【摘 要】針對(duì)不同灌漿料強(qiáng)度與灌漿套筒抗拉強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：當(dāng)灌漿料強(qiáng)度為40 MPa時(shí)套筒接頭的破壞形式為鋼筋拔出，當(dāng)灌漿料強(qiáng)度大于50 MPa時(shí)套筒接頭的破壞形式為鋼筋拉斷，且當(dāng)灌漿料強(qiáng)度大于50 MPa時(shí)，套筒接頭的力學(xué)性能基本維持不變。

【關(guān)鍵詞】灌漿料； 半灌漿套筒； 抗拉強(qiáng)度； 破壞模式

【中圖分類號(hào)】TU317+.2【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

［定稿日期］2022-12-02

［作者簡(jiǎn)介］韓嬌（1993—），女，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)榻ㄖこ?；陳真軍?983—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻ㄖこ?；楊林?986—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻ㄖこ?；王琦?983—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻ㄖこ獭?/p>

0 引言

裝配式建筑具有工業(yè)化水平高、施工作業(yè)快、用工量小、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)外建筑業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的主流方向［1］。目前裝配式建筑中縱向受力鋼筋普遍采用灌漿套筒接頭進(jìn)行連接，鋼筋套筒灌漿連接是將灌漿套筒預(yù)埋于預(yù)制構(gòu)件內(nèi)，在安裝現(xiàn)場(chǎng)將相鄰預(yù)制構(gòu)件的鋼筋插入金屬套筒內(nèi)，并灌注高強(qiáng)、早強(qiáng)、可微膨脹的水泥基灌漿料，從而實(shí)現(xiàn)縱向受力鋼筋連接的方式［2］。

鄭清林等［3］通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)套筒灌漿缺陷形成的主要因素包括漏漿（考慮灌漿方向、缺陷位置等因素）、鋼筋偏心、灌漿料流動(dòng)性下降、后續(xù)施工的擾動(dòng)和劣質(zhì)灌漿料的影響等。黃遠(yuǎn)等［4］采用控制變量法設(shè)計(jì)了87個(gè)中心拔出試件來探究抗壓強(qiáng)度、鋼筋強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋直徑、橫向配箍和黏結(jié)長(zhǎng)度等因素對(duì)鋼筋－灌漿料黏結(jié)性能的影響。陳海彬等［5］通過對(duì)鋼管混凝土柱的灌漿套筒接頭試件的軸向抗拉性能試驗(yàn)，分析了灌漿料的強(qiáng)度、鋼筋連接長(zhǎng)度兩個(gè)因素對(duì)鋼管灌漿套筒連接接頭極限承載力和粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素。試驗(yàn)結(jié)果表明：極限承載力與灌漿料強(qiáng)度和鋼筋連接成正向增長(zhǎng)趨勢(shì)，粘結(jié)強(qiáng)度與灌漿料強(qiáng)度成正增長(zhǎng)趨勢(shì)，與鋼筋連接長(zhǎng)度成反向增長(zhǎng)趨勢(shì)。鄭永峰等［6］采用低合金無縫鋼管通過冷滾壓工藝制作了一種新型灌漿套筒，通過對(duì)鋼筋接頭試件進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)和有限元分析，研究了套筒連接性能、工作機(jī)理及設(shè)計(jì)方法。發(fā)現(xiàn)錨固長(zhǎng)度為6.9d～7.5d時(shí)，接頭滿足JGJ 107—2010《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》［6］對(duì)Ⅰ級(jí)接頭的強(qiáng)度和變形性能要求。陳萌等［8］對(duì)聚丙烯 （PP） 纖維灌漿料進(jìn)行材性性能以及其全灌漿套筒鋼筋連接件的力學(xué)性能研究，通過選用不同摻量、長(zhǎng)度PP纖維的灌漿料進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，確定PP纖維最佳摻量和長(zhǎng)度為0.5%和9 mm。

