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【摘 要】 本文通过对缓粘结预应力技术的发展状况、研究进展及工程应用等进行总结和分析，指出该项技术的发展应用前景，以供设计者参考、研究者借鉴。
【关键词】 缓粘结预应力技术;缓凝材料;胶粘剂;工程应用
引言：
在预应力体系中，随着材料的发展和工程的需求等因素，先后发展、应用了先张预应力技术、后张有粘结预应力技术、无粘结预应力技术和体外预应力技术等。但这些传统预应力技术在适用性和耐久性等方面存在一定的缺陷，近年来出现了缓粘结预应力技术。该新型预应力技术是在预应力筋的张拉前具有无粘结筋的特点，而后期又具有有粘结筋使用效果的预应力工艺，综合了无粘结筋施工简便与有粘结筋安全可靠的两方面的优点。
缓粘结筋的作用机理是在预应力筋与护套之间，填充一种特殊的缓凝材料，这种材料在正常温度下，一定时间内几乎是不凝结的，使预应力筋在工程现场进行安装、张拉时可完全采用无粘结筋预应力的设备、工序和技术。经过预定的时间，缓凝材料开始逐渐硬化，达到相当的粘结和抗压强度，对预应力筋产生握裹、保护作用，使得预应力筋和混凝土构件粘结为一体，具备较好的自锚能力，从而后期又具备了有粘结筋的使用效果。既具有无粘结筋的施工迅速、空间小巧、布筋自由、使用方便、无需繁杂的孔道设置和压浆工艺的优点，又具有有粘结筋在后期使用上的特点和耐久性高、抗腐蚀能力强等优点。从一提出就受到业内的高度关注和重视。
目前，国内关于缓粘结预应力技术的研究还处于探索阶段，胶粘剂配方尚未成熟、品种较少、大规模的应用还未实现，对缓粘结预应力技术性能的研究也不多，特别是在设计计算、施工工艺方面。
图1 缓粘结预应力筋的构造 图2 北京新青少年宫
1、试验研究
上世纪90年代起，国内外开始对缓粘结预应力筋进行了试验研究。以下为现阶段的主要研究成果。
中国京冶工程技术有限公司的李佩勋等人开展了对缓粘结预应力综合技术的系统研究。具体测试了缓凝胶粘剂固化态的抗折、抗压强度以及固化过程中的强度变化规律，对缓凝材料自身的防腐性能和对预应力钢筋的保护功能进行了盐雾试验，建立了缓粘结预应力钢筋的生产工艺，进行了缓粘结预应力混凝土构件的摩擦阻力、缓粘结预应力混凝土梁的抗弯试验等一系列的研究与开发工作。
东南大学的李金根等人进行的缓粘结预应力的试验研究是基于以环氧树脂类的缓凝胶粘剂为介质的缓粘结预应力钢筋，对缓粘结预应力混凝土简支梁的受弯裂缝及弯曲破坏极限、缓粘结预应力梁受力过程及破坏形态进行研究和分析，通过对有粘结预应力和无粘结预应力混凝土裂缝进行计算，得出了缓粘结预应力混凝土裂缝开展与有粘结预应力梁接近的结论。
大连理工大学的张建玲等人对基于缓凝砂浆为介质的缓粘结预应力钢筋开展了张拉摩阻力试验研究、缓粘结部分预应力混凝土梁等幅疲劳性能试验研究，得出了以下结论：①摩阻力与缓凝砂浆的缓凝程度有关，随着缓凝时间的增加而增加。当缓凝砂浆终凝以后，即使钢绞线被拉断，也不能破坏与缓凝砂浆之间的粘结。缓凝砂浆硬化前的静张拉摩阻力为0.070～0.164MPa、偏差系数=0.0344和摩擦系数=0.1719。②得到缓粘结部分预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下，荷载水平与疲劳寿命之间的方程以及其内部非预应力钢筋的应力幅与疲劳寿命之间的方程。③通过裂缝闭合试验，得到了缓粘结部分预应力混凝土梁的裂缝闭合强度，计算出裂缝闭合时的压应力为2.3～12N，得到裂缝闭合弯矩要小于消压弯矩的结论。
其他如兰州交通大学、天津港湾工程研究所、上海大学等也作了部分研究，这些研究成果均为该技术的综合研究和应用，积累了宝贵的第一手数据、资料，为技术的发展、创新、及应用起了有利的推动作用。
