木材與鋼筋的粘結(jié)性能研究

曹海

（黃山學(xué)院 建筑系，安徽 黃山 245041）

木材與鋼筋的粘結(jié)性能研究

曹海

（黃山學(xué)院 建筑系，安徽 黃山 245041）

為了確定鋼筋、環(huán)氧樹(shù)脂以及木材能否粘結(jié)在一起正常使用，仿照鋼筋混凝土的拉拔試驗(yàn)作木材的拉拔試驗(yàn)，結(jié)果表明木材、鋼筋和環(huán)氧樹(shù)脂膠能較好的粘結(jié)在一起，這為鋼筋增強(qiáng)木結(jié)構(gòu)的可能性提供了重要支撐。

木材；鋼筋；粘結(jié)性能

1 拉拔試驗(yàn)研究

本試驗(yàn)所采用的木材均為花旗松工程木，由綠色建材中心加工工廠生產(chǎn)，工廠通過(guò)制材→窯干→木材分級(jí)→指接→刨光→涂膠→加壓膠合→整形加工→檢驗(yàn)等主要加工工藝制成?；ㄆ焖晒こ棠镜奈锢砹W(xué)性能[1]見(jiàn)表1。

表1 花旗松工程木的物理力學(xué)性能

本次試驗(yàn)中所用鋼筋有3種：HPB235直徑分別為6,8mm和HRB335直徑為10mm,鋼筋的力學(xué)性能指標(biāo)均由材性試驗(yàn)得到。加載裝置為50千牛數(shù)顯液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，材性試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。環(huán)氧樹(shù)脂的性能指標(biāo)由廠家提供，見(jiàn)表3。

表2 鋼筋性能指標(biāo)

表3 環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠的力學(xué)性能（MPa）

1.1 試件設(shè)計(jì)

為了確定鋼筋、環(huán)氧樹(shù)脂以及木材能否粘結(jié)在一起正常使用，我們仿照鋼筋混凝土的拉拔試驗(yàn)[2]作如下設(shè)計(jì)，見(jiàn)表4。取花旗松工程木木材的截面150mm×150mm，鋼筋錨固長(zhǎng)度同木材高度，在木材截面正中開(kāi)槽、灌膠、插入鋼筋、養(yǎng)護(hù)。

表4 拉拔試件設(shè)計(jì)表

1.2 加載、量測(cè)方案

加載裝置如圖1所示，然后將試件豎直放置在MWW-50微機(jī)控制人造板萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，用夾具夾緊以免產(chǎn)生多余的位移，拉拔試驗(yàn)以1.0mm/min的速度加載，直到試件有效部分發(fā)生破壞。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

拉拔試驗(yàn)的試件破壞分為兩種破壞形式：1.鋼筋從木材中直接拔出；2.木材劈裂，鋼筋仍在木材中。[3,4]

若取鋼筋為脫離體，則鋼筋所承受的拉力N將其表面的平均粘結(jié)應(yīng)力τl平衡，可從下式計(jì)算：

式中：τl為鋼筋表面的平均粘結(jié)應(yīng)力；

N為鋼筋承受的拉力；

d為鋼筋的直徑；

la為鋼筋的錨固長(zhǎng)度，即鋼筋插入木材的深度。

試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 拉拔試驗(yàn)結(jié)果

2 小 結(jié)

從拉拔試驗(yàn)結(jié)果中可知，只要錨固長(zhǎng)度達(dá)到要求，鋼筋、環(huán)氧樹(shù)脂膠以及木材是能較好的粘結(jié)在一起使用的，這為鋼筋增強(qiáng)木結(jié)構(gòu)的可能性提供了重要支撐。

[1]曹海.花旗松工程木的材性研究[J].黃山學(xué)院學(xué)報(bào),2010,12 (5):95-97.

[2]沈蒲生.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京:高等教育出版社, 2002:29-32.

[3]陸家宏.拉拔試驗(yàn)中的幾種破壞形式探析[J].安徽建筑,2006, (4):158-159.

[4]閻鋒.在鋼筋混凝土基材上植筋的拉拔試驗(yàn)研究[J].建筑技術(shù),2003,(4):442-444.

A Study on the Bond Property between Wood and Steel

Cao Hai
(Department of Architecture,Huangshan University,Huangshan 245041,China)

To determine whether steel,epoxy resin and wood can be bonded to work properly,modeling the pull-out test of reinforced concrete,pull-out tests for timber are conducted.The results show that wood,steel and epoxy resin can be bonded together,which provides an important support for the possibility of reinforcing timber structure with steel.

wood;steel;bond property

TU531.1

A

1672-447X（2011）05-0088-02

2010-09-29

黃山學(xué)院自然科學(xué)研究項(xiàng)目（2010xkj021)

曹海（1984-），安徽績(jī)溪人，黃山學(xué)院建筑系教師，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程。

胡德明