CN108716150A - 一种耐高温预应力钢绞线 - Google Patents

一种耐高温预应力钢绞线 Download PDF

Info

Publication number
CN108716150A
CN108716150A CN201810588975.9A CN201810588975A CN108716150A CN 108716150 A CN108716150 A CN 108716150A CN 201810588975 A CN201810588975 A CN 201810588975A CN 108716150 A CN108716150 A CN 108716150A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inner core
high temperature
temperature resistant
wire
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810588975.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108716150B (zh
Inventor
李凌志
贾英琦
刘兆乾
包洪印
余江滔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201810588975.9A priority Critical patent/CN108716150B/zh
Publication of CN108716150A publication Critical patent/CN108716150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108716150B publication Critical patent/CN108716150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0673—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core having a rope configuration
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B5/00—Making ropes or cables from special materials or of particular form
    • D07B5/005—Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B5/00—Making ropes or cables from special materials or of particular form
    • D07B5/005—Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties
    • D07B5/006—Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties by the properties of an outer surface polymeric coating
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2401/00—Aspects related to the problem to be solved or advantage
    • D07B2401/20—Aspects related to the problem to be solved or advantage related to ropes or cables
    • D07B2401/202—Environmental resistance
    • D07B2401/2035—High temperature resistance
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2501/00—Application field
    • D07B2501/20—Application field related to ropes or cables
    • D07B2501/2015—Construction industries

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

本发明涉及一种耐高温预应力钢绞线，包括内芯以缠绕在内芯外侧的绞线，所述内芯为形状记忆合金材质的内芯，所述绞线设有若干股，呈螺旋状缠绕在内芯的外侧。与现有技术相比，本发明使用SMA材质的内芯，在高温诱发下，SMA从马氏体相转变为奥氏体相，恢复至初始形态并在约束作用下产生预应力，产生相当可观的恢复力，从而保持钢绞线的预应力不致过低，甚至有所提高。

