Влияние конфайнмента на прочность горячего цинкования сращивания Lap в высокопрочного бетона
Арматурной стали горячего цинкования является одним из методов, используемых для защиты стальной арматуры от коррозии. В 2001 году исследовательская программа была начата в Американский университет в Бейруте (АУБ), Бейрут, Ливан, чтобы экспериментально оценить влияние горячего цинкования на связь потенциала напряженности коленях сращивания якорь в полномасштабные образцы света, предназначенного для потерпеть неудачу в связи расщепления режиме. Результаты испытаний показали, что применение оцинкованных баров были ничтожно малое воздействие на прочность подкрепления в нормальном прочности бетона. Горячего цинкования, однако, вызвало в среднем на 20%-ное снижение прочности подкрепления в высокопрочного бетона. Основная цель исследования сообщили в настоящей работе было найти растворов для устранения связи сокращение оцинкованной баров высокопрочного бетона. Важно оценить потенциальные позитивные последствия того поперечной арматуры в области соединения.
Одна из гипотез пройти тестирование в том, что такие поперечной арматуры бы обеспечить равномерное распределение напряжений связи по всей длине соединения, тем самым мобилизуя все бар наконечники вдоль соединения в механизме передачи напряжения между баром и окружающих бетона, и, следовательно, приведет к увеличению прочности из оцинкованной решеткой. Вторая гипотеза проверяется, является ли вышеупомянутый механизм мобилизации всех бар наконечники вдоль соединения в механизме передачи напряжения приведет к сокращению значительного уменьшения прочности из оцинкованной баров по сравнению с черными полосами в высокопрочного бетона. Восемнадцать полномасштабной пучка образцов, направленных на неудачу в режиме связи расщепления, были протестированы в положительном изгибе. Каждый луч был усилен баров сращиваются в постоянном регионе момента в середине пролета. Основные переменные размеры бар и количество поперечной арматуры в области соединения. Результаты испытаний показали, что, в то время заключения увеличить прочность оцинкованной баров и черные полосы, родов не имели существенное положительное влияние на прочность из оцинкованной баров по сравнению с черными полосами ..
Ключевые слова: связь; прочность, высокая прочность бетона.
(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ И ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Коррозия арматуры важным фактором, способствующим окраски, трещин, и сколов бетонных конструкций. Гальванический арматурной стали является одним из методов, используемых для защиты от коррозии. Горячего цинкования является горячей процесс, в котором арматурного проката погружается в водный раствор preflux цинка хлористого аммония при температуре между 840 и 850 ° F. Химических связей сплава цинк-железо Между оцинковки и стали продуктом, который он защищает. Причина широкого использования горячего цинкования является два раза характер покрытия. Как барьер покрытие, оно обеспечивает жесткую и металлургической связанных цинковое покрытие, что полностью покрывает стальной поверхности и уплотнения стали от агрессивных действий окружающей среды. Кроме того, жертвенное действие цинка защищает сталь, даже если повреждения или разрыва несовершеннолетних происходит в покрытии.
Между 1920 и 1965, несколько исследований по связи из оцинкованной арматуры в нормальной прочности бетона (НБК), были представлены с преимущественным использованием выдвижной испытания простой и деформированных укрепления bars.1-5 результаты часто противоречивы.
В 1965 и в попытке выяснить причины расхождений в предыдущих тестов, Hofsey и Gulkild6 сообщили о серии выдвижной краткое время (в течение 7 дней) испытаний, направленных на изучение влияния содержания в хромат цемента на относительную прочность и черного горячего оцинкования баров. Три марки Норвежский стандартного портландцемента были протестированы, два из которых сравнительно низким содержанием хромата. Hofsey Gulkild и заявил, что прочность полученных с их метод испытания не будет такой же, как получить с пучками при изгибе. Тем не менее, они утверждали, что выдвижной тест является общепринятым в качестве пригодных для сравнения факторов, влияющих на прочность, не давая абсолютные значения. Результаты испытаний показали, что связь исполнении горячего оцинкования арматуры под влиянием цемента состава. Цементы с относительно низким содержанием хромата может дать значительное сокращение прочности для оцинкованной баров, а по сравнению с ungalvanized арматуры.
Hofsey Gulkild и утверждал, что снижение прочности для некоторых цементы с относительно низким содержанием хромата могла быть устранена chromatizing горячего оцинкования баров. Они пришли к выводу, что противоречивые результаты по прочности из оцинкованной баров ранее найденных может быть связано с различной реакционной способности цинковых покрытий в различных цементов ..
