新型振動(dòng)棒對(duì)灌漿套筒密實(shí)度的影響試驗(yàn)分析

鄭永麗 唐樂 劉超 陳坷 劉佳

[摘? 要]：在目前預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展中，鋼筋灌漿套筒的使用最廣泛。灌漿套筒鋼筋連接技術(shù)可有效保證鋼筋間的連接強(qiáng)度，然而在鋼筋套筒的灌漿施工過程中，常常會(huì)出現(xiàn)密實(shí)度不足的情況。為改善這一現(xiàn)象，文章介紹了一種微型振動(dòng)棒，通過制成4組灌漿套筒進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該微型振動(dòng)棒可以顯著提升灌漿套筒的密實(shí)度;對(duì)于尺寸越大的鋼筋套筒，密實(shí)度的提升越明顯;通過該振動(dòng)棒進(jìn)行振搗可以顯著提升同一批灌漿套筒灌漿質(zhì)量的均勻性。因此該新微型振動(dòng)棒能滿足工程應(yīng)用要求，可以廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程。

[關(guān)鍵詞]：裝配式; 微型振動(dòng)棒; 灌漿套筒; 密實(shí)度

TU755.6+1B

裝配預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，通常是先進(jìn)行裝配，然后再將各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)連接起來。在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件之間連接的核心是鋼筋之間的連接，傳統(tǒng)的鋼筋連接方式有焊接、搭接和機(jī)械連接，在目前預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展中，鋼筋灌漿套筒的使用最廣泛[1]。灌漿套筒鋼筋連接技術(shù)可有效保證鋼筋間的連接強(qiáng)度，是各種裝配式整體混凝土結(jié)構(gòu)的重要接頭形式，如全灌漿套筒連接、半灌漿套筒連接、約束鋼筋漿錨搭接連接、波紋管漿錨搭接連接等。

目前常見的鋼筋套筒主要是鑄鐵制造，與鋼材相比鑄鐵塑性差、組織不均勻、焊接性差、抗拉強(qiáng)度和韌性比碳鋼低等缺點(diǎn)。同時(shí)，采用這種方法制作鋼筋套筒時(shí)，制作工序復(fù)雜、工藝較難，而且需要使用大型制作設(shè)備和熱處理熱備，同時(shí)通過這種方法制得的鋼筋套筒耗鋼量較大，成本高，經(jīng)濟(jì)效益低。在鋼筋套筒的灌漿施工過程中，常常還會(huì)出現(xiàn)密實(shí)度不足的情況，套筒密實(shí)度直接決定著建筑物體的承載能力和使用壽命。

現(xiàn)有技術(shù)采用插入式混凝土振動(dòng)棒對(duì)混凝土進(jìn)行振動(dòng)搗實(shí)，插入式混凝土振動(dòng)棒 通過在振動(dòng)棒內(nèi)部設(shè)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或通過外部電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由內(nèi)部軟軸傳動(dòng)，通過行星機(jī)構(gòu)增速，獲得高頻振動(dòng)，從而提高了作業(yè)效率，但插入式混凝土振動(dòng)棒都是體型較大的振動(dòng)棒，其需要垂直或傾斜的插入混凝土中，而灌漿套筒內(nèi)的漿液從套筒下部側(cè)面的注漿孔注入，從套筒上部側(cè)面的排漿孔排出，故現(xiàn)有的插入式混凝土振動(dòng)棒無法對(duì)灌漿套筒內(nèi)的混凝土 漿液進(jìn)行密實(shí)，且其振動(dòng)力較大，均是直接作用于混凝土漿液，無法作用于鋼筋上，否則容易造成鋼筋結(jié)構(gòu)損壞[2]。因此，本課題組研發(fā)了一款新型半灌漿套筒和用于鋼筋套筒灌漿連接振搗的微型振動(dòng)棒。

本文以該新型半灌漿套筒和微型振搗棒為研究對(duì)象，設(shè)置4組灌漿套筒進(jìn)行密實(shí)度試驗(yàn)研究，研究微型振搗棒對(duì)灌漿套筒密實(shí)度的影響

1 密實(shí)度測(cè)量試驗(yàn)

1.1 微型振動(dòng)棒介紹

微型振動(dòng)棒（圖1）以電鉆驅(qū)動(dòng)，振動(dòng)棒本體內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸用于連接轉(zhuǎn)動(dòng)源，轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有至少2個(gè)軸承， 軸承連接于所述振動(dòng)棒本體上，轉(zhuǎn)軸上連接有偏心體，振動(dòng)棒的一端用于抵接灌漿套筒內(nèi)的鋼筋。結(jié)構(gòu)灌漿時(shí)打開電鉆電源，將微型振動(dòng)棒自鋼筋套筒上部的排漿口伸入套筒內(nèi)部并抵住套筒下部的鋼筋上，使下部鋼筋振動(dòng)，同時(shí)自鋼筋套筒下部灌漿口注漿，待漿料自排漿口溢出后，抽出微型振動(dòng)棒停止注漿并堵塞鋼筋套筒的灌漿口及注漿口。