目前，大多數(shù)的研究多關(guān)注于灌漿套筒灌漿飽滿度、鋼筋錨固長(zhǎng)度、鋼筋偏心等情況下灌漿套筒的力學(xué)性能，極少研究灌漿料的強(qiáng)度與灌漿套筒抗拉強(qiáng)度的關(guān)系，但灌漿料的強(qiáng)度也是影響灌漿套筒接頭受力性能的一個(gè)重要因素，與其他因素共同決定著裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。因此為了研究不同灌漿料強(qiáng)度與灌漿套筒抗拉強(qiáng)度的關(guān)系，本文依據(jù)JGJ 355-2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》［9］設(shè)計(jì)了灌漿料強(qiáng)度分別為40 MPa、50 MPa、60 MPa、70 MPa、80 MPa的5組灌漿套筒接頭抗拉試驗(yàn)，找到滿足灌漿套筒抗拉強(qiáng)度時(shí)的灌漿料最低抗壓強(qiáng)度。

2 試驗(yàn)概況

2.1 試驗(yàn)材料及儀器

（1） 灌漿套筒：采用北京思達(dá)建茂科技發(fā)展有限公司JM-GT-12型半灌漿套筒15個(gè)，見圖1，具體參數(shù)見表1，套筒材料性能滿足GB/T 699—2015《優(yōu)質(zhì)碳素鋼》要求。

（2）灌漿料：采用北京思達(dá)建茂科技發(fā)展有限公司CGMJM-Ⅳ型灌漿料（圖2），設(shè)計(jì)強(qiáng)度為85 MPa。

（3）鋼筋：采用HRB400級(jí)鋼筋，直徑均為12 mm（表2）。

（4）灌漿料試模采用40 mm×40 mm×160 mm的水泥膠砂三聯(lián)試模，見圖3。

（5）試驗(yàn)儀器：灌漿料抗壓試驗(yàn)采用微機(jī)伺服抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)（DYE-300A），灌漿套筒抗拉試驗(yàn)采用電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)（WAW-300B）。

2.2 試件設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)根據(jù)JGJ 355—2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》［9］等規(guī)范，制作5組（每組3個(gè)試件）灌漿套筒試件，同時(shí)制作8組（每組3個(gè)試塊）灌漿料試件；灌漿料試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到40 MPa、50 MPa、60 MPa、70 MPa、80 MPa時(shí)，對(duì)灌漿套筒進(jìn)行抗拉試驗(yàn)。

2.3 試件制作

灌漿套筒試件制作：將準(zhǔn)備好的鋼筋與套筒連接，灌漿端用橡膠封堵，并用塑料薄膜纏繞以防止灌漿后出現(xiàn)漏漿，在套筒灌漿口及出漿口連接塑料管便于灌漿后封堵及安裝灌漿飽滿度檢測(cè)器，再將連接好的鋼筋套筒豎直綁扎于灌漿架上。攪拌灌漿料時(shí)，先將稱量好的全部水加入攪拌桶中，然后加入約70%的灌漿料干料，用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌至成漿且大致均勻后將剩余的灌漿料干料全部加入，再攪拌3～4 min至漿體完全均勻，漿料攪拌均勻后，靜置，目測(cè)漿料表面氣泡涌出，排氣約2～3 min后，檢測(cè)漿料的初始流動(dòng)度，流動(dòng)度合格后將灌漿料倒入專用注射器內(nèi)，從灌漿套筒下部注漿口緩緩?fù)迫胩淄?，套筒上部出漿口出漿，出漿口出漿填滿灌漿飽滿度檢測(cè)器時(shí)停止注漿，膠塞封堵下部注漿口。對(duì)灌漿套筒試件進(jìn)行編號(hào)GT-xx-x：xx表示灌漿料強(qiáng)度，x表示試件編號(hào)（GT-40-1表示灌漿料強(qiáng)度為40 MPa的第1塊灌漿套筒試件）。

