)到試驗(yàn)終止的條件也發(fā)生變化。在預(yù)埋深度較小的情況下，握裹力會(huì)小于鋼筋的屈服荷載，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)膠混破壞情況，隨著預(yù)埋深度的增加，握裹力逐漸會(huì)大于鋼筋的屈服荷載，可以滿足結(jié)構(gòu)對(duì)握裹力的要求。以下各圖（圖1～圖4）為Φ16鋼筋在不同預(yù)埋深度下的荷載與變形之間的數(shù)據(jù)擬合，利用該曲線得出的在不同預(yù)埋深度下的鋼筋握裹強(qiáng)度見表4（其中，R2為曲線擬合回歸系數(shù)，下同）:

圖1 荷載與形變的關(guān)系(7.5d)

圖2 荷載與形變的關(guān)系(10d)

圖3 荷載與形變的關(guān)系(15d)

圖4 荷載與形變的關(guān)系(20d)

通過(guò)曲線計(jì)算出在形變0.01mm、0.05mm、0.10mm時(shí)的荷載，利用公式τ=計(jì)算出握裹強(qiáng)度[4]，見表4。

表4 握裹強(qiáng)度與預(yù)埋深度的關(guān)系

通過(guò)表4可以看出，隨著預(yù)埋深度的增加，鋼筋與混凝土之間的握裹強(qiáng)度逐漸變大，因此，在有效荷載內(nèi)，Φ16鋼筋與混凝土之間的握裹力是隨著預(yù)埋深度的增加而變大的，對(duì)于HRB400級(jí)Φ16的鋼筋，在有效荷載與C30混凝土中，預(yù)埋深度與握裹強(qiáng)度之間的關(guān)系大致符合曲線y=0.011x2-0.094x+3.203(R2=0.999)，其中，y為鋼筋與混凝土之間的握裹強(qiáng)度，x為預(yù)埋深度與鋼筋直徑Φ的比值。

3.2 預(yù)埋深度對(duì)HRB400級(jí)直徑為Φ20鋼筋握裹力的影響

以下各圖（圖5～圖8）為Φ20鋼筋在不同預(yù)埋深度下的荷載與變形之間的數(shù)據(jù)擬合，利用該曲線得出的在不同預(yù)埋深度下的鋼筋握裹強(qiáng)度見表5。

圖5 荷載與形變的關(guān)系(7.5d)

圖6 荷載與形變的關(guān)系(10d)

圖7 荷載與形變的關(guān)系(15d)

圖8 荷載與形變的關(guān)系(10d)

通過(guò)曲線計(jì)算出在形變0.01mm、0.05mm、0.10mm時(shí)的荷載，利用公式τ=計(jì)算出握裹強(qiáng)度見表5。

表5 握裹強(qiáng)度與預(yù)埋深度的關(guān)系

通過(guò)表5可以看出，隨著預(yù)埋深度的增加，鋼筋與混凝土之間的握裹強(qiáng)度也逐漸變大。因此，在有效荷載內(nèi)，Φ20鋼筋與混凝土之間的握裹力隨著預(yù)埋深度的增加而變大。對(duì)于HRB400級(jí)Φ20的鋼筋，在有效荷載和C30混凝土中，預(yù)埋深度與握裹強(qiáng)度之間的關(guān)系大致符合曲線y=-0.006x2+0.360x+1.753(R2=0.977)，其中，y為鋼筋與混凝土之間的握裹強(qiáng)度，x為預(yù)埋深度與鋼筋直徑Φ的比值。

4 結(jié)論

（1）在C30混凝土中，對(duì)于HRB400級(jí)直徑為16mm的鋼筋在預(yù)埋深度達(dá)到15d左右時(shí)，鋼筋握裹力大于鋼筋實(shí)際屈服荷載；直徑為20mm的鋼筋在預(yù)埋深度大于10d左右時(shí)，鋼筋握裹力大于鋼筋實(shí)際屈服荷載。

（2）在C30混凝土中，HRB400級(jí)Φ16和Φ20兩種鋼筋的握裹強(qiáng)度y與其預(yù)埋深度和直徑的比值x分別有如下近似關(guān)系式:

[1]周萬(wàn)良，周士瓊，李益進(jìn)，等.水膠比及超細(xì)粉煤灰摻量對(duì)高性能混凝土鋼筋握裹力的影響[J].混凝土，2002(11):42-44.

[2]李曉之，田穩(wěn)苓，孫文君.鋼筋植筋粘結(jié)錨固性能的拉拔試驗(yàn)研究[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，39(4):113-118.

[3]杜建輝，趙俠.氧化皮對(duì)鋼筋握裹力的影響淺探[J].廣東建材，2006(7):119-120.

[4]中華人民共和國(guó)交通部.JTJ270-98水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S].北京:人民交通出版社，2004.