塑性膨胀剂对半灌浆套筒连接破坏模式的影响.pdf
《塑性膨胀剂对半灌浆套筒连接破坏模式的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《塑性膨胀剂对半灌浆套筒连接破坏模式的影响.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 44 卷第 3 期2023 年 6 月喀什大学学报Journal of Kashi UniversityVol.44 No.3Jun.2023塑性膨胀剂对半灌浆套筒连接破坏模式的影响周奎1,2,欧阳伟2,刘昕毅2,刘洋2,朱琦2(1.喀什大学 土木工程学院,新疆 喀什 844000;2.上海理工大学 环境与建筑学院,上海 200093)摘要:设计了 6组 36个塑性膨胀剂不同掺量的灌浆套筒连接试件进行单向拉伸试验,以研究塑性膨胀剂对试件连接破坏模式的影响.结果表明,随着塑性膨胀剂掺量的增加,试件由钢筋拉断破坏逐渐转变为钢筋拔出破坏;当塑性膨胀剂掺量相同时,试件的灌浆锚固钢筋连接力学性能随着
2、锚固长度的增加而增强;当锚固长度相同时,塑性膨胀剂掺量为 0.10%的试件连接力学性能相比其他掺量表现更佳,说明灌浆套筒连接试件中塑性膨胀剂的最佳掺量范围在 0.10%左右;塑性膨胀剂掺量为 0.10%时,试件出现拔出破坏,说明掺入膨胀剂时还需要关注设计应力大小.关键词:塑性膨胀剂;灌浆套筒连接;破坏模式;拉拔试验;力学性能中图分类号:TU502+.6文献标志码:A文章编号:2096-2134(2023)03-0061-050引言灌浆材料中增加胶体含量会增加灌浆料的强度,同时也会增加灌浆料的孔隙率1.但低水胶比的高强灌浆料早期自收缩趋势明显2,而且灌浆料在硬化阶段也容易产生体积收缩,导致灌浆料
3、和套筒之间出现脱空,使套筒连接承载力降低,影响结构的稳定性和安全性3.塑性膨胀剂可以使浆体在塑性阶段产生膨胀,通过在浆体内部释放氮气,产生大量的微细气泡而引发塑性膨胀,补偿浆体的早期收缩4,提高塑性阶段的浆体密实率.预制装配剪力墙结构在墙体安装时,底部采用贯通腔方式对套筒进行灌浆,整个贯通腔处于楼板平面位置,灌浆料掺入塑性膨胀剂是考虑外墙防水的一种良好选择.曾明等5自制一种新型复合型膨胀剂,研究了其对水泥基灌浆材料性能的影响,结果表明,低水胶比条件下的流动性、泌水性、强度和耐久性均有明显改善.叶显等6研究了不同种类、不同掺量的膨胀剂在不同养护条件下对高强灌浆料体积稳定性的影响.刘云霄等7-8研
4、究了各种类、各掺量的膨胀剂对灌浆料各项性能的影响,结果表明,硫铝酸盐膨胀剂的后期膨胀效果较好;氧化钙膨胀剂的早期与后期膨胀效果均较好,但会削弱灌浆料的流动度与强度.奉瑞萍等9研究在其他组分完全相同的情况下,发现掺量在 0 0.03%时,灌浆料的抗折强度和抗压强度均先增大后减小.王玉进等10研究了内掺 MgO膨胀剂对套筒灌浆料抗压强度和自生体积变形的影响,结果表明,MgO 膨胀剂可以明显补偿套筒灌浆料自生体积收缩,掺量在 6%以内时,对抗压强度影响较小;MgO 膨胀剂掺量增加直至12%时,硬化灌浆料浆体孔隙率相应增加,微观孔径增大,抗压强度有较大降低.Zhang 等11、Wang 等12研究了塑
5、性膨胀剂对高性能水泥砂浆灌浆料流动度、机械强度和尺寸稳定性的影响.塑性膨胀剂会使灌浆料流动度轻微下降,可以在较小的剂量下提高抗弯强度和抗压强度,而剂量较高则会使强度显著下降.胡星13等研究了主要成分为硫化物、氧化铝的塑型膨胀剂配置的灌浆料,发现膨胀剂掺量过大时会导致强度下降,最佳掺量为 0.2%.赵泽锦等14对比了型、型硫铝酸钙类膨胀剂、氧化镁膨胀剂对混凝土面板抗裂强度的影响,使用型膨胀剂的微膨胀效果最显著,使混凝土早期收缩率降低了75.8%,28 d 干缩率减小 50.9%、42 d 收缩率减小收稿日期:2023-02-20基金项目:2021年上海理工大学大学生创新创业项目资助.作者简介:周
6、奎(1970-),男,安徽人,副教授,博士,主要研究方向为结构非线性性能和结构损伤识别.DOI:10.13933/ki.2096-2134.2023.03.012喀什大学学报第 43 卷83.3.以上研究均表明塑性膨胀剂掺入后的微膨胀可以补偿灌浆料在塑性阶段的收缩,避免硬化后灌浆料的收缩开裂,保证了灌浆密实和充盈.灌浆料中掺入适量的微膨胀对钢筋产生环向压力,形成约束,提升了灌浆料与套筒间的黏结力、摩擦力及机械咬合力,从而增强钢筋灌浆套筒连接的整体承载能力,但掺量过多会产生较多微孔隙,导致强度下降.为研究掺入膨胀剂后连接破坏模式以及塑性膨胀剂的最佳掺量,本研究制作了 6 组 36 个半灌浆套筒试
7、件,对试件进行单向拉伸试验,研究了不同比例的塑性膨胀剂对半灌浆套筒试件的破坏模式、承载力和变形性能等的影响,为保障灌浆套筒连接的安全性能提供参考和数据积累.1试验概况1.1原材料(1)钢筋.本试验采用 HRB400 钢筋,公称直径 20 mm.根据国家规范15进行钢筋的单向拉伸试验,实测得钢筋屈服强度为 453 MPa,抗拉强度为645 MPa,弹性模量为194 GPa.(2)灌浆套筒.本试验采用的套筒型号为CTJ-B4-20 球墨铸铁半灌浆套筒.一端与钢筋进行螺纹连接,另一端与钢筋灌浆连接,连接钢筋的锚固长度为 8d.套筒尺寸见表 1.灌浆套筒的材料性能满足标准 钢筋连接用灌浆套筒(JG/T
