新老混凝土植筋黏结界面抗渗性能试验研究.pdf
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1、 年 月第 卷第 期?年 月第 卷第 期中 文 引 用 格 式:许 怡,黄 赛 帅,赵 一 婕新 老 混 凝 土 植 筋 黏 结 界 面 抗 渗 性 能 试 验 研 究 特 种 结 构,():英 文 引 用 格 式:,():新 老 混 凝 土 植 筋 黏 结 界 面 抗 渗 性 能 试 验 研 究许 怡黄 赛 帅赵 一 婕上 海 市 政 工 程 设 计 研 究 总 院(集 团)有 限 公 司 摘 要:通 过 试 验 和 理 论 分 析 考 察 新 老 混 凝 土 植 筋 黏 结 界 面 的 抗 渗 性 能,为 实 际 加 固 工 程 提 供 指 导。首 先采 用 逐 级 加 压 抗 水 渗 透
2、 试 验,定 性 分 析 了 不 同 的 界 面 处 理 方 式 下 新 老 混 凝 土 植 筋 加 固 试 件 黏 结 界 面 的 抗渗 等 级,随 后 基 于 试 验 结 果,定 量 估 算 了 不 同 界 面 处 理 方 式 下 黏 结 界 面 的 渗 透 系 数。结 果 表 明,新 老 混凝 土 本 体 的 抗 渗 性 能 优 于 黏 结 界 面;植 筋 黏 结 界 面 的 抗 渗 性 能 较 无 植 筋 界 面 有 所 降 低;采 用 无 收 缩 混 凝土、涂 刷 界 面 剂 并 凿 毛 或 在 界 面 上 横 向 刻 槽 等 有 利 的 界 面 处 理 方 式 可 以 显 著 改
3、善 黏 结 界 面 的 抗 渗 性 能。关 键 词:新 老 混 凝 土渗 透 试 验界 面 处 理 方 式抗 渗 性 能:牗牘 牞 牞 牞 牶 牞 牞 牞 牶 引 言抗 渗 性 是 评 价 混 凝 土 耐 久 性 能 的 重 要 指 标。在市 政 工 程 混 凝 土 结 构 的 加 固 改 造 中,常 需 要 在 已 有混 凝 土 建(构)筑 物 上 新 建 混 凝 土 结 构,新 老 混 凝 土由 于 施 工 浇 注 时 间 的 不 同,在 硬 化 过 程 中 存 在 体 积收 缩 上 的 差 异,在 黏 结 界 面 上 存 在 大 量 的 孔 隙 和 渗水 通 道,使 得 该 黏 结 界
4、面 成 为 抗 裂 和 抗 渗 的 薄 弱 环节,给 加 固 改 造 工 程 的 耐 久 性 和 安 全 性 带 来 隐 患。目 前,多 数 研 究 主 要 集 中 于 界 面 的 黏 结 强 度和 抗 剪、抗 滑 移 等 力 学 性 能,以 及 加 入 不 同 种 类掺 合 料 的 新 型 混 凝 土 本 身 的 抗 渗 性 能,关 于 新 老混 凝 土 黏 结 界 面 抗 渗 性 能 的 研 究 资 料 较 少。李 平先,等 通 过 试 验 研 究 了老 混 凝 土 和新混 凝 土 黏 结 界 面 的 抗 渗 性 能,考 察 了 不 同 种 类 的界 面 剂 和 不 同 的 界 面 粗 糙
5、 度 处 理 方 式 对 渗 透 系 数的 影 响,并 指 出 新 老 混 凝 土 黏 结 面 的 渗 透 性 相 对于 新、老 混 凝 土 本 体,一 般 相 差个 数 量 级,个别 高 达 个 数 量 级。李 冰等 人 探 讨 了 改 善新 老 混 凝 土 黏 结 面 渗 透 性 能 的 方 法,提 出 可 在 新老 混 凝 土 黏 结 面 采 用 凿 槽 的 方 法,增 加 黏 结 面 的新老混凝土植筋黏结界面抗渗性能试验研究许 怡黄 赛 帅赵 一 婕?渗 流 路 径 以 提 高 黏 结 面 的 抗 渗 性 能。考 虑 到 实 际 加 固 工 程 中 黏 结 界 面 上 通 常 需 要植