В 1995 году Kayyali и Yeomans7 испытания бетонных балок с черным эпоксидным покрытием и оцинкованной стальной прокат на неудачу при изгибе и скольжение подкрепление контролем. Двенадцать железобетонных балок были брошены на программу испытаний. Суперпластифицированных бетона была использована при номинальном 28-дневного силу 30 МПа, а спад до 75 мм. Пучков были испытаны в положительной изгиба. Нагрузки были применены, чтобы обеспечить постоянную момент чистого региона прогиб в середине третьего луча. Stirrups были добавлены в сдвиговых региона в целях предупреждения сдвига провала. Kayyali Йеоманс и установила, что основную емкость при изгибе балок с оцинкованной или с эпоксидным покрытием стальных существенно не отличается от балок армированных с черными полосами. Большинство работ, однако, сосредоточено на сравнении нагрузки скольжения поведение ребристые баров, а пострадавших в результате поверхностного слоя. Было установлено, что нагрузки на скольжение 0,05 мм, как правило, слишком близко к предельной нагрузки, в соответствии с этим ниже скольжения значения в диапазоне обслуживания, то есть 0,01 мм и 0,02 мм, были приняты для проведения анализа.
В то время как средняя критической нагрузки на последнем значения скольжения по эпоксидным покрытием запорами 21 до 23% меньше, чем ребристые черные полосы, нагрузка на ребристой оцинкованной баров статистически не отличался от ребристых черные полосы стали. Kayyali и Йеоманс выводу, что в рамках своей работы, не было никаких существенных потерь в связи с использованием оцинкованного бары, и, следовательно, использование хроматов улучшить связь ребристой оцинкованной баров в бетон ненужные ..
В 2001 году Хамад и Mike8 экспериментально оценивали эффект горячего цинкования на связь потенциала напряженности коленях сращивания якорь в полномасштабную пучка образцов, направленных на неудачу в режиме связи расщепления. Двенадцать пучков были испытаны в две серии из шести пучков каждый. В первой серии, NSC с номинальной прочности на сжатие 28 МПа был использован, в то время как во второй серии, высокопрочный бетон (HSC) с номинальной прочности на сжатие 60 МПа был использован. В каждой серии и для каждого из трех разных размеров бар: 20, 25 и 32 мм, два одинаковых спутника пучков (за исключением ли бары черные или оцинкованные) были испытаны в положительной изгиба. Напряженности стороны каждого луча была усилена с деформированными баров сращиваются в середине пролета в постоянном регионе момент. Число сращивания было три для 20 мм бар образцов и два по 25 мм и 32 мм образцы бар. Толщина цинкового покрытия измерялась с помощью магнитного измерять толщину и было установлено, что около 100 мкм.
Режим отказа всех 12 пучков расщепления бетона в регионе соединения. Бар размера и типа бар (черные или оцинкованные) не влияет на режим отказа. В обеих сериях, нагрузка-смещение кривых спутник черные и оцинкованные бар пучков были почти идентичны до и после достижения конечной. Для НБК, результаты тестирования не выявила значительное воздействие горячего цинкования на прочность в сращивания напряженности на коленях. Существовал снижение прочности за счет оцинковки от 4 до 7%. В отличие от небольшое снижение прочности значения из оцинкованной сращивания бар в НБК, от 15 до 26% снижения прочности из оцинкованной бар сращивания по отношению к черным сращивания бар было отмечено в серии HSC.
Хамад и Майк утверждал, что три фактора отрицательно сказываются на связь между оцинкованной баров и окружающих бетона. Во-первых, покрытие для уменьшения сцепления химической и трения между оцинкованной баров и бетона. Во-вторых, происходит реакция между цинком и мокрого цементного теста, который пассивирует оцинкованной бар, когда он встроен в бетоне, и делает его терпимым к повышению концентрации хлорид-ионов, чем в черном подкрепления. Эта реакция создает водорода на поверхности оцинкованной бар, который может уменьшить связь между оцинкованной бар и прилегающие бетона. Третий механизм предполагается тормозящее действие продуктов коррозии реакции цинка с мокрым цементного теста на гидратации цемента. Это аналогично тому, тормозящее действие ZnO, который описывается Lieber.9 предположить результат является ослабление окружающего бетона. С другой стороны, Zn реагирует в присутствии влаги гидроокисей щелочных сформировать zincates, ZnO ^ к югу 2 ^ ^ ^ -2 SUP, которая на самом деле гидроксильные комплексы, такие как Zn (OH) 3 ^ к югу ^ ^ ^ -1 SUP , Zn (OH) ^ к югу 4 ^ ^ ^ -2 SUP, и [Zn (OH) ^ ^ к югу 4 (H ^ 2 ^ к югу O) ^ 2 ^ к югу] ^ ^ -2 SUP.
