飼料機械行業(yè)鋼筋連接技術

楊學勇

飼料機械行業(yè)鋼筋連接技術是一項新型鋼筋連接工藝，被稱為繼綁扎、電焊之后的“第三代鋼筋接頭”，具有接頭強度高于鋼筋母材、速度比電焊快5倍、無污染、節(jié)省鋼材20%等優(yōu)點。

目前，市場上常用的飼料機械行業(yè)鋼筋連接接頭類型如下：

一、 套筒擠壓連接接頭 ?通過擠壓力使連接件鋼套筒塑性變形與帶肋鋼筋緊密咬合形成的接頭。有兩種形式，徑向擠壓連接和軸向擠壓連接。由于軸向擠壓連接現(xiàn)場施工不方便及接頭質量不夠穩(wěn)定，沒有得到推廣;而徑向擠壓連接技術，連接接頭得到了大面積推廣使用?，F(xiàn)在工程中使用的套筒擠壓連接接頭，都是徑向擠壓連接。由于其優(yōu)良的質量，套筒擠壓連接接頭在我國從二十世紀90年代初至今被廣泛應用于建筑工程中。

二、 錐螺紋連接接頭 ?通過鋼筋端頭特制的錐形螺紋和連接件錐形螺紋咬合形成的接頭。錐螺紋連接技術的誕生克服了套筒擠壓連接技術存在的不足。錐螺紋絲頭完全是提前預制，現(xiàn)場連接占用工期短，現(xiàn)場只需用力矩扳手操作，不需搬動設備和拉扯電線，深受各施工單位的好評。但是錐螺紋連接接頭質量不夠穩(wěn)定。由于加工螺紋的小徑削弱了母材的橫截面積，從而降低了接頭強度，一般只能達到母材實際抗拉強度的85%～95%。我國的錐螺紋連接技術和國外相比還存在一定差距，最突出的一個問題就是螺距單一，從直徑16～40mm鋼筋采用螺距都為2.5mm，而2.5mm螺距最適合于直徑22mm鋼筋的連接，太粗或太細鋼筋連接的強度都不理想，尤其是直徑為36mm、40mm鋼筋的錐螺紋連接，很難達到母材實際抗拉強度的0.9倍。許多生產(chǎn)單位自稱達到鋼筋母材標準強度，是利用了鋼筋母材超強的性能，即鋼筋實際抗拉強度大于鋼筋抗拉強度的標準值。由于錐螺紋連接技術具有施工速度快、接頭成本低的特點，自二十世紀90年代初推廣以來也得到了較大范圍的推廣使用，但由于存在的缺陷較大，逐漸被直螺紋連接接頭所代替。

三、 直螺紋連接接頭：等強度直螺紋連接接頭是二十世紀90年代鋼筋連接的國際最新潮流，接頭質量穩(wěn)定可靠，連接強度高，可與套筒擠壓連接接頭相媲美，而且又具有錐螺紋接頭施工方便、速度快的特點，因此直螺紋連接技術的出現(xiàn)給鋼筋連接技術帶來了質的飛躍。目前我國直螺紋連接技術呈現(xiàn)出百花齊放的景象，出現(xiàn)了多種直螺紋連接形式。

直螺紋連接接頭主要有鐓粗直螺紋連接接頭和滾壓直螺紋連接接頭。這兩種工藝采用不同的加工方式，增強鋼筋端頭螺紋的承載能力，達到接頭與鋼筋母材等強的目的。

1. 鐓粗直螺紋連接接頭：通過鋼筋端頭鐓粗后制作的直螺紋和連接件螺紋咬合形成的接頭。其工藝是：

?先將鋼筋端頭通過鐓粗設備鐓粗，再加工出螺紋，其螺紋小徑不小于鋼筋母材直徑，使接頭與母材達到等強。國外鐓粗直螺紋連接接頭，其鋼筋端頭有熱鐓粗又有冷鐓粗。熱鐓粗主要是消除鐓粗過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力，但加熱設備投入費用高。我國的鐓粗直螺紋連接接頭，其鋼筋端頭主要是冷鐓粗，對鋼筋的延性要求高，對延性較低的鋼筋，鐓粗質量較難控制，易產(chǎn)生脆斷現(xiàn)象。

