吳玉龍，顧 盛，張 軍，曹 曠

（1.昆山市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，江蘇 昆山 215337；2.南京工大建設(shè)工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210009）

0 引言

鋼筋套筒灌漿連接是目前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)采用的主要連接方式，是利用內(nèi)部帶有剪力槽的套筒和注入高強(qiáng)度無收縮灌漿料將插入的受力鋼筋進(jìn)行連接。由于鋼筋套筒灌漿連接構(gòu)造復(fù)雜又屬于隱蔽工程，灌漿質(zhì)量控制難度較大［1］。

德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家依靠工人系統(tǒng)培訓(xùn)、先進(jìn)工藝和科學(xué)管理來保證施工質(zhì)量，國(guó)內(nèi)由于發(fā)展時(shí)間較短、預(yù)制構(gòu)件制作精度欠佳、現(xiàn)場(chǎng)人員培訓(xùn)不足、監(jiān)管缺位等原因頻發(fā)灌漿質(zhì)量問題。灌漿質(zhì)量問題直接導(dǎo)致裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的受力鋼筋無法有效連接，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全［2-3］。

因此，鋼筋套筒灌漿連接的灌漿飽滿度檢測(cè)及內(nèi)部缺陷的評(píng)級(jí)尤為重要。針對(duì)鋼筋套筒灌漿連接的灌漿飽滿度檢測(cè)，課題組研發(fā)的內(nèi)窺鏡法、x 射線法，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)室和工程現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證［4］，可在實(shí)際工程中推廣應(yīng)用。為了便于對(duì)套筒灌漿質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估以及為后期整治提供依據(jù)，課題組針對(duì)工程上常用的不同型號(hào)套筒，研究了不同灌漿飽滿度對(duì)連接接頭力學(xué)性能以及變形性能的影響。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 材料參數(shù)

1.1.1 鋼筋的力學(xué)性能參數(shù)

試驗(yàn)采用 HRB400E 熱軋帶肋鋼筋，包括 14 mm，25 mm 兩種直徑，實(shí)測(cè)鋼筋力學(xué)性能參數(shù)如表 1 所示。

表1 鋼筋力學(xué)性能參數(shù)

1.1.2 灌漿套筒技術(shù)參數(shù)

試驗(yàn)所用套筒為思達(dá)建茂牌半灌漿套筒，由優(yōu)質(zhì)碳素鋼加工而成，性能滿足 JG/T 398－2012《鋼筋連接用灌漿套筒》［5］要求，技術(shù)參數(shù)如表 2 所示。

表2 半灌漿套筒技術(shù)參數(shù) mm

1.1.3 灌漿料性能參數(shù)

試驗(yàn)采用與套筒相配套的灌漿料，拌合時(shí)水與灌漿料的質(zhì)量比為 0.12，灌漿料各項(xiàng)性能如表 3 所示，均滿足 JG/T 408－2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》［6］要求。

表3 灌漿料性能參數(shù)

1.2 灌漿飽滿度精確控制方法及試件制作

根據(jù)預(yù)設(shè)灌漿飽滿度換算確定半灌漿套筒內(nèi)部的灌漿飽滿區(qū)，套筒內(nèi)的其余區(qū)域?yàn)楣酀{缺陷區(qū)。封堵套筒的出漿口和灌漿口，并使用泡沫板顆粒對(duì)灌漿缺陷區(qū)進(jìn)行填充，如圖 1（a）所示。當(dāng)保溫板的表面靠近灌漿飽滿區(qū)時(shí)，換用工業(yè)橡皮泥繼續(xù)填充并將其搗實(shí)平整，期間使用鋼尺精確控制橡皮泥表面高度，直至橡皮泥表面高度與灌漿缺陷區(qū)高度齊平，如圖 1（b）所示。清理灌漿飽滿區(qū)的套筒內(nèi)壁，完成后將套筒倒置固定在木質(zhì)支撐架上，插入灌漿端連接鋼筋，對(duì)灌漿飽滿區(qū)高度進(jìn)行復(fù)核，如圖 1（c）所示。使用灌漿槍緩慢灌漿，待灌漿料凝固后制作完成，如圖 1（d）所示。灌漿 3 d 后將接頭試件從固定支架上取下，然后自然養(yǎng)護(hù)到 28 d 進(jìn)行試驗(yàn)［7］。

