凝土与钢筋握裹力强度试验方法

    混凝土的握裹强度是表示混凝土抵抗钢筋滑移能力的物理量，以它的滑移力除以握裹面积来表示（Mpa），一般情况下，握裹强度是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力，亦即是粘结应力。实际上，钢筋周围混凝土的应力及变形状态比较复杂，握裹力使钢筋应力随着钢筋握裹长度而变化，所以，握裹强度随着钢筋种类，外观形状以及在混凝土中的埋设位置，方向的不同而变化，也与混凝土自身强度有关，即混凝土抗压强度越高，握裹强度越大，但两者不是直线关系。

     握裹力是指钢筋与混凝土之间的粘结力，粘结力由以下三部分组成：

⑴混凝土在凝结硬化时的收缩，产生较大的摩擦力。

⑵钢筋与混凝土界面上产生的胶结力；

⑶钢筋表面的凸、凹形态（各种变形钢筋）而产生的机械咬合力。上述三种力量，以机械咬合力较大，这也是制造变形钢筋理论基础。

    一、目的和适用范围：

   相对比较不同混凝土与相同钢筋间握裹力的大小。

     二、基本原理：

   本试验用拔出法进行，钢筋在拔出过程中，握裹应力的分布如图1所示，设钢筋截面周长为L，钢筋埋入深度为a，荷重为p，混凝土与钢筋之间单位面积上的握裹力系假定为均匀分布，并按下式计算：

         rn=p/L·a

   当用螺纹钢筋时，截面周长按外径计算。

   螺纹钢筋与混凝土的拔出试验，在试验时，拔出混凝土是先纵向开裂，或钢筋先达到屈服，故得不到极限握裹强度。本试验选取钢筋与混凝土在自由 端相对滑动0.01mm，0.05mm及0.10mm时相对的几个握裹力的平均值作为握裹强度。至于光圆钢筋与混凝土，则往往是钢筋从混凝土中拔出，这中情况下，可以测得极限握裹强度。

    三、试验设备

   ⑴ 边长150mm立方体金属试模：试模应能埋设一水平钢筋，水平钢筋轴线距离模板7.5cm。埋入的一端恰好嵌入模壁，予以固定，以防下沉。另一端由模壁伸出，作为加力之用。

     试模装置如图所示。

    ⑵混凝土试件夹头，试件夹头系两块厚度为30mm的长方体钢板（250mm×150mm），用四根直径约18mm的钢杆相连。下端钢板中央开有直径为40mm的圆孔，供试件中的钢筋穿入。上端钢板附有直径为25mm的拉杆，拉杆下端套入钢板并成球面相接，上端供机夹持。另附150mm×150mm×10mm钢垫板一块，中心开有直径为40mm的圆孔，垫于试件下端与夹头的下端钢板之间。如图

   

 ⑶千分表：0.001mm；

 ⑷量表固定架：金属制成，横跨试件表面，并可用止动螺丝固定在试件上，上部中央有孔，可夹持千分表，使之直立，量杆朝下。

 ⑸试验机：示值得相对误差和量程与立方体抗压强度试验对压力试验机有关规定相同。

    四、试验步骤：

   ⑴试验用螺纹钢筋，性能应符合《钢筋混凝土结构用热轧钢筋》（GB1499-91）的规定，其计算直径为20mm（内径18mm，外径22mm）。为了具有足够的长度可供机夹持和装置量表，一般长度可取500mm。钢筋的尺寸、形状和螺纹均应相同，成型前，钢筋应用钢丝刷刷净，并用丙酮擦拭，不得有钢屑和油污存在。钢筋的自由端顶面应光滑平整，并与试模预留凹洞吻合。在确有必要时，也可改用直径20mm的光圆钢筋。

     注：螺纹钢筋的计算直径相当于横截面积相等的光圆钢筋直径。

    ⑵混凝土的拌和应按立方体握裹力试验的规定执行。每一试验龄期制作6个试件。

    安装钢筋时，自由端应嵌入模壁，穿钢筋的模壁孔应用橡皮圈和固定圈填塞，以固定钢筋并使密不漏水，如图；

   ⑶混凝土的成型及养护除应按本书的规定执行外，尚应符合下列规定：

   a、混凝土骨料粒径不应超过40mm；

  b、对于干稠的混凝土，应采用振动台振实，试样仍应分两层装入；

   c、试件成型后直至试验龄期，不得碰动钢筋。拆模时间宜延长至两昼夜，拆模时，应先取下橡皮圈和固定圈，再将套在钢筋上的试模壁小心取下。

   d、试件从养护地点取出后，应及时进行试验，以免试件的温度和湿度发生显著变化。

   e、试验时，先将试件擦拭干净，检查外观，试件不得有明显缺损或钢筋松动，歪斜。

   f、将试件套上中心有洞孔的垫板，然后装入已安装在机上的试验夹头中，使机的下夹头将试件的钢筋夹牢。

   g、在试件上安装量表固定架，并装上千分表，使千分表杆垂直朝下，与略伸出混凝土试件表面积的钢筋顶面相接触。

  h、加荷前，应检查千分表量杆与钢筋顶面接触是否良好，千分表是否灵活，并进行适当调整。

  i、记下千分表的初始读数后，即开动机，以不超过400N/a的加荷速度拉拔钢筋。每加一定荷重（1000-5000N），记录相应的千分表读数。

   j、到达下列任一种情况时，应停止加荷：

   ①钢筋到达屈服点；

    ②混凝土发生破裂；

    ③钢筋以从混凝土中拔出；

  五、试验计算结果：

  ⑴将各级荷重下的千分表读数减去初始读数，即得该级荷重下的滑动变形。

   ⑵当采用螺纹钢筋时，以六个试件滑动变形的算术平均值绘出荷重滑动变形关系曲线，以荷重为纵坐标，以滑动变形为横坐标。取滑动变形0.01、0.05及0.10mm，在曲线上查出相应的荷重，此三级荷重的算术平均值，除以钢筋埋入混凝土中的表面积（π×外径×长度） ，即得握裹强度（Mpa）。

    ⑶ 当采用螺纹钢筋时，可取六个试件拔出试验时的荷重的算术平均值除以钢筋埋入混凝土中的表面积，即得握裹强度（Mpa）

     注：也可绘出荷重，滑动变形关系曲线供分析。