詹耀裕1 罗兆峰1 杨文烈2 林家逸1 李 刚21. 润铸建筑工程（上海）有限公司 上海 2004362. 中科大业建筑科技有限公司 重庆 401120
引言
装配式建筑叠合楼板属二次灌浆结合，在现浇混凝土层与预制板间存在一个薄弱界面。如何确保叠合面黏结的力学性能？在GB 50010《混凝土结构设计规范》与JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中规定：叠合板拉毛深度需大于4mm且能承受的剪应力需大于0.4MPa，然而实际生产预制板时，在混凝土面拉毛4mm存在一定的难度。在混凝土浇置后初期拉毛，混凝土本身塑性大容易缩回，深度达不到4mm；在初凝前拉毛，可达标准要求，但混凝土已过硬拉不动，并产生不少混凝土屑，费时费工。鉴于此，在生产便利情况下，混凝土需兼顾拉毛深度与力学要求，是需要探讨的重要课题。
本试验主要针对GB 50010《混凝土结构设计规范》与JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中规定的混凝土叠合板中其预制板表面粗糙度不应小于4mm进行试验研究。对不同拉毛深度下，叠合面在抗拉拔、抗剪切与抗弯的力学性能进行了初步试验，以期得出各控制变因数值的差异大小，作为叠合板拉毛深度的参考依据。
1 试验计划
1.1 试件设计与制作
以模拟现场楼地板厚度120mm为依据来制作试件，设计厚度为60 mm之下半部预制板与上半部现浇板。
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CHINA CONCRETE 2019.10 NO.124抗剪试验的拉毛方向分为横向与竖向（纵向）两类。抗剪试件尺寸如图1所示。抗弯试件为求更加符合弯矩受力并减少剪应力的影响，需符合剪跨比>3的条件。预制板分为素混凝土与钢筋混凝土两种，探讨叠合面受弯矩力的影响。抗弯试件尺寸与钢筋尺寸如图2、图3所示。抗拉拔试验的上半部现浇层因应埋入高度100mm铁件的需求，厚度增至120mm。抗拉拔试件尺寸如图4所示。
1.2 试验方法
本试验于重庆大学试验室利用万能试验机做为力学试验之机具，进行3种力学试验：抗剪试验、抗弯试验与抗拉拔试验，其试验示意图与仪器架设如图5~图7所示。变量分为混凝土标号、拉毛深度，其中同一个试件的现浇层
图 1 抗剪试件尺寸（mm）Prefabricated Building装配式建筑图 2 抗弯试件尺寸（mm）图 3 抗弯试件钢筋尺寸（mm）图 4 抗拉拔试件尺寸（mm）与预制层之混凝土标号相同，分为C30与C40两类。拉毛深度分为0、2mm与4mm三种。每个不同的组合变量制作3个试块，取其试验值的平均值。另外抗剪试体的拉毛方向分为横向与竖向（纵向），抗弯试体的拉毛方向皆为纵向。
1.3 数值模拟分析
混凝土本构模型摘自GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》（2015年版）附录C.2混凝土本构关系，说明之混凝土单轴受拉与受压之应力-应变曲线。有限元素分析软件选用近年结构工程研究常用的ABAQUS混凝土
图 5 抗剪试验示意图（左）与实际架设情况（右）图 6 抗弯试验示意图（左）与实际架设情况（右）图 7 抗拉拔试验示意图（左）与实际架设情况（右）损伤塑性模型（Concrete Damaged Plasticity, CDP）。混凝
土元素取线性缩减积分C3D8R，此元素在弯曲载荷下不容易发生剪切自锁现象。预制板与现浇板接触的接口使用绑定约束（Tie）实现模拟。3种试验的破坏形式与模拟分析对照如图8~图10所示。
2 试验结果分析
2.1 抗剪试验
