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1、2004年第5期混凝土与水泥制品2004No510月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSOctober叠合构件结合面的粘结性能探讨石建军,孙冰,杨晓锋,秦至谦(南华大学建筑工程与资源环境学院,衡阳421001)摘要:叠合构件的预制部分与后浇混凝土能否很好地共同工作取决于叠合面的粘结性能。叠合面的粘结性能与混凝土材料微观结构和宏观力学性能有关。本文从混凝土材料微观结构和宏观力学性能出发,分析了叠合板薄弱界面的成因,同时结合实验结果,分析了预制轻骨料混凝土和后浇混凝土组成的叠合面的粘结性能,对工程实际应用具有指导作用。关键词:叠合构件;叠合面;轻骨料混凝土;普通混凝土
2、;粘结机理中图分类号:TU528.7文献标识码:A文章编号:1000-4637(2004)05-50-040引言水湿润。预制薄板为轻骨料混凝土、叠合后浇层为普通整浇式混凝土结构具有整体性好、刚度大的优混凝土,其设计强度等级分别为CL25和C20,水泥采点,但也具有费工时、费模板、施工周期长、生产较难用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥,轻骨料采用工业化等缺点。装配式结构可使构件生产工业化,且700级的页岩陶粒,砂为湘江河砂,粗骨料为最大粒径制造不受季节限制、能加快施工进度,还可提高构件20mm的卵石,所有材料特征如表1。纵向预应力钢筋质量,可节约模板支撑,但具有整体性差、不利于抗采用7根
3、甲Ⅱ冷拔丝;由于板较薄,根据运输、吊装的震、抗渗性能差等缺点。混凝土叠合结构是取二者之需要,验算横向抗裂度并配置如图1所示的横向钢筋,长而舍其短的结构形式,即具有整体刚度好、抗震性横向的非预应力钢筋采用11根乙级冷拔丝。轻骨料混能优越、节省三材、施工简便、缩短工期等优点。对于凝土叠合板的截面如图1,钢筋的力学性能实测值见叠合结构而言,叠合面的粘结性能是预制混凝土和后表2。浇混凝土结为整体共同工作的基础。如果叠合面处理表1混凝土力学特性实测值不好将会影响结构的强度和可靠性,因此要推广叠合实测fcu弹性模量粗骨料细骨料水泥结构就应对叠合面的粘结性能进行认真研究。/MPa/MPa4本文结合实验
4、,从混凝土材料微观结构出发,分轻骨料混凝土25.392.2×10页岩陶粒河砂3215普硅4普通混凝土21.052.6×10卵石河砂3215普硅析了粘结机理;又从材料力学性能的角度出发,分析了微观和宏观力学性能,并建立了宏观与微观的关表2钢筋力学特性实测值系,确定了叠合面粘结性能的实质。直径伸长率抗拉强度弹性模量钢筋种类钢筋级别/mm/%/MPa/MPa1试验简介甲Ⅰ级冷51.1试件设计与制作预应力钢筋41547312.0×10拔低碳丝在工程实践中,叠合面的作法一般有三种形式:(1)人工叠合面,即用人工方法加工成有规则的凹凸形1.2试验方法叠合面或锯齿形叠合面,这种叠合面粘结性能好但加本次
5、四个试件均按简支板进行试验,加载方式为工十分困难。(2)自然粗糙面,即施工中采用混凝土振三分点加载,试验过程中分别量测了试件的挠度、混凝捣后不加抹平而形成的有一定凹凸起伏不平的叠合土及钢筋的应变(其中钢筋应变采用预埋电阻片的方面,其粘结性能不及人工叠合面,但施工简便。(3)光式测量)、裂缝宽度、叠合面相对滑移(在三分点及中间滑叠合面,即预制构件的叠合面是光滑的,其粘结性位置附近贴石膏条,见图2)等。加载装置及测点布置能差。本试验结合工程实际,采用自然粗糙面来研究见图2。叠合面的粘结性能。1.3试验结果试验的预应力薄板是在100m长线台座上生产本试验中构件破坏形式为脆性破坏,极限破坏荷的。
6、叠合面混凝土浇灌前将薄板表面清扫干净,并洒载特征值如表3。从叠合板断面可见,构件断面破坏正50石建军,孙冰,杨晓锋,等叠合构件结合面的粘结性能探讨表3破坏荷载特征值表实测荷载荷载设计值承载力开裂荷载极限荷载(由配筋反算)检验PcrMcrPuMuPGγ0板号u>[γu]/kN/kN·m/kN/kN·m/kN/kNB15.084.847.887.513.431.081.75>1.5B25.585.327.487.133.431.081.66>1.5B35.885.617.687.323.431.081.70>1.5B45.084.847.687.323.431.081.70>1.5好在构件中
7、间位置;轻骨料混凝土的裂缝面发生在轻成不利于在材料里形成晶体位错及由此而导致的滑骨料上,其轻骨料几乎全部断裂;而普通混凝土的裂移。事实上,在荷载作用下,混凝土结构中砂浆与粗骨缝面主要从砂浆和粗骨料结合面处断裂,只有个别地料的界面区对混凝土力学行为的影响较大。对于粗骨方发生在粗骨料上。叠合面断裂平整,而且从检测叠料而言,骨料的弹性模量和强度远远高于砂浆基材和合面滑移的石膏条来看,几乎没有变形,可知叠合面界面的,界面相对最弱,其强度和弹
