如何判别缓粘结预应力钢绞线优劣
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如何判别缓粘结预应力钢绞线优劣
一、引言
缓粘结预应力技术是继无粘结、有粘结预应力技术之后迅速发展起来的一项新型预应力技术。
近年来,其以简便的施工工艺、优良的力学性能及耐久性能在工程建设领域得到越来越广泛的应用。
工民建领域应用最多,公路与铁路桥梁领域亦开始小规模示范应用,其应用效果得到设计单位、建设单位、施工单位的一致认可。
随着应用规模的快速扩大,缓粘结预应力钢绞线生产企业也逐渐增多。
然而,缓粘结预应力钢绞线技术含量高、生产工艺复杂,大部分企业无研发及技术实力,未掌握缓粘结预应力核心技术,只是简单模仿,甚至用无粘结预应力钢绞线生产工艺来生产缓粘结预应力钢绞线,所生产产品良莠不齐、有些甚至存在极大缺陷,埋下严重的质量隐患。
极大影响了缓粘结预应力技术行业的健康、良性、平稳发展。
建设单位、施工单位、设计单位因对缓粘结预应力钢绞线接触相对较少,并不能完全判别缓粘结预应力钢绞线的优劣及合格与否。
另一方面,建设单位、施工单位因假冒产品低价的误导,常采购了不合格的产品而并不知情,造成不可挽回的损失。
鉴于上述诸多乱象,,本文将专门阐述如何判别缓粘结预应力钢绞线的优劣。
二、核心技术
缓粘结预应力钢绞线的核心技术体现在:一、缓凝粘合剂;二、护套。
2.1 缓凝粘合剂
缓凝粘合剂是该技术第一核心,是实现缓粘结预应力施工阶段可自由张拉,固化后达到有粘效果的关键。
现许多企业不掌握缓凝粘合剂核心技术,所生产产品存在诸多问题。
存在问题:
1、在张拉阶段,缓凝粘合剂固化过快,导致摩擦系数变大,预应力损失增加,有效应力达不到设计要求,甚至会提前固化,张拉时钢绞线伸长值远远不够,进行张拉记录造假,存在极大安全隐患。
2、在张拉阶段虽可自由张拉,但在固化期到后长久不固化,导致在正常使用阶段,荷载施加上后钢绞线与周围混凝土无法有效粘结,未达到有粘效果,对抗震及正常使用不利,存在安全风险。
存在以上问题的核心是生产企业未掌握核心技术,未掌握配方。
有些企业缓凝粘合剂配方本身有缺陷,无法实现张拉适用期可自由张拉,固化期后全面固化。
有些企业只有单
一配方。
目前国内所有的缓凝粘合剂均属于温度敏感型,其固化受温度影响较大。
我国幅员辽阔,各地常年气温差异很大、加之季节温度差异叠加,其对缓凝粘合剂的固化性能影响各不相同。
其要求缓凝粘合剂必须根据不同地域、不同季节配置专用配方才能完全满足工程要求。
目前,国内只有少数具备专业研发团队、专业生产设备的新技术公司可实现针对不同地域、不同季度生产专用缓粘结预应力钢绞线。
大部分模仿生产企业,只用一个配方适用全国各个地方、各个季度,可以预想,将会产生诸多问题。
鉴别方法:
对于第1、2两个问题,可以对生产企业所提供产品做粘度及快速固化检测试验,目前有许多设计单位借助专业的新技术公司支持强化设计要求,提出施工单位对生产企业提供的缓粘结预应力钢绞线做粘度及快速固化检测试验,此试验一周可出结果。
粘度的检测可以判断张拉适用期内是否可能会出现提前固化的情况;快速固化检测试验可以判断固化期后能否完全固化,能否达到设计强度。
在此建议设计单位采用缓粘结预应力技术进行结构设计时,需加入此条规定。
如相关标准修编时,也应加入此条规定。
2.2 护套
护套中的肋成型是缓粘结预应力钢绞线第二核心技术,肋高是关键参数之一,肋内缓凝粘合剂饱满尤为重要。
肋高,直接影响缓粘结预应力钢绞线的粘结锚固性能。