Это приводит к образованию слоя жестко придерживался кальция hydroxyzincate (CaZn (OH) ^ ^ к югу 4 (H ^ 2 ^ к югу O) ^ 2 ^ к югу) в интерфейсе. Кальций является hydroxyzincate волокнистых продуктов гидратации, и его присутствие в непосредственной близости от баров, как полагают, увеличение сцепления между бетонным и усиления bars.10 Таким образом, механизмы Есть как положительные, так и негативное воздействие на связь между оцинкованной баров и бетона НБК. Это является причиной незначительной разницы в прочности связей между черным и оцинкованной сращивания бар в ННЦ ..
В HSC, однако, роль в повышении hydroxyzincates адгезии между оцинкованной баров и окружающих бетона снижается. Одной из причин является возможность того, что значительно меньшее количество hydroxyzincates формируется по сравнению с НСК связано с уменьшением доступности влаги в HSC потому водоцементное отношение (в / к) является низким. Другой причиной может быть, что в ГСК, расщепление связи конкретных окружающих сращивания происходит в непосредственной близости от первого немногие наконечники в соединения region.11 Отказ происходит прежде всего наконечники участвовать в сопротивлении применять осевых напряжений. Позитивную роль в содействии hydroxyzincates к адгезии между оцинкованной бар и конкретные сводят в HSC, и это могло стать причиной более значительного снижения прочности из-за цинкования наблюдается в HSC.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основная цель исследования сообщили в настоящей работе было найти решение для устранения связи сокращение оцинкованной баров HSC. Важно оценить потенциальные позитивные последствия того поперечной арматуры в области соединения. Одна из гипотез пройти тестирование в том, что такие поперечной арматуры бы обеспечить равномерное распределение напряжений связи по всей длине соединения, тем самым мобилизуя все бар наконечники вдоль соединения в механизме передачи напряжения между баром и окружающих бетона. Такой механизм мог бы увеличить прочность оцинкованной баров HSC. Вторая гипотеза проверяется, является ли предыдущий механизм позволит также сократить значительное снижение прочности из оцинкованной баров по сравнению с черными полосами в HSC. Последствия оцинковки и поперечной арматуры были оценены путем сравнения производительности из оцинкованной баров с черными полосами для разных размеров бар и различное число стремена ограничить соединения регионе. Сравнения проводились на основе режима отказа, предельной нагрузки, общее поведение прогиба от нагрузки, и измеряется среднее напряжение связи ..
Экспериментальная программа
Дизайн образцов
Восемнадцать полномасштабных образцов пучка были испытаны в положительной изгиба. Номинальной прочности бетона сжатие было 60 МПа для всех пучков. Загрузки система была разработана, чтобы обеспечить постоянную регионе момент в середине пучка образца. Балки были испытаны в трех из шести пучков каждый. Разница между балками в каждой серии бар типа (черные или оцинкованные), а число стремена в области соединения (0, 2 или 4). Деформированной решетки на напряжение стороне каждого пучка сращиваются в середине пролета. Барах, три 20 мм баров в серии 1, 25 мм, два бара в серии 2, и два 32 мм баров в серии 3. Для каждой конфигурации в стремя данного множества, два спутника образцов, идентичными, за исключением ли бары были черные и оцинкованные, были протестированы.
Пучка образцов приводятся в таблице 1. Из трех частей обозначения было использовано для обозначения переменных в каждом пучке. Первая часть обозначения указывает, бары черные или оцинкованные (B или G), вторая часть показывает бар размер использовали (20, 25 или 32 мм), а третья часть определяет число [прямой фи] 10 обруч стремена ограничить 305 мм (12 дюйма) соединения область (0, 2 или 4 стремена). В случае отсутствия в стременах соединения региона, третья запись не требуется. Два стремена означает [прямой фи] 10 мм 152,5 мм (№ 3 на 6 дюймов), а также четыре стремена означает [прямой фи] 10 мм 76,25 мм (№ 3 на 3 дюйма). В качестве примера обозначения системы, G25-2 следует, что луч включен 25-мм горячее цинкование баров только с двумя стремена в области соединения.
Параметра K ^ ^ tr югу, перечисленных в таблице 1 поперечной индекс укрепления используются в строительном кодексе ACI (ACI 318-02) 12 указать количество поперечной арматуры пересечения потенциальных плоскости соединения регионе. Она несет в себе единицу (дюймы)
...
где ^ к югу tr = общая площадь поперечного сечения всех поперечной арматуры, который входит в интервал с и которая пересекает плоскость потенциальных расщепления (дюймы SUP ^ ^ 2), [функция] ^ югу уг = указанных выход прочность поперечной арматуры (фунт /. ^ SUP 2 ^), п = количество баров время сплайсинга вдоль плоскости разделения, и S = centertocenter Шаг продольной арматуры в сращивание длины (дюйма). Осуществляет постоянное 1500 единицы (фунт / дюйм. SUP ^ 2 ^).
