蔡曉春

（佛山市順德區(qū)鴻業(yè)水泥制品有限公司，廣東 順德 528000）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，房屋建筑由過去的低層、多層建筑，發(fā)展到今天以多層、高層建筑為主導(dǎo)潮流。建筑結(jié)構(gòu)以混凝土結(jié)構(gòu)占絕大多數(shù)來作為建筑物的結(jié)構(gòu)承重體系。其中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋與混凝土兩種材料組成，它們之間的粘結(jié)力是其共同工作的基礎(chǔ)?；炷聊Y(jié)后，能與鋼筋牢固地粘結(jié)，由于鋼筋是塑性材料，能發(fā)揮抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)；混凝土是脆性材料，能發(fā)揮抗壓強(qiáng)度較高與相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，且兩者具有相近的溫度線膨脹系數(shù)（鋼筋為 1.2×10－5，混凝土為 1.0×10－5～1.5×10－5），通過粘結(jié)力可以互相傳遞應(yīng)力，共同變形，確?；炷翗?gòu)件的承載力得到充分的保證和發(fā)揮?？梢娬辰Y(jié)力在混凝土結(jié)構(gòu)中的地位十分重要，除了在設(shè)計(jì)方面予以高度重視外，其現(xiàn)場施工措施也不容忽視，它同樣決定了混凝土結(jié)構(gòu)體系的安全性、適用性與耐久性。

1 鋼筋與混凝土的粘結(jié)力

1.1 黏結(jié)力的定義

混凝土構(gòu)件受力工作時(shí)，若鋼筋和混凝土有相對(duì)變形（滑移），就會(huì)在鋼筋和混凝土交界面上產(chǎn)生沿鋼筋軸線方向的相互作用力，這種力稱為鋼筋與混凝土的黏結(jié)力。正因?yàn)檎辰Y(jié)力的存在，使鋼筋與混凝土能夠共同工作。

1.2 粘結(jié)力的組成

混凝土構(gòu)件受力工作時(shí)，其實(shí)是鋼筋與混凝土共同工作，共同工作的基礎(chǔ)就是黏結(jié)力。黏結(jié)力由4部分組成：

1.2.1 化學(xué)膠結(jié)力

混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘著力或吸附力，來源于澆注時(shí)水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程中水泥晶體的生長和硬化，取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。當(dāng)鋼筋受力后變形，發(fā)生局部滑移后，粘著力就喪失了。

1.2.2 摩擦力

混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對(duì)滑移時(shí)，在鋼筋和混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。它取決于混凝土發(fā)生收縮、荷載和反力等對(duì)鋼筋的徑向壓應(yīng)力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。鋼筋和混凝土之間的擠壓力越大、接觸面越粗糙，則摩擦力越大。

1.2.3 機(jī)械咬合力

鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力，即混凝土對(duì)鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強(qiáng)度。變形鋼筋的橫肋會(huì)產(chǎn)生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來源，是錨固作用的主要成份。

1.2.4 鋼筋端部的錨固力

一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨固區(qū)焊接鋼筋、短角鋼等機(jī)械作用來維持錨固力。

1.3 光面鋼筋的粘結(jié)力

光面鋼筋的粘結(jié)性能和強(qiáng)度在鋼筋滑動(dòng)前取決于化學(xué)膠著力，滑動(dòng)后則主要取決于摩擦力。光面鋼筋被從混凝土中拔出的過程，當(dāng)加荷初期鋼筋與混凝土界面上開始受剪時(shí)，化學(xué)膠著力起主要作用，此時(shí)界面上無滑移，隨著拉力的增大從加載端開始膠著力逐漸喪失，摩擦力開始起主要作用，滑移逐漸增大，黏結(jié)應(yīng)力達(dá)到峰值后滑移急劇增大，此時(shí)嵌入鋼筋表面凹陷處的混凝土被陸續(xù)剪碎抹平，摩擦力不斷減小，破壞時(shí)拔出的鋼筋表面與其周圍混凝土表面沾滿了砂漿和鐵銹粉末，并有明顯的縱向摩擦痕跡。光面鋼筋的黏結(jié)破壞屬于剪切型破壞，光面鋼筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度較低、滑移較大，粘結(jié)性能較差。