2、典型试点工程
缓粘结预应力技术已经在国内外的水利、桥梁、工业、民用建筑等工程中小规模推广应用，为整个体系的发展起到了极大的促进作用，在以下典型工程中得到实践。
在天津力神电池有限公司扩建工程的主厂房二层22轴到32轴间楼板上采用了Ф15.20缓粘结预应力钢铰线作预应力筋，沿筋线方向共10跨，轴线间距10×60m，缓粘结筋之间间距为300mm。布筋合计228根缓粘结预应力钢绞线，每根筋下料长度62.1m。预应力筋的张拉锚固，采用两端对称张拉兼之补偿张拉的工艺方法，在预应力张拉作业中，测定了缓粘结预应力钢铰线的摩阻系数μ值。预应力筋张拉施工完成后，测定了板的起拱情况，通过与设计计算相比较，测定结果与设计计算符合。
在沧州临港经济技术开发区污水处理厂沉淀池工程中，池外径45.50m，池高4.60m，壁厚250mm，预应力筋距离外壁100mm。铺设11道预应力筋，间距300～600mm。每座池结构设计7道2环，3道1环，1道3环，共11道，20环。沿圆周共设6个锚固肋，肋宽度为2.0m，突出厚度468mm。每圈由3根长度为51.04m的缓粘结预应力钢铰线组成，包角为120°。总计120根筋，使用缓粘结预应力筋8.682吨。预应力筋张拉作业，采用同一道三根缓粘结预应力钢铰线同步张拉，每根预应力筋两端张拉的工艺施工。缓粘结预应力的使用，该工程节省了10%的预应力钢绞线和50%的锚具，且缩短了工期。
北京市新青少年宫工程的整体造型及平面形状均为非规则结构体系，为异形板柱剪力墙结构（图2）。为了提高结构的抗震性能，同时做到施工方便，在1、2、3、4及6号楼楼板中部分采用了缓粘结预应力筋设计，在异形柱、暗梁处设置了缓粘结预应力筋。充分利用了缓粘结技术的卓越性能，提高了结构的安全性。
在以上几个工程中，由于缓粘结技术的应用，施工過程更为便捷，节省了大量的人工和锚具，并且由于后期的类似于有粘结的效果又提升了它的抗腐蚀抗疲劳能力，节省了后期维修加固的费用，大大提高了结构的安全系数，得到设计和用户的一致认可。
3、缓粘结预应力技术的特点总结
基于上述研究成果和工程实践，可知该项技术的适用范围：
①比较适用于诸如桥梁、污水处理池、硝化池等预应力度和安全可靠性要求较高的以及对于腐蚀性环境下耐久性要求较高的工程;
②适用于异性结构、构件尺寸有限，而其受力复杂、抗震性能要求高的工程中，如北京新少年宫工程;
③适用于预应力钢筋穿行布置空间狭小而又十分密集的部位。如铁路、公路桥梁中的桥面横向预应力钢筋，腹板内的竖向预应力钢筋等;
④适用于现场浇筑而张拉空间有限，预应力钢筋须密集网状布置的诸多结构。如大跨度的楼盖、屋盖，大型的预应力混凝土构件等;
实现缓粘结预应力效果的关键技术有：
①提供一种凝结速度可根据工程实际要求进行调控的胶粘剂，以保证缓粘结筋施工工艺与无粘结相同，固化后具有如有粘结般优良的力学性能;
②经特殊的压痕处理使外保护套具有凸凹不平的外观效果，进一步增强与混凝土及缓粘结剂的粘结强度;
③研发一种施工工艺，与无粘结筋一样简便易行，而受力形态具有有粘结筋力学性能的新型预应力筋形式;
④通过对缓粘结筋摩擦系数、预应力传递长度、锚固性能以及缓粘结预应力混凝土梁承载力和使用性能进行的测试，系统的提出缓粘结结构体系各参数取值标准;
目前，对该技术应用的设计主要是偏安全地采用无粘结预应力混凝土设计方法进行，在设计中需要注意以下问题：①缓粘结预应力钢绞线规格及相应参数;②缓粘结涂料基本参数;③现场摩阻系数的确定。
4、总结
作为一种新型的预应力体系，目前对其研究和应用比较有限，尚有很多问题研究的不够深入、系统，研究成果不能广泛推广。但该技术的优点是显而易见的，在很多情况下缓粘结预应力筋可以取代有粘结筋和无粘结筋，可以简化施工工序和降低造价，具有良好的密闭防腐蚀和耐久性能，提高结构延性和抗震性能。随着该技术的不断发展和完善，必将在建筑领域，特别是在化工厂房、水利、海港工程中得到广泛应用。