Пучков 24 см шириной, 30,5 см в глубину и 200 см длиной, с четкой расстоянии 180 см между опорами. Чтобы разрешить идентичные конкретные заключения для всех соединений в один луч, четкое расстояние между сращивания было принято в два раза вниз или боковую крышку. В результате конкретных покрова 2 см для 20 мм бар образцы серии 1, 3,5 см для 25 мм бар образцов серии 2 и 2,8 см для 32 мм бар образцов серии 3. Расстояние между двумя нагрузках или длина постоянной регионе минуту 60,5 см. Эта длина была достаточно долго, чтобы позволить случайное распределение трещин вне соединения регионов. Поперечная арматура была представлена в сдвиговых охватывает всех пучков чтобы предотвратить разрушение при сдвиге. Она состояла из 10-мм Grade 60 баров расположенных на расстоянии 7,5 см центра к центру. Л соединения длиной ^ S ^ югу была 30,5 см (12 дюймов) пучка во всех образцах. Эта длина была разработана для разработки стали стресс менее выход для обеспечения связи расщепление режима отказа. Продольные и поперечные детали для балок с различными размерами бар, показаны на рис.
Материалы
Бары были использованы при одинаковой температуре нагрева стали и имеют тот же узор параллельных деформации. Бары встретился ASTM 615 / A 615M-03A specifications13 и были Grade 60. Поперечной арматуры обруч стременах и две верхней арматуры продление всей длины пролета были 10-мм стали Grade 60. Купон каждого бара размер был испытан, чтобы подтвердить доклад мельницы испытаний получены от поставщика. Средняя урожайность напряжений 585 МПа (85 KSI) на 10 мм (№ 3) баров, 567 МПа (82 KSI) на 20 мм (№ 6) баров, 615 МПа (89 KSI) на 25 мм ( № 8) баров и 544 МПа (79 KSI) на 32 мм (№ 10) баров. Толщина цинкового покрытия оцинкованной баров измерялась с помощью магнитного измерять толщину и было установлено, что около 100 мкм.
Без воздуха захваченных бетонной смеси был разработан для обеспечения номинального 28-дневного прочности на сжатие 60 МПа (8,7 KSI). Нет пуццолановых материал был добавлен для достижения высокой прочности, чтобы избежать какой-либо эффект такой материал мог бы наложить на структурные поведение пучка образцов. / Ц было 0,3, принимая во внимание объем жидкости, содержащейся высокой дальности waterreducing примеси. ASTM Тип портландцемента я привык. Мелкого заполнителя была природного песка с объемным удельным весом 2,6, поглощающей способности 2,40%, а тонкость модуля 2,07. Грубое агрегатов с максимальным размером 10 и 20 мм. Крупного заполнителя было подавлено известняка с объемным удельным весом 2,61 и поглощающей способности 1,43%. Высокой дальности водоредуцирующим примеси доза 2 л/100 кг цемента. Предполагая, абсолютно сухих условий для агрегатов, пропорции смеси для всех пучков: цемент 450 кг / м ^ 3 ^ SUP, песок (от 0 до 5 мм) 522 кг / м ^ 3 ^ SUP, крупного заполнителя (от 6 до 10 мм ) 668 кг / м ^ 3 ^ SUP, крупного заполнителя (от 12 до 20 мм) 562 кг / м ^ 3 ^ SUP и воды 135 кг / м ^ 3 ^ SUP.
Смешивание это было сделано в лаборатории. Один луч был брошен в то время ..
Пучков были протестированы с использованием системы для испытания материалов (МТС) замкнутой серво-гидравлический с 1000 кН возможности динамического привода. Нагрузка была применена с шагом в 5 или 10 кН до произошел сбой. На каждом этапе нагрузки, отклонения показаний были взяты в центре луча и калибровочных набрать и на изгиб трещины были отмечены
РЕЖИМ ОТКАЗА
Важно указать, что с учетом всех протестированных образцов света, не было никаких существенных различий в режиме отказа, что может быть объяснено размера стержня или барах, черные и оцинкованные. Первый изгиб трещины во всех пучков происходит случайно в постоянном регионе на момент напряженности стороны пучка вне соединения длины. Как увеличить нагрузку, трещины, образовавшиеся вдоль всей длины постоянной регионе момент, в том числе соединения регионе. Прочность трещин внутри и за пределами региона соединения были более частыми в пучках с черными подкрепление, чем в пучках с оцинкованной арматуры (см. рис. 4 и 5). Номера вдоль каждой трещины на рис. 4 и 5 показывают уровень нагрузки P, в кН, при котором трещина расширения были измерены. Трещины указано пунктирными линиями, разработанных на провал. Кроме того, изгиб трещины внутри и за пределами региона соединения стали более многочисленными в пучках с увеличением количества поперечной арматуры ограничить соединения региона (см. рис. 6) ..
