文档介绍:化学粘结锚栓
摘要:粘结锚栓常用于新建筑和修复或翻新的建筑。现行设计规范不包含这些锚栓的理想状态。这篇论文提供了评估粘结锚栓抗拉强度的合理方法。
说明
常用来把结构构件连接到混凝土上的锚栓大概分为两类:现浇的和后装的。在最近几年,很多人已经熟悉了现浇锚栓。而后装锚栓比现浇锚栓更不为人所知,在很多情况下它们更适合。在连接混凝土时使用后装锚栓具有更大的灵活性。虽然维修和翻新的运用有了初步发展,但是许多建筑者还是在新结构上使用后装锚栓取代传统的现浇锚栓。
一种常用的后装锚栓的类型就是粘结锚栓。如图1所示,在已经硬化的混凝土上钻孔并安装带螺纹的杆,然后填充结构粘结剂,从而组成典型的粘结锚栓。孔洞的直径应该仅仅比螺纹杆的直径大10~25%。
图2显示了粘结锚栓的基本类型。化学粘结剂要两种聚酯、乙烯基酯树脂和环氧树脂混合才有效。粘结锚栓应用时,化学粘结剂是装在玻璃管里或单管注射器内的。在应用时,建筑者应该把分别独立包装的成分混合。非化学粘结剂也是可以直接使用的,但是非化学粘结剂的孔洞直径要比化学粘结剂的孔洞直径大。使用非化学粘结剂的的锚栓常常称为贯注锚栓。关注锚栓不包括在本文中。
为了在混凝土上增加新的部分或连接钢筋构件到结构上,粘结锚栓可以提供能使用的、经济的方法。现在,大部分设计者都遵守以实验室测得
的平均强度为基础制订的规范。在一些应用上,逐项测试可以完成。现在我们遇到的翻新和复原建筑能够证明粘结锚栓设计规范的可靠性、合理性。
背景
粘结锚栓与带头的现浇锚栓和化学锚栓有不同的荷载传递方式。带头锚栓通过通过混凝土中的锚栓头传递荷载。粘结锚栓通过整个植入混凝土部分与混凝土的粘结传递荷载。破坏状态
如图3所示,粘结锚栓有四种典型的破坏形态:
锚栓自身破坏
混凝土锥形破坏
粘结剂破坏
复合的锥形和粘结剂破坏
锚栓自身破坏只可能发生在植入足够长度的情况下。要达到这种破坏,锚栓本身的强度必须低于锚栓与植入部分的联合强度。如果锚栓自身抗拉强度大于锚栓与植入部分的联合强度,就可能发生图3(b)(c)(d)三种破坏状态中的一种。并且强度是植入材料和植入深度之间的函数。
如同Luke 和其他人(1985)记录的那样,没有伴随着粘结破坏的混凝土锥形破坏仅在植入较浅时才会出现。当植入深度大于50~100mm时,最常出现的破坏状态是有个浅锥形(常常低于50mm深)在锚栓端头的复合的锥形和粘结剂破坏。
如果因为粘结剂本身、未固化、或者孔洞不够大,导致粘结表面缺少足够的强度,那么就会出现不含有混凝土锥形块的破坏。如同
Doerr 以及其他人(1989)显示的,当植入部分的顶端脱胶(50mm脱胶)时,会出现无混凝土锥形块的粘结破坏。Cook等人(1991)通过限制拉力的测试演示了无混凝土锥形块的粘结破坏。
荷载位移特性
对于植入部分在混凝土锥体以下的浅