图11、图12分别为竖向抗剪应力和横向抗剪应力与拉毛深度关系图。由图11可知，除C30的无拉毛（拉毛深度0）试件其破坏剪应力未达到设计规范要求的0.4MPa，其余都能达标。且随着混凝土强度与拉毛深度的增加，抗剪应
总124期 2019.10 混凝土世界27
装配式建筑Prefabricated Building力值上升趋势明显，由此可知两者对抗剪应力有着显著的影响。原因是混凝土强度提高除试件本身外结合面的收缩应力也越大，拉毛面深度越深，结合面越粗糙，叠合面的粘结力越大。实际试验与数值分析结果相似。
2.2 抗弯试验
图13为抗弯应力与拉毛深度关系图。从图13可得知，随着混凝土强度的提高，其抗弯应力数值有小幅度上升，但拉毛深度对抗弯应力的影响相反，且所有试件破坏形式皆为底部的剪力裂缝与开裂，叠合面皆未发生错动。原因可能是由于叠合面皆未发生错动破坏（叠合面破坏前，底部混凝土承受应力已先达发生剪力裂缝与开
图 8 抗剪试验破坏形式（左）与数值模拟受力形式（右）图 9 抗弯试验破坏形式（上）与数值模拟受力形式（下）图 10 抗拉拔试验破坏形式（左）与数值模拟受力形式（右）28
CHINA CONCRETE 2019.10 NO.124裂数值），故整个叠合试件可视为完整试体，拉毛越深的试件其叠合范围越大（叠合面视为不连续缺陷区域），导致数值强度平均降低7.66%。实际试验与数值分析结果相似。
2.3 抗拉拔试验
图14为抗拉拔应力与拉毛深度关系图。从图14可知，抗拉拔应力的数值和混凝土强度与拉毛深度存在正相关系，两者皆对试件的抗拉拔应力有着显著的影响。原因是混凝土强度提高除试件本身外结合面的收缩应力也越大，拉毛面深度越深结合面越粗糙叠合面的粘结力越大。实际试验与数值分析结果相似。
图 11 竖向抗剪应力与拉毛深度关系图 12 横向抗剪应力与拉毛深度关系Prefabricated Building装配式建筑图 13 抗弯应力与拉毛深度关系图 14 抗拉拔应力与拉毛深度关系结论
（1）提高混凝土强度有利于叠合面的抗剪、抗拉拔、抗弯等力学性能的提升。
（2）国家现行标准GB 50010与JGJ 1—2014规定的拉毛深度需大于4mm且抗剪应力值需不小于0.4MPa。由试验结果得知在2mm拉毛深度时所有试件（C30与C40试件）都已满足标准所要求的抗剪应力值。
（3）混凝土强度和拉毛深度对受弯构件的抗弯承载力影响不显著。因为界面不发生剪切破坏，受弯构件的抗弯承载力不会有变化。
（4）抗弯破坏数值由剪力与底部开裂控制，并非由叠合界面控制。
（5）抗剪与抗拉拔应力与试件混凝土强度和拉毛深度呈正相关系。
（致谢：感谢重庆大学刘界鹏教授、中国建筑材料科学研究总院赵顺增教授级高级工程师在本文完成过程中提供的指导。）
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作者简介詹耀裕，1961年生，台湾润泰集团-润铸建筑工程（上海）有限公司总经理。
硕士学历，专业方向结构工程。1989年毕业后任职润泰营造、润弘精密工程。1999年获台湾地区营建署颁发的“杰出营建自动化工程专业人员奖”；2004年“台湾建筑金奖”之921地震教育园区预力预铸结构负责人；2009年获得“杰出系友奖”；2013年获中国混凝土与水泥制品协会（CCPA）颁发的“优秀总工程师奖”；
2017年荣获中国“华夏建设科学技术奖一等奖”；2018年荣获CCPA苏博特杯技术革新二等奖；2018年获CCPA颁发的“优秀科技工作者”称号，实用新型专利共15项。
通信作者唐雪梅
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总124期 2019.10 混凝土世界29
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