從事混凝土行業的人們可能會想到混凝土和鋼筋之間的相互作用。就像永遠不會死的秘密特工一樣，混凝土增強的粘結力確保您的預製產品經久耐用。混凝土具有優異的抗壓強度，但缺乏抗拉強度。添加鋼筋可形成可應對壓應力和拉應力的複合結構。但是，僅在必要的位置加上必要的加強並不能保證結構上的適當性。增強材料還必須粘附到混凝土上，以處理和抵抗壓縮力和拉力。
鋼筋是傳統的鋼筋類型，具有出色的高抗拉屈服性能，延展性和彈性模量，可補充混凝土的特性。為了在需要時提供更高的耐用性，黑色鋼筋經過了鍍鋅或環氧塗層處理。特種不鏽鋼和新型耐腐蝕鋼也很容易獲得。此外，還可以使用玻璃纖維增強聚合物製成的非金屬增強鋼筋替代品。通過所有這些選擇，必須理解的一個關鍵設計屬性是粘結強度，這一概念已通過學術研究，中國混凝土研究所的努力進行了徹底研究和量化。
影響的因素
加強粘合是通過粘合，摩擦和機械手段發展起來的。粘合力提供的粘合最少，主要是由混凝土漿和鋼筋之間的化學相互作用產生的。摩擦結合是鋼筋和混凝土表麵壓在其上而產生的阻力。這是用於平滑鋼筋加固的主要粘結機製。當鋼筋內的凸起或變形產生鋼筋與混凝土的物理互鎖時，就會發生機械結合。
為了正確放置鋼筋，可使用方程式計算嵌入的最小長度以防止打滑。這稱為開發長度。一些關鍵變量與影響粘結強度的那些關鍵變量相同，包括鋼筋尺寸，混凝土抗壓強度和抗拉強度，混凝土覆蓋層，骨料類型，鋼筋間距和塗層（如果使用）。
另外，像顯影長度一樣，粘結強度與鋼筋接頭所需的長度直接相關。加固接頭的設計要求或搭接長度已通過廣泛的粘結研究和測試得到了發展。
為了確保存在粘結設計假設，並且相應的展開和拚接長度足夠，預製件需要采用優質的生產實踐來實現最佳的增強粘結。
混凝土性能
始終如一地生產高質量的混凝土對於抗壓強度和耐用性很重要，並且直接關係到增強粘結。
研究表明，包括堅硬骨料（如花崗岩或玄武岩）的混凝土混合料比與較軟的石頭（如石灰石）的混合料具有更好的粘結強度。與普通重量混凝土相比，許多輕質骨料混凝土混合物的粘結強度降低。
另外，水灰比高的混凝土的粘結能力降低。高含水量導致的高坍落度混合料可能導致混凝土漿從增強鋼中沉降下來，並使空隙中充滿滲出水。這減少了所有三種結合機製。然而，對於由減水劑生產的高坍落度混凝土，這尚未被證明是問題。仍然，預製者必須意識到，如果自結實的混凝土混合物阻礙了預期的強度增加，那麽這將影響粘結強度的發展速度。
當使用SCC以外的混凝土混合物時，正確的固結做法對於確保最佳粘結至關重要。內部或外部振動將清除殘留的空氣和相關的空隙。良好的固結做法也將使增強材料周圍的混合物密實，從而改善摩擦和機械粘合。
鋼筋的作用
出於多種原因，正確的鋼筋放置至關重要，包括混凝土粘結。例如，如果鋼筋的放置小於設計覆蓋層，則微裂紋會導致宏觀裂紋並導致粘結力損失。還會發生鋼腐蝕和剝落。
在幹法生產過程中，正確的鋼筋籠製造對於實現最佳粘結至關重要。如果使用間隔夾來提供適當的覆蓋，但是保持架的尺寸不正確並且被迫進入模板，則會對它施加壓力。與濕澆法生產不同，在濕澆法生產中，混凝土在脫模之前先固化並硬化，而塑料幹澆鑄混合料的立即脫模使受壓的保持架彈回原來的位置。這可能導致混凝土截麵脫落或在鋼周圍產生過多的空隙，從而大大減少了任何預期的摩擦結合。
鋼筋
幾十年前，鋼筋上的任何鐵鏽都被認為是有害的，已被清除。但是，現在已經知道輕微的表麵鏽蝕對增強鋼的粘結特性沒有不利影響。在某些情況下，較小的表麵鏽蝕會改善摩擦結合
