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缓粘结学术交流系列连载之一

作者: 来源: 日期:20-11-23 人气:11850

缓粘结预应力钢绞线的快速检验 之

缓凝粘合剂拉伸剪切强度的快速检验方法研究

FORM  兆小通

Hello大家好,我是“兆小通”,作为缓粘结的小迷弟,继“缓粘结通关系列”“缓粘结经典工程系列”外,又开通了“缓粘结学术交流系列”专栏。该专栏旨在报道国内外缓粘结的研究及成果,携手行业同仁、共促缓粘结的技术发展。

本期“缓粘结学术交流系列”连载,从缓粘结的构造机理分析着手,结合缓粘结产品检测的现状,对缓凝粘合剂材料拉伸剪切强度的快速检验方法进行研究,以期为工程应用提供合理、快速、有效的检测方法。

1

缓粘结的构造机理

缓粘结预应力技术的核心是缓粘结预应力钢绞线产品,其是由预应力钢绞线、内外层具有一定高度与宽度的对称横肋的护套及一定厚度的填充并紧密封裹于护套和预应力钢绞线之间的缓凝粘合剂构成(见图1)。缓凝粘合剂初期具有一定流动性及对钢绞线良好的附着性,在施工阶段可保障预应力钢绞线自由地伸缩、变形。在施工完成后,缓凝粘合剂在预定时间内固化,达到一定强度并与预应力钢绞线、护套粘结为一体,通过缓凝粘合剂与护套共同的横肋与混凝土形成咬合,实现预应力钢绞线与混凝土的一体化,共同受力工作(见图1-3)。


               

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图1 缓粘结钢绞线(三段式结构)


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图2 护套内部形状(肋槽)


image.png

image.png

图3 缓粘结钢绞线与混凝土咬合状态

根据上述作用机理,缓凝粘合剂的固化周期较长,在整个工程施工阶段始终处于未固化状态、不具备强度,如何在材料进场初期即测定出缓凝粘合剂的最终固化强度,实现准确地前置预判,是缓粘结技术的一个重要研究内容。

鉴于缓粘结预应力钢绞线在使用的过程中,缓凝粘合剂始终受剪切力的作用,故而其拉伸剪切强度是一个非常重要的力学性能评定指标。故以此开展全面的试验研究,以确定其快速检验方法。

2

缓凝粘合剂拉伸剪切强度的试验研究

本文以标准张拉适用期(180,±30)天、标准固化期(540,±90)天的缓凝粘合剂进行试验研究。

2.1

不同温度的试验

设置70℃、80℃、90℃三种试验温度,分别按下述步骤及方法进行测试:

1)配制100g的缓凝粘合剂。

2)添加2,4,6,三(二甲胺基甲基)苯酚(又名DMP-30或K54)作为固化促进剂,其添加量为缓凝粘合剂中环氧树脂含量的3%。

3)将固化促进剂与缓凝粘合剂混合均匀后制作拉伸剪切试件,每组试件数量为5片。

4)将试件于25℃下静置24h。

5)将试件分别放置于70℃、80℃、90℃的温度箱内24h。

6)将试件再次于25℃下静置24h。

7)按胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)(GB/T 7124—2008)标准的规定对试件进行拉伸剪切强度的测试。

8)测试结果以有效试件(有效试件数量不得少于3片)的拉伸剪切强度算数平均值表示。试验结果见表1。

考虑到拉伸剪切强度试件制作的时间(促进剂在缓凝粘合剂中搅拌均匀后至在拉剪试件上涂抹缓凝粘合剂层的时间)对试件搭接的效果存在一定的影响,进而影响测试结果,使试验数据存在一定离散性。为保障试验结果的准确性、代表性,本文所述各试验均重复进行10次,表1中所列拉伸剪切强度指标是将离散性较大的试验数据剔除后的算术平均值。

表1 不同温度的试验结果     

试验温度/℃

70

80

90

拉伸剪切强度/MPa

9.8

10.3

10.9

(该结果对应的试件搭接处需进行一定程度的打磨或喷砂处理。后面试验做同样处理。)

2.2

不同加热时间的试验

试件制作同2.1,试验温度80℃,80℃放置时间分别为24h、3d、5d,80℃下取出后均于25℃静置24小时后进行拉伸剪切强度测试。试验结果见表3。

 表3 不同加热时间试验结果     

加热时间/h

拉伸剪切强度/MPa

24

10.2

48

10.8

72

11.5

2.3

25℃环境下的试验研究

试件制作不添加固化促进剂,于25℃下自然固化,定期进行拉伸剪切强度的测试。试验结果见表4。

表4 不同测试时间试验结果      

测试时间/d

拉伸剪切强度/MPa

测试时间/d

拉伸剪切强度/MPa

240

0

420

6.6

270

0.5

450

7.4

300

2.4

540

9.6

360

4.9

630

10.8

3
缓凝粘合剂拉伸剪切强度的工程快速检验方法

结合上述试验研究,并结合缓粘结预应力工程的特点,总结出一种缓凝粘合剂拉伸剪切强度的工程快速检验方法。

3.1

取样

(1)于进场的同批次材料上随机截取3根长度不小于50公分的缓粘结预应力钢绞线。

(2)从3根缓粘结预应力钢绞线的中部刮取总计为100克的缓凝粘合剂。

3.2

试件制作及养护

(1)为使缓凝粘合剂快速固化,选择2,4,6,三(二甲胺基甲基)苯酚(又名DMP-30或K54)作为固化促进剂。

(2)该固化促进剂的添加量不得超过所取缓凝粘合剂重量的3%。

(3)将固化促进剂与缓凝粘合剂混合均匀后按GB/T 7124的规定制作拉伸剪切强度试件,数量为5片。

(4)将制好的试件于25℃下24h。

(5)随后将试件置于80℃下24h。

(6)然后将试件再置于25℃下24h。

3.3

试件测试

按GB/T 7124的规定对试件进行拉伸剪切强度的测试。

3.4

测试结果评价

(1)测试结果以有效试件(有效试件数量不得少于3片)的拉伸剪切强度算数平均值表示。

(2)拉伸剪切强度不应小于10MPa。



北京兆福基在《建筑结构》上发表有与本文相关的研究论文,同时该方法被中国工程建设标准化协会团体标准《大直径缓粘结预应力钢绞线》T/CECS 10097-2020 所引用。

北京兆福基基于多年在缓粘结行业的研究与实践积累,愿携手行业同仁共建“缓粘结学术交流”专栏,共促缓粘结技术发展。

下期,我们不见不散~

END

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