鐓粗直螺紋連接接頭其優(yōu)點是強度高，現(xiàn)場施工速度快，工人勞動強度低，鋼筋直螺紋絲頭全部提前預制，現(xiàn)場連接為裝配作業(yè)。其不足之處在于鐓粗過程中易出現(xiàn)鐓偏現(xiàn)象，一旦鐓偏必須切掉重鐓;鐓粗過程中產(chǎn)生內(nèi)應力，鋼筋鐓粗部分延性降低，易產(chǎn)生脆斷現(xiàn)象，螺紋加工需要兩道工序兩套設備完成。

2.滾壓直螺紋連接接頭：通過鋼筋端頭直接滾壓或擠（碾）壓肋滾壓或剝肋后滾壓制作的直螺紋和連接件螺紋咬合形成的接頭。

其基本原理是利用了金屬材料塑性變形后冷作硬化增強金屬材料強度的特性，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，因而使鋼筋接頭與母材達到等強。

目前，國內(nèi)常見的滾壓直螺紋連接接頭有三種類型：直接滾壓螺紋、擠（碾）壓肋滾壓螺紋、剝肋滾壓螺紋。這三種形式連接接頭獲得的螺紋精度及尺寸不同，接頭質量也存在一定差異。

（1）直接滾壓直螺紋連接接頭：

其優(yōu)點是：螺紋加工簡單，設備投入少，不足之處在于螺紋精度差，存在虛假螺紋現(xiàn)象。由于鋼筋粗細不均，公差大，加工的螺紋直徑大小不一致，給現(xiàn)場施工造成困難，使套筒與絲頭配合松緊不一致，有個別接頭出現(xiàn)拉脫現(xiàn)象。由于鋼筋直徑變化及橫縱肋的影響，使?jié)L絲輪壽命降低，增加接頭的附加成本，現(xiàn)場施工易損件更換頻繁。

（2）擠（碾）壓肋滾壓直螺紋連接接頭：

這種連接接頭是用專用擠壓設備先將鋼筋的橫肋和縱肋進行預壓平處理，然后再滾壓螺紋，目的是減輕鋼筋肋對成型螺紋精度的影響。

其特點是：成型螺紋精度相對直接滾壓有一定提高，但仍不能從根本上解決鋼筋直徑大小不一致對成型螺紋精度的影響，而且螺紋加工需要兩道工序，兩套設備完成。

（3）剝肋滾壓直螺紋連接接頭：其工藝是先將鋼筋端部的橫肋和縱肋進行剝切處理后，使鋼筋滾絲前的柱體直徑達到同一尺寸，然后再進行螺紋滾壓成型。

剝肋滾壓直螺紋連接技術是由中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院研制開發(fā)的鋼筋等強度直螺紋連接接頭的一種新型式，為國內(nèi)外首創(chuàng)。通過對現(xiàn)有HRB335、HRB400鋼筋進行的型式試驗、疲勞試驗、耐低溫試驗以及大量的工程應用，證明接頭性能不僅達到了《飼料機械行業(yè)鋼筋連接通用技術規(guī)程》JGJ107-2003中Ⅰ級接頭性能要求，實現(xiàn)了等強度連接，而且接頭還具有優(yōu)良的抗疲勞性能和抗低溫性能。接頭通過200萬次疲勞強度試驗，接頭處無破壞，在-40ºC低溫下試驗，接頭仍能達到與母材等強連接。剝肋滾壓直螺紋連接技術不僅適用于直徑為16～40mm（近期又擴展到直徑12～50mm）HRB335、HRB400級鋼筋在任意方向和位置的同、異徑連接，而且還可應用于要求充分發(fā)揮鋼筋強度和對接頭延性要求高的混凝土結構以及對疲勞性能要求高的混凝土結構中，如機場、橋梁、隧道、電視塔、核電站、水電站等。

剝肋滾壓直螺紋連接接頭與其它滾壓直螺紋連接接頭相比具有如下特點：

?①螺紋牙型好，精度高，牙齒表面光滑;

?②螺紋直徑大小一致性好，容易裝配，連接質量穩(wěn)定可靠;

?③滾絲輪壽命長，接頭附加成本低。滾絲輪可加工5000～8000個絲頭，比直接滾壓壽命提高了3～5倍;

?④接頭通過200萬次疲勞強度試驗，接頭處無破壞;

?⑤在-40ºC低溫下試驗，其接頭仍能達到與母材等強，抗低溫性能好。