8、 398-2019)16的要求.表 1半灌浆套筒尺寸表(mm)型号GTJ-B4-20适用钢筋直径20全长210灌浆端有效长度170外径45内径33.3(3)灌浆料.试验采用 C60标准型 CGM 高强灌浆料,灌浆料内原有的外加剂的作用原理与塑性膨胀剂的作用原理不相关,也不会互相反应.根据 钢筋连接用套筒灌浆料(JG/T 408-2019)17,在 高 强 灌 浆 料 中 加 入 0.00%、0.05%、0.10%、0.20%、0.30%和 0.50%比例的塑性膨胀剂,实测试验数据均能满足要求,达到抗压强度标准.(4)塑性膨胀剂.采用山东鸿鹄新材料有限公司产品,化学成分如表 2 所示.在一定的温
9、度和砂浆水化的碱性条件下释放氮气,产生微细、均匀的气泡,浆体在塑性阶段产生适度的微膨胀,补偿灌浆料浆体水化和凝固前由于浆体沉降和自收缩等而造成的体积收缩.表 2塑性膨胀剂化学成分(%)Na2O15.40SiO20.124CaO0.042Al2O30.018SO30.041Cl0.640Fe2O30.018CO283.721.2试验设计本试验主要研究不同比例的塑性膨胀剂对钢筋灌浆套筒连接破坏模式的影响.因此,设计了 6组不同比例的塑性膨胀剂套筒试件,掺量分别为 0.00%,0.05%,0.10%,0.20%,0.30%,0.50%.图 1 所示为距套筒端部 40 mm、70 mm、100 mm、
10、130 mm 处纵肋上对称布置的应变计,以 V1V8表示.应变计型号为 BE120-3AA(11),栅长栅宽为 2.8 mm 2 mm,电阻为 119.90.2,灵敏系数为2.111%.图 1钢筋上应变计布置示意1.3试验装置和试验方法试 验 采 用 SHT-4160G 万 能 试 验 机 进 行 加载,DH3816N 静态应力应变测试仪进行数据采集.根据 钢筋套筒灌浆连接应用技术规程(JGJ355-2015)18进行单向拉伸试验,测试其抗拉强度和连接接头的破坏模式.加载速率采用位移控制,速度为 2.0 mm/min,持续加载直至试件破坏.2试验结果与分析2.1试验现象与结果试验中灌浆套筒连接
11、出现两种破坏模式,RP(Rebar Pull-out)表示钢筋拔出破坏,RF(Rebarfracture)表示钢筋拉断破坏,如图 2 所示.具体试验结果数据见表3.(a)钢筋拔出破坏(b)钢筋拉断破坏图 2半灌浆套筒拉伸试验破坏模式本节中的试件平均黏结应力(MPa)的计算62第 3 期周奎,欧阳伟,刘昕毅,刘洋,朱琦:塑性膨胀剂对半灌浆套筒连接破坏模式的影响式19:=F d la,(1)其中,F 为试件所受拉力荷载(kN),d 为试件钢筋直径(mm),la为套筒内钢筋灌浆锚固长度(mm).表 3试验结果试件编号A1A2A3A4A5A6B1B2B3B4B5B6C1C2C3C4C5C6D1D2D3
12、D4D5D6E1E2E3E4E5E6F1F2F3F4F5F6塑性膨胀剂掺量/%0.000.050.100.200.300.50抗拉强度/MPa570590580580580630570570560590610620570590600590600590590550590590610590590590570590580560560550570600540570峰值荷载/kN180.05184.41180.79183.19183.75198.17180.14178.53176.75185.75191.86194.09180.34183.86187.74184.38189.36185.84185.00
13、174.20183.79182.43191.21186.35177.91184.84180.54185.15182.88177.16177.17177.71178.47186.96169.37180.28平均峰值荷载/kN185.06184.52185.25183.83181.41178.33粘结强度/MPa17.9218.3517.9918.2318.2918.7317.9317.7717.5918.4919.0919.3217.9518.3018.8818.3518.8518.5018.4117.3418.2918.1619.0818.5417.7118.3517.9718.4318.20
14、17.6317.6317.0917.7618.6116.8616.95平均粘结强度/MPa18.2518.3718.4718.3018.0517.48破坏模式RFRFRPRPRFRFRPRFRFRPRPRPRFRPRPRFRFRPRPRPRFRFRFRPRPRP注:RF拉断破坏,RP拔出破坏.2.2试验结果分析2.2.1塑性膨胀剂对试件破坏模式的影响由表 3 可见,塑性膨胀剂掺量为 0.00%时,套筒试件的破坏模式均是钢筋拉断破坏;塑性膨胀剂掺量为 0.50%时,试件的破坏均是钢筋拔出破坏.其他掺量试件的破坏模式则有钢筋拉断和钢筋拔出两种破坏形式,由此可以看出随着塑性膨胀剂的掺入,试件的破坏模
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 塑性 膨胀 对半 灌浆 套筒 连接 破坏 模式 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。