装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆料应用问题及发展趋势

吴乐涛

摘要：在实际装配式混凝土结构工程当中，钢筋套筒灌浆料的使用可以有效提高工程质量和效率，对促进装配式混凝土建筑发展具有重要意义。文章对装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆料的接头抗反复拉压破坏开展科学对比试验，通过试验获取良好接头连接技术，通过将套筒和钢筋混凝土联系起来，形成现代化的钢筋套筒灌浆连接接头。采用该方式可以提高实际工程质量，对装配式混凝土的推广应用具有重要意义。

关键词：装配式混凝土;结构;钢筋套筒灌浆料;发展趋势

当下装配式混凝土结构构件得到广泛应用，其采用钢筋套筒进行连接，采用套筒灌浆料形成装配式结构连接，有效提高了工程实际质量[1]。通过对钢筋套筒连接接头进行合理的反复应力的拉压试验，结合大变形反复拉压试验，发现现代化钢筋套筒连接接头处于大量变形及高应力拉压情况下，其实际拉压强度将随着钢筋直径变化而变化（正比）。大变形影响下，钢筋余变形4和8将伴随钢筋直径变化形成近似趋势。

1.装配式混凝土结构技术的提出

我国装配式混凝土结构技术主要受节点设计影响，设计并不完善，制约其自身可持续发展，在实际工作中，传统装配式混凝土结构技术会出现“强柱强梁弱节点”现象，影响工程建设整体质量。有学者采用螺栓、预制梁柱节点及预制梁预埋型钢构件连接，对该现象进行优化，在相同尺寸下比对梁柱节点，发现结构抵抗地震能留较强。采用装配式混凝土结构技术可以有效优化施工，可提高工程质量，降低后期工程维护费用投入[2]。

2.装配式混凝土结构下钢筋套筒灌浆连接接头反复抗拉压试验分析

实际试验中主要对公称直径有区别，对应的高应力及大变形反复拉压下其对钢筋套头连接接头质量的影响。钢筋的实际公称直径选择12、14、16、20mm进行比对试验，不同=公称直径钢筋对应灌浆料拌合物选择上，统一采用40mmx40mmx160mm标准零件，方便试验分析具体结果[3]。四种对比性材料选择统一、标准养护方式，养护测定28天后，测试各个抗压强度，采取灌浆料抗压强度在80-95MPa的试验，试验一共分两次完成，一次试验主要在高应力背景当下对不同的试验对象比对，按照国家对应规范规定，对应试验零件的高应力反复拉压实验应按照固定顺序开展：从0开始，加载至钢筋拉应力为钢筋实际屈服强度90%，达到之后卸载拉应力，向试验零件反方向施加钢筋拉应力，达到钢筋屈服强度值50%后卸載压应力，重复上述步骤20回合，将试验零件拉伸至无法使用。第二次试验是在大变形下对不同试验零件进行比对分析，按照对应规定，时间大变形反复拉压试验顺序如下所示：从0开始，加载到钢筋标准拉应变到2倍刚进去浮应变值后，卸载拉应变，并向反响加载压应力至钢筋屈服强度50%。然后采取两种操作方式，一种重复上述步骤4次，将试验零件拉伸至无法使用;另一种是通过反复拉压8次后，将试验零件拉伸至无法使用，具体试验获取数据如表1所示。

3.试验结果分析

对钢筋套筒灌浆连接接头开展反复抗拉压试验得到具体结果，如下图所示。

通过试验结果分析，由图1、2、3可得，实际高应力影响下，A、B、C三组抗压强度变化基本一直，在公称直径为12-14mm时间下，其出现上升趋势，在14mm存在波状峰值，因此，可以得到处于14mm阶段，钢筋的实际利用率较高，对应的组合结构性能有保障。若公称直径处于14-16mm阶段时，其整体处于下降趋势。而经过16mm后，整体逐渐上升，但是其实际上升趋势相比于先前较缓慢。大变形影响下，实际变化趋势区域一致，在12-14mm公称直径之间呈现出上升趋势，且在14mm有峰值，14mm后就逐渐下降，因此可以得到结论，钢筋的实际利用率在14mm公称直径为最佳。但是，14mm过后，对应的钢筋直径加大，但是钢筋利用率开始减小。