1.4 變形鋼筋的粘結(jié)力

變形鋼筋的黏結(jié)效果比光面鋼筋好得多，化學(xué)膠合力和摩擦力仍然存在，機(jī)械咬合力是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來源。鋼筋肋對(duì)混凝土的斜向擠壓力形成滑動(dòng)阻力，滑動(dòng)的產(chǎn)生使肋的根部混凝土出現(xiàn)局部擠壓變形，黏結(jié)剛度較大，粘結(jié)強(qiáng)度提高。

1.5 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素

鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度均隨混凝土強(qiáng)度的提高而提高?；炷帘Ｗo(hù)層和鋼筋之間凈距離越大，劈裂抗力越大，因而黏結(jié)強(qiáng)度越高?；炷翗?gòu)件中橫向鋼筋限制了縱向裂縫的發(fā)展，可使黏結(jié)強(qiáng)度提高，因而在鋼筋錨固區(qū)和搭接長度范圍內(nèi)，加強(qiáng)橫向鋼筋（如箍筋加密等）可提高混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度，如圈梁、構(gòu)造柱、框架梁與柱的鋼筋在搭接區(qū)段范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋。一般情況下圈梁、構(gòu)造柱綁扎接頭長度按受拉鋼筋考慮，當(dāng)采用Ⅱ級(jí)鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20、C25時(shí)，則搭接長度為45 d，在此長度范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)當(dāng)加密（間距為100 m）。鋼筋端部的彎鉤、彎折及附加錨固措施（如焊接鋼筋和鋼板等）同樣可以提高錨固粘結(jié)能力，錨固區(qū)內(nèi)側(cè)向壓力的約束對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度也有提高作用。

2 保證可靠粘結(jié)力的施工措施

2.1 鋼筋間的距離

梁、柱混凝土構(gòu)件中縱向受力鋼筋分布有單排、雙排等以上形式，以鋼筋外邊緣算起，其上下垂直、左右水平的相互間的凈距符合設(shè)計(jì)要求，且不小于25 mm。施工中可利用廢料鋼筋來制作固定間距支架，或用直徑25 mm的短鋼筋來間隔2根鋼筋之間的距離，綁扎要牢固，防止混凝土澆筑時(shí)受力鋼筋偏位，保證鋼筋間的有效距離，使鋼筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度得到保障。

2.2 鋼筋的混凝土保護(hù)層

混凝土受力構(gòu)件中，鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不能太小，厚度（鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離）不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑。鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其中基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40 mm，當(dāng)無墊層時(shí)不應(yīng)小于70 mm。施工中常采取預(yù)制帶有鐵絲砂漿墊塊，墊塊規(guī)格為20×20 mm，用1∶2的水泥砂漿制作，墊塊厚度應(yīng)與設(shè)計(jì)要求一致。墊塊綁扎在受力鋼筋外邊緣上，綁扎要牢固。

2.3 采用變形鋼筋

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在同等鋼筋面積的條件下，宜優(yōu)先采用小直徑的變形鋼筋。由于光面鋼筋黏結(jié)力較差，施工時(shí)鋼筋末端設(shè)彎鉤措施，增大其錨固黏結(jié)能力。如對(duì)有抗震要求的，箍筋末端彎折角為135 °，彎后平直段長度為10 d（d為箍筋直徑），且不小于75 mm。

2.4 鋼筋的錨固長度

為保證鋼筋伸入支座的黏結(jié)力，應(yīng)使鋼筋伸入支座有足夠的錨固長度。如支座長度不夠時(shí)，施工中采取鋼筋彎折措施，彎折長度計(jì)入錨固長度內(nèi)；也可以在鋼筋端部焊接短鋼筋、短角鋼等方法加強(qiáng)鋼筋與混凝土的黏結(jié)能力。

3 結(jié)束語

綜上所述，在房屋建筑工程的混凝土構(gòu)件施工中，特別要注意鋼筋原材料、加工下料、安裝綁扎位置和混凝土保護(hù)層厚度的施工質(zhì)量控制，保證鋼筋與混凝土的黏結(jié)力，從而達(dá)到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用安全的目標(biāo)。

1 李 斌、沈鳳生.銹蝕對(duì)鋼筋混凝土粘結(jié)力的影響[J].工業(yè)建筑，2001.5

2 李 琛.銹蝕鋼筋與混凝土粘結(jié)力的研究現(xiàn)狀[J].山西建筑，2008.16