CN111622426A - 粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法 - Google Patents

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Abstract

粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，包括中心的预应力钢绞线、中间层的环氧树脂胶凝材料、最外层的保护套；环氧树脂胶凝材料包括环氧树脂和潜伏性固化剂。环氧树脂胶凝材料固化采用给钢绞线通电加热，从而使胶凝材料受热快速固化的方法。该种缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法，缓粘结预应力钢绞线适用期延长，胶凝材料固化时间不受环境温度影响。张拉完成后可以根据设计需要，实时控制胶凝材料固化。有效避免了环氧树脂胶凝材料固化时间不受控制，和固化受环境温度影响大的不利因素。

Description

粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法
技术领域
本发明涉及预应力技术领域，特别涉及一种粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法。
背景技术
预应力技术广泛应用于预应力混凝土结构中，通过预应力技术抵消或减小外部载荷对混凝土结构产生的拉应力，保证结构安全。
缓粘结预应力技术是继有粘结预应力技术和无粘结预应力技术之后迅速发展的预应力技术。缓粘结预应力由于施工方便，力学性能和耐久性优良，在预应力技术领域的应用越来越广泛，受到设计、建设及施工单位的欢迎。
缓粘结预应力技术的一个核心问题是，缓粘结剂能否按要求及时粘结，它是实现缓粘结预应力顺利张拉和及时粘结固化的关键。目前国内广泛使用的缓粘结剂固化时间一般在3～12个月，并受环境温度影响很大，温度越高，固化时间越短。缓粘结预应力钢绞线在工程使用中经常出现过早或过迟粘结的技术问题。
现有的缓粘结预应力钢绞线存在的主要问题是：1、在张拉阶段，由于缓粘结剂固化过快，造成张拉阻力增大，预应力损失而达不到设计应力要求。2、在张拉完成后，缓粘结剂迟迟不固化，钢绞线不能与混凝土有效粘结，工程无法按时交付。
目前国内：专利2015109651661一种速粘结预应力钢绞线、诱导体和诱导体的制作方法，需要在钢绞线外设置能够发热的诱导体。专利2018103236194一种粘结时间可控的缓粘结筋及其制作方法，需要在钢绞线外缠绕导热丝。专利2019111406810一种缓粘结筋制作方法，不能实时控制缓粘结筋使之迅速固化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的缓粘结预应力钢绞线的不足，提供一种粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法。通过该种粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法，缓粘结预应力钢绞线生产、运输及张拉时不受环境温度影响，不会提前固化。该缓粘结预应力钢绞线可根据设计固化时间的需要，采用给钢绞线通电加热的方法，实时控制环氧树脂胶凝材料的固化。利于缓粘结预应力钢绞线在生产、运输、存放和张拉过程中的稳定，并在张拉后，钢绞线按设计要求及时与混凝土有效粘结。
本发明采取的技术方案：
粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：包括中心的预应力钢绞线、中间层的环氧树脂胶凝材料、最外层的保护套。环氧树脂胶凝材料包括环氧树脂和潜伏性固化剂。
进一步地，所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，环氧树脂胶凝材料还包括改性剂、填料和稀释剂等。
进一步地，所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，潜伏性固化剂采用双氰胺类、有机酸酐类及有机酰肼类潜伏性固化剂的一种或多种的混合物。
进一步地，所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
进一步地，所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，钢绞线为公称直径15.2mm的预应力钢绞线。
进一步地，所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，保护套外表面为螺旋波纹管形状。
进一步地，所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，保护套材料为耐热的塑料或橡胶材料。
进一步地，所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，保护套采用绕包粘接的方法包裹钢绞线和胶凝材料。
缓粘结预应力钢绞线的粘结控制方法，其特征在于：环氧树脂胶凝材料固化采用给钢绞线通电加热，从而使胶凝材料受热快速固化的方法；将钢绞线两端与低压变压器通电连接，以低电压大电流通过钢绞线；钢绞线因具有电阻而通电发热，钢绞线向环氧树脂胶凝材料传递热量，环氧树脂胶凝材料受热短时间内固化，钢绞线由无粘结状态转变为有粘结状态；变压器安装可变电阻，并带有冷却设备，以控制加热电流。
进一步地，所述的缓粘结预应力钢绞线的粘结控制方法，在混凝土中一段钢绞线保护套外，紧挨保护套设置一个温度传感器，用于测量胶凝材料加热所达到的温度，通过调整可变电阻改变加热电流，来控制环氧树脂胶凝材料固化所需的加热温度。
通电加热电流及加热时间根据采用的环氧树脂固化剂的类型、含量及环境温度等综合确定。设置温度传感器时，通电加热温度及加热时间根据采用的环氧树脂固化剂的类型及含量确定。
本发明的有益效果是，粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法，在张拉完成后，通过给钢绞线通电加热，促使环氧树脂胶凝材料受热短时间内固化，钢绞线由无粘结状态转变为有粘结状态。使用该种缓粘结预应力钢绞线及其粘结控制方法，缓粘结预应力钢绞线适用期延长，胶凝材料固化时间不受环境温度影响。张拉完成后可以根据设计需要，给钢绞线通电加热控制胶凝材料固化。有效避免了环氧树脂胶凝材料固化时间不受控制，和固化受环境温度影响大的不利因素。
