KR20200045559A - 나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트로 만들어진 아이템을 강화하기 위한 프리스트레스 보강재를 제조하는데 사용될 수 있으며, 임의의 가능한 변위 방향으로 콘크리트에 최대로 강한 접착력, 및 높은 수준의 비강도, 이완 내성 및 피로 내성을 제공한다. 나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어에서, 원통형 표면의 단면에 의해 서로 분리된 3 개의 선직면이 나선형 라인을 따라 와이어의 표면에 적용된다. 사다리꼴 돌출부는 선직면 자체가 배열되는 나선형 라인의 방향과 반대 방향으로 기울어진 경사부에서 선직면 상에 배열된다.

Description

나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어

본 발명은 와이어 드로잉 제조에 관한 것으로, 거푸집 및 콘크리트로 만들어진 다른 아이템을 사용하지 않고 형성된 중공 코어 슬래브를 강화하기 위한 프리스트레스(prestressed) 보강재를 제조하는데 사용될 수 있다.

완전 원형-단면을 갖는 보강 와이어가 공지되어 있으며, 그 표면에는 원통형 표면 생성기 아래에서 둥근 덴트 형태의 주기적 프로파일이 적용되며, 그 덴트는 표면의 반대측에 2 개의 종 방향 열로 배치된다(GOST 7348-81“프리스트레스된 콘크리트 구조물의 보강을 위한 탄소강 와이어. 명세서”참조).

공지된 보강 와이어의 단점은 낮은 비 강도, 피로 내성(fatigue resistance) 및 이완 내성(relaxation resistance)인데, 이는 주기적 프로파일의 전이 영역에 응력 집중이 존재하며, 그 응력 집중은 감소된 단면적을 갖는 영역에 위치하기 때문이다. 공지된 보강 와이어의 다른 단점은 콘크리트에 대하여 접착력이 낮다는 것이다. 이 요인은 주기적인 캐비티의 깊이가 매우 얕고, 와이어 축에 대한 캐비티 가장자리의 경사각이 작기 때문이며, 이는 결과적으로 작동 장력 중 와이어의 포아송이 좁아져서, 와이어 표면상의 주기적 캐비티를 채울 때 형성된 콘크리트 돌출부를 발생시키고, 이는 캐비티와의 접착 결합을 상실하게 하고, 이와 동시에 캐비티 사이의 와이어의 넓은 영역의 평면에 종 방향 힘으로 하중을 가하게 한다. 이 경우, 이 구조에서 보다 발전된 프로파일을 만들면 단면이 더욱 약화되고 응력 집중이 증가할 것이다.

본 발명에 따른 보강 와이어의 가장 근접한 종래 기술은 나선형 프로파일을 가지며, 4개의 사다리꼴 돌출부를 갖는 전체 원형 단면을 갖는 보강 와이어이며, 여기서 바깥 쪽을 향하는 표면 부분은 보강 와이어의 주 표면과 동축인 원호이며, 상기 돌출부는 와이어의 전체 길이를 따라 연속적으로 그리고 나선형으로 주 표면 위에 배치된다(중화 인민 공화국의 GB/T 5223 표준 참조).

이러한 보강 와이어의 구조는 전체 길이에 걸쳐 균일한 단면을 가지기에, 더 높은 비 강도, 피로 내성 및 이완 내성을 가지며, 이는 압력 성형 공정이 변하지 않으며(stationary), 결과적으로 그 특성이 길이에 따라 균일하다는 것을 의미한다. 또한, 공지된 와이어 구조는 프로파일의 높이가 몇배 증가하고 상대적으로 큰 파쇄 면적을 갖기에 콘크리트에 대한 강한 접착력을 제공하지만, 전체적으로는 돌출부의 높이에 의해 제한되며, 파쇄/전단 시에 돌출부의 측면에 의해 하중 가해지는 콘크리트 부피 때문에 콘크리트에 대한 강한 접착력을 제공하지는 않는다. 반면에, 돌출부의 바깥 쪽을 향하는 표면은 파괴 없는 그 자체의 임프레스(impress)에 따라, 접착력과 마찰 결합 및 나선형 변위 가능성에만 관여한다.

본 발명의 목적은 잠재적으로 가능한 변위 방향에서의 기계적 접착 및 높은 수준의 비 강도, 이완 내성 및 피로 내성을 포함하여, 콘크리트에 최대로 동시에 강한 접착력을 제공하는 보강 와이어의 구조를 개발하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따른 나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어가 둥근 모서리를 갖는 삼각 단면을 갖고, 둥근 모서리 및 삼각 단면의 측면에 의해 형성된 와이어의 리브(rib) 및 면(face)은 각각 나선형으로 배치되고, 상기 면의 표면에는 둥근 전이 영역을 갖는 경사진 사다리꼴 돌출부 형태의 주기적 프로파일이 그 위치 라인을 따라 형성됨으로써, 달성된다.