Description

一种耐高温预应力钢绞线
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其是涉及一种耐高温预应力钢绞线。
背景技术
据统计，建筑火灾从起火到扑灭一般需要2小时，此时预应力混凝土结构内部预应力筋的温度通常达到近400℃。传统钢绞线在高温作用下不仅会发生强度和刚度劣化，且由于其本身和混凝土高温蠕变导致严重的预应力损失，不仅使结构承载能力降低，并使结构的开裂和变形加速。开裂和变形又加速了火灾高温向构件内部扩散，进一步加剧预应力损失和结构变形，从而形成恶性循环，将很快导致预应力混凝土结构整体坍塌，产生严重的安全隐患。
现有针对高温中钢绞线预应力损失的方法主要有在钢材中加入锰和矾元素进行材性改良或涂刷防火涂料。前一种方法需要改变既有钢材铸造工艺，难以大面积推广，且在低应力下易发生钢材脆断；后一种方法会降低钢绞线与混凝土间的粘结应力，且防火涂料易在地震等往复荷载下脱落。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐高温预应力钢绞线。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种耐高温预应力钢绞线，包括内芯以缠绕在内芯外侧的绞线，所述内芯为形状记忆合金材质的内芯，所述绞线设有若干股，呈螺旋状缠绕在内芯的外侧。
所述形状记忆合金材质的内芯直径为5.25±0.05mm，奥氏体完成温度为200～400℃，形状记忆合金(SMA)具有独特的形状记忆效应，SMA在高温下会从马氏体相转变为奥氏体相并恢复至初始形态。如果将传统预应力钢丝与SMA绞合成股制成钢绞线，并对其两端施加预应力，在高温下SMA将产生相当可观的恢复力，从而可抵消传统钢丝的预应力损失，保持钢绞线的总体预应力不致过低，甚至有所提高。
所述绞线为钢绞线，设有六根。
所述绞线公称直径为15.24mm，直径允许偏差为-0.15～0.40mm，公称截面面积为140.00mm2。
所述绞线的表面还增加包铝层、镀铜层、镀锌层、锌铝合金层或涂刷环氧树脂。
与现有技术相比，本发明既不改变既有钢材铸造工艺，又不会降低钢绞线与混凝土间粘结应力的技术，从而保证钢绞线在高温环境下仍然具有良好的力学性能，以保证结构或构件在高温下具有足够的承载能力。
本发明综合利用形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA)在高温下独特的形状记忆效应和传统预应力钢丝优良的受力性能，将两者结合形成一种新型的钢-SMA组合钢绞线。在使用时按预应力混凝土结构正常工法施工，对其两端施加预应力。在火灾中通过高温诱发SMA的形状记忆效应以产生较大恢复力，从而实现对钢绞线高温中预应力损失的补偿。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为SMA材料与普通预应力钢丝力学性能指标随温度变化的曲线；
图3为本发明的钢-SMA组合钢绞线与传统钢筋线高温下力学性能对比。
图中，1-内芯、2-绞线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
一种耐高温预应力钢绞线，其结构如图1所示，包括内芯1以缠绕在内芯1外侧的绞线2，内芯1为形状记忆合金材质的内芯，直径为5.25±0.05mm，奥氏体完成温度为200～400℃，本实施例中绞线2设有6股钢丝，直径为5.07±0.05mm，采用的是钢制的绞线，呈螺旋状缠绕在内芯的外侧。
形状记忆合金(SMA)具有独特的形状记忆效应，SMA在高温下会从马氏体相转变为奥氏体相并恢复至初始形态。如果将传统预应力钢丝与SMA绞合成股制成钢绞线，并对其两端施加预应力，在高温下SMA将产生相当可观的恢复力，从而可抵消传统钢丝的预应力损失，保持钢绞线的总体预应力不致过低，甚至有所提高。图2表示了SMA丝与传统预应力钢丝的屈服强度和弹性模量在不同温度下与常温下的量值之比，从图中可以看出与钢丝在高温下材性显著降低不同，SMA丝的强度和弹性模量在温度升高到300℃以前不仅不降低还能显著提高，到400℃时依旧可达到常温时的3倍以上，到600℃时仍能维持与常温相当的水平。除此之外绞线的表面还增加包铝层、镀铜层、镀锌层、锌铝合金层或涂刷环氧树脂。
图3为本发明的钢-SMA组合钢绞线与传统钢筋线高温下力学性能对比，从中可以看出，该钢-SMA组合钢绞线不仅常温下的受力性能明显优于传统钢绞线，在温度达到400℃以前其受力性能均优于其常温下的表现。所以，本发明所提出的新型钢绞线在火灾全程中不仅不产生预应力损失，还可基本确保其具有比常温下更好的力学性能，从而可抵消由混凝土高温蠕变产生的结构变形、减缓混凝土开裂和火灾高温扩散。
本发明既不改变既有钢材铸造工艺，又不会降低钢绞线与混凝土间粘结应力的技术，从而保证钢绞线在高温环境下仍然具有良好的力学性能，以保证结构或构件在高温下具有足够的承载能力。
本发明在制造时的工艺流程如下：(1)将SMA丝置于350℃的高温中持续0.5h并冷却，以进行退火处理，再对SMA进行20次加卸载拉伸使其性能稳定。(2)将高碳钢盘条、不锈钢盘条或中低碳钢盘条冷拉成钢丝。(3)根据工程需要，可在钢丝表面增加包铝层、镀铜层、镀锌层、锌铝合金层或涂刷环氧树脂。(4)将SMA丝与传统预应力钢丝绞合成股制成钢绞线，在绞线成形后连续进行稳定化处理，最后收在工字轮或无轴卷上。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种耐高温预应力钢绞线，其特征在于，该钢绞线包括内芯以缠绕在内芯外侧的绞线，所述内芯为形状记忆合金材质的内芯，所述绞线设有若干股，呈螺旋状缠绕在内芯的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温预应力钢绞线，其特征在于，所述形状记忆合金材质的内芯直径为5.25±0.05mm，奥氏体完成温度为200～400℃。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温预应力钢绞线，其特征在于，所述绞线为钢绞线。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温预应力钢绞线，其特征在于，所述绞线设有六根钢丝，钢丝直径为5.07±0.05mm。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温预应力钢绞线，其特征在于，所述绞线公称直径为15.24mm，直径允许偏差为-0.15～0.40mm，公称截面面积为140.00mm2。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种耐高温预应力钢绞线，其特征在于，所述绞线的表面还增加包铝层、镀铜层、镀锌层、锌铝合金层或涂刷环氧树脂。
CN201810588975.9A 2018-06-08 2018-06-08 一种耐高温预应力钢绞线 Active CN108716150B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810588975.9A CN108716150B (zh) 2018-06-08 2018-06-08 一种耐高温预应力钢绞线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810588975.9A CN108716150B (zh) 2018-06-08 2018-06-08 一种耐高温预应力钢绞线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108716150A true CN108716150A (zh) 2018-10-30
CN108716150B CN108716150B (zh) 2021-09-03