В шесть пучков, не поперечной арматуры в области соединения, три с черными полосами и три с оцинкованной баров, произошел сбой сразу после продольных трещин расщепления образуются в нижней крышки на напряжение стороны прямо под регионе соединения и в боковую крышку, прилегающей на место решетку. Окончательный способ отказа не удалась лица и стороны расщепления. После неудачи, балки осуществляется практически без нагрузки. В остальных 12 пучков с поперечной арматуры в области соединения, хотя окончательное режим отказа не удалась лицевой стороне и расщепления, неспособность развиваться постепенно, даже с двумя 10 мм стремена соответствующие K ^ ^ к югу tr стоимостью около 1.0d ^ к югу Ь в три серии образцов пучка. Пластичность режима отказа улучшилось число обруч стремена в регионе увеличилось соединения. Продольные трещины начали формироваться в нижней бетона прямо под колени сращивания примерно от 65 до 90% от максимальной нагрузки. Снизилась нагрузка постепенно, после достижения пика и продолжало снижаться постепенно с ростом отклонения.
После пучков достигнута предельная нагрузка, дополнительные прогибы были введены для увеличения тяжести расщепления соединения регионе. Добавил разделение позволило легче удаления нижней (напряжение лица) и боковые крышки конкретные выявить сбой в плоскости соединения регионе. В лучах, не поперечной арматуры в области соединения, поверхностей из черных и оцинкованных баров были относительно чистыми с признаками конкретных дробления в районе очень мало наконечники бар. В лучах с поперечной арматуры в области соединения, однако, были сравнительно более конкретные признаки дробления рядом с баром наконечники с указанием позитивную роль лишения свободы по поперечной арматуры в мобилизации дополнительных наконечники бар в механизме передачи напряжения между стальных стержней и окружающего бетона. Изучение показало, самолетов неудачи показали, что оцинкованная баров подготовила плавной поверхности бетона по сравнению с черными полосами. Как будто связь выключатель был применен.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
Чтобы разрешить прямое сравнение всех пучка образцов, соответствующих данных прогиба от нагрузки, нагрузки трещины данных, а также сильные связи были нормализованы в общей прочности бетона в 60 МПа. Перестройки было сделано путем умножения нагрузки на каждом отклонения или трещины шириной (60 / [функция ^ к югу] 'с ^) ^ SUP 1 / 2 ^, где [функция ^ к югу]' С ^ прочности бетона в МПа пучка образца рассматривается в день тестирования. Наличие режима лицевой стороне и расщепление провала всех пучка образцов показали, что сращивание регионе достигла своего максимального потенциала. Таким образом, прочность может быть определена непосредственно из напряжение, развиваемое в стали. Напряжений в функции стали [о] к югу ^ S ^ был рассчитан на основе упругого трещины разделе анализ и определяли по максимальной нагрузки, полученные для каждого пучка образца. Для оценки средней ут прочность, общее усилие, развиваемое в баре к югу ^ б ^ [функция] югу ^ S ^ была разделена площадь бара за сращивание длины ^.
Нагрузки отклонения поведения
Для оценки влияния различных количеств поперечной арматуры в области соединения на относительную жесткость loaddeflection черного и оцинкованного бар балки, нагрузка-смещение кривых три множества сопутствующих пучков данной серии построены на том же графике. Кривые для трех различных серий приведены на рис. 7 до 9. Рассматривая три цифры, следующие замечания:
* Во всех трех пучков серии изгибной жесткости нагрузка-смещение три множества сопутствующих черные и оцинкованные бар пучков с различным количеством поперечных подкрепление (0, 2 или 4 стремена), почти идентичны ниже крекинга нагрузки. Крекинга нагрузка 37 кН для серии 1 (г ^ к югу Ь = 20 мм, с / г ^ к югу Ь = 1,5), 43 кН для серии 2 (D ^ к югу Ь = 25 мм, с / г ^ к югу б = 1,9) и 38 кН для серии 3 (D ^ к югу б = 32 мм, с / д ^ подпункта б = 1,375). Горячего цинкования и присутствие различных количеств поперечной арматуры не влияет на образование трещин от изгиба нагрузки пучка образцов.
* В любой серии, было последовательное увеличение предельной нагрузки черная полоса балок и оцинкованной бар пучки как сумма заключения K ^ ^ к югу tr предоставляемый ограничиваясь обруч стремена в регионе увеличилось соединения. Наличие стремена также улучшить пластичность нагрузки отклонения поведения за предельной нагрузки. После достижения пиковой нагрузки, множество сопутствующих черные и оцинкованные бар пучков не поперечной арматуры в регионе наблюдалось сращивание относительно большой потери нагрузки. Если два или четыре стремена были помещены в области соединения, грузоподъемность два множества сопутствующих пучков несколько снизился после достижения конечной нагрузок и продолжает постепенно снижаться с увеличением отклонения.
