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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
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  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-25 08:59:02
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

新型变形灌浆套筒连接接头性能试验研究

2019/8/9 15:17:00 市政工程 孟庆鹏,1,李辉,2
资料简介

摘要:利用普通无缝钢管通过冷轧工艺开发了一种新型的钢筋连接灌浆套管。使用这种套管设计,制作了 5个接缝样品,并进行了单向拉伸试验,以研究注浆套管连接的结构性能和工作机理。研究结果表明,当钢筋锚固长度为钢筋直径的 8倍时,试件全部断裂破损。接头的抗拉强度与钢筋抗拉强度标准值的比值 fu / fbuk≥1. 10,符合《钢筋机械连接技术规范》》 JGJ107—2010中 I类接头单向抗拉强度强度要求;对套腔结构对衬套的约束机理和应变分布有显着影响,衬套应变分布与腔结构相对应,在光滑段和变形段表现出不同的规律。套筒对灌浆的变形部分的约束主要来自内壁环肋处相互挤压力的垂直分量,而光滑部分对灌浆的约束则取决于灌浆裂缝破裂的大小。

新型变形灌浆套筒连接接头性能试验研究

孟庆鹏 1 李辉 2

1. 广西岩土力学与工程重点实验室 桂林理工大学 广西桂林 541004

2.桂林师范高等专科学校 广西桂林 541001

摘要:利用普通无缝钢管通过冷轧工艺开发了一种新型的钢筋连接灌浆套管。使用这种套管设计,制作了5个接缝样品,并进行了单向拉伸试验,以研究注浆套管连接的结构性能和工作机理。研究结果表明,当钢筋锚固长度为钢筋直径的8倍时,试件全部断裂破损。接头的抗拉强度与钢筋抗拉强度标准值的比值fu / fbuk≥1. 10,符合《钢筋机械连接技术规范》》 JGJ107—2010中 I类接头单向抗拉强度强度要求;对套腔结构对衬套的约束机理和应变分布有显着影响,衬套应变分布与腔结构相对应,在光滑段和变形段表现出不同的规律。套筒对灌浆的变形部分的约束主要来自内壁环肋处相互挤压力的垂直分量,而光滑部分对灌浆的约束则取决于灌浆裂缝破裂的大小。

关键词:预制装配式; 套筒灌浆连接; 变形灌浆套筒; 预制混凝土; 黏结; 约束作用

引言

钢筋套管注浆连接是预制混凝土房屋建造的关键技术之一。该连接是钢筋连接方法,其中将肋骨钢筋插入金属套管中并填充浆液以实现力传递取决于钢筋和浆液以及浆液和套管之间的结合强度。通过限制作用来限制混凝土或灌浆材料的劈裂变形,可以显着提高钢筋,混凝土与灌浆材料之间的粘结强度。只有确保相应地发挥该技术的应用优势,才能达到最终的施工效果。因此,有必要对预制建筑物的灌浆套管连接技术进行深入的分析。

1.试验概况

1. 1 试件设计

采用 Q345 无缝钢管制作了两类 GDPS 套筒,如图 1 所示。接头拉伸试件采用 HRB400级钢筋、GDPS 套筒和高强无收缩灌浆料制作,构造尺寸及试件参数如图 2 及表 1 所

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图 1 GDPS 套筒加工图 图 2 试件详图

1. 2 试验装置及测量内容

试件采用拉拔试验机进行单向拉伸试验,试验机最大量程 300kN。通过测量钢筋及套筒上的应变,研究试件在整个加载过程中的应变变化,试验加载装置如图 3 所示。

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图 3 加载装置

2.灌浆套筒技术的操作要点

2.1基础处理操作要点

在采用灌浆套筒连接技术之前,现场施工人员必须在封浆前数小时内对工程基础部位进行全面的冲水清理,尽可能采用高压水管,这样才能保证基础部位的清洁性,避免接缝内出现灰渣、油污、积水等残留物质,进而影响到后续施工操作。

2.2灌浆腔密封操作要点

在这一过程中,密封封堵材料质量必须符合国家相应的标准要求,尽量以高强封堵料为主,并按照坐浆方式将其灌注到套筒与钢筋的间隙中,使其形成一个完全封闭的槽形空间,且与构件下部的预留孔道和套筒孔相互贯通,这样才能达到一定的施工效果。

2.3灌浆操作要点

首先,要控制好灌浆料不会堵塞灌浆机,尽量在进入灌浆机之前利用滤筛网过滤一遍;其次,要控制好灌浆料的流速,使其保持在0.8-1.2 L/minx范围内,这样才能确保灌浆的均匀性。

2.4排浆孔封堵操作要点

首先,砂浆在从灌浆套筒出浆口流出后,要立即采取橡皮塞对浆口进行封堵;其次,待所有接头灌浆施工完毕后,还要及时对灌浆口和出浆口表面进行抹平处理,并详细记录整个灌浆过程,进以为后续质量检查工作提供可靠的参考依据。