語(yǔ)言作為一種重要的非物質(zhì)文化要素，是推動(dòng)歷史發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要力量，是文化得以發(fā)生、發(fā)展、傳遞的根本保證，因此應(yīng)該把開發(fā)和運(yùn)用方言所承載的優(yōu)秀文化視為當(dāng)前語(yǔ)言文字工作中的重點(diǎn)。在語(yǔ)言可持續(xù)發(fā)展道路上，要突出方言文化多元豐富的特色，要依靠新技術(shù)、新媒體進(jìn)行創(chuàng)新傳播，最大程度地激發(fā)大眾的自我需求和文化認(rèn)同，真正做到在新媒體環(huán)境下保護(hù)、傳播和傳承優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

圖1 精確控制灌漿飽滿度的試件制作

1.3 試驗(yàn)內(nèi)容和方法

制作不同灌漿飽滿度、不同型號(hào)的半灌漿套筒連接接頭試件，參照 JGJ 355－2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》［8］進(jìn)行接頭試件的對(duì)中單向拉伸、偏置單向拉伸、高應(yīng)力反復(fù)拉壓以及大變形反復(fù)拉壓等四項(xiàng)試驗(yàn)，研究灌漿飽滿度對(duì)鋼筋套筒灌漿連接接頭強(qiáng)度性能以及變形性能的影響［9］。

1.3.1 對(duì)中單項(xiàng)拉伸及偏置單項(xiàng)拉伸試驗(yàn)

半灌漿套筒連接接頭試件對(duì)中單向拉伸及偏置單向拉伸試驗(yàn)所用儀器為 500 kN 電液壓伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)，如圖 2 所示。

試驗(yàn)內(nèi)容包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及破壞模式，各試件具體的試驗(yàn)結(jié)果如表 4、表 5 所示。

圖2 單向拉伸試驗(yàn)

表4 鋼筋對(duì)中單向拉伸試驗(yàn)結(jié)果

注：BC 代表灌漿端鋼筋拔出破壞、LD 代表灌漿端鋼筋拉斷破壞、HS 代表螺紋端鋼筋滑絲破壞，下文參照此標(biāo)注。

表5 鋼筋偏置單向拉伸試驗(yàn)結(jié)果

由表 4、表 5 可知，試驗(yàn)中接頭試件出現(xiàn)了三種破壞模式，如圖 3 所示，分別為：灌漿端鋼筋拔出破壞（表中BC 表示）、灌漿端鋼筋拉斷破壞（表中 LD 表示）、螺紋端鋼筋滑絲破壞（表中 HS 表示）。

圖3 接頭試件破壞模式

根據(jù) JGJ 355－2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，進(jìn)行套筒灌漿連接接頭試件單向拉伸及偏置單向拉伸試驗(yàn)時(shí)，滿足套筒灌漿連接接頭試件強(qiáng)度應(yīng)符合表 6 的規(guī)定。

表6 套筒灌漿連接接頭單向拉伸強(qiáng)度

對(duì)于 GT 14 接頭，當(dāng)灌漿飽滿度達(dá)到 65 %，所有接頭均發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞，且接頭屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于 GT 25 接頭，當(dāng)灌漿飽滿度達(dá)到 70 %，接頭發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞或灌漿端連接鋼筋拔出破壞，但是所有接頭破壞時(shí)抗拉強(qiáng)度均＞ 630 MPa，由此可以推斷接頭在抗拉強(qiáng)度達(dá)到 621 MPa，即 1.15 倍連接鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，仍未發(fā)生破壞，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)于 GT 14 鋼筋偏置接頭，當(dāng)灌漿飽滿度達(dá)到 80 %，所有接頭均發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞，且接頭屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于 GT 25鋼筋偏置接頭，當(dāng)接頭灌漿飽滿度達(dá)到 80 %，接頭發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞或灌漿端連接鋼筋拔出破壞，但是所有接頭破壞時(shí)抗拉強(qiáng)度均＞ 621 MPa，由此可以推斷接頭在抗拉強(qiáng)度達(dá)到 621 MPa，即 1.15 倍連接鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，仍未發(fā)生破壞，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3.2 高應(yīng)力反復(fù)拉壓試驗(yàn)

高應(yīng)力反復(fù)拉壓接頭試件在反復(fù)拉壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行加載，如圖 4 所示。

圖4 高應(yīng)力反復(fù)拉壓試驗(yàn)

套筒灌漿連接接頭試件高應(yīng)力反復(fù)拉壓試驗(yàn)內(nèi)容包括反復(fù)拉壓 20 次后的殘余變形、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及破壞模式，各試件具體的試驗(yàn)結(jié)果如表 7 所示。