* В каждой серии и три уровня поперечной арматуры в области соединения (0, 2 или 4 стремена), произошло значительное снижение предела прочности и соответствующие прогибом в середине пролета пучка оцинкованной бар по сравнению с его спутником черный луч бар. Снижение прочности составлял от 14 до 25%, а снижение прогиба в середине пролета от 8 до 53%.
Прочность сцепления
Средний измеряется прочность значения и ^ ^ т к югу, перечисленные в таблице 1, приведены на рис. 10, 11 и 12 на 1-й серии, 2 и 3, соответственно. В каждой серии, прочность значения спутник черные и оцинкованные бар образцов увеличилось как количество поперечной арматуры или K ^ ^ к югу tr увеличилось. Кроме того, в связи силу только оцинкованной бар сращивания по отношению к черным неограниченном сращивания бар увеличилось как количество поперечной арматуры или K ^ ^ к югу tr увеличилось. В серии 1 (г ^ к югу Ь = 20 мм, с / г ^ к югу Ь = 1,5), соотношение прочности из оцинкованной сращивания бар неограниченном черный сращивания бар были 0,84 для K ^ ^ tr югу = 0 , 1,25 для K ^ югу tr = 0.95d югу ^ Ь, и 1,52 для K ^ югу tr = 1.9D ^ Ь к югу. В серии 2 (D ^ к югу Ь = 25 мм, с / д ^ подпункта б = 1,9), соотношение прочности из оцинкованной сращивания бар неограниченном черный сращивания бар были 0,75 для K ^ ^ tr югу = 0 , 0,88 для K ^ югу tr = 1.14d югу ^ Ь, и 2,28 для K ^ югу tr = 1.9D ^ Ь к югу. В серии 3 (D ^ подпункта б = 32 мм, с / д ^ подпункта б = 1,375), соотношение прочности из оцинкованной сращивания бар неограниченном черный сращивания бар были 0,80 для K ^ ^ tr югу = 0 , 0,91 для K ^ югу tr = 0.89d югу ^ Ь, и 1,30 для K ^ югу tr = 1.78d ^ Ь к югу.
Результаты показывают, что первая гипотеза испытана в исследовательской программы входят правда. Удержания соединения региона с поперечной арматуры бы мобилизовать все бар наконечники в механизме передачи напряжения на границе бар и бетона, и, следовательно, будут лучше использовать позитивную роль в повышении hydroxyzincates адгезии между оцинкованной баров и окружающих HSC бетона. Предыдущих механизмов может привести к увеличению прочности из оцинкованной напряженности круг соединений в HSC ..
Тем не менее, снижение прочности из оцинкованной баров по отношению к спутнику черные полосы с одинаковым количеством заключения преобладали независимо от K ^ ^ к югу tr значение. В серии 1 (г ^ к югу Ь = 20 мм, с / г ^ к югу Ь = 1,5), снижение прочности на 16% для К ^ ^ tr югу = 0, 16% для K ^ югу tr = 0.95d ^ Ь к югу, и 15% для K ^ югу tr = 1.90d ^ Ь к югу. В серии 2 (D ^ к югу Ь = 25 мм, с / д ^ подпункта б = 1,9), снижение прочности на 25% для К ^ ^ tr югу = 0, 21% для K ^ югу tr = 1.14d ^ Ь к югу, и 14% для K ^ югу tr = 2.28d ^ Ь к югу. В серии 3 (D ^ подпункта б = 32 мм, с / д ^ подпункта б = 1,375), снижение прочности на 20% для К ^ ^ tr югу = 0, 18% для K ^ югу tr = 0.89d ^ Ь к югу, и 15% для K ^ югу tr = 1.78d ^ Ь к югу. Связь соотношения приведены в таблице 1 приведены в сравнении с К югу ^ ^ tr на рис. 13 для трех серий. Залогу является соотношение прочности из оцинкованной образца препятствием для прочности компаньона черный образец бар в той же серии. Таким образом, вторая гипотеза проверена в исследованиях, что наличие поперечной арматуры позволит сократить значительное снижение прочности из оцинкованной баров по сравнению с черными полосами в ГСК, не имеет ..
Сравнение с ORANGUN др. al.14 И ACI 318-0212
Чтобы проверить достоверность результатов испытаний, нормированная прочность каждого луча с черными сращивания бар был по сравнению со значением, рассчитываются с использованием эмпирического уравнения, разработанные Orangun др. al.14
... (2)
...
