混凝土和钢筋的粘结力有哪几部分,钢筋与混凝土的粘结力如何产生的

关于混凝土结构中钢筋锚固与后锚固问题的粗浅体会

2021-11-06老土

前言：《混凝土结构加固设计规范》中关于植筋锚固问题有不少设计人员不甚理解(包括本人在内), 近日对有关钢筋锚固问题进行了一些复习及简单计算分析。以下短文为个人点滴体会,一孔之见错误难免,聊当引玉之砖,恳请各位专家大师多多批评指教！

一、钢筋锚固受力机理

1. 名词

1）锚固：按照普遍采用的施工方法，即先配筋，然后浇灌混凝土，待混凝土强度达到设计要求时，钢筋与混凝土自然成为一体，钢筋直接锚固在现浇混凝土中，简称“直接锚固”，下同。

2）后锚固：一般用于现有混凝土结构的改造加固，就是在构件中钻孔，然后采用植筋等方法通过植筋胶将钢筋与混凝土可靠粘结使钢筋锚固于混凝土之中。

3）基材：对于后锚固而言，就是原有构件的混凝土

2. 规范、手册：《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）简称《混规》与《混凝土结构加固规范》GB50367-2013简称《混固规》、《混凝土结构构造手册》第四版，中国有色工程有限公司主编

3. 基本概念与常识 作为普通老百姓，无法进行科学试验，也没有高性能有限元软件，只有一些最直观的经验与常识，并据此作出简单推论，不一定正确，仅供参考！

3.1 锚固节点破坏形式：

1) 理想方式，也是设计要求：锚固及基材不破坏，而是节点外的钢筋拉断、或构件破坏；

2) 实际上经常发生的破坏方式：粘结面破坏，钢筋拔出、基材冲切破坏、基材劈裂等等

3.2影响锚固作用的因素：

1）直接因素：

a. 粘结力：包括混凝土与钢筋的粘结力，植筋胶与钢筋的粘结力，植筋胶与混凝土的粘结力，

b．咬合力：螺纹钢筋与混凝土之间可以互相咬合传力，而光面钢筋则没有咬合力

c．挤压力：当钢筋端部有锚板时锚板与基材之间，或锚筋端部做成锥形时锥面与孔壁之间产生挤压；

d. 摩擦力：由于没有正压力，就不会产生摩擦作用！

2) 深层次的影响因素：

a. 材料强度：混凝土强度、植筋胶强度 直接影响到粘结力与咬合力

b. 基材情况：原有构件的平面尺寸直接与厚度不能太小，否则极容易发生冲切及劈裂破坏；基材配筋，特别是箍筋对于混凝土有约束作用，对于钢筋锚固有利，若基材无钢筋（素混凝土），很容易发生冲切及劈裂破坏，因此《混固规》明确规定植筋不适合素混凝土基材。

c. 其它：

直接锚固(现浇构件)：钢筋牌号、直径、种类，地震烈度.抗震等级、混凝土保护层厚度、配箍率

植筋节点(后锚固)：植筋胶种类,钢筋强度.直径.间距,混凝土保护层厚度,地震烈度.抗震等级,场地, 结构受力状态、孔壁潮湿影响，使用环境

二、直接锚固与后锚固的安全可靠性分析

1. 同样一根(热轧变形)钢筋锚固在同样一块混凝土内,直径相同,锚固长度也相同,两种锚固方式哪一种更牢靠？ 根据经验判断：当然是直接锚固更牢靠！

1)普遍性经验：同样的产品，一次性合格品与残次品返修处理后的产品相比，无疑是前者质量更加可靠！

2)直接连接与间接连接相比，直接连接更加可靠！

a.直接锚固就是钢筋应力通过粘结力咬合力直接传到混凝土中，可靠度高；

b.植筋(后锚固)则是钢筋应力通过粘结力传到植筋胶，再由植筋胶传到混凝土中，最好的情况就是植筋胶的力学性能与钢筋完全相同，其锚固作用最多与直接锚固相当;

c.对于热轧带肋钢筋而言，通过植筋胶再与混凝土连接，就类似于表面涂刷环氧树脂的带肋钢筋，或相当于截面与钻孔直径相同的光面钢筋与混凝土粘结传力，没有咬合力作用，锚固效果明显降低！

d.实际上植筋胶的质量很难达到理想状态，若植筋胶质量差，那就很可能因粘结力太低而将钢筋拔出！

2. 对《混规》与《混固规》有关规定对受拉钢筋锚固长度计算结果的简单比较

同等条件：混凝土强度等级C30, 钢热轧变形钢筋，牌号HRB400, 7度三级抗震,二类场地,

1）直接锚固：

《混规》计算公式：