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1、预应力钢绞线的防腐措施摘 要 介绍预应力钢绞线的防腐措施和相关材料的特点,指出各种材料防腐适用的环境。先张预应力混凝土结构,在轻微腐蚀环境中可以直接使用光面PC钢绞线,腐蚀严重或者有氯离子的环境可以选择环氧树脂涂层钢绞线;无黏结是后张预应力结构较理想的防腐方式,但要处理好锚固端的密封防腐。钢绞线体外索(拉索)防腐中,透明波纹管的使用范围受限制且污染环境;环氧树脂钢绞线在制作过程中,松弛损失增加约2.5倍,制造过程难度大、成本高;一般腐蚀环境选择PC预应力钢绞线+内涂层+HDPE套管的方式,腐蚀严重的环
2、境选择镀锌钢绞线(或环氧树脂涂层钢绞线)+内涂层+HDPE套管的方式。 关键词 预应力钢绞线;无黏结;镀锌;环氧树脂涂层 中图分类号 TG17 采用钢绞线的预应力结构中,钢绞线(束)是关键的承载构件,其防腐直接关系到结构的耐久性和安全性。许多工程因钢材锈蚀而被破坏,维修费用大大超过建造费,使用寿命远低于设计寿命,特别对于海岸、跨海工程而言,氯盐腐蚀的严重性不能忽视,必要的防腐措施是工程设计时必须考虑的内容。预应力钢绞线的防腐措施摘 要 介绍预应力钢绞线的防腐措施和相关材料的特点,指出各种材料防腐
3、适用的环境。先张预应力混凝土结构,在轻微腐蚀环境中可以直接使用光面PC钢绞线,腐蚀严重或者有氯离子的环境可以选择环氧树脂涂层钢绞线;无黏结是后张预应力结构较理想的防腐方式,但要处理好锚固端的密封防腐。钢绞线体外索(拉索)防腐中,透明波纹管的使用范围受限制且污染环境;环氧树脂钢绞线在制作过程中,松弛损失增加约2.5倍,制造过程难度大、成本高;一般腐蚀环境选择PC预应力钢绞线+内涂层+HDPE套管的方式,腐蚀严重的环境选择镀锌钢绞线(或环氧树脂涂层钢绞线)+内涂层+HDPE套管的方式。 关键词 预应力钢绞线
4、;无黏结;镀锌;环氧树脂涂层 中图分类号 TG17 采用钢绞线的预应力结构中,钢绞线(束)是关键的承载构件,其防腐直接关系到结构的耐久性和安全性。许多工程因钢材锈蚀而被破坏,维修费用大大超过建造费,使用寿命远低于设计寿命,特别对于海岸、跨海工程而言,氯盐腐蚀的严重性不能忽视,必要的防腐措施是工程设计时必须考虑的内容。 经过多年的探索,预应力钢绞线的防腐体系得到了发展。已开发的钢绞线防腐体系有灌浆保护、镀(涂)层保护、多层复合保护等,适合各种结构形式的预应力体系。 1 先张混凝土结构的防腐 先张混
5、凝土结构采用光面钢绞线作预应力筋,由于钢绞线材料采用高碳钢,索氏体化处理后铁素体和渗碳体的片层间距较小,有更多、分布更广的渗碳体充当腐蚀微电池的阴极,因此,在非氧化型酸溶液中,钢绞线容易发生全面腐蚀,其腐蚀速率相对中、低碳钢更快,抗腐蚀性能较差。其防腐主要依靠混凝土保护层的保护,一般环境下保护层的厚度不低于3cm,欧洲有些国家设计要求4cm以上,但过大的保护层会加大构件的尺寸,因而光面钢绞线只能在无腐蚀或轻微腐蚀的环境中使用。 先张法的钢绞线被直接埋置在混凝土中,保持不腐蚀的基本条件是原始碱度不变(或p
6、H不小于9),以及在钢绞线附近的空隙空间不超过14%;氯化物会引起钢的氢脆,美国将氯离子的质量限制在混凝土质量的0.014%~0.025%。要求在腐蚀环境中,特别是海洋性环境中的先张混凝土结构,应选用环氧涂层预应力钢绞线。为了增加环氧涂层与混凝土的结合力,制作产品时,可在涂层表面嵌入砂粒。由于环氧涂层钢绞线生产难度较大,国内仅有少数厂家能生产高质量的产品,成本较高,而且存在一些影响使用的问题,所以环氧涂层钢绞线只在腐蚀特别严重的环境中使用。 2 后张混凝土结构的防腐 后张混凝土结构的防腐方式主要有预制
7、管道灌浆保护和无黏结保护。 2.1 灌浆保护 在早期的工程中,后张施工灌浆保护的预应力结构得到广泛使用,但由于灌浆存在密实性差和不充分等问题,致使灌浆预应力结构受到质疑。通过先进的测试手段检测,证实了人们的担心。根据日本道路建设公团的数据,用X射线对灌浆预应力结构进行探测,仅有30%的结构灌浆密实,30%左右完全是空的,40%的部位勉强灌满,因而灌浆体内索在日本不受欢迎。 灌浆保护虽有一定的局限性,但由于成本低、操作简单,在很多防腐要求不太高的场合得到应用,是桥梁及建筑结构上应用最多的防腐方式。
8、2.2 无黏结保护 无黏结钢绞线是专门为后张结构和施工开发生产的产品。在普通钢绞线上涂上防腐油脂,外包高密度聚乙烯(禁止使用聚氯乙烯),施工中免去了预制管和灌浆,在混凝土浇注前预先无张力布筋,养护后再作预应力张拉,由于塑料管中有充足的油脂,张拉时绞线与塑料管产生相对位移,完成张拉操作。 预应力锚索在拉应力状态下长期处于围岩、土壤中,且大多数要穿过地层破碎带或软弱夹层,工作环境比较恶劣,往往受到地下水、气体湿度和岩石成分的影
