我国预应力钢材存在问题分析

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1.钢材的强度、硬度与锚夹片之间的匹配问题 据业内有关专家讲，锚夹片与钢材的表面硬度大约相差HRC15较为合理，如目前使用较多的抗拉强度为1860—1990MPa的钢绞线其表面硬度为HRC44—48，与之匹配的锚夹片硬度为HRC58—64。但目前有些生产企业提供的1860MPa级钢绞线的实际抗拉强度值超过2000MPa，当抗拉强度大于2000MPa时，其表面硬度为HRC52—55，因与锚夹片达不到最佳配合而易产生滑丝，为此有专家提出1860MPa级的钢绞线实际强度上限不能超出1950MPa。 针对上述问题，从为用户考虑的观点出发，生产企业应千方百计满足使用者的要求，这是理所当然的。但从客观上讲，要求以过小的强度差供货确有困难，因为不同厂的线材原始强度相差较大(大约相差50—100MPa)，同一厂家、同一钢种、同一规格、不同炉号的线材其平均原始抗拉强度有时相差40—60MPa，即使为同一炉号、同一规格的线材其原始抗拉强度有时也相差30—70MPa，这些是造成预应力钢材强度离散的主要原因。 2.直径负偏差问题 《混凝土结构设计规范》规定，预应力钢筋张拉控制应力极限值为0.75fptk(fptk—预应力钢筋强度标准值，此时对应的为钢筋公称直径)。如钢筋的实际直径为负偏差，此时因钢筋的实际受力面积小于公称面积而使其承受大于计算应力值的应力，也就是说负偏差钢筋在混凝土构件中，单位面积所承受的载荷要大于公称尺寸下钢筋单位面积所承受的载荷，更大于正偏差下钢筋单位面积所承受的载荷，因此负偏差钢筋在混凝土构件中处于较高应力状态下工作，从而削弱了钢筋对应力松弛和应力腐蚀的抵抗能力，降低了工程的安全性。在美国标准ASTM A416/A416M—96中，规定钢绞线的直径上偏差为+0.65mm、下偏差为—0.15mm，从而可以看出实际尺寸要求的是上偏差。 3.预应力钢材伸长率测定状态问题 预应力钢材伸长率指标的测定状态，各国标准有所不同，美标ASTM A416/416M—96预应力混凝土用无涂层钢绞线标准和ASTMA 421—91预应力混凝土用钢丝标准中均规定测定拉伸实验中，在规定标距内拉伸载荷下的伸长率；英标BS 5896—80预应力混凝土用钢丝、钢绞线标准中规定测量钢丝、钢绞线最大力下的伸长率；国标GB/T 5223—95中规定按GB/T 228—87金属拉伸实验方法中的规定测定，该规定中既有最大力下的总伸长率的测量方法也有断后伸长率测量的方法，事实上在执行GB/T 5223—95标准时，国内各企业几乎全测定断后伸长率；国标GB/T 5224—95中规定测量钢绞线破断时的总伸长率也即ASTM A416/A416M—96中规定测量的拉伸载荷下的总伸长率。 目前国内外诸多标准中BS 5896—80更为科学，尽管ASTM A416/A416M—96、ASTM A421—91和GB/T 5224—95中也规定了测量载荷下(破断时)伸长率，但其毕竟含有颈缩部分的伸长，而颈缩在设计中是绝对不允许出现的，因此对设计来讲指导性也不是很强。 4.低松弛预应力钢丝施工引发的问题 目前，在许多预应力钢丝使用单位施工现场，在剪切预应力钢丝前都加一道矫直处理工序，即将准备定尺剪切的预应力钢丝的头部穿入矫直器，由高速旋转的梭子将钢丝矫直后通过夹送辊送至定尺后被剪切，如此循环而完成钢丝的定尺剪切工作。针对使用单位定尺剪切前矫直处理这一附加工序，对低松弛预应力钢丝再进行矫直处理前后的力学性能进行了对比实验，结果发现钢丝的抗拉强度、弯曲性能和伸长率变化不大，但松弛性能变化非常大。 由于增加了矫直处理工序，螺旋肋钢丝10h松弛率与100h松弛率都将增加250%以上．1000h松弛率(推算值)将增加230%以上。 为此，解决低松弛预应力钢丝在使用现场再进行矫直处理这一事项是使用单位和生产企业的当务之急。一方面，生产企业应生产出伸直性能好的低松弛预应力钢丝，以确保使用单位定尺剪切前对钢丝伸直性的要求；另一方面，使用单位应抓紧改造钢丝定尺剪切设备，取消矫直工序。(图/文www.wxlgjx.cn)

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