Wpływ czynników technologicznych na przyczepność betonu samozagęszczalnego do stalowych prętów zbrojeniowych

Abstract

Zjawisko przyczepności między zbrojeniem a betonem stanowi jedno z kluczowych zagadnień konstrukcji żelbetowych i ma charakter złożony. Zależy nie tylko od właściwości obu materiałów, lecz także od szeregu innych czynników. Rozprawa podejmuje problematykę wpływu czynników technologicznych na to zjawisko w betonie samozagęszczalnym (SCC) oraz na jakość otuliny wokół stalowych prętów zbrojeniowych. Analizie poddano: technologię podawania mieszanki (od dołu i od góry formy), prędkość jej podawania, położenie pręta w czasie betonowania (wzdłuż wysokości i rozpiętości elementów) oraz wysokość elementów. Wykonano trzy typy elementów o zróżnicowanych wymiarach (typu ściana, belka-ściana i referencyjny) z mieszanki towarowego SCC. Właściwości przyczepności określono na podstawie badań wyrywania, a jakość otuliny z użyciem tomografii komputerowej. Na podstawie wyników badań określono, wpływ rozpatrywanych czynników technologicznych na analizowane cechy. Za najistotniejsze uważa się wniosek, że podawanie mieszanki od dołu formy istotnie poprawia zarówno jakość otuliny jak i właściwości przyczepności. Wartością dodaną pracy jest zaproponowanie zależności pomiędzy łączną objętością pustek powietrznych pod prętem a naprężeniami przyczepności dla elementów betonowanych od góry. W pracy wskazano potrzebę kontynuacji badań nad wpływem czynników technologicznych w szerszym spektrum przypadków.

The phenomenon of bond between reinforcement and concrete is one of the key issues in reinforced concrete structures and is complex in its nature. It depends not only on the properties of the two materials, but also on a number of other factors. This dissertation addresses the influence of technological factors on this phenomenon in self-compacting concrete (SCC) and on the quality of the cover around steel rebars. The following aspects were analysed: the casting technology (from the bottom and from the top of the form), casting rate, the position of the rebar during concreting (along the height and span of the elements), and the elements’ height. Three types of elements of varying dimensions (wall, deep-beam, and reference type) were made from ready-mix SCC. The bond properties were determined by pull-out tests, and the cover quality by X-ray CT scanning. Based on the test results, the influence of the considered technological factors on the analysed characteristics was assessed. The most important conclusion is that bottom-up casting significantly improves both concrete cover quality and bond properties. The added value is the proposed relationship between the total volume of air voids under the bar and bond stresses in elements cast from above. The study indicates the need for further research into the influence of technological factors across a wider range of cases.