复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能试验研究.pdf
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1、21 6 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 第3 6卷第 4期 2 0 1 0年 8月 复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能试验研究 孙金坤 r , 陈 伟 , 李英民 , 周文峰 ( 1 攀枝花学院土木工程学院, 四川 攀枝花6 1 7 0 0 0; 2 攀枝花学院工程结构研究所, 四川 攀枝花6 1 7 0 0 0 ; 3 重庆大学建筑工程学院, 重庆4 0 0 0 4 5 ) 摘要: 通过3 6个复高钛重矿渣混凝土和普通混凝土试件拉拔试验, 以强度等级、 钢筋直径及锚固长度为变量 , 对复高钛重矿 渣混凝土与钢筋的粘结性
2、能进行了对比研究。研究表明, 同条件下, 复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结锚固性能优于普通混 凝土, 具有良 好的共同工作性能。并基于受均匀内压作用的厚壁圆筒力学模型, 提出了复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结强度 的建议计算公式。 关键词: 复高钛重矿渣混凝土; 钢筋; 拉拔试验; 粘结强度; 建议公式 中图分类号 : T U 5 2 8 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 0 ) 0 4 2 1 6 0 4 Ex p e r i me n t a n d a n a l y s i s o f b o n d pr o p e r t i e s b
3、 e t we e n c o mp l e x h i g h t i t a n i u m h e a v y s l a g c o n c r e t e( C H T H S C)a n d r e i n f o r c e me n t S UN J i n k u n , C HE N We i , L I Yi n g mi n , Z HOU We n f e n g ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g , P a n z h i h u a U n i v e r s i t y , P a n z h
4、i h u a 6 1 7 0 0 0, C h i n a ; 2I n s t i t u t e o f En g i n e e ring& S t r uc t u r e, Pa n z hi hu a Univ e rsi t y, Pa n z h i h ua 61 70 0 0, Ch i n a; 3 S c h o o l o f C i fi l E n g i n e e ri n g , C h o n g q i n g U n i v e rs i t y , C h o n g q i n g 4 0 0 0 4 5 , C hin a ) A b s t
5、r a c t : B y p u l l o u t c o n t r a s t e x p e ri m e n t s o f 3 6 s p e c i m e n s o f c o m p l e x h i g h t i t a niu m h e a v y s l a g c o n c r e t e( C H T H S C) a n d n a t u r a l ag g r e g a t e c o n c r e t e,t h e b o n d p r o p e r t i e s b e tw e e n C HT HS C an d r e i
6、n f o r c e me n t a E e res e a r c h e d w i t h t h e v a r i a b l e p a r a me t e rs o f c o n c r e t e s t r e n g t h, r e i nfo r c e me n t dia me t e r and a n c h o r a g e l e n g t h T h e t e s t res u l t s h o w s t h a t , u n d e r s i m i l a r c o n diti o n s ,t h e b o n d p
7、r o p e r t y o f the r e i n f o r c e me n t i n t h e CH T HS C i s g e n e r a l l y s u p e rio r t o t h a t of n a t u r a l a g g r e g a t e c o n c r e t e,a n d t h e r e i s g o o d c o mmo n b o n d p r o pe r t y b e t w e e n C H T H S C and r e i n f o r c e me n t B ase d o n t h e