附图说明
图1为本发明缓粘结预应力钢绞线的示意图。
图2为本发明缓粘结预应力钢绞线的截面示意图。
图中标记：
1预应力钢绞线；2环氧树脂胶凝材料；3保护套。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例作详细说明。
如图1和图2所示，本发明粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，包括中心的预应力钢绞线、中间层的环氧树脂胶凝材料、最外层的保护套。环氧树脂胶凝材料为主要由环氧树脂、潜伏性固化剂为主要成分，适当添加改性剂、填料和稀释剂等组成的胶凝材料。
潜伏性固化剂采用双氰胺类、有机酸酐类或有机酰肼类潜伏性固化剂的一种或多种的混合物，或以上固化剂的改性材料。
实施例，粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，钢绞线采用公称直径15.2mm预应力钢绞线，公称强度1860MPa级。环氧树脂胶凝材料包括：双酚A型环氧树脂E44、双氰胺类潜伏性固化剂、改性剂、稀释剂和填料，各种材料混合均匀后涂覆在钢绞线圆周。外部再绕包聚酰胺保护套，保护套厚度1～2mm，保护套外表面为螺旋波纹管形状。
保护套保护中间的钢绞线和胶凝材料不受混凝土影响而破坏。保护套采用绕包粘接的方法包裹钢绞线和胶凝材料，保护套绕包粘接时温度不超过胶凝材料的热固化温度。保护套外表面的螺旋波纹管形状增加和混凝土的连接强度。
采用潜伏性固化剂的环氧树脂胶凝材料，在室温条件下有较好的稳定性，适用期长达6～12个月，可保证在生产、运输、储存及张拉过程中胶凝材料不固化。
本发明粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，在生产、运输及张拉过程中，要保证环境温度不超过胶凝材料的热固化温度。
在施工阶段，缓粘结预应力钢绞线预埋在混凝土结构中。混凝土达到设计强度，在张拉过程中，钢绞线和胶凝材料不粘结，钢绞线在胶凝材料中可以自由移动和拉伸。
由于采用潜伏性固化剂的环氧树脂胶凝材料，在加热条件下能迅速固化。由此，缓粘结预应力钢绞线在张拉完成后，根据设计要求，钢绞线要转变为有粘结状态时，通过给钢绞线通电加热，从而使钢绞线周边胶凝材料受热迅速固化，从而实现钢绞线从无粘结到有粘结状态的转变。
具体为，将张拉好的钢绞线两端与低压变压器用导线连接（电压根据加热的钢绞线长度、截面积和环境温度等确定），以低电压大电流通过钢绞线。钢绞线因具有电阻而通电发热（钢铁电阻率约9.78×10-8Ωm），钢绞线向环氧树脂胶凝材料传递热量，环氧树脂胶凝材料受热短时间内固化，钢绞线和混凝土结构成为一个整体，钢绞线由无粘结状态转变为有粘结状态。
进一步的，在混凝土中一段钢绞线保护套外，紧挨保护套设置一个温度传感器，用隔热材料和缓粘结钢绞线包裹在一起，用于测量胶凝材料加热所达到的温度，通过调整加热电流来控制环氧树脂胶凝材料固化所需的加热温度。变压器安装可变电阻，并带有冷却设备，调整可变电阻以达到调整加热电流的作用。变压器与钢绞线连接采用绝缘软铜线。
在施工中，可以进一步在锚垫板与混凝土交界面，锚板与锚垫板的交界面上刷绝缘漆。使加热电流只从张拉的钢绞线通过。
通电加热电流及加热时间根据环氧树脂固化剂的类型、含量及环境温度等综合确定。设置温度传感器时，通电加热温度及加热时间根据环氧树脂固化剂的类型及含量确定。
在本实施例中，胶凝材料中固化剂采用双氰胺类潜伏性固化剂，胶凝材料固化条件为温度160℃，30min固化。
缓粘结预应力钢绞线在生产、运输及张拉时处于无粘结状态，在张拉完成后，钢绞线需要转变为有粘结状态时，给钢绞线通电加热，胶凝材料受热固化，钢绞线和混凝土结构成为一个整体，钢绞线转变为有粘结状态。
本说明书实施例所述的内容仅是对本发明实现形式的例子，保护范围为本领域技术人员根据本发明技术特征所能想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：包括中心的预应力钢绞线、中间层的环氧树脂胶凝材料、最外层的保护套；环氧树脂胶凝材料包括环氧树脂和潜伏性固化剂。
2.如权利要求1所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：环氧树脂胶凝材料还包括改性剂、填料和稀释剂等。
3.如权利要求1所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：潜伏性固化剂采用双氰胺类、有机酸酐类及有机酰肼类潜伏性固化剂的一种或多种的混合物。
4.如权利要求1所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
5.如权利要求1所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：钢绞线为公称直径15.2mm的预应力钢绞线。
6.如权利要求1所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：保护套外表面为螺旋波纹管形状。
7.如权利要求1所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：保护套材料为耐热的塑料或橡胶材料。
8.如权利要求1所述的粘结时间可控的缓粘结预应力钢绞线，其特征在于：保护套采用绕包粘接的方法包裹钢绞线和胶凝材料。
9.缓粘结预应力钢绞线的粘结控制方法，其特征在于：环氧树脂胶凝材料固化采用给钢绞线通电加热，从而使胶凝材料受热快速固化的方法；将钢绞线两端与低压变压器通电连接，以低电压大电流通过钢绞线；钢绞线因具有电阻而通电发热，钢绞线向环氧树脂胶凝材料传递热量，环氧树脂胶凝材料受热短时间内固化，钢绞线由无粘结状态转变为有粘结状态；变压器安装可变电阻，并带有冷却设备，以控制加热电流。
10.如权利要求9所述的缓粘结预应力钢绞线的粘结控制方法，其特征在于：在混凝土中一段钢绞线保护套外，紧挨保护套设置一个温度传感器，用于测量胶凝材料加热所达到的温度，通过调整可变电阻改变加热电流，来控制环氧树脂胶凝材料固化所需的加热温度。
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