环氧涂层预应力钢绞线(征求意见稿).doc

J G中华人民共和国建筑工业行业标准 JG/T XXXX-XXXX环氧涂层预应力钢绞线Epoxy-coated prestressing steel strand（征求意见稿）XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 发布1目 次前言1范围12规范性引用标准13术语、定义和符号14分类和标记25材料26预应力钢绞线的涂覆前处理、涂覆、检测与修补37技术要求48试验方法49检验规则610包装、标志及质量证明书7附录A 环氧涂层粉末的技术要求.8附录B 填充型环氧涂层钢绞线摩擦性1314前 言根据 建标200678号文的要求，由同济大学预应力研究所等单位对环氧涂层预应力钢绞线标准进行制定。在制定的过程中，标准编制组开展了多项专题研究，进行了大量理论研究、试验实测与计算分析，对应国家标准ISO 14655:1999(E)预应力混凝土用环氧涂层钢绞线。本标准与ISO 14655:1999(E)的一致性程度为修改采用，主要差异如下： 减少了适用范围 本标准改用图表形式表示钢绞线 增加图表形式来表述预应力钢绞线物理力学性能 增加了摩擦系数实验 本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由城乡和住房建设部标准定额研究所提出。本标准由建设部归口管理。本标准由同济大学负责起草，上海同吉预应力工程有限公司、上海建筑设计研究院有限公司、江阴法尔胜住电新材料有限公司、杭州市市政工程集团有限公司、上海核工程研究设计院、上海市第二市政工程有限公司、中船舶第九设计研究院工程有限公司、中国化学工业桂林工程有限公司参与起草。本标准主要起草人：熊学玉、李亚明、汪继恕、金平、周松国、李韶平 徐开琦、吴宏、费汉兵 。本标准由同济大学预应力研究所（上海市四平路1239号，邮编200092）负责解释。环氧涂层预应力钢绞线1范围本标准规定了填充型环氧涂层预应力钢绞线的产品分类、技术要求、材料、预应力钢绞线的表面处理、涂层的涂覆、允许的涂层损伤及损伤涂层的修补、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等。 本标准适用于体内预应力、体外预应力、岩土锚固中的预应力及斜拉桥拉索等预应力工程，特别适用于除冰盐的环境、严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境、滨海室外环境、海水环境和受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境等防腐要求较高的场合。2规范性引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 228金属材料 室温拉伸试验方法GB/T 5224预应力混凝土用钢绞线GB/T 8923 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T 10125人造气氛腐蚀试验 盐雾试验GB/T 13452.2色漆和清漆 漆膜厚度的测定ISO 6272-2色漆和清漆 快速变形（耐冲击）试验ASTM A882/A882M04a环氧涂层填充型七丝预应力钢绞线标准规范3 术语、定义和符号3.1 术语和定义下列术语、定义适用于本标准。3.1.1填充型环氧涂层钢绞线 filled epoxy-coated strand外层由熔融结合环氧涂层涂覆、钢丝间的空隙由熔融结合环氧涂层完全填充从而防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力侵入的预应力钢绞线。