3. GDPS 灌浆套筒连接工作机理

注浆套筒是一种通过套管的“搭桥”效应实现钢筋对接的方法,即通过相互粘结将载荷从钢筋的一端转移到钢筋的另一端。由于水泥的收缩特性会引起灌浆材料和套管的剥离,因此对于灌浆套管的连接,要求灌浆具有一定程度的微膨胀以补偿水泥的收缩和变形 。灌浆后,在硬化过程中产生的膨胀变形受到套管的限制,在钢筋与套管,灌浆的接触面产生初始界面压力,预应力为在灌浆内部产生。在连接接头受力后,在拉伸载荷下,灌浆由于钢筋的“圆锥楔”效应而产生径向位移,界面压力增加,灌浆硬化过程中产生的预压缩应力灌浆减少。随着负载的增加,环向预压缩应力逐渐变为张应力。当应力值超过灌浆的抗张强度时,首先在钢筋灌浆界面出现裂痕。裂缝出现后,灌浆裂缝区域的周向拉应力为零,应力的重新分布发生在非裂缝区域。周向拉应力继续增加,并且裂纹扩展到套管注浆界面。但是,由于套筒将灌浆置于有效的侧向约束状态,因此不会因钢筋的分裂和粘结而损坏连接接头,但是会拉出并损坏钢筋。连接的承载能力取决于横杆之间的灌浆咬合强度。

4.技术控制措施

4.1具体影响因素

在案例工程中,由于所有的装配式竖向结构的受力节点都是采取灌浆套筒连接技术来进行连接的,所以控制好节点施工质量是整个建筑施工管理工作中的重中之重。因为灌浆套筒节点的受力情况很容易会受到套筒质量、灌浆料质量以及相关技术施工质量等因素所影响,例如,若是封浆层、灌浆口、出浆口等密封度不合格,则势必会导致套筒关键部位出现一定的空洞;而若是灌浆料拌制后的施工时间过长,则还会降低浆料的流动性以及套筒的受力性能。所以,做好节点施工质量控制工作,极为重要。

4.2材料进场前的质量控制

首先,要对接头外观质量、尺寸以及检验标识等进行全面的检查,看其是否与规定的设计要求相吻合;其次,要对接头的工级性能进行全面的检测,可以采取单向拉伸试验、大变形反复拉压试验以及高应力反复拉压试验来进行判定,完全合格后才能进入到施工现场;最后,要对灌浆料质量进行严格的检测,一般强度在28 d之间可以达到85 MPa以上、初始流动度大于300 mm,30 min后的流动度大于260 mm的灌浆料都可视为合格产品。

4.3灌浆腔密封质量控制

首先,要对预制构件水平、竖向位置等进行全面的检测,符合相关标准后,还要采用适量的钢筋作为坐浆料来对模具进行封堵,然后再将模具塞入到构件与地梁之间的水平缝中;其次,在灌浆前,要对套筒的密封情况进行严格的检查,一旦发现存有密封不严的情况,要立即采取密封砂浆进行修补,直到接头砂浆不会再流出,且保持24h后才能进行后续钢筋连接灌浆施工工作。

4.4灌浆作业质量控制

首先,在灌浆施工开展前期,相关质量控制人员可采用高压空气清理技术对预制柱套筒内部进行冲水清理,然后再利用透光检查方法进行检测,达到一定通畅性后才能进行灌浆施工。

其次,在进行灌浆施工操作时,应尽量在施工现场制作灌浆料试件,并按照相应的制作要求来进行,即加水量要控制在12.5%-13.5%之间,可采取专门的称量工具进行称量,然后再与灌浆料进行均匀搅拌。另外,在搅拌过程中,还要控制好浆体温度,使其始终保持在5-30℃之间,且在搅拌完毕后的30 min之内将灌浆料全部填入到套筒内。

最后,在灌注灌浆料时,要尽量使其从套筒专用灌浆口进入,并保持均匀、连续的灌浆速度。同时,在浆液全部从出浆口流出后,还要立即采取封堵材料对出浆口和灌浆口进行密封封堵。

5.结束语

工程中灌浆套筒连接技术的应用特点、工艺流程以及操作要点的分析,可以看出该技术具有良好的受力特性和应用空间,但是在实际运用时,还要做好材料进场前的质量控制工作、灌浆腔密封质量控制工作以及灌浆作业质量控制工作,这样才能从根本上保证预制装配式建筑施工质量,突出灌浆套筒连接技术的应用优势。

参考文献

[1]赵勇.钢筋套筒灌装连接技术研究与应用进展[J]施工技术,2018,02:11-12

[2]武卫平.装配式建筑钢筋套筒连接用灌装料性能比较[J]混凝土世界,2018,03:45-46