齊梓丞 閆肖武 林文祥

(淮海工學(xué)院土木與港海工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005)

0 引言

預(yù)制裝配式建筑具有工業(yè)化水平高、建筑垃圾少、保護環(huán)境、節(jié)能減排等優(yōu)點，近年來在我國得到大量的推廣和應(yīng)用，已經(jīng)成為建筑發(fā)展的一個重大方向。也是科研領(lǐng)域一個非?；钴S的領(lǐng)域，較多的專家學(xué)者做了大量的研究[1-4]。預(yù)制混凝土構(gòu)件之間的鋼筋連接技術(shù)是裝配式結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，也是形成各種裝配式結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)。不同預(yù)制構(gòu)件之間的鋼筋連接目前主要采用的方式是：鋼筋灌漿套筒連接[5]。

鋼筋套筒灌漿連接(rebar splicing by grout-filled coupling sleeve),是指在預(yù)制混凝土構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋的金屬套筒中插入鋼筋并灌注水泥基灌漿料而實現(xiàn)的鋼筋連接方式，如圖1所示。套筒常采用鑄造工藝或者機械加工工藝制造，而灌漿料是以水泥為基本材料，配以細(xì)骨料、少量外加劑和其他材料組成的干混料，加水?dāng)嚢韬缶哂辛鲃佣却蟆⒃鐝?、高強、微膨脹等性能。連接機理是：將表面帶肋的鋼筋插入套筒，套筒內(nèi)壁有凹槽或者凸肋，向套筒內(nèi)灌注這種微膨脹的水泥基灌漿料，充滿套筒與鋼筋之間的間隙。一段時間后，灌漿料硬化與鋼筋的橫肋和套筒內(nèi)壁凹槽或凸肋緊密結(jié)合，通過粘結(jié)力和摩擦力即可實現(xiàn)兩根鋼筋連接后所受外力的有效傳遞。

水料比(水和灌漿料的比值)是影響灌漿料強度和性能的主要因素，也直接影響灌漿套筒這種連接方式的效果，因此對水料比的研究是很有必要的，找出水料比的變化對灌漿料和灌漿套筒的影響規(guī)律，希望能對水料比的選擇做出有益的參考。

1 試驗方案和參數(shù)設(shè)計

市場購買一種灌漿料，廠家推薦的水料比0.12，即1 000 g的灌漿料加水120 mL，本文設(shè)計水料比0.11,0.12,0.13,0.14,0.15,0.16，采用規(guī)程推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法，分批制作了18組試件(每組3塊)，尺寸40 mm×40 mm×160 mm(見圖2)，另外制作了6個鋼筋套筒灌漿連接試件，均按標(biāo)準(zhǔn)要求養(yǎng)護。分別進行灌漿料流動度測試、抗壓強度試驗、套筒連接件的單向拉伸承載力試驗。

2 試驗內(nèi)容和結(jié)論

2.1 流動度測試

流動度測試見圖3。

流動度是測定拌合料流動性的一個重要指標(biāo)，流動度小，拌合料不容易往套筒內(nèi)注漿，且不飽滿，影響拌合料的強度；流動度太大，保水性不好，容易泌水，影響拌合料的凝結(jié)。規(guī)程規(guī)定高強灌漿料的初始流動度和30 min流動度分別不低于300 mm和280 mm(見表1)。

表1 流動度測試結(jié)果

表1中可以看出，所有試塊的流動度均符合規(guī)范要求。但很明顯的看出來隨著水料比減小，流動度有降低趨勢，尤其水料比為0.1時，流動度在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)附近；但隨著水料比的增加，流動度增大，但攪拌后的灌漿料仍然比較均勻，未出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。這也能滿足實際工程中的誤差要求，以防操作工人動作粗放。

2.2 拌合料試塊抗壓強度試驗

強度指標(biāo)是灌漿料最重要的力學(xué)性能指標(biāo)，直接影響套筒連接方式的成敗。強度低說明不足以起到連接鋼筋的效果。我們分別將按標(biāo)準(zhǔn)要求養(yǎng)護的試件在萬能實驗壓力機上做了抗折強度和1 d，3 d，28 d的抗壓強度(見圖4，圖5)，結(jié)果均滿足規(guī)范要求，試驗結(jié)果見表2。從表2中可以看出，所有構(gòu)件的1 d強度,3 d強度,28 d強度值均符合規(guī)范的最低要求，說明水料比只要變化不劇烈，對硬度的影響不是非常大。但表中也能看出比較明顯的變化規(guī)律，即隨著水料比的增大，強度還是呈下降趨勢。說明用料的降低，對強度還是有減小的影響。

表2 強度測試

代號抗壓強度水料比代號水料比抗壓強度規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)J-01-150.62J-01-279.82J-01-3114.500.10N-02-1N-02-2N-02-30.1150.221 d強度大于35 MPa75.263 d強度大于60 MPa112.2628 d強度大于85 MPaJ-03-1J-03-2J-03-3J-05-1J-05-2J-05-348.6873.32104.3845.3670.3298.420.120.14N-04-1N-04-2N-04-3N-06-1N-06-2N-06-30.130.1542.0870.88105.3240.3662.3495.76

2.3 鋼筋套筒灌漿連接件的拉伸試驗

考慮到構(gòu)件制作的定位和精細(xì)程度，自制了簡易臺座，事先將鋼筋穿插進套筒內(nèi)，固定在木樁上，用鐵釘、鐵絲等把套筒、鋼筋等均初步固定，然后精細(xì)調(diào)整，如圖6所示。共制作了套筒的灌漿連接試件共6根。本次拉伸試驗，在萬能試驗機上完成，通過對比灌漿套筒連接試件和同直徑的鋼筋母材的抗拉強度，來驗證灌漿套筒連接方式的合理性。試驗結(jié)果見表3。

表3 灌漿套筒連接件的強度測試結(jié)果

從表3中可以得出以下重要結(jié)論：

1)所有按正常規(guī)定完成的試件，最后破壞都是因為鋼筋被拉斷(見圖7)，套筒沒有損壞，也沒有鋼筋從套筒內(nèi)被拉出來破壞的。這證明套筒質(zhì)量沒有問題，灌漿料的強度也是足夠的。

2)從水料比變化上看，因為水料比的降低影響了灌漿料的強度，從連接件最終破壞的承載力和極限強度上看，水料比的降低也使得連接件破壞的承載力和極限強度是降低的。

3 結(jié)語

1)試驗結(jié)果表明：水料比的減小，會導(dǎo)致灌漿料流動度減小，強度略有增大，水料比的增大，會導(dǎo)致灌漿料流動度增大，強度略有減小，因此水料比應(yīng)有一個合理的范圍。同時也能滿足施工時的誤差行為。

2)在水料比合理范圍內(nèi)，最后灌漿套筒連接件破壞的結(jié)果都是始于鋼筋拉斷。連接處的強度不低于鋼筋的強度，證明套筒灌漿連接鋼筋這種方式是可行的。但隨著水料比的增大，連接件的承載力有下降的趨勢。

3)建議水料比給定一個合理范圍，而不是給定某一個固定值。

本文研究系大學(xué)生的創(chuàng)新實踐項目，也是指導(dǎo)教師的科研項目的一個小的組成部分，感謝指導(dǎo)教師給予的悉心幫助和指導(dǎo)，也感謝學(xué)校的資助。