摻微粉高鈦型高爐渣混凝土后錨固拉拔試驗研究

楊運超 阮小龍 趙柏奇 馮 波

（攀枝花學院土木與建筑工程學院 四川 攀枝花 617000）

摻微粉高鈦型高爐渣混凝土后錨固拉拔試驗研究

楊運超 阮小龍 趙柏奇 馮 波

（攀枝花學院土木與建筑工程學院 四川 攀枝花 617000）

本文對摻微粉高鈦型高爐渣混凝土進行后錨固試塊抗拉拔試驗，本試驗分析了C35混凝土摻高鈦渣微粉含量、鋼筋直徑和錨固長度等對鋼筋植筋錨固性能的影響，通過拉拔試驗分析了在不同組合情況下植筋的錨固性能。

混凝土；高鈦型高爐渣；后錨固；抗拉拔試驗

1.前言：

近年來，鋼筋混凝土后錨固技術在建筑行業得到廣泛應用，尤其是在建筑改建、災后加固、設備安裝和幕墻施工項目中，后錨固技術以高效、靈活、經濟等性能在建筑行業備受青睞。現目前高鈦渣在土木工程領域的研究只局限于用在普通混凝土結構中作為粗、細骨料使用，而未研究高鈦渣在微粉狀態下摻入水泥中制作的混凝土進行鋼筋后錨固的粘結性能研究。

本試驗研究采用35C混凝土含不同高鈦渣微粉量、不同鋼筋直徑和不同的錨固深度，利用拉拔試驗得出不同條件下植筋對錨固性能的影響。從而得到在不同摻粉含量下的錨固性能，為后錨固工程設計和施工提供參考。

2.試驗設計

使用摻微粉的高鈦型高爐渣混凝土進行后錨固施工制作的試塊抗拉拔能力試驗，本試驗中針對微粉摻量10%和20%的混凝土進行后錨固，錨固鋼筋的直徑為16mm和12mm,對應制作了四個混凝土短梁，每個短梁上以不同深度錨固同一直徑的鋼筋，錨固鋼筋共計12根。

制作200×200×600mm的C35高鈦型高爐渣混凝土試塊，養護28d，使用直徑28mm的鉆孔機鉆孔深分別為200mm、150mm和100mm，清洗鉆孔，晾干后使用植筋膠進行錨固，七天后，植筋膠已經完全凝固，可以進行拉拔試驗并采集數據。鉆孔后試塊及錨固過程及錨固結果如圖1、圖2：

圖1 鉆孔后的高鈦型高爐渣混凝土試塊

圖2 用植筋膠進行后錨

3.后錨固工藝下高鈦型高爐渣混凝土錨固試塊錨固力規律

各試塊中不同直徑鋼筋最后的最大錨固力隨著錨固深度變化如表1：

表1 后錨固錨固力大小分布

后錨固各試塊中，試塊能夠提供的最大錨固力仍然滿足隨著錨固深度的增加而增加的規律，錨固深度和混凝土中微粉摻量相同的情況下，錨固力隨著鋼筋直徑的增加而增加；在鋼筋直徑和錨固深度相同的情況下，隨著微粉摻量的增加，混凝土試件能提供的錨固力也相應的減小。

此現象的原因主要是因為微粉摻量達到20%的混凝土本身抗拉能力就比較弱，容易出現劈裂破壞，后錨固工藝鉆機打孔的過程又對混凝土產生很大的影響，導致混凝土在錨固了鋼筋的截面上橫截面面積更小，加之孔口的應力集中現象。混凝土橫截面積減小，混凝土本身抗拉能力降低，再加上受力集中，三者共同作用下，使微粉摻量20%的混凝土制作的后錨固試件錨固力減弱，往往鋼筋和混凝土都沒有完全發揮出各自作用的時候，混凝土已經因為頂部受拉率先產生劈裂破壞，更因為打孔的原因，從兩側掉落錐形混凝土碎塊，鋼筋輕易從混凝土試塊中脫離出來。

1. 后錨固工藝下高鈦型高爐渣混凝土錨固試塊平均粘結應力變化規律

后錨固工藝下高鈦型高爐渣混凝土試塊的平均粘結應力隨錨固深度-鋼筋直徑的變化表2：

對比表格與圖表，可以看出，后錨固工藝制作的試件粘結應力是隨著錨固深度與鋼筋直徑比值的增大而減小，在微粉摻量相同的情況下，高鈦型高爐渣混凝土提供的平均粘結應力基本接近，且微粉摻量10%的高鈦型高爐渣混凝土比微粉摻量20%的高鈦型高爐渣混凝土大。

表2 后錨固平均粘結應力

圖3 平均粘結應力隨la/d的變化規律

從曲線和數據上看，后錨固施工工藝制作混凝土試塊提供的粘結應力曲線變化趨勢規律性比較差。其原因應該是鉆孔過程對短梁造成的擾動比較大，短梁尺寸過小，使鉆孔過程中鉆機對高鈦型高爐渣混凝土短梁結構造成預先的破壞的概率增大，使后錨固工藝制作的高鈦型高爐渣混凝土試件數據不夠穩定。

4.結論

（1）后錨固試塊能夠提供的最大錨固力仍然滿足隨著錨固深度的增加而增加的規律，錨固深度和混凝土中微粉摻量相同的情況下，錨固力隨著鋼筋直徑的增加而增加；在鋼筋直徑和錨固深度相同的情況下，隨著微粉摻量的增加，混凝土試件能提供的錨固力也相應的減小。

（2）因為微粉摻量達到20%的混凝土本身抗拉能力就比較弱，容易出現劈裂破壞，后錨固工藝鉆機打孔的過程又對混凝土產生很大的影響，導致混凝土在錨固了鋼筋的截面上橫截面面積更小，加之孔口的應力集中現象。混凝土橫截面積減小，混凝土本身抗拉能力降低，再加上受力集中，三者共同作用下，使微粉摻量20%的混凝土制作的后錨固試件錨固力減弱，往往鋼筋和混凝土都沒有完全發揮出各自作用的時候，混凝土已經因為頂部受拉率先產生劈裂破壞，更因為打孔的原因，從兩側掉落錐形混凝土碎塊，鋼筋輕易從混凝土試塊中脫離出來。

（3）后錨固工藝制作的試件粘結應力是隨著錨固深度與鋼筋直徑比值的增大而減小，在微粉摻量相同的情況下，高鈦型高爐渣混凝土提供的平均粘結應力基本接近，且微粉摻量10%的高鈦型高爐渣混凝土比微粉摻量20%的高鈦型高爐渣混凝土大。

（4）后錨固施工工藝制作混凝土試塊提供的粘結應力曲線變化趨勢規律性比較差。其原因應該是鉆孔過程對短梁造成的擾動比較大，短梁尺寸過小，使鉆孔過程中鉆機對高鈦型高爐渣混凝土短梁結構造成預先的破壞的概率增大，使后錨固工藝制作的高鈦型高爐渣混凝土試件數據不夠穩定。

[1]廖華棟.攀鋼高鈦型高爐渣渣鈦分離試驗研究[D].重慶：重慶大學,2006.

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[3]劉海峰,高建明,王邊,周典生,須熙元.摻礦渣微粉混凝土的微細觀性能試驗研究[J].混凝土與水泥制品,2003(6)：16—18.

[4]湯浩,王健.鋼筋直徑與活性粉末混凝土粘結性能的關系[J].北京建筑工程學院學報, 2012(3)： 6—9,18.

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