分析图3试验结果，在高应力影响下，钢筋公称直径处于12-14mm之间，其残余变形下降，在B、C两组走势中，较平稳。但是另一组为先上升、后下降，波动小，走势相近。分析图4、图5得到，μ4、μ8对应走势区别不大，属12-14mm公称直径下出现下降趋势，在公称直径达到14mm时，呈现出低谷状态，而后逐渐均匀上升。由此可得，此刻装配式混凝土结构下钢筋套筒灌浆连接接头变形较小，自身抗变能力较强。

由上可得，高应力反复拉压接头及大变形反复拉压接头抗拉强度将跟随钢筋自身公称直径变化而变化，且两者变化成正比趋势，差别不大[4]。在大变形反复拉压接头参与变形μ4、μ8上，其跟随公称直径变化趋于一致。通过两种不同条件开展试验，获取对应的抗压强度值在HRBA00E钢筋的实际抗拉强度上，因此可以确定钢筋套筒接头技术可以增加接头的实际抗拉强度，能够优化接头的抗拉性能。在残余变量上，实际残余变量的最大化数据符合实际施工建设要求，残余变量变性值较小，对钢筋套筒的合理使用无明显影响。

通过综合高应力反复拉压试验及大变性反复拉压试验，得到具体的结果图，了解在钢筋公称直径为14mm时，其对应的钢筋套筒接头质量最优，此时其具有较高强度，不易变形。分析实际钢筋预制混凝土的经济性，在钢筋公称直径为14mm时，钢筋套筒接头具有使用推广价值。

4.钢筋套筒灌浆料实际发展趋势

当下装配式混凝土采用钢筋灌浆套筒进行连接，以内部为凹凸结构高强度圆形套筒为支持，在实际零件中将预应力预留钢筋插入其中，以专业性灌浆机设备注入建筑材料，如水泥、细骨料、外加剂吧、矿物掺合料等，注入套筒后，等待灌浆料硬化，套筒、预留钢筋等粘结为整体。针对当下钢筋套筒灌浆料的应用，未来其发展需要从高性能硅酸盐水泥方向发展，分析硫铝酸盐水泥和高性能硅酸盐水泥成分，两者相互结合，形成性能有保障的凝胶材料，改变胶砂比、颗粒级配、确保钢筋套筒灌浆料具有良好的流动性和力学强度，在此基础的上掺如科学外加剂及外掺料，优化对应的灌浆料配比，分析缺陷并优化，减少钢筋套筒灌浆料自身复杂性，使其性能稳定，具有广泛推广作用，在不同施工环境中都能够充分应用。此外的，应控制钢筋套筒灌浆料的凝结时间，在几秒、几小时中调整时间，满足现场施工的实际需求。钢筋套筒灌浆料应满足不同方向力学强度，未来发展，向流动性、膨胀率、力学强度、工作性、充盈性等方面发展，满足建设工程需求。应设计合理的材料性能配合比，减轻施工负担和难度的，实现高效灌浆，质量较稳定。

5.结束语

综上所述，采用钢筋套筒连接技术可以提高建筑施工效率，确保建筑性能提高，起到节约成本投入，降低资源消耗问题。采用先进钢筋套筒灌浆料，可以促进建筑行业稳定发展，减少建筑施工对环境造成的危害，促进建筑是哪个绿色发展。应针对灌浆料深入分析，从配合比、外加剂及矿物掺合料等方面入手，分析钢筋套筒灌浆料的力学强度、流动性、膨胀性等。但是，要考虑到钢筋套筒灌浆料的收缩问题、流动问题、成本问题，结合先进技术，对影响装配式建筑的问题优化解决，开展新型钢筋套筒灌浆料应用。

参考文献：

[1]祝雯，黄石明，高梓贤.装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆料的研究现状及发展趋势[J].广州建筑，2017，45（3）：22-26.

[2]吕俊杰.装配式建筑钢筋套筒灌浆施工中应注意的问题[J].建筑工人，2017，38（12）：6-8.

[3]孙彬，毛诗洋，张晋峰，等.钢筋套筒连接用灌浆料抗压强度影响因素试验研究[J].工程质量，2017，35（6）：25-28.

[4]李世元，夏春蕾，杨思忠.装配式建筑钢筋套筒灌浆料研究[J]. 混凝土世界，2018（1）：54-59.