Family

ID=63912989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810588975.9A Active CN108716150B (zh) 2018-06-08 2018-06-08 一种耐高温预应力钢绞线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108716150B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111842722A (zh) * 2020-08-30 2020-10-30 尤加东 一种钢绞线墩头
CN112323524A (zh) * 2020-09-29 2021-02-05 郑州大学 一种镍钛合金丝绳及其生产工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1225315A (zh) * 1997-10-14 1999-08-11 倍耐力轮胎有限公司 增强气胎用形状记忆线、含该线的涂胶织物和气胎
JP2005206998A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Keiji Sakamoto スプリング性繊維ロープ
CN2739223Y (zh) * 2004-05-28 2005-11-09 谢志峰 一种预应力混凝土用钢绞线
CN101002288A (zh) * 2004-06-17 2007-07-18 3M创新有限公司 电缆及其制造方法
CN201193380Y (zh) * 2008-04-18 2009-02-11 中国科学院金属研究所 一种预应力混凝土用钢绞线
CN201438244U (zh) * 2009-07-03 2010-04-14 深圳市欧帝光学有限公司 一种形状记忆合金绞线以及应用该种绞线的眼镜
CN102017022A (zh) * 2008-03-07 2011-04-13 通用汽车环球科技运作公司 形状记忆合金缆线
CN206448101U (zh) * 2016-12-19 2017-08-29 张家港新华预应力钢绞线有限公司 一种用于高空作业的专业钢绞线

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1225315A (zh) * 1997-10-14 1999-08-11 倍耐力轮胎有限公司 增强气胎用形状记忆线、含该线的涂胶织物和气胎
JP2005206998A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Keiji Sakamoto スプリング性繊維ロープ
CN2739223Y (zh) * 2004-05-28 2005-11-09 谢志峰 一种预应力混凝土用钢绞线
CN101002288A (zh) * 2004-06-17 2007-07-18 3M创新有限公司 电缆及其制造方法
CN102017022A (zh) * 2008-03-07 2011-04-13 通用汽车环球科技运作公司 形状记忆合金缆线
CN201193380Y (zh) * 2008-04-18 2009-02-11 中国科学院金属研究所 一种预应力混凝土用钢绞线
CN201438244U (zh) * 2009-07-03 2010-04-14 深圳市欧帝光学有限公司 一种形状记忆合金绞线以及应用该种绞线的眼镜
CN206448101U (zh) * 2016-12-19 2017-08-29 张家港新华预应力钢绞线有限公司 一种用于高空作业的专业钢绞线

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111842722A (zh) * 2020-08-30 2020-10-30 尤加东 一种钢绞线墩头
CN112323524A (zh) * 2020-09-29 2021-02-05 郑州大学 一种镍钛合金丝绳及其生产工艺
CN112323524B (zh) * 2020-09-29 2023-03-21 郑州大学 一种镍钛合金丝绳及其生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN108716150B (zh) 2021-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108716150A (zh) 一种耐高温预应力钢绞线
JPH0351359Y2 (zh)
JPH09228274A (ja) スチールコード
KR102369006B1 (ko) 고 신장성 파이버
WO2007145277A1 (ja) 炭素繊維を使用した鉄筋コンクリート製柱状構造物のじん性補強方法
JP2007537364A5 (zh)
WO2011107848A4 (en) Improved reinforcing bar and method for manufacturing the same
CN103485220B (zh) 一种高强度牵引结构用钢索的制造方法
CN103806445A (zh) 高性能低预应力混凝土实心方桩
WO2008149644A1 (ja) Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材およびそのための前駆体
CN211080780U (zh) 一种耐腐蚀钛-钢复合钢筋
CN106930587B (zh) 新型预应力干法水泥筒仓及加固方法
CN111187022B (zh) 一种腐蚀致型形状记忆纤维及其制备方法和应用
CN111189768B (zh) 一种腐蚀驱动智能纤维及其制备方法和应用
CN110512802A (zh) 采用frp作为混合配筋的phc复合管桩及其制作方法
WO2019230932A1 (ja) コンクリートポールとその製造方法
JP4762782B2 (ja) 強化材、化合物超電導線材及び化合物超電導線材の製造方法
JP5614086B2 (ja) 耐久性に優れたコンクリート柱
JP5057455B2 (ja) 管状ストランドおよびその製造方法
CN210104421U (zh) 一种直径45mm股压实不旋转钢丝绳结构
CN108130983A (zh) 一种玄武岩纤维/钢筋复合筋
CN112323524B (zh) 一种镍钛合金丝绳及其生产工艺
CN213653169U (zh) 一种uhpc-nc的组合结构
CN207892130U (zh) 一种钢管混凝土柱
CN104389306B (zh) 低预应力预制混凝土实心桩

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant