鋼筋機(jī)械聯(lián)接鋼筋機(jī)械聯(lián)接技術(shù)是一項(xiàng)新型鋼筋聯(lián)接工藝,被稱(chēng)為繼綁扎、電焊以后的“第三代鋼筋接頭”,具有接頭硬度低于鋼冷擠壓筋母材、速度比電焊快倍、無(wú)污染、節(jié)省鋼材20%等優(yōu)點(diǎn)。目前,市場(chǎng)上常用的鋼筋機(jī)械聯(lián)接接頭類(lèi)型如下:套筒擠壓聯(lián)接接頭:通過(guò)擠壓力使聯(lián)接件鋼套筒塑性變型與帶肋鋼筋緊密咬合產(chǎn)生的接頭。有兩種方式,徑向擠壓聯(lián)接和軸向擠壓聯(lián)接。因?yàn)檩S向擠壓聯(lián)接現(xiàn)場(chǎng)施工不便捷及接頭質(zhì)量不夠穩(wěn)定,沒(méi)有得到推廣;而徑向擠壓聯(lián)接技術(shù),聯(lián)接接頭得到了大面積推廣使用。現(xiàn)今工程中使用的套筒擠壓聯(lián)接接頭,都是徑向擠壓聯(lián)接。因?yàn)槠鋬?yōu)良的質(zhì)量,套筒擠壓聯(lián)接接頭在我國(guó)從二十世紀(jì)90年代初至今被廣泛應(yīng)用于建筑工程中。錐螺紋聯(lián)接接頭:通過(guò)鋼筋端頭特制的錐形螺紋和聯(lián)接件錐形螺紋咬合產(chǎn)生的接頭。錐螺紋聯(lián)接技術(shù)的誕生克服了套筒擠壓聯(lián)接技術(shù)存在的不足。錐螺紋絲頭完全是提早預(yù)制,現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)接占用工期短,現(xiàn)場(chǎng)只需用扭力扳手操作,不需搬移設(shè)備和撕扯電纜線,受到各施工單位的好評(píng)。而且錐螺紋聯(lián)接接頭質(zhì)量不夠穩(wěn)定。因?yàn)榧庸ぢ蒎F螺紋小徑消弱了母材的橫截面積,因而增加了接頭硬度,通常只能達(dá)到母材實(shí)際伸長(zhǎng)率硬度的85~95%。我國(guó)的錐螺紋聯(lián)接技術(shù)和美國(guó)相比還存在一定差別,最突出的一個(gè)問(wèn)題就是斜度單一,從半徑16~40mm鋼筋采用斜度都為2.5mm,而2.5mm缸徑最適宜于半徑22mm鋼筋的聯(lián)接,太粗或太細(xì)鋼筋聯(lián)接的硬度都不理想,尤其是半徑為36mm,40mm鋼筋的錐螺紋聯(lián)接,很難達(dá)到母材實(shí)際伸長(zhǎng)率硬度的0.9倍。
許多生產(chǎn)單位自詡達(dá)到鋼筋母材標(biāo)準(zhǔn)硬度,是借助了鋼筋母材強(qiáng)悍的性能,即鋼筋實(shí)際伸長(zhǎng)率硬度小于鋼筋伸長(zhǎng)率硬度的標(biāo)準(zhǔn)值。因?yàn)殄F螺紋聯(lián)接技術(shù)具有施工速率快、接頭成本低的特性,自二十世紀(jì)90年代初推廣以來(lái)也得到了較大范圍的推廣使用,但因?yàn)榇嬖诘娜毕葺^大,漸漸被直螺紋聯(lián)接接頭所取代。直螺紋聯(lián)接接頭直螺紋等硬度直螺紋聯(lián)接接頭是二十世紀(jì)90年代鋼筋聯(lián)接的國(guó)際最新時(shí)尚,接頭質(zhì)量穩(wěn)定可靠,聯(lián)接硬度高,可與套筒擠壓聯(lián)接接頭相抗衡,但是又具有錐螺紋接頭施工便捷、速度快的特性,因而直螺紋聯(lián)接技術(shù)的出現(xiàn)給鋼筋聯(lián)接技術(shù)帶來(lái)了質(zhì)的飛越。目前我國(guó)直螺紋聯(lián)接技術(shù)呈現(xiàn)出百花齊放的景色,出現(xiàn)了多種直螺紋聯(lián)接方式。直螺紋聯(lián)接接頭主要有鉚接直螺紋聯(lián)接接頭和旋壓直螺紋聯(lián)接接頭。這兩種工藝采用不同的加工方法,提高鋼筋端頭螺紋的承載能力,達(dá)到接頭與鋼筋母材等強(qiáng)的目的。鉚接直螺紋聯(lián)接接頭:通過(guò)鋼筋端頭鉚接后制做的直螺紋和聯(lián)接件螺紋咬合產(chǎn)生的接頭。其工藝是:先將鋼筋端頭通過(guò)鉚接設(shè)備鉚接,再加工出螺紋,其螺紋小徑不大于鋼筋母材半徑,使接頭與母材達(dá)到等強(qiáng)。美國(guó)鉚接直螺紋聯(lián)接接頭,其鋼筋端頭有熱鉚接又有冷鉚接。熱鉚接主要是去除鉚接過(guò)程中形成的內(nèi)撓度,但加熱設(shè)備投入費(fèi)用高。