【关键词】 缓粘结预应力技术;缓凝材料;胶粘剂;工程应用
引言：
在预应力体系中，随着材料的发展和工程的需求等因素，先后发展、应用了先张预应力技术、后张有粘结预应力技术、无粘结预应力技术和体外预应力技术等。但这些传统预应力技术在适用性和耐久性等方面存在一定的缺陷，近年来出现了缓粘结预应力技术。该新型预应力技术是在预应力筋的张拉前具有无粘结筋的特点，而后期又具有有粘结筋使用效果的预应力工艺，综合了无粘结筋施工简便与有粘结筋安全可靠的两方面的优点。
缓粘结筋的作用机理是在预应力筋与护套之间，填充一种特殊的缓凝材料，这种材料在正常温度下，一定时间内几乎是不凝结的，使预应力筋在工程现场进行安装、张拉时可完全采用无粘结筋预应力的设备、工序和技术。经过预定的时间，缓凝材料开始逐渐硬化，达到相当的粘结和抗压强度，对预应力筋产生握裹、保护作用，使得预应力筋和混凝土构件粘结为一体，具备较好的自锚能力，从而后期又具备了有粘结筋的使用效果。既具有无粘结筋的施工迅速、空间小巧、布筋自由、使用方便、无需繁杂的孔道设置和压浆工艺的优点，又具有有粘结筋在后期使用上的特点和耐久性高、抗腐蚀能力强等优点。从一提出就受到业内的高度关注和重视。
目前，国内关于缓粘结预应力技术的研究还处于探索阶段，胶粘剂配方尚未成熟、品种较少、大规模的应用还未实现，对缓粘结预应力技术性能的研究也不多，特别是在设计计算、施工工艺方面。
图1 缓粘结预应力筋的构造 图2 北京新青少年宫
1、试验研究
上世纪90年代起，国内外开始对缓粘结预应力筋进行了试验研究。以下为现阶段的主要研究成果。
中国京冶工程技术有限公司的李佩勋等人开展了对缓粘结预应力综合技术的系统研究。具体测试了缓凝胶粘剂固化态的抗折、抗压强度以及固化过程中的强度变化规律，对缓凝材料自身的防腐性能和对预应力钢筋的保护功能进行了盐雾试验，建立了缓粘结预应力钢筋的生产工艺，进行了缓粘结预应力混凝土构件的摩擦阻力、缓粘结预应力混凝土梁的抗弯试验等一系列的研究与开发工作。
东南大学的李金根等人进行的缓粘结预应力的试验研究是基于以环氧树脂类的缓凝胶粘剂为介质的缓粘结预应力钢筋，对缓粘结预应力混凝土简支梁的受弯裂缝及弯曲破坏极限、缓粘结预应力梁受力过程及破坏形态进行研究和分析，通过对有粘结预应力和无粘结预应力混凝土裂缝进行计算，得出了缓粘结预应力混凝土裂缝开展与有粘结预应力梁接近的结论。
大连理工大学的张建玲等人对基于缓凝砂浆为介质的缓粘结预应力钢筋开展了张拉摩阻力试验研究、缓粘结部分预应力混凝土梁等幅疲劳性能试验研究，得出了以下结论：①摩阻力与缓凝砂浆的缓凝程度有关，随着缓凝时间的增加而增加。当缓凝砂浆终凝以后，即使钢绞线被拉断，也不能破坏与缓凝砂浆之间的粘结。缓凝砂浆硬化前的静张拉摩阻力为0.070～0.164MPa、偏差系数=0.0344和摩擦系数=0.1719。②得到缓粘结部分预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下，荷载水平与疲劳寿命之间的方程以及其内部非预应力钢筋的应力幅与疲劳寿命之间的方程。③通过裂缝闭合试验，得到了缓粘结部分预应力混凝土梁的裂缝闭合强度，计算出裂缝闭合时的压应力为2.3～12N，得到裂缝闭合弯矩要小于消压弯矩的结论。
其他如兰州交通大学、天津港湾工程研究所、上海大学等也作了部分研究，这些研究成果均为该技术的综合研究和应用，积累了宝贵的第一手数据、资料，为技术的发展、创新、及应用起了有利的推动作用。
2、典型试点工程
缓粘结预应力技术已经在国内外的水利、桥梁、工业、民用建筑等工程中小规模推广应用，为整个体系的发展起到了极大的促进作用，在以下典型工程中得到实践。