表7 高應(yīng)力反復(fù)拉壓試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù) JGJ 355－2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，進(jìn)行套筒灌漿連接接頭試件高應(yīng)力反復(fù)拉壓試驗(yàn)時(shí)，合格套筒灌漿連接接頭試件強(qiáng)度應(yīng)符合表 8 的規(guī)定。

表8 高應(yīng)力反復(fù)拉壓試驗(yàn)接頭性能要求

對(duì)于 GT 14 接頭，當(dāng)灌漿飽滿度達(dá)到 70 %，高應(yīng)力反復(fù)拉壓 20 次后殘余變形均＜ 0.20 mm，接頭發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞或灌漿端連接鋼筋拔出破壞，但是所有接頭破壞時(shí)抗拉強(qiáng)度均＞ 624 MPa，由此可以推斷接頭在抗拉強(qiáng)度達(dá)到 621 MPa，即 1.15 倍連接鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，仍未發(fā)生破壞，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和殘余變形量均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于 GT 25 接頭，當(dāng)接頭灌漿飽滿度達(dá)到 70 % 時(shí)，試驗(yàn)后殘余變形量均≤ 0.30 mm，接頭發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞或灌漿端連接鋼筋拔出破壞，但是所有接頭破壞時(shí)抗拉強(qiáng)度均＞ 628 MPa，由此可以推斷接頭在抗拉強(qiáng)度達(dá)到 621 MPa，即 1.15 倍連接鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，仍未發(fā)生破壞，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和殘余變形量均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3.3 大變形反復(fù)拉壓試驗(yàn)

大變形反復(fù)拉壓接頭試件在反復(fù)拉壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行加載，如圖 5 所示。

圖5 大變形反復(fù)拉壓試驗(yàn)

套筒灌漿連接接頭試件大變形反復(fù)拉壓試驗(yàn)內(nèi)容包括反復(fù)拉壓 4 次后的殘余變形、反復(fù)拉壓 8 次后的殘余變形、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及破壞模式，各試件具體的試驗(yàn)結(jié)果如表 9 所示。

表9 大變形反復(fù)拉壓試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù) JGJ 355－2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，進(jìn)行套筒灌漿連接接頭試件大變形反復(fù)拉壓試驗(yàn)時(shí)，合格套筒灌漿連接接頭試件強(qiáng)度應(yīng)符合表 10 的規(guī)定。

表10 大變形反復(fù)拉壓試驗(yàn)接頭性能要求

對(duì)于 GT 14 接頭，當(dāng)灌漿飽滿度達(dá)到 70 %，大變形反復(fù)拉壓 4 次后的殘余變形均＜ 0.25 mm，大變形反復(fù)拉壓 8 次后的殘余變形均＜ 0.50 mm，接頭均發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞，破壞時(shí)抗拉強(qiáng)度均＞617 MPa，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和殘余變形量均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于 GT 25 接頭，當(dāng)接頭灌漿飽滿度達(dá)到 70 %，大變形反復(fù)拉壓 4 次后殘余變形均＜ 0.25 mm，大變形反復(fù)拉壓8次后的殘余變形＜ 0.55 mm，接頭發(fā)生灌漿端連接鋼筋拉斷破壞或灌漿端連接鋼筋拔出破壞，但是所有接頭破壞時(shí)抗拉強(qiáng)度均＞ 628 MPa，由此可以推斷接頭在抗拉強(qiáng)度達(dá)到621 MPa，即 1.15 倍連接鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，仍未發(fā)生破壞，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和殘余變形量均合格，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 結(jié)論

1）采用套筒灌漿連接時(shí)，套筒灌漿飽滿度是影響連接接頭力學(xué)性能的關(guān)鍵因素。

2）對(duì) GT 14 和 GT 25 兩種鋼筋直徑的套筒灌漿連接接頭，當(dāng)灌漿飽滿度到達(dá) 70 % 時(shí)，其接頭的對(duì)中單向拉伸強(qiáng)度、反復(fù)拉壓后的變形性能和極限抗拉強(qiáng)度能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）對(duì) GT 14 和 GT 25 兩種鋼筋直徑的套筒灌漿連接接頭，套筒內(nèi)連接鋼筋的偏位會(huì)使套筒灌漿連接接頭的力學(xué)性能略有降低，當(dāng)灌漿飽滿度到達(dá) 80 % 時(shí)，其接頭的單向拉伸強(qiáng)度才能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。