專利名稱:用于預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材料的制作方法
本發(fā)明之背景本
發(fā)明內(nèi)容
是關(guān)于與通過后加拉力方法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理的混凝土一同使用的鋼材料。
混凝土的抗拉強(qiáng)度較低。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，人們發(fā)展了預(yù)應(yīng)力混凝土。通過使用高強(qiáng)度的鋼絲、鋼筋或鋼纜將混凝土構(gòu)件進(jìn)行預(yù)壓。應(yīng)該構(gòu)件承受負(fù)荷時(shí)，通常處于應(yīng)力狀態(tài)的那個(gè)部位的壓力就被抵消。
進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理的方法一般有兩種，即先加拉力的方法和后加拉力的方法。本發(fā)明講的則是通過后加拉力方法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理的那種混凝土中使用的鋼材料。
圖1和圖2顯示了用來防止鋼材料與周圍的預(yù)應(yīng)力混凝土直接接觸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖1所示的設(shè)計(jì)可用于鋼絲、鋼筋或鋼纜等鋼材料上。其中一個(gè)涂有一層潤滑油2的鋼部件1被套在一條聚乙烯管3中。當(dāng)該鋼部件1與聚乙烯套管3被放入一混凝土構(gòu)件4中時(shí)，中間的潤滑油涂層2的潤滑作用使鋼部件與混凝土之間的摩擦系數(shù)降低到0.002至0.005m-1的范圍內(nèi)。由于摩擦系數(shù)這么低，圖1所示的設(shè)計(jì)就極大地便利了對混凝土中的一條長鋼纜進(jìn)行后加拉力的預(yù)應(yīng)力處理。然而，倘若鋼部件尺寸較短，就有必要防止?jié)櫥蛷木垡蚁┨坠艿膬啥诵孤@就給安裝和處理該鋼部件帶來很大困難。而且，兩端帶螺紋或頭部的鋼材料較難以連續(xù)方式生產(chǎn)。
圖2所示的鋼部件1是包在瀝青5中的，它的摩擦系數(shù)略大于圖1中所示之結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)廣泛地被應(yīng)用于鋼材料較短的情況下，因?yàn)樗鼧?gòu)造簡單，不會(huì)產(chǎn)生修漏，易于將鋼材料從混凝土中拆出，即使在鋼材料端部有螺紋或有頭子的情況下亦然。
圖2所示之設(shè)計(jì)產(chǎn)生的一個(gè)問題是使用瀝青(或代替瀝青的油漆)可能會(huì)對工作環(huán)境產(chǎn)生不的影響，因?yàn)槠渲泻幸讚]發(fā)的有機(jī)溶劑。而且，地板可能會(huì)被濺出的瀝青或油漆玷污。另一個(gè)問題是涂瀝青的鋼材料在干燥處理時(shí)及定位于鋼筋架中時(shí)會(huì)遇到很大的困難。很容易發(fā)生瀝青涂層分離的情況，除非很認(rèn)真地采取措施保證涂層厚度達(dá)到要求。
本發(fā)明的概述綜上所述，本發(fā)明最基本的目的是要提供一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材料，它能避免先行技術(shù)里產(chǎn)生的有關(guān)問題。
本發(fā)明通過給預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼材料套上一條熱縮性的合成樹脂管或泡沫合成樹脂管來達(dá)到本發(fā)明的這些目的及其它目標(biāo)。
附圖的簡要說明圖1、圖2是用后加拉力方法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理的混凝土的鋼材料的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼材料的示意圖。
