稻殼灰對高強超高強混凝土鋼筋粘結(jié)強度的影響

1　混凝土-鋼筋粘結(jié)強度與混凝土基體強度的關系

對于普通混凝土，混凝土-鋼筋粘結(jié)強度隨混凝土抗壓強度增大而增大。鋼筋粘結(jié)強度隨混凝土抗壓強度增大增大的規(guī)律在高強和超高強混凝土范圍內(nèi)仍然存在，并且增大的幅度無太明顯降低。一般來說，鋼筋粘結(jié)強度與混凝土抗拉強度大體成正比，也就是說，鋼筋粘結(jié)強度隨混凝土抗壓強度增大而增大，而增大的幅度明顯降低。另外，過去一般認為，光面鋼筋粘結(jié)強度的高值為3.5MPa，而摻有稻殼灰或硅灰的超高強混凝土，其光面鋼筋粘結(jié)強度超過了8.0MPa，可以達到一個很高的值。

2　稻殼灰和硅灰對混凝土-鋼筋粘結(jié)強度的影響

1) 稻殼灰和硅灰摻量是一個獨立于混凝土抗壓強度之外的直接影響因素。與其他力學性能不同粘結(jié)強度除與抗壓強度(或抗拉強度)有關外，還與摻合料密切相關。在同一強度下，摻有稻殼灰或硅灰的混凝土粘結(jié)強度顯著高于不含摻合料的混凝土。混凝土有許多力學性能取決于抗壓或抗拉強度，材料方面的因素(如配比特點、顯微結(jié)構等)只通過影響抗壓或抗拉強度對其有間接影響，而直接影響較小，但鋼筋粘結(jié)強度例外。

2) 可見，稻殼灰和硅灰摻量在15%以內(nèi)，其摻量越大，混凝土-鋼筋粘結(jié)強度越大。當摻量在10%~15%時，混凝土-鋼筋粘結(jié)強度增長幅度高達40%。稻殼灰和硅灰對混凝土鋼筋粘結(jié)強度的增強作用，遠遠超過對抗壓強度的增強作用。這個現(xiàn)象與界面薄弱層有關。鋼筋與混凝土基體存在界面，混凝土本身也存在水泥漿-骨料界面，這些界面水灰比大，Ca(OH)2富集且結(jié)晶取向性強，是組織結(jié)構和力學性能上的“弱谷”，而稻殼灰和硅灰具有“填平”這種“弱谷”的作用，它們對混凝土基體抗壓強度以及混凝土-鋼筋粘結(jié)強度都有增強作用但由于混凝土基體抗壓強度只是部分受界面控制而混凝土-鋼筋粘結(jié)強度則全部受界面控制，所以稻殼灰和硅灰對鋼筋粘結(jié)強度的增強作用很大，而對混凝土抗壓強度的增強作用則相對小些。

3) 在提高光面鋼筋粘結(jié)強度的方法中，摻稻殼灰或硅灰比提高基體混凝土抗壓強度更為有效。如不摻稻殼灰或硅灰，基體混凝土抗壓強度要提高約20MPa，才能提高光面鋼筋粘結(jié)強度1MPa;而在混凝土中摻入10%的稻殼灰或硅灰，即可提高普通混凝土光面鋼筋粘結(jié)強度1MPa，或提高超高強混凝土光面鋼筋粘結(jié)強度2MPa。這個結(jié)果對工程實踐很有實用價值，只是對混凝土結(jié)構的研究與對混凝土材料的研究有些脫節(jié)，新近出版的混凝土結(jié)構教材均把混凝土強度列為影響鋼筋粘結(jié)強度的首要因素而沒有把稻殼灰或硅灰等摻合料列為鋼筋粘結(jié)強度的影響因素。《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》(GB 50010-2002)在構造規(guī)定中計算受拉鋼筋錨固長度時，也沒有考慮高硅摻合料這一極其重要的影響因素。

3　結(jié)　論

1) 在高強和超高強混凝土范圍，鋼筋粘結(jié)力仍然隨混凝土抗壓強度的提高而提高，而且提高的幅度仍然很大，摻稻殼灰或硅灰的抗壓強度在100MPa以上的混凝土，其鋼筋粘結(jié)強度約為8MPa。

2) 稻殼灰和硅灰對鋼筋粘結(jié)強度的增強作用遠遠大于對混凝土抗壓強度的增強作用。

3) 高硅摻合料是一個獨立于混凝土強度之外、對鋼筋粘結(jié)強度有重要影響的因素，摻高硅摻合料比提高基體混凝土強度能更有效地提高鋼筋粘結(jié)強度。在計算鋼筋錨固長度時有必要考慮這一因素。