在天津力神电池有限公司扩建工程的主厂房二层22轴到32轴间楼板上采用了Ф15.20缓粘结预应力钢铰线作预应力筋，沿筋线方向共10跨，轴线间距10×60m，缓粘结筋之间间距为300mm。布筋合计228根缓粘结预应力钢绞线，每根筋下料长度62.1m。预应力筋的张拉锚固，采用两端对称张拉兼之补偿张拉的工艺方法，在预应力张拉作业中，测定了缓粘结预应力钢铰线的摩阻系数μ值。预应力筋张拉施工完成后，测定了板的起拱情况，通过与设计计算相比较，测定结果与设计计算符合。
在沧州临港经济技术开发区污水处理厂沉淀池工程中，池外径45.50m，池高4.60m，壁厚250mm，预应力筋距离外壁100mm。铺设11道预应力筋，间距300～600mm。每座池结构设计7道2环，3道1环，1道3环，共11道，20环。沿圆周共设6个锚固肋，肋宽度为2.0m，突出厚度468mm。每圈由3根长度为51.04m的缓粘结预应力钢铰线组成，包角为120°。总计120根筋，使用缓粘结预应力筋8.682吨。预应力筋张拉作业，采用同一道三根缓粘结预应力钢铰线同步张拉，每根预应力筋两端张拉的工艺施工。缓粘结预应力的使用，该工程节省了10%的预应力钢绞线和50%的锚具，且缩短了工期。
北京市新青少年宫工程的整体造型及平面形状均为非规则结构体系，为异形板柱剪力墙结构（图2）。为了提高结构的抗震性能，同时做到施工方便，在1、2、3、4及6号楼楼板中部分采用了缓粘结预应力筋设计，在异形柱、暗梁处设置了缓粘结预应力筋。充分利用了缓粘结技术的卓越性能，提高了结构的安全性。
在以上几个工程中，由于缓粘结技术的应用，施工過程更为便捷，节省了大量的人工和锚具，并且由于后期的类似于有粘结的效果又提升了它的抗腐蚀抗疲劳能力，节省了后期维修加固的费用，大大提高了结构的安全系数，得到设计和用户的一致认可。
3、缓粘结预应力技术的特点总结
基于上述研究成果和工程实践，可知该项技术的适用范围：
①比较适用于诸如桥梁、污水处理池、硝化池等预应力度和安全可靠性要求较高的以及对于腐蚀性环境下耐久性要求较高的工程;
②适用于异性结构、构件尺寸有限，而其受力复杂、抗震性能要求高的工程中，如北京新少年宫工程;
③适用于预应力钢筋穿行布置空间狭小而又十分密集的部位。如铁路、公路桥梁中的桥面横向预应力钢筋，腹板内的竖向预应力钢筋等;
④适用于现场浇筑而张拉空间有限，预应力钢筋须密集网状布置的诸多结构。如大跨度的楼盖、屋盖，大型的预应力混凝土构件等;
实现缓粘结预应力效果的关键技术有：
①提供一种凝结速度可根据工程实际要求进行调控的胶粘剂，以保证缓粘结筋施工工艺与无粘结相同，固化后具有如有粘结般优良的力学性能;
②经特殊的压痕处理使外保护套具有凸凹不平的外观效果，进一步增强与混凝土及缓粘结剂的粘结强度;
③研发一种施工工艺，与无粘结筋一样简便易行，而受力形态具有有粘结筋力学性能的新型预应力筋形式;
④通过对缓粘结筋摩擦系数、预应力传递长度、锚固性能以及缓粘结预应力混凝土梁承载力和使用性能进行的测试，系统的提出缓粘结结构体系各参数取值标准;
目前，对该技术应用的设计主要是偏安全地采用无粘结预应力混凝土设计方法进行，在设计中需要注意以下问题：①缓粘结预应力钢绞线规格及相应参数;②缓粘结涂料基本参数;③现场摩阻系数的确定。
4、总结
作为一种新型的预应力体系，目前对其研究和应用比较有限，尚有很多问题研究的不够深入、系统，研究成果不能广泛推广。但该技术的优点是显而易见的，在很多情况下缓粘结预应力筋可以取代有粘结筋和无粘结筋，可以简化施工工序和降低造价，具有良好的密闭防腐蚀和耐久性能，提高结构延性和抗震性能。随着该技术的不断发展和完善，必将在建筑领域，特别是在化工厂房、水利、海港工程中得到广泛应用。