圖4顯示了一根依本發(fā)明方法套有合成樹脂管的鋼纜的截面。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)例說明下面，我們將參照圖3圖4詳細(xì)描述本發(fā)明。圖中標(biāo)號(hào)1是指鋼部件(1)，標(biāo)號(hào)6(7)是指熱縮性的合成樹脂管(泡沫合成樹脂管)。
實(shí)例1
本實(shí)例中，鋼部件用粘合劑套在一條熱縮性合成樹脂管中。
鋼材料不一定要用粘合劑粘合在熱縮性合成樹脂套管中。如果要求較高的防銹和防腐蝕效果的話，則可以使用粘合材料將鋼部件與合成樹套管粘合。如果鋼部件是一根鋼筋，則將一種遇熱溶化的合成樹脂涂在合成樹脂套管內(nèi)壁或鋼筋的表面，把合成樹脂套管套到鋼筋上去之后，進(jìn)行加熱，使合成樹脂管收縮，同時(shí)樹脂粘合劑溶化，將鋼筋與套管牢固地粘合。由此可以看出粘合劑熔點(diǎn)低于熱縮性合成樹脂套管熔熔點(diǎn)。此方法是確保鋼筋與套管牢固的最簡單、最好的方法。
圖3為本實(shí)例的預(yù)應(yīng)力混凝土鋼材料的示意圖，其中標(biāo)號(hào)1為鋼部件，標(biāo)號(hào)6代表套在鋼部件外面的熱縮性合成樹脂套管。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)例中，鋼部件1被插入一條預(yù)制的熱縮性合成樹脂套管，然后用熱空氣、蒸汽或紅外線對該套管進(jìn)行加熱，使其收縮并緊密地包在鋼部件1的表面。
該熱縮性合成樹脂套管壁厚至少須有300微米，足以分隔鋼部件1及其周圍的混凝土層，并在兩者間提供適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)量。經(jīng)熱縮后的合成樹脂套管的壁厚可由下列等式估算出來t＝(1/2)(〔D+2t21-D20〕
-D0)其中t熱縮后的壁厚(毫米)D0鋼筋的外徑(毫米)D1熱縮前的套管的內(nèi)徑(毫米)t1熱縮前的壁厚(毫米)若有一條外徑為D0＝17毫米的鋼筋插入一條內(nèi)徑20毫米，壁厚0.3毫米的套管，如果套管被熱縮處理，與鋼筋緊密接觸，則鋼筋外套的套管之壁厚將達(dá)到0.35毫米。熱縮性聚烯樹脂管的熱縮率為35%。因此，套管的內(nèi)徑可選擇在鋼筋外徑的1.1至1.5倍的范圍內(nèi)。聚烯烴管的這樣大的內(nèi)徑就使得鋼筋可以很容易地插入套管。而且，通過適當(dāng)?shù)剡x擇該熱縮性合成樹脂套管的內(nèi)徑和壁厚，將其套在一條有特定外徑的鋼筋上，在進(jìn)行熱縮處理后可達(dá)到所要求的套管的壁厚。
套在熱縮性合成樹脂管中的用于預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼部件的樣品都經(jīng)過制作并進(jìn)行過各種試驗(yàn)以確定其特性。表1至表3列出了試驗(yàn)的結(jié)果表1樣品的基本特性鋼部件尺寸外徑17毫米，長度2，830毫米的鋼筋樹脂套管高密度聚乙烯管，在電子束照射下因交鍵作用而產(chǎn)生收縮性。
密度 0.95克/厘米3抗拉強(qiáng)度 1.0公斤/毫米2延伸率 300%耐熱性 350℃(1分鐘)耐鹽水性 良好耐堿性 良好耐酸性 10%鹽酸、良好10%硫酸、良好表2不粘合(摩擦)特性。