缓粘结预应力钢绞线的力学原理是:在肋状外包护套的定型下,缓粘结预应力钢绞线中缓凝粘合剂填充饱满经固化后亦应成肋型与周围混凝土形成机械咬合作用,从而实现优良的粘结锚固性能,钢绞线与周围混凝土形成一体,协同变形,共同受力。
依此原理,首先外包护套要有肋,同时剥开的外包护套内表面应呈现出槽状结构。
其次将缓凝粘合剂定型于肋内形成肋结构。
更重要、关键的是肋高必须符合要求。
缓粘结预应力钢绞线与周围混凝土粘结状态
很多企业因不掌握技术核心,甚至没理解缓粘结预应力技术的基本原理,所生产产品五花八门,甚至有些企业简单仿造,用无粘结预应力生产工艺来生产缓粘结预应力钢绞线,所生产产品质量可想而知。
存在问题:
1、无肋或肋高不达标;
2、肋内缓凝粘合剂填充不充盈,基本是护套实心肋;
3、护套材料使用劣质材料(再生料),护套在运输、施工过程中易被刮破,缓凝粘合
剂外流,肋内缓凝粘合剂流失、肋结构无法实现定型,导致缓粘结钢绞线与混凝土无法建立咬合粘结,同时污染环境。
鉴别方法:
对于第1个问题:
合格产品特征:肋均匀规则,肋高符合下表要求。
不合格产品特征:外表肋痕低或基本无肋、只有浅印、不规则;肋内侧无凹槽,无法给缓凝剂定型。
规格肋高要求
15.2mm ≥1.2mm
17.8mm ≥1.5mm
21.8mm ≥1.8mm
合格不合格对于第2个问题:
合格产品特征:肋内表面槽痕均匀规则,槽高符合上表要求。
不合格产品特征:肋内表面槽痕低或基本无槽、只有浅印、不规则;无法给缓凝粘合剂定型。
合格不合格
合格产品在缓凝剂凝固后与周围混凝土粘结咬合状态图片如上图所示,肋结构符合要求的缓粘结预应力钢绞线在缓凝粘结剂固化后会与周围混凝土紧密粘结咬合在一起,形成优良的粘结锚固性能。
不合格产品,则无法与周围混凝土形成良好粘结咬合,存在结构安全隐患。
对于第3个问题:
施工时护套易被刮破,缓凝粘合剂易外流是因为部分企业为了节省成本、低价竞争,生产缓粘结预应力钢绞线外包护套所用材料为价格低廉的再生料(与无粘结预应力钢绞线护套所用材料一样),此种材料在缓粘结预应力钢绞线压痕工艺过程中容易破裂,特别在运
输及现场施工环节更易破裂。
可通过如下方法判别:
采用再生料的缓粘结预应力钢绞线在外表触碰时明显会感觉到强度低、硬度小、外表肋痕低或基本无肋、只有浅印、不规则。
合格缓粘结预应力钢绞线外包护套因使用了价格比较昂贵的高密度聚乙稀材料,外表触碰时明显感到强度高、硬度大,且肋的高度高、所成肋规则均匀、明显。
高密度聚乙稀护套(合格)再生料护套(不合格)
三、结语
缓粘结预应力技术以其优异的施工便捷性、优良的力学性能与耐久性能具有很好的发展应用前景。
这项新技术所催生的新行业应该得到健康、秩序、平稳发展。
但从目前发展现状观察,行业的规范化、良性化发展还有许多工作要做。
例如,相关标准的重新修订及新标准的制订,行业合格产品的质量认证及缓粘结预应力钢绞线检验检测技术手段的发展等工作迫在眉睫。
缓粘结预应力技术是一项具有较高技术含量的预应力新技术,要完全掌握包括结构、材料、工艺、机械等多项技术融合的该项技术,需要专业化团队多年研发积累。
没有足够的研发投入与技术、时间积累,开展缓粘结预应力钢绞线生产与应用一定会带来诸多隐患。
希望广大建设单位、施工单位、设计单位、生产企业能够本着对用户负责、对安全负责、对社会负责的态度共同维护行业秩序,规范技术应用标准,促进技术进步,使缓粘结
预应力技术市场沿着良性发展的轨道行驶。
可以预见,缓粘结预应力技术市场将进一步扩大,未来必然会成为预应力技术主流。