在具體的植筋加固施工中,化學植筋後焊接是很常見的現象,實際上在GB50367-2013《混凝土結構加固設計規範》中,已對化學植筋的焊接也做出了明文規定:
從國家規範看得出,正常情況下是不建議化學植筋之後進行持續高溫焊接,那樣,持續高溫焊接後,對化學植筋造成什麼什麼影響?持續高溫焊接對化學植筋影響的焊接造成高溫,會形成化學植筋移動,進而導致抗壓強度虧損。依據大量實驗操作能證明,化學植筋移動量與以下幾點有一定關係:
1、鋼筋錨固深度:鋼筋錨固深度提升能夠減少最後的化學植筋移動量;
2、焊接位置:焊接位置間距膠體具體位置越近的,化學植筋移動量就大;
3、鋼筋直徑:鋼筋直徑越大,化學植筋在高溫下焊接下化學植筋移動量越小。
焊接之後對化學植筋的效果到底有多大影響呢?有權威機構進行了一組對照實驗:將化學植筋受到焊接溫度危害拉拔試驗在鋼筋混凝土梁中進行。實驗操作梁尺寸和配筋共3根,混凝土設計抗壓強度C30,實測平均抗壓強度為38.5N/㎜。植入建築鋼筋Φ12和Φ16兩種孔徑分別是18㎜和22㎜。
鋼筋材料實驗操作結果:Φ12鋼筋屈服強度401N/㎜,極限強度574.7N/㎜延伸率24.4%;Φ16鋼筋屈服強度385N/㎜極限強度548.7/㎜延伸率22.3%。拉拔試驗的設計參數包括錨固長度(7D、10D和15D三種)和焊接位置(焊接點到混凝土表層膠層之間的距離有0㎜、100㎜、200㎜三種)。
實驗操作選用油壓千斤頂對植入的建築鋼筋施加拉拔力使用ZDY—300kN筒式傳感器和JCQ—301靜力載荷測試儀測量拉拔力的大小。實驗操作中建築鋼筋採用分級加載,載入等級10kN每級載入的同時由YHD30百分表測出這時建築鋼筋相對移動量數據信息由TDS303數據採集儀自動採集直至毀壞。
載入早期,建築鋼筋受到的拉力和建築鋼筋根部的位移呈線性關係,這時結構膠處在彈性範圍之內。當載荷繼續加大,建築鋼筋四周的混凝土出現不同程度的豎向和斜向縫隙,開裂形式與鋼筋直徑和鋼筋錨固深度相關。伴隨著錨固長度增多,化學植筋極限荷載逐步提高。鋼筋錨固的深度提升有益於化學植筋極限荷載的提升。此外,焊接位置的確定對極限荷載具有決定性作用,焊接位置間距結構膠層表層越近的,焊接溫度對結構膠影響的就越嚴重,極限荷載就會越低。
拉拔力-移動(P-s)曲線關係從實驗操作中測出同樣建築鋼筋,同樣錨固長度,不一樣焊接位置的P-s曲線。解析P-s曲線可得到下列結果:在混凝土開裂前,曲線為線性相關,建築鋼筋的移動量很小,表現出了較大剛度,這時,直線的斜率的大小焊接位置之間的距離反比,鋼筋焊接具體位置對拉拔力的大小有顯著危害。在混凝土開裂時,絕大多數構件的P-s曲線出現轉折,曲線斜率減小。混凝土開裂後,化學植筋屈服前,曲線仍近似為線性,可是曲線斜率和開裂前較為差距非常明顯。
化學植筋屈服到達極限荷載,或是結構膠層發生毀壞,到達極限荷載,曲線斜率大幅度減小,移動大幅度提升,移動量在一定範圍之內長期保持或是上漲的發展趨勢,具有較強的殘留粘結力。當焊接位置間距膠層0㎜時,膠層受到環境溫度危害非常明顯,移動量比較大,極限荷載有很大的降低;當焊接位置為100㎜和200㎜時,化學植筋的承載力和移動量相差不多,拉拔力-移動量曲線非常接近。
化學植筋移動量較為化學植筋移動量的大小是植筋錨固特性的一個關鍵指標值。確保小的移動量是鋼筋錨固優良的基本條件,都是分辨化學植筋毀壞的標誌。鋼筋錨固的深度危害:鋼筋錨固的深度提升在同樣焊接位置時能夠減少最後的移動量;在焊接溫度作用下,特別是短距離焊接,鋼筋錨固的深度提升不能減少初始移動量;
由於建築鋼筋的導熱性能,焊接溫度對植筋膠層上層部分的性能有明顯的削弱作用,這在鋼筋錨固深度比較大的化學植筋構件中更為明顯。不一樣焊接位置對P-s曲線的危害:焊接位置間距結構膠層越近的,P-s曲線的初始斜率越小,即粘結剛度越小,極限荷載越小,移動量越多;由於焊接的溫度作用,在結構膠層上部產生的影響,提升錨固長度減弱焊接溫度對化學植筋性能的危害;焊接位置到結構膠層表層間距小於100mm,錨固長度增多對移動量增多沒有明顯作用。
鋼筋直徑影響的:鋼筋直徑越多,在受到同樣焊接溫度危害時,移動量減小,極限荷載的減少速度提升;伴隨著鋼筋直徑增多,P-s曲線的初始斜率變大,即為初始粘結剛度伴隨著鋼筋直徑增多而變大。通過以上解析,
可以得到下列主要結果:
(l)通過拉拔試驗,對兩種建築鋼筋(12和16)採用了三種錨固長度(7D10D和15D,D為鋼筋直徑),在三種不同的焊接位置(測出間距落弧點分別是0㎜100㎜和200㎜)焊接。結果表明,焊接位置間距為0㎜時,移動量都很大,極限荷載受到極大危害。伴隨著錨固長度增多,化學植筋的移動量逐漸減少;當焊接位置大於100㎜時,焊接溫度對初始移動有顯著危害,但是對極限荷載和移動總量危害較小。焊接位置間距為200㎜時,焊接溫度對化學植筋影響的不明顯。
(2)施工建議:錨固長度過小直接影響到極限荷載,增大化學植筋的移動量,所以,化學植筋的鋼筋錨固深度必須符合設計的要求;