第二章 混凝土结构材料的物理力学性能

2.3钢筋与混凝土的粘结

钢筋与混凝土之间的粘结是这两种材料能组成复合构件共同受力的基本前提。

本节无关痛痒但不看又不放心的“废话”

一般来说，外力很少直接作用在钢筋上，钢筋所受到的力通常要通过周围的混凝土传给他，这就要依靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递。钢筋与混凝土之间的粘结力如果遭到破坏，就会使构件变形增加、裂缝剧烈开展甚至破坏。在重复荷载尤其是强烈地震作用下，很多结构的破坏都是由于粘结破坏及锚固失效引起的。

出厂的钢筋，为了便于运输，除了小直径的盘条外，一般为长约10~12m的直条。在实际使用过程中，往往需要把钢筋接长。

下面划重点

钢筋与混凝土之间的粘结力组成及其影响因素

钢筋的锚固及最小锚固长度要求

钢筋的接头及接长钢筋的三种办法：绑扎搭接、焊接、机械连接

1）钢筋与混凝土之间的粘结力

光圆钢筋与变形钢筋（带肋钢筋）具有不同的粘结机理，其粘结作用主要由三部分组成：

1. 水泥凝胶体与钢筋表面之间的粘结力（一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生相对滑移时，该力即消失）

2. 混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力。

3. 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（咬合力）。对于光圆钢筋，这种咬合力来自于表面的粗糙不平。

带肋钢筋的粘结力除了以上三种力之外，更主要的是钢筋表面凸出的横肋对混凝土的挤压力。

影响粘结强度的因素

　影响钢筋与混凝土粘结强度的因素很多，主要有混凝土强度、保护层厚度及钢筋净间距、横向配筋及侧向压应力，以及浇筑混凝土时钢筋的位置等。

1. 光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度都随混凝土强度等级的提高而提高，但不与立方体强度成正比。

2. 变形钢筋能够提高粘结强度。

3. 钢筋间的净距对粘结强度也有重要影响。

4. 横向钢筋可以限制混凝土内部裂缝的发展，提高粘结强度。

5. 在直接支撑的支座处，横向压应力约束了混凝土的横向变形，可以提高粘结强度。

6. 浇筑混凝土时钢筋所处的位置也会影响粘结强度。

2）钢筋的锚固与搭接

1. 对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度；钢筋强度越高，直径越粗，混凝土强度越低，则锚固长度要求越长；对于受压钢筋，由于钢筋受压时会侧向鼓胀，对混凝土产生挤压，增加了粘结力，所以它的锚固长度可以短些。

2. 为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；

3. 在钢筋的搭接接头内应加密箍筋；

4. 为了保证足够的粘结在钢筋端部应设置弯钩；

5. 对大深度混凝土构件应分层浇筑或二次浇捣；

6. 一般除重锈钢筋外，可不必除锈。

3）接长钢筋的三种办法

钢筋连接的原则

• 接头应尽量设置在受力较小处，以降低接头对钢筋传力的影响程度。

• 在同一钢筋上宜少设连接接头，以避免过多的削弱钢筋的传力性能。

• 同一构件相邻纵向受力钢筋的接头宜相互错开。

• 在钢筋连接区域应采取必要构造措施，如适当增加混凝土保护层厚度或调整钢筋间距等。

绑扎搭接

         采用绑扎搭接接头时，钢筋间力的传递是靠钢筋与混凝土之间的粘结力，因此必须有足够的搭接长度。应满足相应的构造要求，以保证力的传递。与锚固长度一样，钢筋强度越高直径越大，要求的搭接长度就越长。

轴心受拉或小偏心受拉以及承受振动的构件中，不得采用绑扎搭接。当受拉钢筋直径d＞28mm或受压钢筋d＞32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。

绑扎搭接接头

焊接接头

焊接有对焊和搭接焊接，质量有保证时，此法较可靠。

机械连接接头

分为挤压套筒接头和螺纹套筒接头两大类。具有工艺操作简单，接头性能可靠，连接速度快，施工安全等特点。

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知识点：钢筋与混凝土的粘结