钢绞线(Steel Strand)是一种由多根高强度钢丝绞合而成的预应力钢材,广泛应用于桥梁、建筑、轨枕、岩土锚固(如边坡支护、基坑支护)、核电站安全壳等工程中。其力学性能直接关系到结构的安全性与耐久性,因此必须进行严格的力学检测。
一、主要力学检测项目
1. 抗拉强度(Tensile Strength)
检测目的:评估钢绞线在静载拉伸下的z大承载能力。
关键指标:
规定非比例延伸力(Fp0.2):相当于屈服强度,指产生0.2%非比例延伸时的力。
整根钢绞线破断力(Fu):钢绞线断裂时的z大拉力。
抗拉强度(Rm):破断力除以钢绞线的公称截面积(单位:MPa)。
标准要求:
常见钢绞线(如1×7结构)抗拉强度等级有:1720 MPa、1860 MPa、1960 MPa、2000 MPa 等。
执行标准:
GB/T 5224-2014《预应力混凝土用钢绞线》(中国主要标准)
ASTM A416/A416M(美标)
ISO 6934-4
2. z大力总伸长率(Agt)
检测目的:衡量钢绞线在断裂前的综合变形能力(弹性 + 塑性),反映其延展性和能量吸收能力。
要求:
GB/T 5224规定:Agt ≥ 3.5%(对于1860级及以上通常要求≥4.0%)。
测试方法:
使用带有引伸计的万能试验机,测量标距长度内的总伸长。
意义:高伸长率有助于提高结构的抗震性和抗冲击性能。
3. 应力松弛性能(Stress Relaxation)
检测目的:评估钢绞线在长期张拉状态下预应力损失的程度。
试验条件:
初始应力一般为公称抗拉强度的70%、80%。
温度:(20±2)℃ 或 (100±2)℃(用于评估耐高温松弛性能)。
时间:1000小时(可采用120小时外推法预测1000小时松弛值)。
关键指标:
1000小时应力松弛率(R1000h)
普通松弛级:≤8%(70%抗拉强度下)
低松弛级(L0):≤2.5%(70%抗拉强度下),是目前主流产品。
执行标准:
GB/T 10120-2013《金属材料 预应力钢丝及钢绞线 应力松弛试验方法》
ISO 15630-3、ASTM A1037
4. 弹性模量(Modulus of Elasticity, E)
检测目的:用于结构设计中计算预应力筋的伸长量。
典型值:
钢绞线弹性模量约为 195 GPa ± 10 GPa。
测试方法:
在应力为10%~70%抗拉强度范围内,通过引伸计测量应变,计算斜率。
注意:不同批次或厂家产品可能存在差异,重要工程需实测。
5. 疲劳性能(Fatigue Test)
适用场景:用于桥梁、铁路等承受动载的结构。
试验方式:
对钢绞线施加交变载荷(如上限应力70% fptk,下限30%),循环次数通常为200万次。
标准:GB/T 21839-2019《预应力混凝土用钢材试验方法》
目的:验证在重复荷载下不发生疲劳断裂。
6. 偏斜拉伸试验(Deviation Tension Test)
检测目的:模拟钢绞线在穿孔或转向时偏离直线状态下的受力性能。
方法:
钢绞线通过一定角度的偏转装置后进行拉伸。
考察其破断力和断口位置。
标准:GB/T 5224 中有相关规定,用于评估锚固系统的适应性。
来源:网络
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