國(guó)內(nèi)常見的鋼筋機(jī)械連接接頭對(duì)比分析
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(chǎng)施工不方便及接頭質(zhì)量不夠穩(wěn)定，沒有得到推廣；而徑向擠壓連接技術(shù)，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(zhì)量，套筒擠壓連接接頭在我國(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。
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(shù)的誕生克服了套筒擠壓連接技術(shù)存在的不足。錐螺紋絲頭完全是提前預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)連接占用工期短，現(xiàn)場(chǎng)只需用力矩扳手操作，不需搬動(dòng)設(shè)備和拉扯電線，深受各施工單位的好評(píng)。但是錐螺紋連接接頭質(zhì)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(qiáng)度，一般只能達(dá)到母材實(shí)際抗拉強(qiáng)度的85～95%。我國(guó)的錐螺紋連接技術(shù)和國(guó)外相比還存在一定差距，最突出的一個(gè)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(xì)鋼筋連接的強(qiáng)度都不理想，尤其是直徑為36mm,40mm鋼筋的錐螺紋連接，很難達(dá)到母材實(shí)際抗拉強(qiáng)度的0.9倍。許多生產(chǎn)單位自稱達(dá)到鋼筋母材標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，是利用了鋼筋母材超強(qiáng)的性能，即鋼筋實(shí)際抗拉強(qiáng)度大于鋼筋抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。由于錐螺紋連接技術(shù)具有施工速度快、接頭成本低的特點(diǎn)，自二十世紀(jì)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(qiáng)度直螺紋連接接頭是二十世紀(jì)90年代鋼筋連接的國(guó)際最新潮流，接頭質(zhì)量穩(wěn)定可靠，連接強(qiáng)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(diǎn)，因此直螺紋連接技術(shù)的出現(xiàn)給鋼筋連接技術(shù)帶來了質(zhì)的飛躍。目前我國(guó)直螺紋連接技術(shù)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(qiáng)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。
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(shè)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(dá)到等強(qiáng)。國(guó)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(yīng)力，但加熱設(shè)備投入費(fèi)用高。我國(guó)的鐓粗直螺紋連接接頭，其鋼筋端頭主要是冷鐓粗，對(duì)鋼筋的延性要求高，對(duì)延性較低的鋼筋，鐓粗質(zhì)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(diǎn)是強(qiáng)度高，現(xiàn)場(chǎng)施工速度快，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，鋼筋直螺紋絲頭全部提前預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)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(yīng)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(shè)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(qiáng)金屬材料強(qiáng)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(dá)到等強(qiáng)。
目前，國(guó)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(zhì)量也存在一定差異。
（1）直接滾壓直螺紋連接接頭：
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。由于鋼筋粗細(xì)不均，公差大，加工的螺紋直徑大小不一致，給現(xiàn)場(chǎng)施工造成困難，使套筒與絲頭配合松緊不一致，有個(gè)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(chǎng)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(shè)備先將鋼筋的橫肋和縱肋進(jìn)行預(yù)壓平處理，然后再滾壓螺紋，目的是減輕鋼筋肋對(duì)成型螺紋精度的影響。
其特點(diǎn)是：成型螺紋精度相對(duì)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(duì)成型螺紋精度的影響，而且螺紋加工需要兩道工序，兩套設(shè)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(jìn)行剝切處理后，使鋼筋滾絲前的柱體直徑達(dá)到同一尺寸，然后再進(jìn)行螺紋滾壓成型。
剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)是由中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院研制開發(fā)的鋼筋等強(qiáng)度直螺紋連接接頭的一種新型式，為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)。通過對(duì)現(xiàn)有hrb335、hrb400鋼筋進(jìn)行的型式試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、耐低溫試驗(yàn)以及大量的工程應(yīng)用，證明接頭性能不僅達(dá)到了《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》jgj107-2003中ⅰ級(jí)接頭性能要求，實(shí)現(xiàn)了等強(qiáng)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(qiáng)度試驗(yàn)，接頭處無破壞，在-40ºc低溫下試驗(yàn)，接頭仍能達(dá)到與母材等強(qiáng)連接。剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)不僅適用于直徑為16～40mm（近期又?jǐn)U展到直徑12～50mm）hrb335、hrb400級(jí)鋼筋在任意方向和位置的同、異徑連接，而且還可應(yīng)用于要求充分發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度和對(duì)接頭延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(diǎn)：
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(zhì)量穩(wěn)定可靠；
③滾絲輪壽命長(zhǎng)，接頭附加成本低。滾絲輪可加工5000～8000個(gè)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(qiáng)度試驗(yàn)，接頭處無破壞；
⑤在-40ºc低溫下試驗(yàn)，其接頭仍能達(dá)到與母材等強(qiáng)，抗低溫性能好。
四、熔融金屬充填接頭：由高熱劑反應(yīng)產(chǎn)生熔融金屬充填在鋼筋與連接件套筒間形成的接頭。由于工藝繁瑣，在國(guó)內(nèi)沒有推廣使用。
五、水泥灌漿充填接頭：用特制的水泥漿充填在鋼筋與連接件套筒間硬化后形成的接頭。由于工藝繁雜，接頭質(zhì)量欠佳，在國(guó)內(nèi)沒有推廣應(yīng)用。
隨著住宅產(chǎn)業(yè)、能源交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的跨度和規(guī)模也越來越大，粗直徑鋼筋的使用日益廣泛，特別是hrb400級(jí)鋼筋的應(yīng)用日益增多，鋼筋機(jī)械連接接頭將向高質(zhì)量、易施工、操作簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉的方向發(fā)展，鋼筋連接接頭所占比重將會(huì)越來越大，幾種連接方式在今后有著不同的發(fā)展趨勢(shì)，擠壓連接接頭的市場(chǎng)占有率將會(huì)穩(wěn)中有降，錐螺紋連接接頭的市場(chǎng)占有率將會(huì)大幅下降，直螺紋連接接頭的市場(chǎng)占有率將會(huì)大幅上升，特別是鋼筋等強(qiáng)度剝肋滾壓直螺紋連接接頭將以其優(yōu)越的性能、穩(wěn)定的質(zhì)量、方便的施工有較大的發(fā)展。