(一)預應力鋼筋的特性
1 應力-應變曲線
碳素鋼絲或鋼絞線均屬硬鋼。當鋼絲拉伸到超過比例極限σp (取殘餘應變為0.01%時的應力)後,σ-ε關係呈非線性變化,沒有明顯的屈服點。
當鋼絲拉伸超過σ0.2 (殘餘應變為0.2%)後,應變ε增加較快;當拉伸至最大應力σb時,應變ε繼續發展,在σ-ε曲線上呈現為一水平段,然後斷裂。
預應力筋σ-ε曲線
2 應力鬆弛
應力鬆弛是鋼材受到一定的張拉力後,在長度保持不變的條件下,鋼材的應力隨時間的增長而降低的現象,其降低值稱為應力鬆弛損失。產生應力鬆弛的原因主要是由於金屬內部位錯運動使一部分彈性變形轉化為塑性變形引起的。
下圖根據碳素鋼絲和熱處理鋼筋的試驗數據,繪出其鬆弛率與時間、鋼種、溫度的關係:
預應力筋的應力鬆弛損失
⑴ 鬆弛率與時間的關係:應力鬆弛初期發展較快,以後逐漸減慢。鋼絲應力鬆弛損失率與時間t有較好的對數線性關係。
⑵ 鬆弛率與鋼種的關係:鋼絲和鋼絞線的應力鬆弛率比熱處理鋼筋和精軋螺紋鋼筋大。
⑶ 鬆弛率與初應力的關係:初應力大,鬆弛損失也大。當σi>0.7σb時,鬆弛損失率明顯增大。
⑷ 鬆弛率與溫度的關係:隨著溫度的升高,鬆弛損失率急劇增加。根據國外試驗資料,400C時1000h鬆弛損失率約為200C時的1.5倍。
3 減少應力鬆弛損失的措施
⑴ 採取超張拉程序;
⑵ 採用低鬆弛鋼絞線或鋼絲,其鬆弛損失可減少70~80%。
預應力砼箱梁張拉現場
箱梁採取超張拉
(二)預應力鋼筋的驗收
包括標牌和外觀檢查,並按有關規定取樣進行力學性能檢驗。
1 標牌檢查
預應力鋼筋出廠,每捆(盤)應掛有二個標牌(上注廠名、品名、規格、生產工藝及日期、批號等),並有隨貨同行的出廠質量證明書。每驗收批由同一牌號、同一規格、同一生產工藝的預應力鋼筋組成,每批數量不超過60t。
2 外觀檢查
鋼絲和鋼絞線的外觀檢查均應逐盤進行。鋼絲表面不得有油汙、氧化鐵皮、裂紋或機械損傷。鋼絲直徑檢查按10%盤選取,但不少於6盤;鋼絞線表面不得有油汙、鏽斑或機械損傷。鍍鋅、塗環氧鋼絞線、無粘結鋼絞線等塗層表面應均勻、光滑、無裂紋、無明顯折皺。
無粘結預應力筋每驗收批應抽取3個試件檢驗油脂重量和護套厚度。
精軋螺紋鋼的外觀檢查應逐根進行。鋼筋表面不得有鏽蝕、油汙、橫向裂縫、結疤。
3 力學性能檢驗
在每批鋼絲中任意選取10%盤(不少於6盤),每盤在任意位置截取2根試件,1根做拉伸試驗,1根做彎曲試驗,如一項試驗不合格,則該盤鋼絲為不合格品;另從該批未經檢驗的鋼絲盤中抽取雙倍數量的試件進行檢驗,如仍有一項不合格,則該批鋼絲判為不合格品;或逐盤檢驗取用合格品。
預應力鋼絞線鬆弛性能檢測
預應力鋼絲力學性能檢測
在每批鋼絞線中任意選取3盤,每盤在任意位置截取一根試件做拉伸試驗,如有某一項試驗結果不合標準要求,則該不合格盤報廢;另從未經檢驗過的鋼絞線中抽取雙倍數量的試件進行復檢,如仍有一項不合格,則該批鋼絞線判為不合格品。
4 運輸及存放
預應力筋由於強度高塑性差,在無應力狀態下對腐蝕作用比普通鋼筋敏感。預應力筋在運輸或存放過程中如遭受雨淋、溼氣或腐蝕介質的侵蝕,易發生鏽蝕,不僅降低質量,鋼筋表面出現腐蝕坑,有時甚至會造成鋼筋脆斷。