1.2 試件設(shè)計(jì)與制作

本次試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了4組，共16個(gè)鋼筋套筒試件，分為A、B、C、D 4組，其中A組、C組為GT14鋼筋套筒（用于連接14 mm鋼筋）各4個(gè)，B組、D組為GT16鋼筋套筒（用于連接16 mm鋼筋）具體尺寸見表1。試件灌漿料等級(jí)為C80，鋼筋均采用HRB400，套筒材料為45優(yōu)質(zhì)碳素鋼。

試驗(yàn)灌漿時(shí)，灌漿料嚴(yán)格按產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)報(bào)告要求的水料比分別稱量灌漿料和水;先將水倒入攪拌桶，然后加入約70%料，用專用攪拌機(jī)攪拌1～2 min大致均勻后，再將剩余料全部加入，再攪拌3～4 min至徹底均勻。攪拌均勻后，靜置約2～3 min，使?jié){內(nèi)氣泡自然排出后再使用，隨后進(jìn)行流動(dòng)度檢驗(yàn)。在正式灌漿前，逐個(gè)檢查各接頭的灌漿孔和出漿孔內(nèi)有無影響漿料流動(dòng)的雜物，確?？茁窌惩?。A組、B組鋼筋套筒在灌漿過程中采用微型振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，灌漿前將微型振動(dòng)棒插入出漿口并抵住內(nèi)部的鋼筋，使下部鋼筋振動(dòng);

用灌漿槍從鋼筋套筒下部灌漿口注漿，同時(shí)用振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，待漿料自出漿口溢出時(shí)緩慢抽出微型振動(dòng)棒，停止注漿并堵塞鋼筋套筒的灌漿口及出漿口（圖2）;C組、D組鋼筋套筒為參照組，用傳統(tǒng)工藝灌漿，灌漿槍從鋼筋套筒下部灌漿口注漿，待漿料自出漿口溢出時(shí)停止注漿并堵塞鋼筋套筒的灌漿口及出漿口（圖3）。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

灌漿3天后，待鋼筋套筒灌漿料硬化，強(qiáng)度達(dá)到100%后，對(duì)4組灌漿后的鋼筋套筒做橫切，各組灌漿后的鋼筋套筒橫切面的情況見圖4，通過對(duì)橫截面孔隙面積進(jìn)行計(jì)算，統(tǒng)計(jì)出各組橫切面處灌漿料的密實(shí)情況見表2。

由以上試驗(yàn)結(jié)果分析，振搗后的GT14套筒的密實(shí)度表現(xiàn)最好，GT16的套筒不振搗的情況下，密實(shí)度表現(xiàn)最差;經(jīng)振動(dòng)棒振搗后的套筒，橫截面處孔隙面積顯著小于未經(jīng)振搗灌漿的套筒;振搗后的套筒密實(shí)度會(huì)比未經(jīng)振搗的套筒密實(shí)度提升至少20%;套筒的規(guī)格越大，振搗對(duì)密實(shí)度的影響越大，GT16套筒相對(duì)與GT14套筒，經(jīng)振搗后，密實(shí)度有15%的提升。

2 結(jié)論

本課題組制作的用于鋼筋套筒灌漿連接振搗的微型振動(dòng)棒可以有效的提升鋼筋灌漿套筒的灌漿密實(shí)度，可以廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程，能滿足工程應(yīng)用要求。

（1）經(jīng)振動(dòng)棒振搗灌漿的鋼筋套筒，密實(shí)度顯著高于未經(jīng)振搗灌漿的鋼筋套筒，這一結(jié)果在更高規(guī)格的套筒中，表現(xiàn)更為顯著。

（2）未經(jīng)振搗灌漿的套筒，密實(shí)度表現(xiàn)并不均勻，存在較大差異，經(jīng)振搗灌漿的套筒，密實(shí)度表現(xiàn)均勻，不存在較大的個(gè)體差異，因此更適用于實(shí)際工程。

（3）本次試驗(yàn)試件數(shù)量較少，存在偶然性因素影響，因此為研究振搗對(duì)密實(shí)度的影響程度，還需設(shè)置更多的對(duì)照組排除偶然因素的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐巍.鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)在裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2014，43（S）：567-569.

[2] 鄭羽，翁雯.鋼筋套筒灌漿密實(shí)度質(zhì)量控制措施研究[J].工程質(zhì)量， 2018，36（1）：62-64，69.

[3] 鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程：JGJ 355—2015[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015：5.