新型振動棒對灌漿套筒密實度的影響

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【摘要】在目前預制裝配式建筑的發展中，鋼筋灌漿套筒的使用最廣泛。灌漿套筒鋼筋連接技術可有效保證鋼筋間的連接強度，然而在鋼筋套筒的灌漿施工過程中，常常會出現密實度不足的情況。為改善這一現象，文章介紹了一種微型振動棒，通過制成４組灌漿套筒進行密實度檢測試驗，結果發現：該微型振動棒可以顯著提升灌漿套筒的密實度；對于尺寸越大的鋼筋套筒，密實度的提升越明顯；通過該振動棒進行振搗可以顯著提升同一批灌漿套筒灌漿質量的均勻性。因此該新微型振動棒能滿足工程應用要求，可以廣泛應用于實際工程。

【關鍵詞】裝配式；微型振動棒；灌漿套筒；密實度

裝配預制混凝土結構時，通常是先進行裝配，然后再將各個相對獨立的預制混凝土結構連接起來。在預制裝配式結構中，構件之間連接的核心是鋼筋之間的連接，傳統的鋼筋連接方式有焊接、搭接和機械連接，在目前預制裝配式建筑的發展中，鋼筋灌漿套筒的使用最廣泛［１］。灌漿套筒鋼筋連接技術可有效保證鋼筋間的連接強度，是各種裝配式整體混凝土結構的重要接頭形式，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、抗拉強度和韌性比碳鋼低等缺點。同時，采用這種方法制作鋼筋套筒時，制作工序復雜、工藝較難，而且需要使用大型制作設備和熱處理熱備，同時通過這種方法制得的鋼筋套筒耗鋼量較大，成本高，經濟效益低。在鋼筋套筒的灌漿施工過程中，常常還會出現密實度不足的情況，套筒密實度直接決定著建筑物體的承載能力和使用壽命?，F有技術采用插入式混凝土振動棒對混凝土進行振動搗實，插入式混凝土振動棒通過在振動棒內部設置電機驅動，或通過外部電機驅動，由內部軟軸傳動，通過行星機構增速，獲得高頻振動，從而提高了作業效率，但插入式混凝土振動棒都是體型較大的振動棒，其需要垂直或傾斜的插入混凝土中，而灌漿套筒內的漿液從套筒下部側面的注漿孔注入，從套筒上部側面的排漿孔排出，故現有的插入式混凝土振動棒無法對灌漿套筒內的混凝土漿液進行密實，且其振動力較大，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構損壞［２］。因此，本課題組研發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棒。本文以該新型半灌漿套筒和微型振搗棒為研究對象，設置４組灌漿套筒進行密實度試驗研究，研究微型振搗棒對灌漿套筒密實度的影響

１密實度測量試驗

１．１微型振動棒介紹

微型振動棒（圖１）以電鉆驅動，振動棒本體內部設有轉軸，轉軸用于連接轉動源，轉軸上套設有至少２個軸承，軸承連接于所述振動棒本體上，轉軸上連接有偏心體，振動棒的一端用于抵接灌漿套筒內的鋼筋。結構灌漿時打開電鉆電源，將微型振動棒自鋼筋套筒上部的排漿口伸入套筒內部并抵住套筒下部的鋼筋上，使下部鋼筋振動，同時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試件設計與制作

本次試驗共設計了４組，共１６個鋼筋套筒試件，分為Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ４組，其中Ａ組、Ｃ組為ＧＴ１４鋼筋套筒（用于連接?１４ｍｍ鋼筋）各４個，Ｂ組、Ｄ組為ＧＴ１６鋼筋套筒（用于連接?１６ｍｍ鋼筋）具體尺寸見表１。試件灌漿料等級為Ｃ８０，鋼筋均采用ＨＲＢ４００，套筒材料為４５優質碳素鋼。試驗灌漿時，灌漿料嚴格按產品出廠檢驗報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，用專用攪拌機攪拌１～２ｍｉｎ大致均勻后，再將剩余料全部加入，再攪拌３～４ｍｉｎ至徹底均勻。攪拌均勻后，靜置約２～３ｍｉｎ，使漿內氣泡自然排出后再使用，隨后進行流動度檢驗。在正式灌漿前，逐個檢查各接頭的灌漿孔和出漿孔內有無影響漿料流動的雜物，確保孔路暢通。Ａ組、Ｂ組鋼筋套筒在灌漿過程中采用微型振動棒進行振搗，灌漿前將微型振動棒插入出漿口并抵住內部的鋼筋，使下部鋼筋振動；用灌漿槍從鋼筋套筒下部灌漿口注漿，同時用振動棒進行振搗，待漿料自出漿口溢出時緩慢抽出微型振動棒，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試驗結果

灌漿３天后，待鋼筋套筒灌漿料硬化，強度達到１００％后，對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，通過對橫截面孔隙面積進行計算，統計出各組橫切面處灌漿料的密實情況見表２。由以上試驗結果分析，振搗后的ＧＴ１４套筒的密實度表現最好，ＧＴ１６的套筒不振搗的情況下，密實度表現最差；經振動棒振搗后的套筒，橫截面處孔隙面積顯著小于未經振搗灌漿的套筒；振搗后的套筒密實度會比未經振搗的套筒密實度提升至少２０％；套筒的規格越大，振搗對密實度的影響越大，ＧＴ１６套筒相對與ＧＴ１４套筒，經振搗后，密實度有１５％的提升。

２結論

本課題組制作的用于鋼筋套筒灌漿連接振搗的微型振動棒可以有效的提升鋼筋灌漿套筒的灌漿密實度，可以廣泛應用于實際工程，能滿足工程應用要求。（１）經振動棒振搗灌漿的鋼筋套筒，密實度顯著高于未經振搗灌漿的鋼筋套筒，這一結果在更高規格的套筒中，表現更為顯著。（２）未經振搗灌漿的套筒，密實度表現并不均勻，存在較大差異，經振搗灌漿的套筒，密實度表現均勻，不存在較大的個體差異，因此更適用于實際工程。（３）本次試驗試件數量較少，存在偶然性因素影響，因此為研究振搗對密實度的影響程度，還需設置更多的對照組排除偶然因素的影響。

參考文獻

［１］徐巍．鋼筋套筒灌漿連接技術在裝配整體式混凝土結構中的應用［Ｊ］．施工技術，２０１４，４３（Ｓ）：５６７－５６９．

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

［３］鋼筋套筒灌漿連接應用技術規程：ＪＧＪ３５５—２０１５［Ｓ］．北京：中國建筑工業出版社，２０１５：５.

作者：鄭永麗 唐樂 劉超 陳坷 劉佳 單位：成都建工集團第六建筑工程有限公司 成都建工集團有限公司