灌漿料試模采用40 mm×40 mm×160 mm的水泥膠砂三聯(lián)試模，灌漿料試塊制作前用黃干油等密封材料涂覆模型的外接縫，在試模內(nèi)表面薄涂一層脫模油或機(jī)油，然后將試模放置于平整的地面上，灌漿料試塊制作采取非振動(dòng)成型，分三層澆筑，澆筑完成后用鋼直尺刮去多余的灌漿料，保持灌漿料成型面與試模上沿平齊，再用塑料薄膜覆蓋在試模的表面，防止水分散失。灌漿料試件成型24 h脫模編號(hào)，移入標(biāo)養(yǎng)室水養(yǎng)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)。對(duì)灌漿料試件進(jìn)行編號(hào)xx-x：xx表示灌漿料強(qiáng)度，x表示試件編號(hào)（40-1表示灌漿料強(qiáng)度為40 MPa的第1塊灌漿料試件）（圖4、圖5）。

2.4 試驗(yàn)方法

預(yù)估灌漿料強(qiáng)度達(dá)到40、50、60、70、80 MPa的時(shí)間，及時(shí)對(duì)灌漿料試件進(jìn)行試驗(yàn)，若達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度立即對(duì)灌漿套筒進(jìn)行抗拉試驗(yàn)。灌漿料抗壓試驗(yàn)采用微機(jī)伺服抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)（DYE-300A）進(jìn)行加載，首先將試件置于抗折試驗(yàn)臺(tái)架上，加載至試件折斷，記錄灌漿料抗折強(qiáng)度；后將折斷試塊置于抗折試驗(yàn)臺(tái)架上，加載至試件壓壞，記錄灌漿料抗壓強(qiáng)度。灌漿料試件抗折抗壓試驗(yàn)如圖6所示。

灌漿套筒抗拉試驗(yàn)采用電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)（WAW-300B）進(jìn)行加載，用萬能機(jī)上的上下兩夾頭分別夾住套筒兩端鋼筋使套筒垂直固定后，對(duì)灌漿套筒試件進(jìn)行單軸拉伸，直至試件拉伸至破壞狀態(tài)，記錄灌漿套筒抗拉強(qiáng)度。灌漿套筒抗拉試驗(yàn)如圖7所示。

3 試驗(yàn)結(jié)果

灌漿料試件在28 h后，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到40 MPa，在44 h后，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到50 MPa，在53 h后，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到60 MPa，在126 h后，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到70 MPa，在6天后，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到90 MPa。灌漿料試件抗壓試驗(yàn)結(jié)果見表3，試驗(yàn)結(jié)果基本與預(yù)期值符合。

灌漿套筒抗拉試驗(yàn)結(jié)果如表4，由表4可知，灌漿料強(qiáng)度在40 MPa左右時(shí)，套筒接頭均為鋼筋拔出破壞，套筒接頭抗拉強(qiáng)度在600 MPa左右，最大力下伸長(zhǎng)率在2%左右；當(dāng)灌漿料強(qiáng)度大于50 MPa時(shí)，鋼筋套筒的力學(xué)性能基本維持不變，套筒接頭均為鋼筋拉斷破壞，套筒接頭抗拉強(qiáng)度在640 MPa左右，最大力下伸長(zhǎng)率在10%左右。灌漿套筒試件的最終破壞形式如圖8所示。

4 結(jié)論

本文對(duì)灌漿料強(qiáng)度分別為40、50、60、70、80 MPa的5組灌漿套筒試件進(jìn)行了單向拉伸試驗(yàn)，研究灌漿料強(qiáng)度對(duì)灌漿套筒接頭抗拉強(qiáng)度的影響。試驗(yàn)結(jié)論：

（1）灌漿后28 h后，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到40 MPa，此時(shí)套筒接頭均為鋼筋拔出破壞。

（2）灌漿后44 h后，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到50 MPa，此時(shí)套筒接頭均為鋼筋拉斷破壞，其后，灌漿料強(qiáng)度均滿足套筒接頭為鋼筋拉斷破壞的要求。

（3）灌漿料強(qiáng)度大于50 MPa后，灌漿套筒接頭的抗拉強(qiáng)度和最大力下伸長(zhǎng)率基本維持在同一水平，因此在工程實(shí)際中可合理選擇適當(dāng)強(qiáng)度的灌漿料。

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