有关预应力钢绞线的检测

有关预应力钢绞线的检测
　　（一） 钢绞线试验的夹具
　　钢绞线试验的夹具对钢绞线最大力Fm的测定有着重要的影响，而Fm的数值又直接影响到锚具效率系数的计算。不同的检测单位使用着不同形式的夹具，夹具的夹持长度从80mm到180mm不等，夹具的牙纹有点状、细牙等，这些夹具不同程度地对钢绞线有着“缺口效应”，导致钢绞线提前破坏，断口总是发生在夹持部位，造成对同样的钢绞线使用不同的夹具进行试验会得到不同的结果这一不合理的现象。新标准GB/T5224-2003规定：“如试样在夹头内和距钳口2倍钢绞线公称直径内断裂达不到本标准性能要求时，试验无效。” 问题在于对于“有效”的试验，虽然达到了标准规定的性能指标，钢绞线材料检验合格，但由于没有真正测出钢绞线不受损伤情况下的最大力，因而也就不能够准确地测量出钢绞线受损伤情况下锚具的锚固效率系数。
　　那么有没有使钢绞线不受损伤的夹持形式呢？笔者所在的实验室采用江西新华金属制品有限公司的技术所加工的夹具几近完美地解决了这一问题，试样夹持部位完全没有损伤，只是由于摩擦的缘故，变的有些粗糙(图1左)，部分试样更是断在中部，断口有颈缩，呈塑性断口状(图1右)。

图1 钢绞线断裂图片
　　这一技术的关键是必须在夹具与试样之间垫以粘有金钢沙的软金属片，以防止夹具牙纹对钢绞线的损伤，同时最大程度地握裹住试样，阻止试样打滑。如图2。

图2 粘有金钢沙的软金属片
建议标准在今后的修订中增加有关试验方法、夹具形式的内容，以减少由于试验方法不同所造成的试验结果的差异。
（二）弹性模量
　　钢绞线的弹性模量在新标准中第7、3、5条的参考值为195±10Gpa，但不作为交货条件。实际上作为预应力施工张拉伸长量计算的重要数据，弹性模量是试验中的必测项目。钢绞线的截面积是使用标准中所提供的参考值还是用实测值，这在检测部门一直存有分歧。按GB/T228金属材料室温拉伸试验方法的规定，应该用实测面积，但对于如图3所示的钢绞线截面示意图，如何才能准确地测量出它的截面积呢？方法之一是分别测量7丝的面积，然后相加；文章建议用称重法测量面积，或是先测量图中对角直径D，然后按表1取值作为钢绞线的实测面积。但由于存在间隙，对角直径D难以精确测量。

图3 钢绞线截面示意
表1 钢绞线直径与面积的对照

　
由于钢绞线的弹性模量对张拉施工十分重要，建议今后的标准中明确规定钢绞线截面积的测量方法。
　　（三）引伸仪
　　由于标准中未作规定，各检测单位所使用的引伸仪标距从100mm到600mm不等。然而钢绞线结构特殊，捻距约为170mm，因此只有引伸仪标距大于200mm，变形的测量才不会受到钢绞线结构特性的影响，从而提高钢绞线弹性模量测量的准确性。
　　引伸仪的夹持方式也是应该引起注意的，通常引伸仪的刀口是平直的，用橡皮筋固定只能夹持钢绞线7丝中的2丝，由于各丝变形有一定程度的不均匀性，因此对弹性模量的测试还是有一些影响，建议使用用螺纹固定的环形卡式400mm标距的引伸仪。
　　三、有关锚具、夹具的检测
　　（一）硬度
在产品出厂标准GB/T14370和进场标准JGJ85中，锚具和夹片的硬度都是必检项目，然而标准中并未规定具体的合格范围，只是提出“按产品设计规定的表面位置和硬度范围”作硬度检验。对于锚板各个生产厂家设计允许的硬度范围虽有不同，但通常都比较宽。对这种检验合格范围由生产厂家所提供的检验项目，检验结果都是100%合格，检验标准缺乏统一性和科学性。
　　虽然硬度与强度有一定的相关性，但对强度与锚固性能之间的联系缺少研究，对硬度范围究竟应该是多少缺乏权威和统一的标准，作为国家的产品标准应该对此做出规定。
相对于锚板，夹片的硬度检验更是在检测单位存在诸多分歧。首先是检测标尺，有用HRC，也有用HRA的，因为生产厂家的出厂标准不一致，造成检测指标的混乱；其次是检测部位的不同，有检测夹片端面硬度的，也有检测夹片圆锥面硬度的。
对于这些分歧，笔者认为，就检测指标而言，以HRA为宜。夹片的表面有一层硬化层，厚度约为0.2mm，显然不能满足GB/T230洛氏硬度C标尺对硬化层厚度的最低要求，而A标尺则可以满足实验标准对试样的要求。对于检测部位，检测夹片端面硬度的方法是不符合GB/T230的要求的。如图4所示。由于夹片小端支撑面小，硬度计压头的压力作用线很容易超出支撑面，造成夹片在压力作用下倾斜，从而引起测量误差和数据的分散，另外夹片大端端面的加工刀痕也使得端面的光洁度不能满足GB/T230对试样表面光洁度的要求，使测试数据重复性较差。如此看来，只有检测夹片圆锥面的硬度才是合理的，但必须使用专用的辅助工具（如图5所示）才可能较为准确地进行夹片硬度的检测。