湿气型缓粘结预应力技术最新研究

根据热固型缓粘结与湿气型缓粘结相同的构造型式、材料特性可知，二者均具有“施工简便易行、质量易于控制、节点布置灵活、耐久性能优异、力学性能突出、工程经济性强”的技术优势。

图1 缓粘结预应力钢绞线三层结构的实物展示图

分析热固型缓粘结与湿气型缓粘结的反应机理，并结合预应力混凝土结构的特点，可看出二者在实际应用中具有一定的典型差异：

热固型缓粘结：从制备起，热固型缓粘结预应力的固化反应速度就是由其所处工况的温度所决定，温度高则反应快、温度低则反应慢。当混凝土水化热最高温超过80℃或者自然环境的日平均温度超过30℃度时，热固型缓凝粘合剂的凝胶时间会大幅缩短，进而对采用热固型缓粘结的工程张拉适用期产生较大的影响。

湿气型缓粘结：从制备起至混凝土浇筑前，固化剂受原材中“水分”的影响开始少量、逐渐的分解，由于固化中增加了这个分解过程因此其固化反应速度相较于热固型缓粘结要放慢一步；混凝土水化热期间，固化剂会加速分解，但依然增加了分解流程，固化反应速度尽管比常温时有所加快，但仍比热固型缓粘结反应流程放慢；混凝土水化热结束后，固化剂完全分解，其固化反应速度与热固型缓粘结基本趋于一致。

综上，热固型缓粘结可应用于除大体积混凝土和极端炎热地区外的大部分工况，而湿气型缓粘结更适于大体积混凝土和极端炎热地区的工况。湿气型缓粘结与热固型缓粘结的使用特征详见表1。

表1 湿气型缓粘结与热固型缓粘结使用特征列表

当前，针对湿气型缓粘结的研究主要开展有：湿气型缓凝粘合剂与专用护套的材料研制、湿气型缓粘结预应力钢绞线的构件试验研究，以及湿气型缓粘结与热固型缓粘结快速鉴别方法研究三大方面。

3.1.1组分分析

根据湿气型缓凝粘合剂的作用机理及比较热固型缓凝粘合剂的成分构成，设计以环氧树脂为主体高分子，辅以湿气分解型固化剂、调湿剂、填料、稀释剂、增韧剂等多种助剂成分经物理过程均匀地混合制成湿气型缓凝粘合剂。除湿气分解型固化剂外，调湿剂与填料的选材亦尤为重要。

（1）调湿剂

调湿剂顾名思义即该材料具有吸收/释放水分的作用，可在一定范围内维持湿度的稳定，由此可以保障湿气型缓粘结在不同的地域、季节及不同的结构类型中的应用。

（2）填料

湿气型缓凝粘合剂采用的填料除需具备热固型缓凝粘合剂填料的细度、密度的控制指标外，还需具备无吸水性与吸湿性或较低的吸水性与吸湿性的要求。

3.1.2配比试验

       湿气型缓凝粘合剂中各组分配比研究是通过在不同的恒温恒湿条件下，对不同配比的湿气型缓凝粘合剂的稠度-硬度进行测试，依据热固型缓粘结张拉适用期-有效强度期-完全固化期的技术参数来寻找适合于湿气型缓粘结要求的张拉适用期-有效强度期-完全固化期的配方，由此来确定湿气型缓凝粘合剂中各组分的配比。

       稠度的测量参照GB/T269 《润滑脂和石油脂锥入度测定法》，采用1/4比例尺寸锥体，按不工作锥入度测量方法，每15天进行一次测量。

       硬度的测量参照GB/T531.1 《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法》第一部分邵氏硬度计法，从稠度降已无法测量时起每15天进行一次测量。

表2 张拉适用期-有效强度期-完全固化期对应的技术参数

图2 恒温恒湿下的配比实验

湿气型钢绞线的护套除需满足热固型钢绞线所具有的定型、耐磨等特性外，还需在一定环境下具有一定的透湿性，以保证固化剂发生固化反应时具有足够的触发介质。

护套的透湿性参照GB/T 30412《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 湿度传感器法》，通过不同温度与湿度条件下，护套材料的水蒸气透过率进行评定。根据图3的测试原理，以及综合考虑湿气型钢绞线护套的实际构造尺寸，试验采用厚度1mm、有效面积5cm²的试件。

图3 湿气传感器水蒸气透过率测试仪示意图

湿气型缓粘结的构件试验研究主要是为因地制宜、适应不同工程环境，将经3.1.2筛选出的配方加工成湿气型钢绞线后制作成不同规格的构件并定期对构件中的缓粘结钢绞线进行张拉试验，同时用温湿度箱内模拟各构件中的温湿度将不同配方的湿气型钢绞线进行稠度-硬度的定期监测，由此开展张拉适用期-有效强度期-完全固化期与环境温湿度、构件体积、混凝土保护层厚度、混凝土水化热等关系的试验研究。

试验中同时制作热固型钢绞线（常温型），与同试验环境条件下各配方的湿气型钢绞线对比，由此总结湿气型缓粘结的张拉适用期-有效强度期-完全固化期的参数规律。

表3 试验构件信息列

G1构件

                       G2构件                                           G3构件           

G4构件                          G5构件

G1和G2构件

G3构件

G4和G5构件

             构件内部测温及布筋图片

对于如何快速鉴别湿气型缓粘结与热固型缓粘结，亦是研究的一个内容。

经过大量的试验发现，湿气型缓凝粘合剂在加入水后稠度会增大，但由于湿气型缓凝粘合剂的固化剂吸水后会快速分解、分解物在短时高温下可以快速与湿气型缓凝粘合剂中的环氧树脂发生固化反应，使湿气型缓凝粘合剂的整体稠度下降，即加水后稠度下降率为正；相对地，热固型缓凝粘合剂在加入水后稠度增大，且短时高温不会抵消掉稠度增加值，即稠度下降率为负。

由此，湿气型缓粘结与热固型缓粘结的快速鉴别方法为：以待测缓凝粘合剂作为样品，测量样品的锥入度A，然后向样品中加入水，升温保存一定时间，测量样品锥入度B，计算C=(A-B)/A×100%；当C＞0时，判断样品为湿气型；当C≤0时，判断样品为热固型。

2018年5月中国建设标准化协会批准由我公司和中国建筑技术集团有限公司联合主编《湿气型缓粘结预应力钢绞线》和《湿气型缓粘结预应力钢绞线粘合剂》两项产品标准。该标准于2021年1月正式发布、6月实施。

[1]吴转琴.缓粘结预应力技术的发展现状与展望[J].建筑工程技术与设计,2020（16）：4857-4860.

[2]胡玉明.环氧固化剂及添加剂[m].北京：化学工业出版社，2011年.

[3]范蕴蕴,吴转琴,周建锋,宫锡胜.缓粘结预应力钢筋用胶粘剂材料研究[J].工业建筑,2008(11):6-8+16.

[4]塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 湿度传感器法：GB/T 30412-2013[S].北京: 中国标准出版社，2013．

[5]吴转琴，曾昭波，尚仁杰，等．缓粘结预应力钢绞线摩擦系数试验研究［J］.工业建筑，2008，38(11):20-23．

[6]袁永军,范蕴蕴.缓粘结预应力钢绞线用缓凝粘合剂的拉伸剪切强度快速检验方法研究[J].建筑结构,2019,49(13):142-144.

END