特征。但是，基本限製仍然適用。例如，不應使用顯示比例或點蝕的鋼筋。盡管鋼筋可以存放在室外，但是最佳管理實踐表明，應將鋼筋放在沒有地麵接觸的墊板上，並存放在沒有積水的區域。
預製件在用環氧塗層的鋼筋代替裸碳鋼時必須小心，因為在某些情況下可能不合適。加固文件照片。
耐腐蝕增強
在某些情況下，預製工廠對置於惡劣或極端環境中的混凝土結構使用抗腐蝕的鋼筋。大多數耐腐蝕的替代品是具有保護性環氧塗層的金屬基或碳鋼，但是對玻璃纖維增強的聚合物棒的需求正在增長。但是，在包括任何耐腐蝕的增強材料之前，必須仔細研究設計特征。
環氧樹脂塗層的鋼筋通常用於預製結構中但是，變形鋼筋的環氧塗層減少了摩擦，從而減少了與混凝土的粘結強度。另外，較厚的塗層比較薄的塗層具有更少的粘結性，這可能歸因於該塗層填充了鋼筋變形幾何形狀並減少了機械互鎖。當前，在計算使用環氧塗層增強材料的顯影長度時，設計規範會應用其他乘數因子。預製商必須意識到這些差異，並且在某些情況下，如果不進行顯影長度的調整，用環氧塗層的鋼筋直接替代裸碳鋼可能是不合適的。
耐腐蝕金屬鋼筋的類型包括不鏽鋼，低碳，高強度鉻鋼產品，鍍鋅的鍍鋅鋼筋和雙塗層的鋼筋。所有這些產品都已經或已經按照ASTMA9進行了粘合強度測試。結果各不相同，但總的來說，耐腐蝕材料的結合強度在傳統碳素鋼筋可接受值的9％以內。當使用CR加固時，預製工需要仔細檢查生產圖紙，以確定是否需要任何獨特的顯影長度或拚接重疊。此外，預製廠還需要調查是否可以用CR鋼筋代替標準碳素鋼螺紋鋼。
纖維增強的聚合物棒具有許多有益的特性–主要是高抗拉強度，耐腐蝕性以及在對電流敏感的環境中使用的能力。但是，在接受一般設計之前，還需要解決許多其他材料屬性。研究中的一個問題是適當的粘結強度，由於各種可用的FRP以及其表麵比鋼還軟，事實證明很難確定該強度。
如果使用FRP鋼筋澆鑄結構，請密切注意製造商的建議和製造細節。如果允許將一個FRP製造商的鋼筋替換為另一個，請確保它們等於原始設計預期。
纖維增強
盡管纖維增強混凝土中實際的鋼纖維很小，但粘結強度和展開長度仍然很重要。為了獲得粘結強度，有許多特殊的鉤子或螺旋形狀，表麵粗糙度或化學粘結的專有配置。
根據UHPC中包含的離散鋼纖維增強材料使混凝土能夠保持拉伸能力，而不會破壞水泥基體。基體和纖維性能的結合可以減少鋼筋的發展長度，從而為重新設計某些結構係統（例如預製橋元件之間的現場澆鑄連接）提供了潛力。
研究發現，UHPC中變形鋼筋的粘結性能在許多方麵與傳統混凝土不同。通常，UHPC中的鋼筋開發長度可以大大減少。
與UHPC結合使用的纖維可以大大提高粘結強度，從而降低了開發長度要求並降低了加固拚接要求，從而導致了更多的結構預製橋構件連接。
成型油
像鏽一樣，油對鋼筋的有害作用問題現在也成為研究的主題。
ACI結構混凝土規範中第...節中的當前規範規定為不允許模板脫模劑與鋼筋接觸。加固《預製混凝土廠質量控製手冊》第..節還指出：要嵌入混凝土中的鋼筋和其他物品應不含脫模劑。
但是，最近的研究對這種直觀的思想流派和當前的代碼語言產生了懷疑。在其他數據驗證結果之前，應從增強元件上去除機油，尤其是在環氧塗層和光滑的FRP筋上。
特別加固
堅固，耐用，安全和有彈性的預製混凝土結構的設計和生產需要大量的研究和工程。下次您上電影看最新的驚悚片時，請注意還有另一種綁定可確保您的安全。
