製作預應力混凝土構件中受拉區鋼筋用的冷拉鋼絲。一般混凝土對壓縮力具有高的強度，但在承受拉伸力時則顯示出脆性，容易產生龜裂。預應力混凝土，就是使配置在構件中受拉區的鋼筋預先承受一個拉伸力而產生預拉應力。鋼筋上的預拉應力反作用到受拉區的預壓應力可抵消或減小外載荷作用在混凝土上的拉應力，從而大大提高受拉區抵抗拉力的能力，因而可減小構件尺寸，節約材料並減輕構件的自重。由於具有這些優點，預應力混凝土構件目前已成功地套用於大型橋樑、屋架、吊車梁、工業及民用預製樓板、鐵軌道枕、電桿管樁、大口徑預製管道以及原子能發電站等許多工程中。預應力鋼絲的生產隨著預應力混凝土構件的廣泛套用而得到很快的發展。
基本介紹
- 中文名：預應力鋼絲
- 外文名： prestressing wire
- 直徑：4mm, 4.8mm, 5.0mm等
- 處理工藝：熱處理和冷加工
- 套用：建築
- 學科：土木工程
介紹,冷拉鋼絲,矯直回火鋼絲,低鬆弛鋼絲,鍍鋅鋼絲,刻痕鋼絲,
介紹
由優質高碳鋼熱軋盤條經熱處理和冷加工製成的適用於預應力混凝土配筋要求的鋼絲的統稱。此類鋼絲鋼的含碳量為0.65%～0.85%，硫磷含量均小於0.035%。鋼絲的抗拉強度一般在1470MPa以上，其強度級別已逐步從以1470MPa、1570MPa為主，過渡到以1670～1860MPa為主。鋼絲直徑在3mm以上，並已逐步從以3～5mm為主，過渡到以5～7mm為主。
預應力鋼絲從本世紀20年代開始工業性生產和套用，經過幾十年的發展，已形成具有不同特性適用於不同對象的系列產品，包括冷拉鋼絲、矯直回火鋼絲、低鬆弛鋼絲、鍍鋅鋼絲和刻痕鋼絲等。這些產品和以它捻製成的預應力鋼絞線已成為世界上使用最廣泛的預應力鋼材品種。
冷拉鋼絲
高碳鋼熱軋圓盤條經鉛溶淬火後拉拔而成的光圓鋼絲。由於未經矯直回火處理，其伸長率較低。鋼絲成卷交貨，盤徑為500～1000mm。多用於鐵路軌枕及混凝土壓力水管。中國生產的冷拉鋼絲直徑多為3mm，少量為4mm、5mm。生產時根據成品規格及性能要求選定鋼號和盤條直徑，拉拔前進行鉛溶淬火，線溫為890～930℃，鉛溫為460～500℃。等溫淬火後強度提高至1080～1180MPa，金相組織轉變為綜合性能優良的索氏體組織。為保證成品的表面質量，且便於拔制，淬火後的盤條需經酸洗、磷化或塗鍍等工序。
矯直回火鋼絲
冷拉鋼絲經矯直回火處理而成。矯直回火溫度為460～500℃，主要作用是消除拉拔時產生的內應力。與冷拉鋼絲相比，矯直回火鋼絲的屈服強度有所提高，延性和應力鬆弛性能均有改善。產品以大盤卷供貨，盤徑為1.5～2m。開卷後伸直性好，可單根或編束施工，廣泛用於製造各種類型的預應力混凝土構件。
低鬆弛鋼絲
冷拉鋼筋經過穩定性處理（即在張力下進行回火處理）而成，以可降低應力鬆弛命名。應力鬆弛是預應力鋼材的重要特性，即在保持恆定長度的條件下受拉元件的應力損失，其量值以應力損失與初始應力的百分比值表示，稱為鬆弛率。在工程套用中，預應力鋼材的應力鬆弛損失在結構構件總的預應力損失中所占的比重相當大，因此通過穩定性處理降低鬆弛率是提高鋼絲使用性能的有效方法。進行穩定性處理時張力為0.4～0.5σb，回火溫度控制在350～400℃之間。由於鋼絲在熱張拉狀態下產生0.9%～1.3%的微小應變，使其在外力作用下防位錯轉移的能力提高，表現為鋼絲的彈性極限、屈服強度顯著提高，應力鬆弛率降低至矯直回火鋼絲的1/3～1/4。在相同條件下使用，可使預應力筋中的剩餘應力提高10%～15%。因此近十餘年來，低鬆弛鋼絲的生產和套用獲得長足的發展。
鍍鋅鋼絲
採用熱鍍鋅工藝在預應力鋼絲表面鍍上250g/m2～350g/m2的鋅層而成。由於預應力鋼絲是冷加工鋼材，具有高強度，表面易受損傷，比普通碳素鋼對介質腐蝕和應力腐蝕更為敏感。特別是鋼絲斷面積小，又長期在高應力下工作，因受外裹混凝土的材料性質、密實度、缺陷、冷凝水、受力狀態下的裂縫以及結構物使用環境等因素的影響，產生應力腐蝕開裂致使預應力構件失效的危險性很大。鍍鋅層對鋼絲基體可起有效的保護作用。鍍鋅鋼絲適用於橋樑拉索和污水池等腐蝕較嚴重的工程結構。
刻痕鋼絲
在光面鋼絲表面上壓出規律的凸肋或凹坑的製品。刻痕可改善預應力鋼絲與混凝土之間的粘結性能，主要適用於先張法施工的預應力結構構件。
