掺微粉高钛型高炉渣混凝土后锚固拉拔试验研究

杨运超 阮小龙 赵柏奇 冯 波

（攀枝花学院土木与建筑工程学院 四川 攀枝花 617000）

掺微粉高钛型高炉渣混凝土后锚固拉拔试验研究

杨运超 阮小龙 赵柏奇 冯 波

（攀枝花学院土木与建筑工程学院 四川 攀枝花 617000）

本文对掺微粉高钛型高炉渣混凝土进行后锚固试块抗拉拔试验，本试验分析了C35混凝土掺高钛渣微粉含量、钢筋直径和锚固长度等对钢筋植筋锚固性能的影响，通过拉拔试验分析了在不同组合情况下植筋的锚固性能。

混凝土；高钛型高炉渣；后锚固；抗拉拔试验

1.前言：

近年来，钢筋混凝土后锚固技术在建筑行业得到广泛应用，尤其是在建筑改建、灾后加固、设备安装和幕墙施工项目中，后锚固技术以高效、灵活、经济等性能在建筑行业备受青睐。现目前高钛渣在土木工程领域的研究只局限于用在普通混凝土结构中作为粗、细骨料使用，而未研究高钛渣在微粉状态下掺入水泥中制作的混凝土进行钢筋后锚固的粘结性能研究。

本试验研究采用35C混凝土含不同高钛渣微粉量、不同钢筋直径和不同的锚固深度，利用拉拔试验得出不同条件下植筋对锚固性能的影响。从而得到在不同掺粉含量下的锚固性能，为后锚固工程设计和施工提供参考。

2.试验设计

使用掺微粉的高钛型高炉渣混凝土进行后锚固施工制作的试块抗拉拔能力试验，本试验中针对微粉掺量10%和20%的混凝土进行后锚固，锚固钢筋的直径为16mm和12mm,对应制作了四个混凝土短梁，每个短梁上以不同深度锚固同一直径的钢筋，锚固钢筋共计12根。

制作200×200×600mm的C35高钛型高炉渣混凝土试块，养护28d，使用直径28mm的钻孔机钻孔深分别为200mm、150mm和100mm，清洗钻孔，晾干后使用植筋胶进行锚固，七天后，植筋胶已经完全凝固，可以进行拉拔试验并采集数据。钻孔后试块及锚固过程及锚固结果如图1、图2：

图1 钻孔后的高钛型高炉渣混凝土试块

图2 用植筋胶进行后锚

3.后锚固工艺下高钛型高炉渣混凝土锚固试块锚固力规律

各试块中不同直径钢筋最后的最大锚固力随着锚固深度变化如表1：

表1 后锚固锚固力大小分布

后锚固各试块中，试块能够提供的最大锚固力仍然满足随着锚固深度的增加而增加的规律，锚固深度和混凝土中微粉掺量相同的情况下，锚固力随着钢筋直径的增加而增加；在钢筋直径和锚固深度相同的情况下，随着微粉掺量的增加，混凝土试件能提供的锚固力也相应的减小。

此现象的原因主要是因为微粉掺量达到20%的混凝土本身抗拉能力就比较弱，容易出现劈裂破坏，后锚固工艺钻机打孔的过程又对混凝土产生很大的影响，导致混凝土在锚固了钢筋的截面上横截面面积更小，加之孔口的应力集中现象。混凝土横截面积减小，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，使微粉掺量20%的混凝土制作的后锚固试件锚固力减弱，往往钢筋和混凝土都没有完全发挥出各自作用的时候，混凝土已经因为顶部受拉率先产生劈裂破坏，更因为打孔的原因，从两侧掉落锥形混凝土碎块，钢筋轻易从混凝土试块中脱离出来。

1. 后锚固工艺下高钛型高炉渣混凝土锚固试块平均粘结应力变化规律

后锚固工艺下高钛型高炉渣混凝土试块的平均粘结应力随锚固深度-钢筋直径的变化表2：

对比表格与图表，可以看出，后锚固工艺制作的试件粘结应力是随着锚固深度与钢筋直径比值的增大而减小，在微粉掺量相同的情况下，高钛型高炉渣混凝土提供的平均粘结应力基本接近，且微粉掺量10%的高钛型高炉渣混凝土比微粉掺量20%的高钛型高炉渣混凝土大。

表2 后锚固平均粘结应力

图3 平均粘结应力随la/d的变化规律

从曲线和数据上看，后锚固施工工艺制作混凝土试块提供的粘结应力曲线变化趋势规律性比较差。其原因应该是钻孔过程对短梁造成的扰动比较大，短梁尺寸过小，使钻孔过程中钻机对高钛型高炉渣混凝土短梁结构造成预先的破坏的概率增大，使后锚固工艺制作的高钛型高炉渣混凝土试件数据不够稳定。

4.结论

（1）后锚固试块能够提供的最大锚固力仍然满足随着锚固深度的增加而增加的规律，锚固深度和混凝土中微粉掺量相同的情况下，锚固力随着钢筋直径的增加而增加；在钢筋直径和锚固深度相同的情况下，随着微粉掺量的增加，混凝土试件能提供的锚固力也相应的减小。

（2）因为微粉掺量达到20%的混凝土本身抗拉能力就比较弱，容易出现劈裂破坏，后锚固工艺钻机打孔的过程又对混凝土产生很大的影响，导致混凝土在锚固了钢筋的截面上横截面面积更小，加之孔口的应力集中现象。混凝土横截面积减小，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，使微粉掺量20%的混凝土制作的后锚固试件锚固力减弱，往往钢筋和混凝土都没有完全发挥出各自作用的时候，混凝土已经因为顶部受拉率先产生劈裂破坏，更因为打孔的原因，从两侧掉落锥形混凝土碎块，钢筋轻易从混凝土试块中脱离出来。

（3）后锚固工艺制作的试件粘结应力是随着锚固深度与钢筋直径比值的增大而减小，在微粉掺量相同的情况下，高钛型高炉渣混凝土提供的平均粘结应力基本接近，且微粉掺量10%的高钛型高炉渣混凝土比微粉掺量20%的高钛型高炉渣混凝土大。

（4）后锚固施工工艺制作混凝土试块提供的粘结应力曲线变化趋势规律性比较差。其原因应该是钻孔过程对短梁造成的扰动比较大，短梁尺寸过小，使钻孔过程中钻机对高钛型高炉渣混凝土短梁结构造成预先的破坏的概率增大，使后锚固工艺制作的高钛型高炉渣混凝土试件数据不够稳定。

[1]廖华栋.攀钢高钛型高炉渣渣钛分离试验研究[D].重庆：重庆大学,2006.

[2]江海民.高钛重矿渣集料制备高性能混凝土的研究与应用[D].武汉：武汉理工大学,2011.

[3]刘海峰,高建明,王边,周典生,须熙元.掺矿渣微粉混凝土的微细观性能试验研究[J].混凝土与水泥制品,2003(6)：16—18.

[4]汤浩,王健.钢筋直径与活性粉末混凝土粘结性能的关系[J].北京建筑工程学院学报, 2012(3)： 6—9,18.

[5]薛祯桢.HRBF500细晶钢筋粘结锚固性能的试验研究[D].南京：东南大学, 2012.

TQ172

B

1007-6344（2017）05-0017-01