3.1.2粘结失效 disbonding 熔融结合环氧涂层与钢绞线之间失去粘结。3.1.3熔融结合环氧涂层 fusion-bonded epoxy coating包含颜料、热固性环氧树脂才交联剂及其它添加剂的涂料，以粉末形式涂覆在洁净并经过预热的金属基体，熔融形成一道连续的涂层。3.1.4砂粒 grit嵌入环氧涂层表面的惰性粒子。3.1.5嵌砂型环氧涂层钢绞线 grit-impregnated epoxy-coated strand涂层表面嵌入砂粒的环氧涂层钢绞线。3.1.6针孔 holiday肉眼不可见的涂层不连续。3.1.7供方 manufacturer生产环氧涂层钢绞线的组织。3.1.8修补材料 sealing material与熔融结合环氧涂层相容且性能相当的材料，用于修补受损部位及环氧涂层钢绞线切割后的部位。3.2 符号下列符号适用于本标准。钢绞线与孔壁间的摩擦系数；考虑孔道每米长度局部偏差对摩擦的影响系数。4 分类和标记4.1 分类填充型环氧涂层钢绞线代号为FECS。根据涂层表面是否嵌入砂粒，可将填充型环氧涂层钢绞线分为两类：涂层表面嵌入砂粒的环氧涂层钢绞线为嵌砂型环氧涂层钢绞线，代号为B；涂层表面未嵌入砂粒的环氧涂层钢绞线为光滑型环氧涂层钢绞线，代号为S。注：嵌砂型环氧涂层钢绞线适用于体内预应力筋和岩土锚固中的预应力筋；光滑型环氧涂层钢绞线适用于体外预应力筋和斜拉桥钢绞线拉索。4.2 标记环氧涂层钢绞线的标记由产品名称的代号、技术特性（包括涂层表面嵌砂形式，钢绞线的公称直径，强度标准值）和标准号三部分组成：FECSB15.201860JG /T XXXX-200X强度标准值（N/mm2）预应力钢绞线的公称直径（mm）涂层表面嵌砂形式B涂层表面嵌入砂粒S涂层表面未嵌入砂粒填充型环氧涂层钢绞线标记示例：预应力钢绞线的公称直径为12.70mm，强度标准值为1860 N/mm2，光滑型环氧涂层钢绞线标记为FECSS12.701860JG/T XXXX-200X。5 材料5.1 预应力钢绞线需要涂覆的预应力钢绞线应符合GB/T 5224标准或需方提出的其它产品标准，并且表面应无油、脂或漆等污染物。5.2 环氧粉末除颜料或可能用到的砂粒外，环氧粉末应由有机物组成并达到相关的要求，其形成的涂层应符合附录A的要求。供方应向需方提交环氧粉末的书面合格证，说明在订单中所用环氧粉末的编号、数量、生产日期、生产厂家和厂址以及环氧粉末的性能等。若订单中指定，应提供给需方0.25kg的环氧粉末材料样品，样品应用密封容器包装并标明生产批号。5. 3修补材料由环氧粉末生产厂家推荐的修补材料，应与熔融结合环氧涂层相容且性能相当。修补材料应可用于在工厂或工地进行环氧涂层钢绞线受损涂层的修补，修补材料应符合附录A的要求。若订单中指定，修补材料应提供给需方。5.4砂粒砂粒在混凝土中应是惰性的，与混凝土添加剂及可溶性盐均不应起反应。6预应力钢绞线的涂覆前处理、涂覆与修补6.1涂覆前，预应力钢绞线表面应通过化学方法或其它不降低钢绞线性能的方法进行净化处理。净化质量不低于GB/T8923规定的Sa2级。6.2涂层的涂覆应尽快在净化处理后的钢绞线表面进行，其间隔时间不得超过10min，且钢绞线表面不得有目视可见的氧化现象。6.3采用静电喷涂方法或其它满足第7章涂层要求的方法进行涂层的涂覆。涂层应充分熔融固结。6.4涂层涂覆时，钢材表面预热温度和涂层涂覆后的固化要求，应按照涂层材料生产厂家的说明书确定。