또한 보강 와이어는 둥근 모서리를 갖는 사각형 또는 타원형의 단면을 가질 수 있다.

또한, 와이어 표면의 면은 룰드(ruled)되고 볼록하거나 오목할 수 있다.

와이어의 이러한 설계는 와이어의 축에 대해 기울어진 나선형 측면의 쐐기(wedging)로 인해 발생하는 정상적인 지지 응력에 의해 와이어의 장력을 콘크리트로 전달하는 것을 보장한다. 따라서, 콘크리트에 대한 보강 로프의 접착력 연구는 이러한 방식의 접착성의 안전성 및 탁월한 효능으로 입증하였다; 예를 들어, 거푸집을 사용하지 않고 3 면체(three-edged) 로프로 보강된 중공 코어 슬래브를 로드할 때, 로프 강도가 로프의 수, 그 단면, 강도 및 실제 장력에 따라 동등한 표준 로프 세트로 보강된 동일한 슬래브보다 25-35 % 높은 하중 하에서, 로프의 강도가 완전히 소진되어, 슬래브가 파손되었다. 이 경우, 보강 와이어의 나선형 면에 주기적 프로파일이 존재하면, 콘크리트 자체의 임프레스(impress)를 통해 미끄러짐을 방지할 수 있다. 표면 위에 돌출 형태의 주기적 프로파일을 구성하면, 해당 위치에서의 단면이 약화되는 것을 방지할 수 있고, 응력 집중을 단면 증가를 통해 보강된 영역으로 변위시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 의해 설명된다.
도 1은 나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어의 외관을 개략적으로 도시한다;
도 2는 나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어의 단면을 개략적으로 도시한다.

본 발명의 실시 예 중 하나에 따른 나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어는 도 1 및 도 2에 제공되어 있다. 와이어(1)(도 1, 도 2)의 표면에는 원통형 표면(3, cylindrical surface)의 영역에 의해 서로 분리되는 3개의 선직면(2, 線織面, ruled surface)이 나선형 라인을 따라 적용된다. 사다리꼴 돌출부(4)는 선직면(2) 자체 위치의 나선형 라인 방향과 반대 방향으로 기울어진 경사면에서 선직면(2) 상에 배치된다.

보강 와이어는 예를 들어 다음과 같이 제조된다.

원형 섹션의 와이어(1)가 미리 제조된다. 그 후, 와이어는 그 주위를 회전하며 경사진 그루브들을 갖는 기둥 작업 표면들이 그것들을 절단시키는 3개의 경사 롤러를 갖는 롤러 카트리지를 통해 공급된다. 또한, 선직면(2)은 원통형 롤러의 작용에 의해 와이어(1)의 표면에 나선형으로 형성되고, 롤러의 원통형 표면에 그루브가 형성되는 위치에 사다리꼴 돌출부(4)가 그들과 대향하여 형성된다. 롤러에 의해 변형되지 않는 와이어 표면의 일부에는 원통형 표면(3)의 영역이 유지된다.

형상 변경 프로세스와 동시에, 제조되는 보강 와이어는 임의의 공지된 방법, 예를 들어 캡스턴(capstan) 사이에서 그들 각각이 구동 풀리와 비-구동 풀리, 또는 2 개의 구동 풀리로 구성된 세트로 이루어지는 방법에 의해 파단력의 30-70 %의 힘으로 인장된다. 보강 와이어가 직선-인장 상태에 있을 때, 제 1 캡스턴과 제 2 캡스턴을 통과하는 간격 동안, 예를 들어 인덕턴스 퍼니스를 통해 370-430 도의 온도까지 가열되고, 이어서 강제로 제 1 캡스턴과 제 2 캡스턴 사이의 간격 동안 직선-인장 상태에서 물 분무기에 의해 인장된 와이어를 강제 냉각한다.

냉각이 완료되면, 와이어는 제 2 캡스턴을 통과하여, 코일로 권선되는 축적 장치로 공급되거나 또는 특정 길이로 절단되도록 가위로 공급된다. 그 후, 특정 길이로 권선되거나 절단된 와이어는 공지된 방법에 의해 포장된다.

기술된 방법 이외에도, 와이어는 와이어 드로잉 작업에 의해 단일 공정에서 형상 변경될 수 있다.

Claims (5)

1. 나선형 프로파일을 갖는 보강 와이어로서,
   둥근 모서리를 갖는 삼각 단면을 갖고, 둥근 모서리 및 삼각 단면의 측면에 의해 형성된 와이어의 리브(rib) 및 면(face)은 각각 나선형으로 배치되고, 상기 면의 표면에는 둥근 전이 영역을 갖는 경사진 사다리꼴 돌출부 형태의 주기적 프로파일이 그 위치 라인을 따라 형성되는 보강 와이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단면은 둥근 모서리를 갖는 사각형 형태인 보강 와이어.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단면은 타원형 형태인 보강 와이어.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면이 볼록한 보강 와이어.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면이 오목한 보강 와이어.

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