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预制构件粗糙结合面性能研究

来源:管理员 时间:2022-04-18 浏览:37
  装配式混凝土建筑在国内应用日渐广泛,国家标准、行业标准及各地方标准中也给出了比较系统和完整的技术要求。但是在应用过程中,仍然发现存在各种共性的技术问题,从理论上或者实践上没有得到很好的解决。中国建筑科学研究院建研科技建筑工业化研究中心是专门从事装配式建筑领域技术研发和设计咨询的团队,近年来结合工程实践对部分热点问题开展了系统的研究。近期将部分研究成果在公众号进行发布,为本行业技术人员提供参考。

  1. 研 究 背 景 和 目 的

  在装配式混凝土结构中存在大量的新旧混凝土结合面,其性能对结构承载力、耐久性等至关重要。现行国家和行业标准中,从设计、制作到工程验收,都对新旧混凝土结合面的要求给出了具体规定;预制构件各类粗糙面成型工艺对成本、施工效率和质量都有较大影响。研发团队对模具成型、水洗露骨料成型的预制构件粗糙面与后浇混凝土结合面的力学性能和耐久性进行了系统的研究,内容详见下文。
  国内外已有的关于新旧混凝土结合面的一系列研究表明,预制构件表面的粗糙面对结合面的性能存在很大影响,目前预制混凝土构件表面的粗糙面成型方法主要有露骨料、拉毛、印花、凿毛处理等,每种粗糙面成型方法都有各自的优缺点以及应用范围,拉毛法主要应用于叠合板面,凿毛法主要应用于硬化后的混凝土构件表面,对于预制墙板侧面、底面以及顶面的粗糙化处理,露骨料处理法占据市场的主要地位。研究也表明露骨料粗糙面与现浇混凝土结合面的力学性能最好[1,2]。但露骨料粗糙面的制作工艺比较复杂,会产生废水,而且有质量不稳定的问题。

  2. 研 究 内 容

  主要研究了结合面的基础性能,具体体包括结合面的力学性能、耐久性能等。
  模具成型的粗糙面工艺及形式:模具所使用的膜材为聚乙烯(PE),采用“外凸式”外形,形成的外凸键块近似于正六棱柱体;外凸键块以一定间距均匀分布;键块表面还存在小凸起,增加界面粗糙度。

  3. 结 合 面 受 力 性 能 研 究

  结 合 面 直 剪 性 能 试 验 研 究

  结构中,竖向结合面(如剪力墙结构竖向接缝)在地震作用下会发生竖向错动,因此设计一批单向和往复荷载作用下的直剪试件。
  设计同参数的采用水洗露骨料工艺成型的粗糙结合面试件和模具成型粗糙结合面试件,进行对比研究。

  结 合 面 压 剪 性 能 试 验 研 究

  结构中,水平结合面(如剪力墙结构水平接缝)主要承担轴向压力和往复荷载,因此设计一批竖向恒载和往复荷载作用下的压剪试件。
  对采用模具和水洗露骨料成型的粗糙结合面试件进行低周反复加载试验,研究了粗糙面的成型方式、配筋率以及轴压比对水平结合面压剪性能的影响。

  结 合 面 受 拉 性 能 试 验 研 究

  后浇混凝土与预制构件的结合面处,可以用交界面的抗拉强度来表征结合的紧密程度,因此设置一批抗拉试件。针对不同方式成型的结合面试件进行了受拉性能试验研究,分析了试件的受拉破坏形态,得到并评价了结合面的受拉承载力。

  4. 结 合 面 耐 久 性 能 试 验 研 究

  预制构件结合面的抗水渗透性能和抗氯离子渗透性能是影响建筑功能和结构耐久性的一个重要因素,因此设计抗水渗和抗氯离子渗透性试件,进行结合面耐久性试验。
  针对模具和水洗露骨料成型的粗糙结合面试件进行了抗水渗透和抗氯离子渗透试验研究,分析了试件的渗水高度和氯离子渗透高度,得到并评价了结合面的耐久性能。

  5.总 结

  研究结果表明,水洗露骨料粗糙面和模具成型凹凸粗糙面与后浇混凝土及灌浆料结合面的受力性能基本一致;结合面的耐水压和耐氯离子渗透性能较好,并未在接缝处表现出明显的下降,可保证接缝位置的混凝土及钢筋的耐久性能。二种工艺均可用于装配式混凝土结构中预制墙板构件的顶底面和侧面、预制柱的顶、底面以及其他受力比较重要的位置。
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