在连续涂覆过程中，钢绞线表面温度应至少每10 min测量一次。6.5涂层表面可以是光滑型或嵌砂型。嵌砂型环氧涂层钢绞线，惰性粒子（砂料）应嵌入涂层的表面，且应保证涂层满足第7章的要求。6.6涂层修补6.6.1每延米涂层的受损表面积不超过0.5（不包括切割部位）的环氧涂层钢绞线，可进行修补。6.6.2应采用符合5.3规定的材料进行修补。修补前应清洁表面，修补后的涂层应符合本标准的规定，厚度至少为650 m。7技术要求7.1规格和性能环氧涂层钢绞线的主要规格和性能应符合表1的要求：表1环氧涂层钢绞线的主要规格和性能项目钢绞线类型公称直径Dn/mm9.5011.1012.7015.20涂层厚度/m3801140380114038011403801140抗拉强度Rm/MPa196018601960186019601860196018601720整根钢绞线的最大力Fm/kN107102145138193184274260241规定非比例延伸力Fp0.2/kN 96.391.8131124174166247234217最大力伸长率(L0500mm) Agt/%3.53.53.53.51000h松弛值（初始负荷为70%公称最大力）/%6.56.56.56.50.040.100.040.100.040.100.040.100.0030.0040.0030.0040.0030.0040.0030.004嵌砂型环氧涂层钢绞线不降低粘结作用的温度/66注： 66 温度下应不降低通过粘结作用从钢绞线向周围混凝土传递预应力的效果。温度高于74 时，环氧涂层开始软化并失去其通过粘结作用从钢绞线向混凝土传递载荷的能力。特别是在温度高于93 时，环氧涂层传递载荷的能力将全部丧失。7.2 涂层的连续性7.2.1 涂层固化后，应无孔洞、空隙、裂纹和其它肉眼可见的缺陷。7.2.2 环氧涂层钢绞线，应进行连续的针孔检测。如果每30m检测到的针孔多于2个，该段钢绞线应被废弃；每30m有2个或2个以下的针孔，该段钢绞线应进行修补，修补后涂层和修补材料的总厚度不超过1.1mm。7.3涂层的附着性7.3.1经弯曲试验，环氧涂层钢绞线的外半圆上，涂层不应出现目视可见的裂纹或粘结失效。7.3.2经拉伸试验，直到延伸率达到1%，涂层不应出现目视可见的裂纹。7.4与混凝土或水泥浆的粘结性能嵌砂型环氧涂层钢绞线应进行拉拔试验，以保证其粘结性能。8 试验方法8.1 涂层厚度8.1.1按照GB/T 13452.2的规定，采用能够沿着弯曲表面测量的测厚仪，测量误差应在5以内。8.1.2 在环氧涂层钢绞线的一段直线长度上每根外层钢丝的顶部进行涂层厚度的测量、读数并取其平均值。8.2 涂层的连续性涂层固化后，应使用经校验的不小于67.5V、80k的湿海绵直流针孔检测器或相当的方法，并按照针孔检测器生产厂家的指导书，在恒定的检测电压下，对环氧涂层钢绞线进行在线的连续针孔检测。针孔检测器应装有指示器，如灯或蜂鸣器，以指示针孔的大约位置并自动记录，或者在绞线上标识，以便后续的修补。注 1： 应有规律地用手持式针孔检测器进行检查，以校验在线系统的准确性。2： 为了测得准确的针孔数量，应确保海绵和被测环氧涂层钢绞线表面的接触。8.3涂层的附着性涂层的附着性，可通过弯曲试验和拉伸试验进行检测。检测试样应取自每个环氧涂层钢绞线盘卷的尾部。8.3.1 弯曲试验从整盘卷的环氧涂层钢绞线中取一根长度不小于1500mm的试样，在2030间的热平衡状态中，按32倍环氧涂层钢绞线公称直径弯曲180进行检测。若钢丝或环氧涂层钢绞线发生断裂，不应认为是涂层的粘结失效，可用同批次的另一个试样替代进行试验。8.3.2 拉伸试验按照GB/T 228规定的拉伸试验方法进行检测。8.4 机械性能按照GB/T5224进行环氧涂层钢绞线机械性能的检测。8.5与混凝土或水泥砂浆的粘结性能对于嵌砂型环氧涂层钢绞线，应进行拉拔试验以保证其具有良好的粘结性能。拉拔试样应浇注在圆柱型的混凝土中，尺寸见表2。钢绞线试样应沿其纵轴中心方向埋入，如图1所示。图中，L为钢绞线埋入的长度。当混凝土的压强度达到30MPa35MPa时，进行试验。用衬垫材料均衡支撑试样，并使钢绞线垂直支撑面。通过液压或机械千斤顶施加载荷，载荷用经过校准的测力计进行测量。在钢绞线的非受力端用指针式仪表指示滑移量。滑移量为0.025mm时的最小载荷应不低于表2所示的值。表2 拉拔试验的要求钢绞线公称直径/mm圆柱直径/mm埋入长度/mm0.025mm滑移时的最小载荷/kN9.501501909.711.101501659.912.7015015010.515.2015014011.51磁性底座；2支架；3夹具；4150mm直径的圆柱体；5衬垫材料；6垫板；7精度为2的、已校准的千斤顶或千斤顶和载荷传感器；8精度为2的指针式仪表图1拉拔试验装置对于嵌砂型环氧涂层钢绞线，每15km进行一次拉拔试验。如果供方能够证明对于需方的要求只有小的标准偏差，允许降低试验频率。8.6摩擦性能 按附录B的要求进行摩擦系数k和的测定。9检验规则9.1检查和验收产品的检查由供方质量检验部门按照表3的规定进行，需方可按照本标准进行检查验收。9.2组批规则环氧涂层钢绞线应成批验收，每批由同一规格、同一生产工艺的环氧涂层钢绞线组成。每批重量不大于60 t。9.3 检验项目及取样数量9.3.1 常规检验项目和取样数量应符合表3的规定。表3 常规检验项目和取样数量序号检验项目取样数量检验方法1涂层厚度逐盘卷，5处/盘卷按8.1的规定执行2整根钢绞线的最大力三根/批按8.4的规定执行3规定非比例延伸力三根/批4最大力总伸长率三根/批5应力松弛率不小于一根/合同批*6涂层连续性逐盘卷按8.2规定执行7涂层的粘附逐盘卷按8.3规定执行8与混凝土或水泥浆的粘结一根/15 km按8.5规定执行注：合同批为一个订货合同的总量或各种规格的总量。在特殊情况下，松弛试验可以由工厂连续检验提供同一原料、同一生产工艺的数据所代替。9.3.2 1000h的应力松弛性能试验及附录A中的抗化学性试验、氯化物渗透性试验、耐磨性试验、冲击试验、盐雾试验、升温试验只进行型式检验，仅在原料、生产工艺、设备有重大变化及新产品生产、停产后复产时进行检验。9.4复验与判定规则若试样的涂层厚度、力学性能、涂层连续性、涂层粘附和拉拔试验不符合要求，应从同一盘卷上与第一个试样相邻的位置处再取两个试样，对未通过的项目分别进行重复试验。若两个重复试验的结果都符合要求，则该批环氧涂层钢绞线为合格。对重复检验不合格的应进行逐盘检验，合格者交货。对涂层厚度或涂层连续性不符合要求而被废弃的环氧涂层钢绞线盘卷，当除去不符合要求的部分且剩余部分的材料符合本标准要求时，该盘卷可为合格。10 包装、标志和质量证明书10.1 包装环氧涂层钢绞线应成盘卷包装，并使用合适的方法防止涂层的损伤。包装造成的涂层损伤应进行修补。注： 推荐使用工字轮进行盘卷包装。如果使用铁工字轮，需在与环氧涂层钢绞线接触的工字轮内侧衬垫柔性材料。10.2 标志每盘卷环氧涂层钢绞线均应有标牌，其上应注明供方名称、重量、盘卷号、环氧涂层钢绞线的类型、公称直径、强度级别、执行标准号等。从生产到运输的整个过程中，应保留环氧涂层钢绞线的盘卷号以备追溯。10.3 质量证明书供方应提供质量证明书，其内容应包括：环氧涂层钢绞线产品符合本标准的规定；试验结果；供方质量检验部门的印记。若订单要求，供方应对提供的每种尺寸的环氧涂层钢绞线产品都提供一份有代表性的应力-应变曲线图、预应力钢绞线的质量证明书复印件。附录A（规范性附录）环氧涂层的技术要求A.1 涂层要求A.1.1 抗化学性A.1.1.1 试验方法涂层的抗化学性应该将涂层钢绞线沉浸到如下的各种试剂中：蒸馏水、3mol/L的的Cacl2 水溶液、3mol/L的NaOH水溶液、Ca(OH)2的饱和水溶液。试验的溶液温度应该是232。最短的试验时间应该是45d。45d沉浸后，移除试样用流水冲洗所有从水溶液中移出的试样，用柔软、干净的面部或者纸巾将它们擦干。基于目视检查试样放在试剂之前、刚放进试剂中和放在试剂2h后的外观，观察并报告：失去光泽、纹理、分解、变色、软化、膨胀、损伤、气泡、开裂、溶解等现象。用空白试样评价钻孔试样钻孔周围涂层的粘结性。在空白试样远离切割端部的位置，钻一个穿过涂层的6mm直径的孔。进行穿过涂层的切割，切割线在孔的中心交叉。试着用尖头刀的刀尖，在新的试验孔处挑起涂层。将空白试样涂层粘结性的评价分为三类：不能挑起涂层，挑起涂层比较困难，极易挑起涂层（粘结失效）。在钻孔试样的钻孔处，采用上述方法进行交叉切割后，试着用刀尖挑起涂层，判断涂层是否剥离。比空白试样新试验孔处的涂层更容易剥离的部位为凹陷部位，测量凹陷部位的面积。A.1.1.2试验设备透明的密闭试验容器16个；容器的尺寸应该满足在垂直位置能够完全的装入一个试验样品，并且足够大能够对液体和试剂蒸汽提供足够的空间。A.1.1.3检验标准试样经45d试验，涂层必须没有气泡、软化、粘结失效或出现针孔。钻孔试样上特意钻出的孔，其周围的涂层不应出现凹陷。A.1.2 氯化物渗透性A.1.2.1试验方法涂层抗氯化物的性能，应通过45d的试验进行评定。在玻璃房中，试验样品被放置两个玻璃板之间，并且样品的中心在板的开口出。较大的隔间装3mol/L的NaCl水溶液175ml。较小的装115ml的蒸馏水。在232温度45d后，测定较小的隔间中氯离子浓度。A.1.2.2试验设备A.1.2.2.1 双隔间玻璃房用两个玻璃板分隔隔间，每个有对中的、24mm直径的孔洞，其试验模型如图D.1所示。试验样品应该被夹入两个玻璃板的中间，在开口处形成隔膜。当隔间1和隔间3各自的液体体积达到115ml和175ml时，两个隔间的水平应该相等的。这是开口应该完全沉浸。1 放置蒸馏水的115ml的隔间2 每个有24mm中心孔洞的、两个玻璃板之间的环氧薄膜3 放置3mol/L的NaCl的175ml的隔间4 水平标记5 25mm的中心孔洞图A.1 渗透性玻璃房建议设备A.1.2.2.2 检测低于0.0001mol/L氯离子浓度的设备应该用变换特性曲线图，通过将测量的氯离子活动对已知氯离子浓度作图来推定，将放射性活度测量转化成摩尔每升的浓度值。A.1.2.3 试验样品100m100mm固结的、没有基底的环氧博膜。博膜的厚度应该涂覆到预应力钢绞线上的最小涂层厚度，见C.1。在安放到玻璃房之前，试验样品应该被仔细的处理和检查任何缺陷。A.1.2.3检验标准较小隔间中的氯离子浓度应该小于0.0001mol/L。A.1.3抗磨损性A.1.3.1 试验方法在232、（505）相对湿度的条件下或是试验样品刚从这样的环境拿出来进行试验。放置试验样品，使得一个钢丝的顶部在石英中心落下的位置。这个点的涂层厚度应该首先被测量。在落砂时也要对落砂的速度进行调整，通过调节基座的螺杆使设备成直线，知道从互成90的两个位置观察，砂流内部对中的中心落在流动的中心。要控制石英砂流出的时间，一般流动的速率应该是每21s到23.5s流出2L石英砂为佳。往漏斗中灌注体积测量过的石英砂。拉开门使得石英砂通过导管落下，撞击在环氧涂层钢绞线上。在试验机底部，收集石英砂到容器中。重复这个操作，直到第一次露出钢材的表面。记录用掉石英砂的体积。A.1.3.2 试验设备A.1.3.2.1 落砂试验机导管应被稳固地支撑在垂直位置。导管顶部有个控制落砂的阀门。导管下方有个合适的托架，以支持和垂直方向成45角的环氧涂层钢绞线试样。导管的出口在试样将被磨损区域的上方。在垂直方向导管出口到试样的最小距离为25.4mm。试验机通过基座的调节螺杆进行校直。落砂试验机的推荐装置如图A.2所示。1 漏斗2 漏斗的底端。地安置在导管外部上方的圆柱形项圈装置 3 导管的上端。导管两端正方形切割并所有毛刺4 金属导管；内径19.05mm0.076mm，外径22.225mm0.254mm5 试样 图A.2 落砂试验设备的推荐装置A.1.3.2.2 天然石英砂一份试样中，留在0.85mm金属丝布过滤网上的颗粒不超过15。连续筛动5min后，留在0.6mm金属丝布滤网上的颗粒应该不超过5。A.1.3.3 试验样品切割100mm或者更长的两端环氧涂层钢绞线，其表面应该没有针孔和任何损伤且涂层厚度应该符合最小涂层厚度，见C.1。A.1.3.4 检验标准磨去0.25mm环氧涂层需要的石英砂体积应该大于1000L，此要求应该取两个相同试验样品的平均值。A.1.4 冲击试验A.1.4.1 试验方法钢绞线涂层的抗机械损伤能力，应该通过落锤试验来测定。在试验样品下面用钢性材料进行紧密支撑，冲击应该发生在环氧涂层钢绞线的顶部区域。试验应该在232下进行，冲击为9Nm。A.1.4.2试验设备使用ISO6272-2描述的试验设备，但总的落锤应该是1800g1g，并且前端直径为16mm0.3mm。A.1.4.3试验样品环氧涂层钢绞线试样应符合前述的一些要求。A.1.4.4检验标准除了冲击区域（该区域由于锤头冲击发生永久变形），钢绞线涂层的其它部位不应发生破碎、裂缝或粘结损失。A.1.5 盐雾试验将环氧涂层钢绞线试样应该张拉到最小极限张拉力的70，按照GBT 10125标准在盐雾下暴露3000小时h。为了避免盐雾或者腐蚀，端部使用的锚具应当加以处理进行保护，以便不影响试验结果。每250h应该进行腐蚀迹象的观察和记录。暴露3000h后，不应该出现生锈的迹象，试样应该无针孔。用于制作试验设备的材料必须抗盐雾腐蚀和不影响试验结果。A.1.6 升温试验A.1.6.1试验方法先修正试样的端部是钢绞线想混凝土中的位移能够用线性位移传感器（LVDT）或类似的设备进行测量。将试样放入加热室，连接混凝土中试样表面的热电偶，并在两端放置LVDT。加热使试样周围热电偶上测得的温度尽可能稳定上升。温度升高的速度在0.5 /min1.4 /min之间。沿着混凝土方条的升温速度应尽可能相同和稳定。大约每隔4 是记录温度和两个LVDT的读数。持续加热至少到88。对于每次记录的温度应取对应的两个LVDT读数的平均值做出温度图。A.1.6.2 试验样品将嵌砂型环氧涂层钢绞线试样张拉到最小极限张拉力的75并锚固。如果锚固失败后需要回到最小极限扎拉里的75，并在锚具下面加薄垫片。子钢绞线端部开始，在0.15m、0.61m、1.22m、1.83m、和2.29m位置成对装上10个热电偶，并是成对的热电偶单个装在钢绞线一边。张拉的钢绞线周围浇铸混凝土，形成一个2.44m的混凝土方条，钢绞线在混凝土截面中心。混凝土截面建议尺寸