где с '= меньше четких бетона или наполовину четкое расстояние между сращивания, а также к югу tr ^ ^ = площадь поперечной арматуры пересечения плоскости разделения, прилегающих к одной якорь арматурного проката. Обратите внимание, что определение ^ югу заключения параметра K 'TR ^ в предыдущее уравнение отличается от параметра К югу ^ tr ^ в ACI 318-02.12
Сравнение было также сделано с 2002 ACI Строительный кодекс (ACI 318-0212) связи, характеристики использования вложенных л ^ с ^ ^ = 1.3l Sub D ^
...
Комбинируя это уравнение с u (1 для всех пучков), усиление масштабного фактора
... (3a)
... (3b)
... (3C)
Верхний предел в формуле. (3) в результате верхний предел 2,5, что МСА 318 мест [(с ^ К югу tr ^) / д ^ подпункта б ^] отношение. Все бары в исследовании, были нижней брошен. Таким образом, ни одно высокопоставленное фактором бар был применен к уравнению. (2) или (3). Предсказал связи подчеркивает вычисляется по формуле. (2) и (3) приведены в таблице 2. Измеряется напряжение связи для каждого образца на основе фактической прочности бетона в день испытаний была разделена предсказанных значений для получения связь эффективности приведены в таблице 2. Средней эффективности связи для всех черных сращивания бар формуле. (2) "Аль-Orangun и др., 14 было 1,11 со стандартным отклонением 0,21. Кроме того, в средней эффективности связи по формуле. (3) 318-0212 МСА было 1,98 со стандартным отклонением 0,27.
Результатов следует, что для черного сращивания бар рассмотрена в исследовании, уравнение. (2) из Orangun и др.. дал в среднем хорошую оценку прочности хотя переоценили прочность в трех из девяти случаев. С другой стороны, уравнение. (3) в 2002 ACI кодекс предусматривает более консервативную оценку прочности всех образцов черный луч бар.
ВЫВОДЫ
На основе анализа и сравнения режимов отказа, конечной нагрузки, нагрузки отклонения поведения и связей подчеркивает, позволило сделать следующие выводы:
1. Существовал никакого существенного различия в режиме отказа испытуемых балок, которые могли бы объяснить размера стержня или барах, черные и оцинкованные;
2. В лучах, не поперечной арматуры в области соединения, поверхностей из черных и оцинкованных баров были относительно чистыми с ограниченными признаки реального дробления в районе очень мало наконечники бар. В лучах с поперечной арматуры в области соединения, однако, были сравнительно более конкретные признаки дробления рядом с барами наконечники с указанием позитивную роль лишения свободы по поперечной арматуры в мобилизации дополнительных наконечники бар в механизме передачи напряжения между стальных стержней и окружающего бетона. Кроме того, исследование показало, самолетов неудачи показали, что оцинкованная баров подготовила плавной поверхности бетона по сравнению с черными полосами. Как будто связь выключатель был применен;
3. Изгибной жесткости нагрузки отклонения спутника черные и оцинкованные бар балок с разным количеством поперечной арматуры (0, 2 или 4 стремена), был практически идентичен ниже и выше крекинга нагрузки;
4. Первая гипотеза, которая была испытана в исследовательской программе выполняется. Существовал последовательное увеличение предельной нагрузки и прочности в черную полосу балок и оцинкованной бар пучки как сумма заключения K ^ ^ к югу tr предоставляемый ограничиваясь обруч стремена в регионе увеличилось соединения. Кроме того, в связи силу только оцинкованной баров по сравнению с черными полосами в неограниченном увеличилось как количество поперечной арматуры или K ^ ^ к югу tr увеличилось. Наличие стремена также улучшить пластичность прогиба от нагрузки поведение за предельной нагрузки;
5. Вторая гипотеза, которая была испытана в исследовательской программе не занимать. Существовал значительное снижение прочности (от 14 до 25%) и соответствующий прогиб в середине пролета (от 8 до 53%) из оцинкованной пучка бар по сравнению с его спутником черный луч бар. Сокращение было последовательно независимо от размера бар или количество поперечной арматуры ограничить соединения регионе, а также
6. Уравнение Orangun дал, в среднем, хорошую оценку прочности черного сращивания бар хотя переоценили прочность в трех из девяти случаев. 2002 ACI кодекс дает более консервативную оценку прочности всех образцов черный луч бар.
