鋼絞線作為預應力混凝土結構中的關鍵受力構件,憑借其優異的力學性能與適配性,成為提升混凝土結構性能、保障工程安全的核心材料,因此,采用偏斜拉伸試驗評估鋼絞線在非軸向受力條件下的力學性能,驗證鋼絞線服役可靠性也顯得尤為重要。
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鋼絞線偏斜拉伸試驗是用5根直徑大于或等于12.5mm的鋼絞線試樣固定在與芯軸成20°的偏斜裝置上進行軸向拉伸試驗,從而來確定鋼絞線最大力的縮減系數。很多標準規范中對于鋼絞線偏斜拉伸系數有明確要求,如GB/T 5224-2023《預應力混凝土用鋼絞線》中規定,一般用途的鋼絞線其偏斜拉伸系數D應為≤28%,用于斜拉索的鋼絞線其偏斜拉伸系數D應為≤20%。
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試驗方法
1.樣品準備
若無特殊要求,試樣一般在成品包裝前在成品中截取,應一次截取一根足夠長度的樣品以獲得至少12根試樣。每個試樣長度應適合拉伸和夾持裝置。若樣品是成卷、成捆等形式的包裝產品時,截取試樣時應防止試樣因發生塑性變形而可能改變其性能。如果對樣品有其他要求,則可進行補充。
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2.試驗設備
試驗所采用偏斜拉伸試驗機應具有剛性機架,且包括一個固定的被動錨固夾頭和帶測力裝置的活動錨固夾頭,一個加載裝置和一個帶凹槽的具有規定尺寸的固定芯軸等裝置。試驗設備應能夠滿足試驗對試樣夾持長度、角度等方式的要求,所使用夾具應能承受相關力值的要求。試驗中夾片與錨環間應該是扣緊的,且兩者間的位移量,及夾片帶齒部位的長度應符合相關規定。
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裝置的芯軸部位應采用工具鋼制造,且其應具有高韌性和高耐磨性能,其尺寸、表面硬度需滿足相關規定,固定方式應為剛性固定不能有任何旋轉和移動。如果是新加工的芯軸,其凹槽表面粗糙度最大值為1.6μm,且應按規定方法測量。
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試驗加載設備應有測力傳感器并定期校準,其加載速度應可調節,且加載速度、設備精度等均應滿足要求。
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3.試驗過程
試驗前應仔細清理芯軸凹槽表面,若鋼絞線試樣有輕微彎曲,則其曲率應與偏斜方向一致。按要求將鋼絞線試樣裝置于試驗機上,加載前安裝錨具過程中應正確調整鋼絞線,以保證錨固效果,使加載期間鋼絞線與夾片之間不出現任何滑移。
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完成試樣安裝后,應按符合試驗要求的方式進行加載,當符合上升到預計破斷負荷的50%時,加載速度應控制在30MPa/s~60MPa/s(若試驗采用應變控制,則應變速度控制在15×10-5s-1~30×10-5s-1),并保持到試樣斷裂。
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試驗中應及時精確記錄有效試驗的單根試樣破斷力,并根據試驗結果計算對應的偏斜拉伸系數,最終計算得出偏斜拉伸系數平均值。當鋼絞線的一根或多根鋼絲的斷裂處不在與芯軸接觸的位置時,則試驗為無效試驗。
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注意事項
在鋼絞線偏斜拉伸試驗過程中,為獲得更為準確科學的試驗結果,有些注意事項需知曉。這些注意事項貫穿試驗全流程,從試驗前的準備工作到試驗中的操作細節,再到試驗后的結果處理,每一個環節的把控都直接影響最終數據的可靠性,具體包括以下幾方面:
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結語
鋼絞線偏斜拉伸試驗絕非單純的材料性能檢測,而是銜接鋼絞線材料特性與混凝土結構實際服役需求的關鍵環節,它真實模擬了鋼絞線在工程中可能面臨的非軸向受力場景,所獲得的試驗數據是混凝土結構設計的重要依據,也能為工程施工提供關鍵參考。為確保試驗數據能夠真實、可靠地反映鋼絞線的實際性能,必須嚴格遵循相關標準規范進行真實試驗,以使試驗數據真正成為支撐混凝土結構安全的科學依據,為鋼絞線在工程中的合理應用、結構性能的精準保障筑牢基礎。
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