樣品號(hào) 負(fù)荷受力 (公斤力) 摩擦損耗 摩擦系數(shù)面(pi) 固定面(po) (公斤力) λ(m-1) 注1 19.490 19.110 380 0.00817 混凝土構(gòu)件長度L＝2，435毫米2 19.504 19.135 405 0.008693 19.530 19.190 340 0.007284 19.480 19.105 375 0.008065 19.510 19.015 495 0.01069 樣品溫度T＝25℃6 19.500 19.185 315 0.006747 19.520 19.065 455 0.009808 19.500 19.970 530 0.01147 摩擦系數(shù)λ＝( (pi)/(po) -l)· (l)/(L)9 19.510 19.080 430 0.0092610 19.470 19.110 360 0.00774表3試驗(yàn) 條件 結(jié)果1.鹽水連續(xù)噴灑試 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Z 2371 樣品表面未出現(xiàn)銹跡或腐蝕驗(yàn)(2，000小時(shí))(5%氯化鈉溶液，35℃)痕跡,內(nèi)部鋼筋未出現(xiàn)銹跡2.鹽水浸泡試驗(yàn) 浸入3%氯化鈉溶液，樣品表面未出現(xiàn)銹跡或腐蝕痕(2，000小時(shí)) 溫度25℃ 痕跡，內(nèi)部鋼筋未出現(xiàn)銹跡。
3.耐堿試驗(yàn) 浸入3%氯化鈉溶液，溶 樣品表面未出現(xiàn)銹跡或腐蝕(2，000小時(shí)) 液溫度25℃，其PH值 痕跡，內(nèi)部鋼筋未出現(xiàn)銹跡。
用氫氧化鉀調(diào)到11。
實(shí)例2根據(jù)本實(shí)例，鋼部件被套以一根泡沫合成樹脂套管7，如圖3所示將樹脂套管上鋼部件1，可以有各種方法。有一種方法是利用流化浸涂或靜電涂工藝使一種帶發(fā)泡劑的合成樹脂粉在預(yù)熱了的鋼部件表面形成一層泡沫涂層。另外一種方法是在鋼部件1表面形成一層含有發(fā)泡劑的合成樹脂膜膨脹成泡沫狀。如果需要的話，可以將鋼部件件1套入一根預(yù)先制成的泡沫合成樹脂管6，該套管6可以與鋼部件1粘合，也可以不粘合。為了將鋼部件1與混凝土有效地隔開，以便進(jìn)行下一步的后加拉力處理，該泡沫合成樹脂套管6壁厚至少要有300微米。而且，為了降低鋼部件1與混凝土之間的摩擦阻力，從而減少兩者間的滑動(dòng)，樹脂套管6的壁厚最好不小于500微米。
我們曾把作為本發(fā)明的鋼部件之一種的鋼筋套入一根泡沫聚乙烯管。該管是使用流化浸涂技術(shù)將帶發(fā)泡劑的聚乙烯粉施加于預(yù)熱了的鋼筋上面而制成的。這些樣品的特性見表4和表5表4鋼筋的基本特性鋼筋尺寸長度2，830毫米，直徑17毫米。
聚乙烯套管用中等密度聚乙烯粉(密度0.925克/厘米3，中等壓力，溫度120℃)制成，含1.0%熱解發(fā)泡劑。
聚乙烯套管壁厚1.3到1.5毫米。
氣孔開放氣孔，口徑為0.3至0.5毫米，均勻分布，密度間隔3-4微米。
表5不粘合(摩擦)特性負(fù)荷(公斤力) 摩擦損耗 摩擦系數(shù)樣品號(hào) 注受拉面(pi) 固定面(po) (公斤力) λ(m-1)1 19.510 19.140 370 0.0079 混凝土構(gòu)件長度L＝2，435毫米2 19.540 19.200 340 0.00733 19.500 19.010 490 0.00164 19.480 19.040 440 0.00955 19.510 19.115 395 0.0085 樣品溫度T＝25℃6 19.530 19.170 360 0.0077 19.500 19.040 455 0.00988 19.510 18.965 545 0.0118 摩擦系數(shù)λ＝( (pi)/(po) -l)· (l)/(L)9 19.500 19.220 280 0.006010 19.490 19.125 365 0.0078表6樣品 樹脂層厚度 表面特征 結(jié)果(微米)Barax300-500 無擦傷痕跡 甚至2，000小時(shí)后也未形成銹蝕。
(未粘合)Barax300-500 有擦傷痕跡 200小時(shí)后擦傷痕跡周圍嚴(yán)重銹蝕。
(未粘合)泡沫聚300-500 無擦傷痕跡 甚至2，000小時(shí)后也未形成銹蝕。
