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第二章 材料与张锚体系 唐 兴 荣 博 士、教 授 苏州科技学院土木工程学院 二OO九年一月 第一节 预应力材料 一、预应力钢材 预应力钢材的发展趋势：高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀 1、金属预应力筋 ? 碳素钢丝（高强钢丝）—直径3mm?9mm，抗拉强度标准值1470、1570、1670、1770N/mm2 ? 含碳量0.5% ? 0.9%的优质高碳钢盘条经索氏体化处理、酸冼、镀铜或磷化后经几次冷拔而成 高碳钢 ? 冷拔 冷拔钢丝 ? 低温（一般低于500度）矫直处理 矫直回火钢丝（消除应力钢丝） ? 稳定化处理（在一定温度（300度）和拉应力下进行应力消除回火处理、然后冷却至常温） ? 低松弛钢丝 另外，还有刻痕钢丝、镀锌钢丝等。 ? 钢筋 ? 热处理钢筋 ? 由IV级钢经过调质热处理而成 直径为6mm、8.2mm、10mm 盘径2米、开盘后自行伸直，每根长100m?120m 抗拉强度标准值1470N/mm2 ? 精轧螺纹钢筋（只适用于直线预应力筋） ? 用热轧方法在整根钢筋表面上轧出不带肋的螺纹外形的粗钢筋（直径25mm、32mm） 螺锚固定+精轧螺纹钢筋+螺丝套筒连接+精轧螺纹钢筋+螺锚固定 ? 冷拉钢筋 ? 普通低合金钢冷拉至钢筋强化阶段，然后卸载而成 冷拉II级、冷拉III级、冷拉IV级，抗拉强度标准值450 ? 700N/mm2 GB50010-2002： 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可用热处理钢筋 2、非金属预应力筋 ? 用纤维增强塑料（FRP）制成的预应力筋，主要有 碳纤维增强塑料（Carbin-Fiber- Reinforced- Polymers, 简写CFRP） 玻璃纤维增强塑料（Glass-Fiber- Reinforced- Polymers, 简写GFRP） 纺纶纤维增强塑料（A-Fiber- Reinforced- Polymers, 简写AFRP） 3、非预应力筋 ? 预应力混凝土结构中的非预应力筋同钢筋混凝土结构中的钢筋 ? GB50010—2002： 宜采用HRB400级钢筋、HRB335级钢筋，也可采用HPB235级钢筋和RRB400级钢筋 二、混凝土 1、对混凝土的要求 ? 高强度 ? 采用高强混凝土与高强预应力筋可充分发挥材料强度 ? 具有较高的弹性模量 ? 具有较高的抗拉强度，提高局部承压强度和粘结性能 GB50010-2002： 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30 当采用预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40 ? 低收缩、低徐变 ? 减小由混凝土收缩、徐变产生的预应力损失 ? 有效地控制预应力混凝土结构的徐变变形 ? 快硬、早强 可尽快施加预应力，加快施工进度，提高设备及模板的利用率 ? 高效减水剂（超塑化剂）：磺化煤礁油系减水剂—国内常用的商品高效减水剂 树脂系减水剂 2、高性能混凝土 ? 1990年美国混凝土学会（ACI）及美国国家标准和技术研究院（NIST）首次提出高性能混凝土（HPC）概念 High Performance Concrete( in short“HPC” ) ? 高性能混凝土（HPC）的定义 ?美国混凝土学会（ACI）及美国国家标准和技术研究院（NIST）： 具有所要求性能（包括易灌注、易密实，不离析、能长期保持优越的力学性能，早期强度高、韧性好，体积稳定，在恶劣环境下使用寿命长等）的均质混凝土。 ?美国战略性公路研究计划（SHRP）： 具有? 最大水灰比为0.35 ? 最小耐久性系数为按照美国材料与试验协会ASTMC666工序A确定的80% ? 最小强度或为灌注后4h内达21Mpa（甚早强） 或为24h内达34Mpa （高早强） 或为28d内达69Mpa （甚高强） ? 高性能混凝土的特性 高性能混凝土根据耐久性与强度两方面要求，来选择确定混凝土组成材料和配合比。与普通混凝土相比，HPC在组成与配合比方面有如下特点： ? 使用矿物掺和料（硅灰、粒状高炉碱矿渣） ? 低水胶比（? 0.35 ） ? 最大骨料粒径小 ? 高效减水剂与水泥的相容性好 第二节 孔道与灌浆材料 一、留孔（后张法预应力混凝土结构构件） ? 预留孔道的成孔方式 ? 抽拔式制孔器：橡胶管