Хотя результаты исследования показали, что программы снижения прочности из оцинкованной баров по сравнению с черными полосами в HSC преобладали независимо от количества поперечной арматуры ограничить соединения регионе, однако, результаты также указали, что оцинкованной сращивания бар может быть ограничено с поперечным усиление, чтобы компенсировать потери прочности за счет оцинковки. Ссылаясь на измеренные значения прочности на рис. От 10 до 12, количество поперечной арматуры, необходимых для повышения прочности из оцинкованной напряженности коленях сращивания выше неограниченном черный сращивания коленях напряженность 0.95d ^ югу Ь в серии 1 (г ^ к югу Ь = 20 мм, с / г ^ к югу Ь = 1,5), между 1.14d ^ Ь к югу и к югу 2.28d ^ Ь в серии 2 (D ^ к югу Ь = 25 мм, с / д ^ подпункта б = 1,9), а также между 0,89 D ^ Ь к югу и к югу 1.78d ^ Ь в серии 3 (D ^ подпункта б = 32 мм, с / д ^ подпункта б = 1,375). Дополнительные данные испытаний, необходимых для поддержки общей рекомендации дизайна.
Авторы
Авторы благодарят за поддержку Университета Исследовательского совета при Американском университете в Бейруте для поддержки этой программы. Кроме того, помощь H. Хатиб, руководитель испытательной лаборатории в АУБ, заслуживает высокой оценки.
Ссылки
1. Слейтер, В., Ричард, FE, а Скофилд, Г. Г. Испытания Бонд сопротивления между бетона и стали, "Технический документ № 173, Национальное Бюро Стандартов, 1920, с. 9-33.
2. Shmeer, F., "Versuche Убер-ден Gleitwiderstand verzinkten Eisens в Бетон", Heft 47, Deutscher Auchuss меха Eisenbeton, Берлин, 1920, с. 9-33.
3. Бродбек, H., "Убер умереть Haftfestigkeit фон унд verzinkten shwarzen Rundeisen в Бетон", Sweizeische Bauzeitung, Цюрих, № 18, 1954, с. 256-257.
4. Берд, CE, "Бонд из оцинкованной арматуры в бетоне," Природа, Лондон, В. 194, № 4830, 26 мая 1962, стр. 798.
5. Бреслер, Б. и Корнет И., "оцинкованной арматуры в бетонных," Доклад, 7 конгресс Международной ассоциации мостостроения и строительных инженеров, Рио-де-Жанейро, 1964.
6. Gukild И., и Hofsey, A., "горячеоцинкованной стали усиление", Varmaforsinkt Armeringsstal, Teknish Ukeblad, Осло, № 2, 14 января 1965, с. 37-43.
7. Kayyali О.А., Йеоманс, SR, "Бонд и Скольжение покрытием Усиление в бетоне," Строительство и строительные материалы, т. 9, № 4, 1995, с. 219-226.
8. Хамад, B., и Майк, J., "Экспериментальное исследование прочности горячего цинкования Укрепление Обычная и бетона высокопрочных", ACI Структурные Journal, В. 100, № 4, июль-август 2003, с. 465-470.
9. Либер, W., "Einfluss фон Zinkoksyd ауф дас Erstarren унд фон Erhaten Portland-Zementen," Цемент-Kalk-Гипс, Weisbaden, № 3, март 1967, с. 91-95.
10. Кох Р., Штутгарт, RW, "Влияние примесей в бетоне на Бонд Поведение оцинкованной арматуры", Betonwerk унд Fertigteil-Technik, V. 54, № 3, с. 64-70.
11. Azizinamini, A.; Павел, R.; Хатфилд, E.; и Гош, SK, "Поведение Lap-сращивания арматуры уложенные в высокопрочного бетона", ACI Структурные Journal, V. 96, № 5, сентябрь -октябре 1999, с. 826-835.
12. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2002, 443 с.
13. ASTM 615/615M-03a, "Стандартные спецификации для деформированных и простой углеродистой стали бары для армирования бетона", ASTM Международный Коншохокен Запад, Пенсильвания, 2003, с. 318-322.
14. Orangun, OC; Jirsa, JO, и Брин, JE, "Сила якоре бары: Повторная оценка результатов испытаний по длине развития и сращивания", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 74, № 3, март 1977, с. 114-122.
Билал С. Хамада, ВВСКИ, профессор в Департаменте гражданской и экологической инженерии в Американском университете в Бейруте (АУБ), Бейрут, Ливан. Он получил BE с АУБ и его MS и аспирантов из Техасского университета в Остине, Остин, Техас Он является членом комитета ACI 408, Бонд и развития Укрепление и ассоциированным членом комитета ACI 364, реабилитация. Он также является президентом ACI Ливан главы. Его исследовательские интересы включают дизайн, поведения, и укрепление железобетонных конструкций и технологии бетона. Он получил ACI структурных исследований премии в 1995 году.
Мазен F. Fakhran является структурным инженером инженерного управления (ЭМ) в Катаре. Он получил ее от BE Ливанского американского университета и его ME от АУБ.