8、m e c h a n i c m o d e l o f t h e th i c k - w a l l c y h n d e r s u b j e c t e d t o e v e n c o mp res s i v e l o a d , the s u g g e s t i o n f o r mula f o r b o n d s t ren g t h b e t we e n CHT HS C a n d rei nfo r c e me n t i s rec o mme n d e d Ke y wo r d s : C HT HS C; rei n f o r
9、 c e me n t ; p u l l o u t e x p e ri me n t ; bo n d s t ren g t h ; s u g g e s t i o n f o r mula 0前言 利用攀钢高炉炼钢后产生的大量高钛重矿渣作 粗、 细骨料配制混凝土, 是将高钛重矿渣应用于建筑 材料的重要举措, 对于解决攀钢矿渣过量堆积、 节约 自然资源、 降低工程成本、 保护长江上游生态环境等 具有重要的意义。但 由于高钛重矿渣的物理化学性 能与普通砂、 石不同, 用在混凝土的配制上也有其特 点, 用其形成的混凝土( 以下简称复高钛重矿渣混 凝土) 与钢筋的粘结锚 固性能尚未有试验
10、研究, 造 成工程应用上的顾虑, 限制 了该种混凝土在建筑结 构中的推广应用。基于此, 本课题对复高钛重矿渣 混凝土和普通混凝土共 3 6个试件进行 了单端直接 收稿 日期 : 2 0 t 0 -01 - 0 5 作者简介 : 孙金坤 ( 1 9 7 5一), 男 , 云南 江川人 , 工学硕 士, 讲师 , 主要 从事土木工程 结构教学与科研 。 基金项 目: 攀枝花市规划和建设局科研项 目( 2 0 0 6 0 1 ) Ema i l : s u n j i n k u n 2 0 0 3 y a h o o c o rn c n 拔出试验, 以强度 等级 、 钢筋直径及锚 固长度为变 量
11、, 对比分析了复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结 性能。 1 试验概 况 1 1 试件设计 制作 1 4 0 r n l l X 1 5 0 n l l n X 1 5 0 m m 和 1 9 0 m i l l X 2 0 0 m l 1 X 2 0 0 n lll l 的立方体试件 l 2 组共3 6 个, 每组 3 个, 以取其试验数据平均值。试件简图如图 1 所 示, 在加载端用 P V C塑料套管将非粘结区的钢筋和 一 毁 j 04 0 5 O 1 图 I 钢筋混凝土拔 出试件示意 Fi g 1 Di ag r a m of p ul l - o ut s p e c i me n o
12、f r e i n f or c e d c o nc r e t e 孙金坤 , 等: 复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能试验研究 2 l 7 混凝土隔离 , 粘结锚 固长度分别为 f =9 0 l I l iT l 和 f : 1 4 0 i n l no 试件参数见表 1 。“ 试件编号” 中“ F ” 表示复高 钛重矿渣混凝土; “ N” 表示普通混凝土。 1 2 加载装置及加载方案 本试验采用 Y Sl 型钢筋抗拔仪进行钢筋直 接拔出试验。在拔出钢筋的自由端安装了机械百分 表以测得滑移量。试验装置如图 2所示。 ( a ) ( b ) 图 2 拔 出试验装置 Fi g 2 De v i
13、 c e d i a g r a m o f p u l l o u t t e s t 试验时, 将试件摆放水平, 用千斤顶施加侧向力 使试件固定 , 然后将试件受拉端钢筋穿人钢筋抗拔 仪内, 调整使钢筋抗拔仪端面与试件表面平行接触, 表 1 试件参数及试验结果 T a b l e 1 P a r a me t e r s o f s p e c i me n s a n d r e s u l t o f t e s t 以保证钢筋水平受拉。 根据徐有邻研究所得典型 P s曲线的 4个 临界粘结锚固特征强度所对应的滑移范围以及本次 预试验测定 的滑移范围 , 确定本 试验 中量测当 自由
14、端滑移分别为0 0 1 , 0 0 5 , 0 1 , 0 2 5 , 0 5 , 1 0 , 1 2 5 , 1 5 , 2 m il l 时, 钢筋抗拔仪所对应的荷载值。同时, 根据机械百分表读数的激增与下降转折点, 判断钢 筋与混凝土之间的粘结失效 J 。此时, 所对应 的荷 载定为极限荷载 F J , 并将其列 于表 1 。因为试件 中钢筋埋人长度 Z 较短 , 当拉拔钢筋时, 可认 为达到 最大荷载 F 时, 粘结应力沿锚长近乎相等, 用粘结 破坏时的最大平均应力代表钢筋与混凝土的粘结极 限强度 丁 。计算 出各组试 件在不同 自由端滑移值 时的钢筋表面平均应力值 l 3 , 绘制r
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