稻殼灰對(duì)高強(qiáng)超高強(qiáng)混凝土鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的影響

1　混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土基體強(qiáng)度的關(guān)系

對(duì)于普通混凝土，混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土抗壓強(qiáng)度增大而增大。鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土抗壓強(qiáng)度增大增大的規(guī)律在高強(qiáng)和超高強(qiáng)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(qiáng)度與混凝土抗拉強(qiáng)度大體成正比，也就是說，鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土抗壓強(qiáng)度增大而增大，而增大的幅度明顯降低。另外，過去一般認(rèn)為，光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的高值為3.5MPa，而摻有稻殼灰或硅灰的超高強(qiáng)混凝土，其光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度超過了8.0MPa，可以達(dá)到一個(gè)很高的值。

2　稻殼灰和硅灰對(duì)混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的影響

1) 稻殼灰和硅灰摻量是一個(gè)獨(dú)立于混凝土抗壓強(qiáng)度之外的直接影響因素。與其他力學(xué)性能不同粘結(jié)強(qiáng)度除與抗壓強(qiáng)度(或抗拉強(qiáng)度)有關(guān)外，還與摻合料密切相關(guān)。在同一強(qiáng)度下，摻有稻殼灰或硅灰的混凝土粘結(jié)強(qiáng)度顯著高于不含摻合料的混凝土。混凝土有許多力學(xué)性能取決于抗壓或抗拉強(qiáng)度，材料方面的因素(如配比特點(diǎn)、顯微結(jié)構(gòu)等)只通過影響抗壓或抗拉強(qiáng)度對(duì)其有間接影響，而直接影響較小，但鋼筋粘結(jié)強(qiáng)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(qiáng)度越大。當(dāng)摻量在10%~15%時(shí)，混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度增長幅度高達(dá)40%。稻殼灰和硅灰對(duì)混凝土鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對(duì)抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用。這個(gè)現(xiàn)象與界面薄弱層有關(guān)。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(qiáng)，是組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)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(duì)混凝土基體抗壓強(qiáng)度以及混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度都有增強(qiáng)作用但由于混凝土基體抗壓強(qiáng)度只是部分受界面控制而混凝土-鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度則全部受界面控制，所以稻殼灰和硅灰對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)作用很大，而對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用則相對(duì)小些。

3) 在提高光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的方法中，摻稻殼灰或硅灰比提高基體混凝土抗壓強(qiáng)度更為有效。如不摻稻殼灰或硅灰，基體混凝土抗壓強(qiáng)度要提高約20MPa，才能提高光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)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(qiáng)度1MPa，或提高超高強(qiáng)混凝土光面鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度2MPa。這個(gè)結(jié)果對(duì)工程實(shí)踐很有實(shí)用價(jià)值，只是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的研究與對(duì)混凝土材料的研究有些脫節(jié)，新近出版的混凝土結(jié)構(gòu)教材均把混凝土強(qiáng)度列為影響鋼筋粘結(jié)強(qiáng)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(qiáng)度的影響因素?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2002)在構(gòu)造規(guī)定中計(jì)算受拉鋼筋錨固長度時(shí)，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(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土范圍，鋼筋粘結(jié)力仍然隨混凝土抗壓強(qiáng)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(qiáng)度在100MPa以上的混凝土，其鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度約為8MPa。

2) 稻殼灰和硅灰對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用。

3) 高硅摻合料是一個(gè)獨(dú)立于混凝土強(qiáng)度之外、對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度有重要影響的因素，摻高硅摻合料比提高基體混凝土強(qiáng)度能更有效地提高鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度。在計(jì)算鋼筋錨固長度時(shí)有必要考慮這一因素。