乙烯涂層泡沫聚300-500 有擦傷痕跡 500小時(shí)后僅在擦傷痕跡上形成銹蝕。
乙烯涂層如圖4所示，本發(fā)明亦可用于由多股鋼絲擰成之鋼纜上。鋼絲擰成的鋼纜有螺旋狀的凹槽，在圖4中由A和B表示。這些凹槽不僅給進(jìn)行后加拉力預(yù)應(yīng)力處理造成困難，而且還增加在受力的混凝土的摩擦阻力。為避免這些問題，可向這些凹槽中填入一種樹脂?？梢杂脭D壓或其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來完成樹脂填充工作。然后，經(jīng)過這樣處理的鋼纜就可以按上述的方式套上合成樹脂套管。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以很容易地制造一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼材料。所得的鋼材料也易于運(yùn)輸和安裝。
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材料，它包括一個(gè)鋼部件及一條套在其上合成樹脂套管。
2.權(quán)利要求
1的鋼材料，其中該套管的壁厚至少為300微米。
3.權(quán)利要求
1的鋼材料，其中有一壁的厚度至少為500微米。
4.權(quán)利要求
1的鋼材料，其中該合成樹脂為一條泡沫聚乙烯管。
5.權(quán)利要求
1的鋼材料，其中該合成樹脂管是將帶發(fā)泡劑的合成樹脂粉施加于該預(yù)熱了的鋼部件表面而形成的。
6.權(quán)利要求
1的鋼材料，其中該合成樹脂管是將帶發(fā)泡劑的合成樹脂膜復(fù) 于上述鋼部件表面，然后將該鋼部件加熱，使樹脂膨脹成泡沫狀而形成的。
7.一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材料，它包括一根由多股鋼絲擰成的鋼纜，該鋼纜有多條螺旋狀凹槽;將一種樹脂填入該凹槽內(nèi)，再由一條泡沫合成樹脂管套在該鋼纜及該填充凹槽的樹脂上。
8.一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材料，它包括一個(gè)鋼部件及一條套在其外表面上的合成樹脂管。
9.權(quán)利要求
1的鋼材料，其中該合成樹脂管系由一種熱縮性樹脂制成。
10.權(quán)利要求
2的鋼材料，其中該樹脂套管的壁厚至少為300微米。
11.權(quán)利要求
3的鋼材料，其中該樹脂材料為一種聚烯烴。
12.權(quán)利要求
3的鋼材料，其中該樹脂為一種高密度聚乙烯。
13.一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材料，它包括一根由多股鋼絲擰成的鋼纜，該鋼纜具有多條螺旋狀凹槽，用一種樹脂粘合劑填充入該凹槽，并有一條熱縮性合成樹脂管套在該鋼纜及該樹脂粘合劑，并經(jīng)熱縮處理緊包在該鋼纜之外，以保證鋼纜和合成樹脂套管緊密接觸。
專利摘要
本發(fā)明介紹用于混凝土中的用后加拉力方法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理的鋼材料。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，一個(gè)鋼部件被套以一條熱縮性合成樹脂管，在另一個(gè)實(shí)例中，該鋼部件被套以一條泡沫合成樹脂管。兩個(gè)實(shí)例均可進(jìn)一步用于使用鋼纜作為鋼部件的情況，這時(shí)最好將鋼纜的螺旋狀凹槽填充以一種樹脂，然后再套以一條外套管。
文檔編號(hào)E04C5/01GK85101854SQ85101854
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者渡道寬治, 江乾生, 飯尾英二 申請人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan