專利名稱：高強(qiáng)度pc鋼絞線及其制造方法和使用該絞線的混凝土結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由多根冷拔鋼絲絞合制成的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞 線、制造該高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線的方法以及使用該高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線 的混凝土結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在國內(nèi)應(yīng)用的情況下，通常通過如下方式制造預(yù)應(yīng)力絞線，艮P:將滿足日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS) G 3502的鋼絲冷拔，絞合鋼絲，并進(jìn)行 發(fā)藍(lán)處理以便去除最終制造步驟中的殘余應(yīng)變。通常使用的是滿足 JIS G 3536的預(yù)應(yīng)力絞線。在非國內(nèi)使用的情況下，預(yù)應(yīng)力絞線是 由滿足適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)(例如，prEN10138)的鋼絲制成的，并且使用的是 滿足適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)應(yīng)力絞線。如果可以增大這些預(yù)應(yīng)力絞線的強(qiáng)度， 則可以增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性和強(qiáng)度。即，可以使用直 徑較小的預(yù)應(yīng)力絞線，并可以增大預(yù)應(yīng)力絞線的插入間距。例如，在專利文獻(xiàn)1中披露了一種預(yù)應(yīng)力絞線，如同JISG 3536 中所規(guī)定的，該預(yù)應(yīng)力絞線包括19根絞合的鋼絲，并且具有19. 3mm 的標(biāo)準(zhǔn)直徑。所披露的預(yù)應(yīng)力絞線雖然具有與該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的絞線 相同的絞線構(gòu)造和外徑，并且總橫截面積基本等于該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 名義橫截面積，但是該預(yù)應(yīng)力絞線(PC絞線)的拉伸負(fù)荷大大超過 該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的下限。[專利文獻(xiàn)l]日本專利No. 3684186但是，當(dāng)應(yīng)用于專利文獻(xiàn)1所述的預(yù)應(yīng)力絞線的拉伸負(fù)荷明顯 增大時(shí)，雖然可以防止拔絲過程中的應(yīng)變時(shí)效導(dǎo)致韌性降低，但是 極其難以獲得0. 2%永久伸長時(shí)的負(fù)荷值和松馳值，基于此可以將絞 線歸類為J工S G 3536標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的低松馳絞線。此外，所披露的預(yù) 應(yīng)力絞線0.2%永久伸長時(shí)的負(fù)荷值較低，其不適于實(shí)際應(yīng)用，并且從預(yù)應(yīng)力絞線在目前混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用狀況判斷，這種不能表現(xiàn) 出低松馳產(chǎn)品所需的松馳值的預(yù)應(yīng)力絞線的存在價(jià)值低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線并且提供一種 使用所述預(yù)應(yīng)力絞線的混凝土結(jié)構(gòu)，所述絞線比公知的預(yù)應(yīng)力絞線 具有更高的強(qiáng)度并且更加適于實(shí)際應(yīng)用。解決問題的手段為了解決上述問題，由絞合的7根鋼絲制成本發(fā)明的高強(qiáng)度預(yù) 應(yīng)力絞線，其中l(wèi)根是芯部鋼絲，6根是外圍鋼絲。所述預(yù)應(yīng)力絞線 的外徑為15. 0mm至lj 16. lmm，總橫截面積不小于135mm2， 0. 1%或0. 2% 永久伸長時(shí)的負(fù)荷不小于266kN。對于JIS G 3536標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)直徑15. 2mm或者非國家標(biāo) 準(zhǔn)(例如prEN10138)中規(guī)定的15. 7mm的7根鋼絲絞線，通過制造 構(gòu)造和外徑與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的絞線相同并且總橫截面積基本等于規(guī)定 的名義橫截面積的預(yù)應(yīng)力絞線，并且通過將0. 2%或0. 1%永久伸長時(shí) 的負(fù)荷值控制為超過標(biāo)準(zhǔn)下限值(222kN) 20%或更多，可以使預(yù)應(yīng) 力絞線具有更高強(qiáng)度并且比公知的絞線更加適合于實(shí)際應(yīng)用。這里需要注意的是，總橫截面積的范圍限制在上述范圍的原因是，如果 總橫截面積小于135mm2，則每根芯部和外圍鋼絲就難以保持所需的 拉伸強(qiáng)度。另外，如果0. 1%或0.2%永久伸長時(shí)的負(fù)荷小于266kN， 則預(yù)應(yīng)力絞線的強(qiáng)度將僅僅略高于公知的絞線，并且對使用預(yù)應(yīng)力 絞線的混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性的增強(qiáng)程度更低。在上述的構(gòu)造中，通過控制松馳值使其在1000小時(shí)松馳實(shí)驗(yàn)之 后不超過2. 5%，所述預(yù)應(yīng)力絞線能滿足JIS G 3536或非國家標(biāo)準(zhǔn)(例 如，prEN10138)中規(guī)定的低松馳絞線的數(shù)值，從而使得所述預(yù)應(yīng)力 絞線可以應(yīng)用到更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。合適的是，芯部鋼絲的直徑為5.35±0. 3mm，外圍鋼絲的直徑。如果芯部鋼絲或外圍鋼絲的直徑在此范圍之外， 則難以形成具有可接受外徑的預(yù)應(yīng)力絞線，即，JIS G 3536標(biāo)準(zhǔn)中 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)直徑15. 2ram，或者非國家標(biāo)準(zhǔn)(例如，prEN10138)中規(guī) 定的15. 7mm。合適的是，使用含碳量等于或大于0.90wt。/。的鋼絲作為芯部鋼 絲和外圍鋼絲。含碳量小于0.90wt。/。的鋼絲難以保持預(yù)應(yīng)力絞線所需 的強(qiáng)度。為了制造具有上述結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線，將芯部鋼絲和外圍鋼絲絞合，接著進(jìn)行拉伸處理。在拉伸處理之后或者與此同時(shí)， 在等于或低于430'C的溫度下對鋼絲進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理，從而容易地將松 馳值抑制在等于或低于2. 5%，并且使0. 2%或0. 1%永久伸長時(shí)的負(fù)荷 等于或大于266kN。如果將具有上述結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)中，則結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性比公知結(jié)構(gòu)更強(qiáng)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如上所述，本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力絞線具有比公知絞線高的強(qiáng)度，從 而適于實(shí)際應(yīng)用，這是因?yàn)?.2%永久伸長時(shí)的負(fù)荷值超過JIS標(biāo)準(zhǔn) 下限，0. 1%永久伸長時(shí)的負(fù)荷值超過非國家標(biāo)準(zhǔn)(例如prEN10138) 極限。而且，通過控制松馳特性滿足JIS標(biāo)準(zhǔn)或非國家標(biāo)準(zhǔn)(例如 prEN10138)的規(guī)定值，則預(yù)應(yīng)力絞線可以應(yīng)用到更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。制造本發(fā)明高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線的方法確保制造出具有上述特性 的預(yù)應(yīng)力絞線。而且，因?yàn)楸景l(fā)明的混凝土結(jié)構(gòu)使用具有上述特性的高強(qiáng)度預(yù) 應(yīng)力絞線，本發(fā)明的混凝土結(jié)構(gòu)具有比公知結(jié)構(gòu)更高的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性。


圖l是曲線圖，示出一個(gè)實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力絞線的加熱溫度和拉 伸負(fù)荷之間的關(guān)系以及加熱溫度和0. 2%永久伸長時(shí)的負(fù)荷之間的關(guān)6系。圖2是示出該實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力絞線的加熱溫度與松馳值之間關(guān) 系的曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。此實(shí)施例的高強(qiáng)度 預(yù)應(yīng)力絞線具有7根鋼絲的結(jié)構(gòu)，包括絞合在一起的1根芯部鋼絲 (直徑5.25mnO以及6根外圍鋼絲(直徑5. 05mra)。預(yù)應(yīng)力絞線的 外徑是15. 35mm，預(yù)應(yīng)力絞線的總橫截面積為142mm2。預(yù)應(yīng)力絞線的 絞線構(gòu)造、外徑和總橫截面積是根據(jù)JIS G 3536中規(guī)定的具有15. 2mm 標(biāo)準(zhǔn)直徑的7根鋼絲絞線。芯部鋼絲和外圍鋼絲是含有以下成分的 鋼絲O. 90-1. 3wt% (重量百分比)的C、0. 5-1. 2wt%的Si、0. 1-1. 0wt% 的Mn、 0. 05-1.5wt。/。的Cr，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)。0. 2%永久 伸長時(shí)的負(fù)荷值控制在等于或大于266kN，在1000小時(shí)松馳試驗(yàn)之 后的松馳值控制在等于或小于2. 5%。制造預(yù)應(yīng)力絞線的方法如下。首先，將含有上述成分的單股鋼 絲(直徑13.0腿)進(jìn)行鋼絲韌化處理，從而控制其強(qiáng)度為 1490-1550MPa，接著用具有9個(gè)模具的連續(xù)拔絲機(jī)進(jìn)行冷拔，從而 將單股鋼絲制成使芯部鋼絲和外圍鋼絲具有所需的直徑。接著，將 芯部鋼絲和外圍鋼絲絞合，對所絞合的鋼絲進(jìn)行拉伸處理，以及在 等于或低于43(TC的溫度對所絞合的鋼絲進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。拉伸處理是 通過在鋼絲絞合過程中設(shè)置的兩個(gè)絞盤之間對絞合鋼絲施加恰當(dāng)拉 伸負(fù)荷來執(zhí)行的。在發(fā)藍(lán)處理中，將所絞合的鋼絲在加熱爐中高頻 加熱2-3秒，接著通過水冷槽。當(dāng)所絞合的鋼絲在加熱爐和水冷槽 之間時(shí)，使絞線空冷幾秒。圖1和圖2示出在上述制造方法中的發(fā)藍(lán)處理過程中加熱溫度 的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖1示出加熱溫度與0.2%永久伸長時(shí)的負(fù)荷(下 面稱為"0.2%負(fù)荷")之間的關(guān)系以及加熱溫度與拉伸負(fù)荷之間的 關(guān)系。圖2示出加熱溫度和松馳值之間的關(guān)系。這里，加熱溫度是 使用輻射測溫計(jì)在絞線表面測量的，松馳值是在1000小時(shí)松馳試驗(yàn)之后測量的。從圖1和2中可以明顯看出，當(dāng)發(fā)藍(lán)處理過程中的加熱溫度在30(TC到380'C時(shí)，絞線的0.2%負(fù)荷和松馳值都是穩(wěn)定的。但是，當(dāng) 加熱溫度超過38(TC時(shí)，0.2%負(fù)荷開始下降，并且當(dāng)溫度超過40CTC 時(shí)，松馳值開始增大。但這里需要注意，當(dāng)加熱溫度等于或低于450 °。時(shí)，0. 2%負(fù)荷不低于266kN，當(dāng)加熱溫度等于或低于43(TC時(shí)，松 馳值可以抑制為等于或低于2.5%。因此，在實(shí)際制造過程中，如上所述，將發(fā)藍(lán)處理過程中的加 熱溫度控制在等于或低于43(TC (優(yōu)選的是，等于或低于38(TC)。 例如，當(dāng)加熱溫度等于38(TC時(shí)，根據(jù)圖1和2所示的結(jié)果，0.2% 負(fù)荷是302kN。此數(shù)值比JIS G 3536中對標(biāo)準(zhǔn)外徑15. 2mm的7根鋼 絲絞線規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)下限(222kN)超出36%。而且，松馳值是1.70%， 此數(shù)值比JISG 3536中對低松馳絞線規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)上限(2.5%)低30% 或30%以上。另外，在等于或低于43(TC的加熱溫度下處理的絞線的 拉伸負(fù)荷比JIS G 3536中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)下限(261kN)超出20%或20% 以上。此外，當(dāng)制造使用上述預(yù)應(yīng)力絞線的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)的強(qiáng) 度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性都大大增強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種具有7根鋼絲結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線，在所述絞線中，1根芯部鋼絲與6根外圍鋼絲絞合在一起，其中，所述絞線的外徑為15.0mm到16.1mm，所述絞線的總橫截面積等于或大于135mm2，0.2％或0.1％永久伸長時(shí)的負(fù)荷等于或大于266kN。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線，其中，在1000小時(shí)松馳試驗(yàn)之后測量的松馳值等于或小于2. 5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線，其中， 所述芯部鋼絲的直徑為5.35土0.3mm，所述外圍鋼絲的直徑為5. 15±0. 25mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線，其中，使用含碳量等于或大于0. 90wt。/。的鋼絲作為所述芯部鋼絲和所 述外圍鋼絲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線，其中，所述絞線是通過如下方式制造的，即..將所述芯部鋼絲和所述 外圍鋼絲絞合，對所絞合的鋼絲進(jìn)行拉伸，以及在拉伸之后或者拉 伸的同時(shí)在等于或低于43(TC的溫度下對所述絞合的鋼絲進(jìn)行發(fā)藍(lán) 處理。
6. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力 絞線的方法，包括將所述芯部鋼絲和所述外圍鋼絲絞合；對所絞合的鋼絲進(jìn)行拉伸處理；以及在拉伸處理之后或者在拉伸處理同時(shí)在等于或低于430°C的溫 度下對所述絞合的鋼絲進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。
7. —種使用權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力絞線 的混凝土結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)應(yīng)力絞線以及使用所述預(yù)應(yīng)力絞線的混凝土結(jié)構(gòu)，所述絞線比公知的預(yù)應(yīng)力絞線具有更高的強(qiáng)度并且更加適于實(shí)際應(yīng)用。本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力絞線比公知的預(yù)應(yīng)力絞線具有更高的強(qiáng)度并且更加適于實(shí)際應(yīng)用，其具有7根鋼絲結(jié)構(gòu)，其中1根芯部鋼絲和6根外圍鋼絲絞合在一起，并且調(diào)節(jié)為外徑是15.0mm到16.1mm，總橫截面積等于或大于135mm²，以及0.2％或0.1％永久伸長時(shí)的負(fù)荷等于或大于266kN。
文檔編號E04B1/22GK101326325SQ20078000062
公開日2008年12月17日 申請日期2007年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者仁木敏彥, 前川智哉, 市來隆志 申請人:住友電工鋼鐵電線株式會社