6、 筋 以 保 证 受 力 性 能,混 凝 土 的 渗 透 性 越 强,水分、氯 离 子 和 氧 在 混 凝 土 中 侵 入 的 速 度 越 快,深度 越 深,导 致 钢 筋 锈 蚀 加 剧,给 植 筋 加 固 工 程 带来 危 害。因 此,开 展 试 验 研 究 新 老 混 凝 土 植 筋 加固 黏 结 界 面 的 抗 渗 性 能 具 有 重 要 的 现 实 意 义。试 验 概 况 试 验 依 据本 次 试 验 采 用 普 通 混 凝 土 长 期 性 能 和 耐 久性 能 试 验 方 法 标 准()抗 水渗 透 试 验 中 的 逐 级 加 压 法,在 混 凝 土 抗 渗 仪 上 进行,并 结
7、合 混 凝 土 抗 渗 仪()标 准 操 作,该 方 法 可 以 通 过 逐 级 施 加 水压 力 来 测 定 混 凝 土 试 件 的 抗 渗 等 级。试 件 制 备本 试 验 采 用 新 老 混 凝 土 复 合 圆 台 体 作 为 抗 渗试 验 的 试 件,试 件 顶 面 直 径 为,底 面 直 径为,高 度 为,分 左 右 区 格 分 开 浇注。考 虑 到 市 政 工 程 中 常 用 的 混 凝 土 强 度 等 级,老 混 凝 土 采 用等 级,新 混 凝 土 采 用等级。为 了 模 拟 实 际 加 固 工 程 中 的 植 筋 界 面 条 件,在 老 混 凝 土 与 新 混 凝 土 的 接
8、 触 界 面 上 植 入 钢 筋,试 件 的 具 体 制 作 过 程 如 下:调 制混 凝 土 配 料,在 模 具 中 支 撑 中 隔板,在 中 隔 板 左 侧 放 入 加 固 装 置 以 确 保 中 隔 板 另一 侧 表 面 与 模 具 中 轴 面 重 合,使 得 在 模 具 右 侧 浇注 老 混 凝 土 时 其 尺 寸 为 完 整 模 具 的 一 半;老 混 凝土 浇 注 完 成 脱 模 后 取 出 中 隔 模 板 和 试 块,随 即 将该 试 块 置 于 温 度,相 对 湿 度以 上 的标 准 养 护 室 中 养 护;随 后 对 养 护 完 成 的 老 混凝 土 中 隔 面 进 行 不
9、同 类 型 的 界 面 处 理,处 理 完 成之 后,在 中 隔 面 植 筋 一 处钢 筋(),采 用级 植 筋 胶,钢 筋 长 度,植 筋 钻 孔 深,伸 出长 度 的 钢 筋 留 待 与 另 一 侧混 凝 土 一 同 浇 注,将 植 筋 后 的 试 件 放 置以 确保 黏 结 材 料 的 固 化 稳 定;随 后 将 老 混 凝 土 植 筋 试块 重 新 放 入 模 具;调 制混 凝 土 配 料,于 模 板左 侧 区 格 浇 注,浇 注 完 成 脱 模 后 取 出 完 整 试 块,再 次 于 标 准 养 护 室 中 养 护;抗 渗 试 件 模 具 如图所 示。图 抗渗试件模具(单位:)(:)
10、试 件 分 组为 了 考 察 界 面 粗 糙 度、界 面 剂、渗 透 路 径、材 料 特 性 等 对 新 老 混 凝 土 植 筋 黏 结 界 面 抗 渗 性 能的 影 响,采 用 不 同 界 面 处 理 方 式 对 试 件 的 黏 结 界面 进 行 处 理,分 类 如 下:()型 界 面:自 然 光滑 的 老 混 凝 土 表 面 不 做 处 理;()型 界 面:对老 混 凝 土 表 面 采 用 人 工 凿 毛,凿 去 老 混 凝 土 表 面的 浮 浆 和 部 分 水 泥 石,露 出 粗 骨 料,使 表 面 形 成凹 凸 不 平 的 状 态;()型 界 面:为 了 加 大 渗 流路 径,在 将
11、老 混 凝 土 表 面 凿 毛 的 基 础 上,沿 黏 结面 高 度 方 向,从 正 中 间 横 向 切 割 出(宽)(深)的 矩 形 凹 槽;()型 界 面:同型界 面 一 样 凿 毛 后 先 切 割 出(宽)(深)的矩 形 凹 槽,再 在 凹 槽 内 放 置 橡 胶 条。以 往 研 究 成果 曾 表 明,在 新 老 混 凝 土 黏 结 面 涂 抹 界 面 剂 可 提高 新 老 混 凝 土 黏 结 面 的 抗 渗 能 力,因 此,除 一 组型 自 然 光 滑 界 面 以 外,其 余 组 试 件 的 新 老 混 凝土 黏 结 界 面 上 均 涂 抹 界 面 剂。根 据 不 同 的 黏 结 界
12、面 粗 糙 度 条 件、涂 刷 界 面 剂与 否、不 同 的 新 浇 注 混 凝 土 材 料 和 不 同 的 渗 流 路 径,将 试 验 试 件 分 为组,每 组 制 备个 相 同 的 试 样。各 组 试 件 的 分 组 编 号 及 界 面 性 质 如 表所 示。表试 件 分 组 及 界 面 处 理 方 法 试 件分 组旧 混 凝 土强 度 等 级新 混 凝 土强 度 等 级界 面 处 理 方 式是 否 刷 界面 剂光 滑否光 滑是凿 毛是细 石 混 凝 土凿 毛是无 收 缩 混 凝 土凿 毛是深宽单 道 开 槽是深宽 单 道开 槽 加 橡 胶 条是 年 月第 卷第 期 试 验 步 骤根 据
13、耐 久 性 试 验 标 准 的 要 求,试 验 时,水 压从 开 始 施 加,每 隔增 加 水压,并 随 时 观 察 试 件 端 面 渗 水 情 况。当个 试 件中 有个 试 件 表 面 出 现 渗 水 时,或 加 至 规 定 压 力(设 计 抗 渗 等 级)并 在 压 力 保 持 的内个 试 件中 表 面 渗 水 试 件 少 于个 时,可 停 止 试 验,并 记录 下 此 时 的 水 压 力。此 时,混 凝 土 的 抗 渗 等 级 以每 组个 试 件 中 有个 试 件 未 出 现 渗 水 时 的 最 大水 压 力 乘 以来 确 定,即:()式 中:为 混 凝 土 抗 渗 等 级;为个 试 件
14、 中 有个 试 件 渗 水 时 的 水 压 力()。试 验 结 果 试 验 现 象试 验 过 程 耗 时 较 长,加 载 初 期,试 件 顶 面 没有 出 现 渗 水 痕 迹,随 着 试 件 底 部 水 压 力 的 逐 级 增加,若 干 试 件 相 继 在 顶 部 表 面 黏 结 界 面 附 近 出 现渗 水 现 象,出 水 点 出 现 的 位 置 没 有 明 显 的 规 律性,大 多 位 于 中 心 或 者 中 心 偏 边 缘 的 位 置,随着 水 压 力 增 加,渗 流 量 增 大,水 迹 逐 步 在 顶 部表 面 扩 散;部 分 试 件 直 至 加 载 完 成 试 验 结 束 时顶 部
15、表 面 仍 未 出 现 渗 水 现 象。所 有 试 件 渗 水 均发 生 在 黏 结 界 面 附 近,新 老 混 凝 土 本 体 未 见 明显 透 水 现 象,这 表 明 新 老 混 凝 土 本 体 的 抗 渗 性能 优 于 植 筋 黏 结 界 面。不 同 界 面 处 理 方 式 的 试件 在 出 水 点 位 置、渗 流 速 度、渗 透 开 始 时 以 及试 验 终 止 时 的 水 压 力 方 面 都 存 在 较 大 差 异。试验 完 成 后 将 试 件 沿 新 老 混 凝 土 黏 结 界 面 劈 开 以观 察 其 渗 水 情 况,典 型 试 件 黏 结 界 面 的 渗 水 形态 如 图所 示
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- 关 键 词:
- 混凝土 黏结 界面 性能 试验 研究
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