ISO 15630-3 / ASTM A416 / ASTM A1061: 鋼絞線測試
ISO 15630-3、ASTM A416 和 ASTM A1061 測試標準提供了有關如何測試鋼絞線的資訊。鋼絞線製造商有義務根據產品標準，對其產品進行靜態和動態條件下的測試。這些測試通常外包給服務供應商以節省設備成本。此外，製造商也受到獨立機構的外部監控。
可量測應變的靜態拉伸測試是最主要的品保測試項目。 為此，ZwickRoell 提供了標準配置的拉伸試驗機，試驗力可高達 600 kN。 由於不鏽鋼絞繩在拉伸時會鬆開，因此ZwickRoell使用特殊的試樣夾具插件來避免在非預期的位置出現早期失效的情況。
在高循環疲勞測試中，不鏽鋼絞繩必須在最高頻率20 Hz下承受兩百萬次的測試循環。 因夾持斷裂的情況相對容易發生，因此試樣的夾持是非常具挑戰性的一環。
根據 ISO 15630-3 / ASTM A416 / ASTM A1061 進行鋼絞線的靜態拉伸測試
根據 ISO 15630-3 進行靜態拉伸測試，以及 ASTM A416 和 ASTM A1061 等標準時，鋼絞線會被拉長直至其斷裂。 鋼絞線由幾根絞合在一起的鋼絲組成，當受到拉伸負載時，這些鋼絲可能會鬆散。 在拉伸測試期間，需要測量試樣的受力和 試樣的伸長率。 由於預應力鋼是一種高強度鋼，因此主要使用高負載試驗機。
拉伸測試可在直徑為3至20 mm的鋼絞線上進行。根據產品或試驗標準，標距長度L0可以是500 mm或610 mm。總伸長率最高可達20%。
也可以進行偏轉拉伸測試，如根據EN ISO 15630-3標準來執行。 對於這些試驗，試驗機的移動橫樑都帶有通孔。
預應力鋼絞線的動態測試
在鋼絞線的高週疲勞試驗中（例如根據 ISO 15630-3、XP A 35-045-2011、FprEN 10138-3:2009），試樣必須承受最多 200 萬次頻率為 20 Hz的試驗循環而不中斷。
如果試樣在夾具附近或夾具內斷裂，則表示試驗無效，須重新進行。 因疲勞測試需持續數日，故若測試無效，成本則相當高。 由於預應力鋼絞線極為堅硬，它們對缺口非常敏感。 夾持力導致負載疊加在夾持區的動態測試載荷上，這可能導致試樣的過早失效。 因此，對於由固體材料製成的典型拉伸試樣，其端部通常具有較大的橫截面，以確保試樣是在試樣夾具間的未夾持部分斷裂。 對於線束則並非那麼簡單。 ZwickRoell 開發了一種專用於鋼絞線的特殊試樣夾具 ，無需使用專門連接的夾具即可進行高週疲勞試驗。
高週疲勞試驗通常透過HA 系列電液伺服油壓試驗機進行。
試片夾持
由於單根鋼絞線的拉伸強度最高可達 2000 Mpa 且表面光滑，故確保試樣不會因夾持而損壞這點極為重要（例如夾面嵌件上的棱錐圖形特徵）。因此，需要使用夾持壓力可調的油壓平推夾具。此外，夾面的幾何設計確保能夠可靠且均勻地夾持試樣，以便試樣在試驗過程不會出現滑脫現象。
為了避免試樣在量測長度 L0之外的地方斷裂，鋼絞線試樣本身的產品品質也非常重要。 進行拉伸測試的期間，只能在試樣撕裂／斷裂的位置是在量測長度內時，才會被認可是成功的測試結果。 受損的試樣表面或單根線材的的拉伸強度極度不均勻，通常會導致試樣在超出 L0處斷裂，靠近夾面位置。
根據 ISO 15630-3 對鋼絞線進行高週疲勞測試時，因夾持斷裂的狀況相對常發生，故夾持試樣也變得極具挑戰。夾持力導致負載疊加在夾持區的動態測試載荷上，這可能導致試樣的過早失效。因此，對於由固體材料製成的典型拉伸試樣，其端部通常具有較大的橫截面，以確保試樣是在試樣夾具間的未夾持部分斷裂。對於鋼絞線而言則並非那麼簡單了。為了獲得正確的測試結果，需要進行大量的試樣製備作業。
透過專門為鋼絞線測試開發的試樣夾具，ZwickRoell 提供您可以在不需額外加裝夾持元件的情況下，即可對鋼絞線進行測試的選項。 這個新開發的裝置大幅減少使用者所需要的處理時間和費用。
油壓機械式以及純機械式的夾持功能。後者包含了一個錐形套筒，線材的每端與相對錐體一起送入其中並進行夾持固定。大部分的夾持力都是透過這個方式施加。相關測試所剩需完成的部分，就會透過經典的油壓機械夾持裝置透過夾面方式進行。這兩種夾持原理的結合使得在施加夾持力時避免出現夾持斷裂的情況，並且無需任何預處理即可對鋼絞線進行測試。
不同的試樣夾具非常靈活，可適用廣泛的多種應用中。每次測試時，都可以隨時輕鬆地調節油壓夾持力。
應變量測
鋼絞線斷裂通常會導致單根鋼絲偏轉，從而存在著損壞感測器臂延伸計的風險。因此， ZwickRoell 憑藉光學延伸計對高延展性及高彈性的材料進行安全、可靠且準確的測量。
其視區範圍達到 680 mm，解析度為 0.6µm，因此 videoXtens 6-680 延伸計可讓您進行精準的應變量測，即使在面臨如鋼絞線這類長標距情況的測試也沒有問題。特點一覽：
- 根據 ASTM A1061 測量降伏強度
- 由於延伸計在不接觸的情況下進行測量，因此在斷裂點並不會對延伸計造成任何損壞
- 出現斷裂時自動量測應變
- 透過與橫樑的連接，可讓量測標記一直保持在視區 (FOV) 的中心，讓量測範圍達到最佳化。
這個延伸計的其他優點包括在試樣上自動識別量測標記和初始量測長度，以及將所有資料傳輸到testXpert 測試軟體。
什麼是預應力鋼？
預應力鋼是一種高強度鋼，主要用於預應力混凝土建築。使用預應力鋼可以顯著提高混凝土件在靜負載和動負載下的特徵。
預應力鋼由長型鋼材製成，其表面形狀根據製造標準而有所不同。舉例來說，單根鋼絲是根據製造商標準 DIN EN 10138-1 所設計，而鋼絞線則可根據 DIN EN 10138-3 進行設計。個別線材的強度可高達 2000 N/mm² 且設計成圓球形，同時也有梯形的橫截面，然後被認為是緊實型的線束。
在預施應力不鏽鋼的通用壓頭下，隨著產品標準不同包含三種常用的形式：
- 鋼筋（直徑15至36 mm）
- 鋼絲（直徑5至16 mm）
- 由3根、7根或更多單根鋼絲絞合在一起的鋼絞線（三股： 5.2至7.5 mm，七股： 7至18 mm）
這些不同形式引發了對材料測試的高度需求，也觸發了各種不同的測試標準（像是ISO、ASTM等）的使用，以確保可達到必要的品質標準。