我國(guó)的鉚接直螺紋聯(lián)接接頭,其鋼筋端頭主要是冷鉚接,對(duì)鋼筋的脆性要求高,對(duì)脆性較低的鋼筋,鉚接質(zhì)量較難控制,易形成脆斷現(xiàn)象。鉚接直螺紋聯(lián)接接頭其優(yōu)點(diǎn)是硬度高,現(xiàn)場(chǎng)施工速率快,工人勞動(dòng)硬度低,鋼筋直螺紋絲頭全部提早預(yù)制,現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)接為裝配作業(yè)。其不足之處在于鉚接過(guò)程中易出現(xiàn)鐓偏現(xiàn)象,一旦鐓偏必須切除重鐓;鉚接過(guò)程中形成內(nèi)撓度,鋼筋鉚接部份脆性增加,易形成脆斷現(xiàn)象,螺紋加工須要兩道工序兩套設(shè)備完成。旋壓直螺紋聯(lián)接接頭:通過(guò)鋼筋端頭直接旋壓或擠(碾)壓肋旋壓或剝肋后旋壓制做的直螺紋和聯(lián)接件螺紋咬合產(chǎn)生的接頭。其基本原理是借助了金屬材料塑性變型后冷作硬化提高金屬材料硬度的特點(diǎn),而僅在金屬表層發(fā)生塑變、冷作硬化,金屬內(nèi)部仍保持原金屬的性能,因此使鋼筋接頭與母材達(dá)到等強(qiáng)。目前,國(guó)外常見(jiàn)的旋壓直螺紋聯(lián)接接頭有三種類(lèi)型:直接旋壓螺紋、擠(碾)壓肋旋壓螺紋、剝肋旋壓螺紋。這三種方式聯(lián)接接頭獲得的螺紋精度及規(guī)格不同,接頭質(zhì)量也存在一定差別。直接旋壓直螺紋聯(lián)接接頭:其優(yōu)點(diǎn)是:螺紋加工簡(jiǎn)單,設(shè)備投入少,不足之處在于螺紋精度差,存在虛假螺紋現(xiàn)象。因?yàn)殇摻畲旨?xì)不均,公差大,加工的螺紋半徑大小不一致,給現(xiàn)場(chǎng)施工導(dǎo)致困難,使套筒與絲頭配合松緊不一致,有某些接頭出現(xiàn)拉脫現(xiàn)象。
因?yàn)殇摻畎霃阶兓皺M縱肋的影響,使?jié)L絲輪壽命增加,降低接頭的附加成本,現(xiàn)場(chǎng)施工易損件更換頻繁。擠(碾)壓肋旋壓直螺紋聯(lián)接接頭:這些聯(lián)接接頭是用專(zhuān)用擠壓設(shè)備先將鋼筋的橫肋和縱肋進(jìn)行預(yù)壓平處理,之后再旋壓螺紋,目的是減少鋼筋肋對(duì)成形螺紋精度的影響。其特征是:成形螺紋精度相對(duì)直接旋壓有一定提升,但仍不能從根本上解決鋼筋半徑大小不一致對(duì)成形螺紋精度的影響,但是螺紋加工須要兩道工序,兩套設(shè)備完成。剝肋旋壓直螺紋聯(lián)接接頭:其工藝是先將鋼筋端部的橫肋和縱肋進(jìn)行剝切處理后,使鋼筋滾絲前的柱體半徑達(dá)到同一規(guī)格鋼筋機(jī)械連接方法,之后再進(jìn)行螺紋旋壓成形。剝肋旋壓直螺紋聯(lián)接技術(shù)是由中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院研發(fā)開(kāi)發(fā)的鋼筋等硬度直螺紋聯(lián)接接頭的一種新型式,為國(guó)外外首創(chuàng)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有、鋼筋進(jìn)行的型式試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、耐高溫試驗(yàn)以及大量的工程應(yīng)用,證明接頭性能除了達(dá)到了《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》-2003高級(jí)接頭性能要求,實(shí)現(xiàn)了等硬度聯(lián)接,但是接頭還具有優(yōu)良的抗疲勞性能和抗高溫性能。接頭通過(guò)200萬(wàn)次疲勞硬度試驗(yàn),接頭處無(wú)破壞,在-40oC高溫下試驗(yàn),接頭仍能達(dá)到與母材等強(qiáng)聯(lián)接。剝肋旋壓直螺紋聯(lián)接技術(shù)除了適用于半徑為16~40mm(近日又?jǐn)U充到半徑12~50mm)、級(jí)鋼筋在任意方向和位置的同、異徑聯(lián)接鋼筋機(jī)械連接方法,并且還可應(yīng)用于要求充分發(fā)揮鋼筋硬度和對(duì)接頭脆性要求高的混凝土結(jié)構(gòu)以及對(duì)疲勞性能要求高的混凝土結(jié)構(gòu)中,如機(jī)場(chǎng)、橋梁、隧道、電視塔、核電站、水電站等。剝肋旋壓直螺紋聯(lián)接接頭與其它旋壓直螺紋聯(lián)接接頭相比具有如下特螺紋牙型好,精度高,臼齒表面光滑;螺紋半徑大小一致性好,容易裝配,聯(lián)接質(zhì)量穩(wěn)定可靠;滾絲輪壽命長(zhǎng),接頭附加成本低。滾絲輪可加工5000~8000比直接旋壓壽命提升了接頭通過(guò)200萬(wàn)次疲勞硬度試驗(yàn),接頭處無(wú)破壞;在-40oC高溫下試驗(yàn),其接頭仍能達(dá)到與母材等強(qiáng),抗高溫性