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热镀锌钢筋与混凝土的粘结强度与黑色和环氧涂层钢筋相比如何?

钢筋混凝土的使用依赖于钢筋与混凝土之间的良好粘结。早期对各种钢筋结构的粘结强度的测试报告了令人困惑的结果。镀锌钢筋在某些测试中粘结强度较好,而在某些测试中粘结强度较差。最近的研究都表明,镀锌钢筋的粘结强度等于或高于黑钢的粘结强度。不可否认的是,光亮、均匀、光滑的镀锌表面给人的附着力比裸钢表面的结垢或生锈差得多。然而,在这个例子中,就像在其他许多例子中一样,这种印象与最近的实验数据不符。

斯特恩

有三项研究观察了热浸镀锌钢筋与黑色镀锌钢筋混凝土相比,镀锌钢筋对混凝土中钢筋性能的影响,镀锌钢筋在混凝土中的粘结。在每一项研究中,研究人员都发现热浸镀锌钢筋比黑钢筋与混凝土的粘结强度更高。图1为不同研究中热镀锌钢筋和黑钢筋的粘结强度。热浸镀锌层粘结强度的提高是由于在镀锌层与混凝土之间形成羟基锌酸钙晶体引起的。晶体增加了镀锌钢筋对混凝土的附着力,从而增加了粘结强度。

曾经有人担心,当镀锌钢与湿水泥膏反应直到膏体固化时,可能会发生氢的析出,这可能需要几个小时或更长时间。如果混凝土与钢筋表面镀锌层之间出现氢,则系统的粘结强度会降低。测试表明,这种担忧并没有以前认为的那么严重,原因有两个。首先,氢气的释放发生的时间可能比我们之前认为的要短得多。第二,氢气可能不是发生在水泥基体-镀锌棒界面,而是发生在铁-锌合金层,这意味着氢气根本不会影响粘结强度。

ASTM A767 / A767M要求热浸镀锌钢筋在镀锌后浸入铬酸盐淬火,以防止可能的氢析出如上所述。除了铬酸盐淬火,一些类型的混凝土混合料含有足够的铬酸盐,以防止湿水泥膏和热浸镀锌钢之间的氢析出。熔接环氧涂层也常用来保护钢筋不受腐蚀。来自美国土木工程师学会、国际水泥复合材料和轻质混凝土杂志、土木工程师学报、结构与建筑学会的研究发现,与黑色钢筋相比,环氧涂层钢筋与混凝土的粘结强度降低了20%至50%。(除了传统的融合环氧钢筋外,这些研究中获得的信息也适用于专有涂层,例如镀锌钢筋已经涂了环氧涂层,因为环氧涂层仍然是钢筋的最外层,与混凝土接触。)这意味着环氧涂层钢筋的粘结强度与普通圆形钢筋相似,比变形黑色钢筋的粘结强度要小得多。对比其他研究中热镀锌钢筋与黑色钢筋的相对粘结强度,说明热镀锌钢筋的粘结强度远高于环氧涂层钢筋。

综上所述,热镀锌钢筋与混凝土的结合强度高于黑钢筋或环氧涂层钢筋。这就意味着无论钢筋是黑色的还是热镀锌的,钢筋的重叠长度都可以设计成相同的长度。本文中的大部分信息来自《镀锌钢筋混凝土》一书。如欲获得这本书的副本,请与AGA技术部门在720-361-4485。

了解更多关于镀锌钢筋和获得继续教育学分要求现场研讨会或者我们的钢筋在线研讨会


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