【2017年整理】预应力钢丝与钢绞线.pdf

第 三 章 预 应 力 钢 丝 与 钢 绞 线第 一 节 预 应 力 钢 丝预应力钢丝是预应力混凝土结构配筋用钢丝的简称预应力钢丝的品种规格很多�大致可按以下规则分类��! �按表面形状分�光圆的�光面�和规律变形的�刻痕的、阴螺纹的、阳螺纹的、带肋的��" �按加工 方 法 分�冷 拉 的、矫 直 回 火 的、稳 定 化 处 理 的、冷 轧 成 形 的、调 质 处 理 的�油、水淬火��# �按抗拉强度分�低强度的低碳冷拔丝�其抗拉强度在$%% &’( 以下�中强预应力钢丝�其抗拉强度为$%% ) !*+% &’( �高强预应力钢丝�其抗拉强度为!*+% ) !$,% &’( �超高强预应力钢丝�其抗拉强度为!$,% &’( 以上�* �按横截面形状分�圆的、椭圆的、半圆的、扭耳的、花键轴式等�- �按松弛级别分�普通松弛级�!级松弛��低松弛级�"级松弛��, �按表面有无镀�涂�层分�光面无 镀层、镀锌、镀 锌铝 稀土镀 层、环 氧涂层、其他 镀�涂�层�+ �按化学成分分�碳素钢丝和低�微�合金钢丝预应力钢丝按./ 0 1 -""# —!22- 的标准组织生产标准中对钢丝的力学性能 等要・#%!!・第三章 预应力钢丝与钢绞线求摘录如表!" # $ # ! 所示。

表!" # $ # ! 消除应力预应力钢丝力学性能公称直径% && 偏差% && 抗拉强度!’% ()*�不小于�屈服强度!+,-% ()*�不小于�伸长率�!+.!++&&�% /�不小于�弯曲�不小于� 松弛率�!+++0�% /�不大于�次 半径% && ! ""1 + 2+1 +"31 + 2+1 +341 + 2+1 +351 + 2+1 +3!"5+ !-33!35+ !$$+!45+ !"!+!55+ !3++!35+ !$$+!45+ !"-+!"5+ !-3+!35+ !$$+" $ !+ 6 -1 3" " !3 6 -1 3" " !3 6 -1 3" " -+ 6 -1 3刻痕钢丝的力学性能如表!" # $ # - 所示表!" # $ # - 刻痕预应力钢丝力学性能公称直径% && 抗拉强度!’% ()*�不小于�屈服强度!+1-% ()*�不小于�伸长率% /�!+.!++&&��不小于�弯曲�".!3&&�% 次�不小于�松弛率�!+++0�% /�不大于�! "!31 ++ !"5+!35+ !-3+!$"+731 ++ !"5+!35+ !-3+!$"+ " $ 6 !1 3注�当公称直径大于31 ++&&时�弯曲半径".-+&&。

第 二 节 预 应 力 钢 绞 线预应力钢绞线是预应力 混凝 土结 构配 筋用钢 绞线 的简 称预应 力钢 绞线是 把多 根冷拉预应力钢丝成螺旋状绞合在一起�并经消除应力处理而得到的预应力钢绞线大致可分为以下几类�详见图!" # $ # ! ���! �按其结构分�! 8 - �! 8 $ �! 8 5�! 9 4 �! 8 !:�! 9 4 9 !- 、! 9 4 9 4 % 4 、! 9 : 9 : �! 8 $5 �- �按生产方法来分�捻制9 消除应力回火�捻制9 稳定化处理�模拔成型�$ �按表面有无镀�涂�层分�表 面无 镀层 的预 应力钢 绞线�镀锌预 应力 钢绞 线�环氧涂层预应力钢绞线�锌、铝、稀土镀层预应力钢绞线�" �按松弛级别来分�普通松弛级�!级松弛�预应力钢绞线�低松弛级�"级松弛�预应力钢绞线・"+!!・第十四篇 混凝土用高强度预应力钢材生产工艺技术预应力钢绞线按!" # $ %&&’ —())% 标准组织生产标准 中对 预应 力钢 绞线的 力学性能等要求摘录如下��( �( * & 、( * + 预应力钢绞线的力学性能如表(’ , + , + 所示表(+ , + , + ( * & 、( * + 预应力钢绞线的力学性能・%-((・第三章 预应力钢丝与钢绞线图!" # $ # ! 预应力钢绞线的结构�% �! & ’ 预应力钢绞线的力学性能如表!" # $ # " 所示。

表!" # $ # " ! & ’ 预应力钢绞线力学性能公称直径( ))截面积( ))% 偏差( ))强度级别( *+,整根钢绞线的破坏负荷( -.屈服负荷( -.伸长率�!/!"//))�( 0!///1 松弛值( 0! "初始负荷 初始负荷�不小于� ’/0 2/0 ’/0 2/0每千米理论质量( -345 6/ 6"5 2!!5 !/ ’"5 %!%5 ’/ 425 ’!65 %/ !$45 /7/5 $/#/5 !67/5 "/#/5 %/!28/ !/% 285 8!28/ !$2 !!’5 /!28/ !2" !685 /!’%/ %$4 %/$5 /!28/ %64 %%/5 /$5 6 25 / !% %5 6 "5 6"$%62/’’"!!/!注�!5 !级松弛即普通松弛级�"级松弛即低松弛级5 屈服负荷是整根钢绞线破断负荷的260预应力钢绞线应是不松散的其捻距为钢绞线公称直径的!% 9 !8 倍・8/!!・第十四篇 混凝土用高强度预应力钢材生产工艺技术第 三 节 预 应 力 钢 丝 与 钢 绞 线 的 原 料一 、钢 的 化 学 成 分制造钢丝和钢绞线 用 的 钢 的 含 碳 量 一 般 在 ! " # $ % ! " & ! $ 之 间。

它 应 符 合 ’ ( ) *+ , # 标准的规定�并应经过炉外精炼�使钢的化学成分均匀�最大限度去掉钢中的杂质和气体表 + , - . - / 为最常用的钢号及其化学成分表 + , - . - / 钢丝、钢绞线用钢的化学成分牌号 化学成分!) $0 12 34 5 1 06789 !" 7! %!" 7/ !" +8 %!" .8 !" .! %!" #! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!78349 !" 7! %!" 7/ !" +8 %!" .8 !" #! %!" &! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!7/9 !" 7. %!" 7: !" +8 %!" .8 !" .! %!" #! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!7/349 !" 7. %!" 7: !" +8 %!" .8 !" #! %!" &! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!779 !" 7/ %!" :! !" +8 %!" .8 !" .! %!" #! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!77349 !" 7/ %!" :! !" +8 %!" .8 !" #! %!" &! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!:!9 !�7: %!" :. !" +8 %!" .8 !" .! %!" #! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!:!349 !" 7: %!" :. !" +8 %!" .8 !" #! %!" &! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!:89 !" :! %!" :/ !" +8 %!" .8 !" .! %!" #! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!:8349 !" :! %!" :/ !" +8 %!" .8 !" #! %!" &! !!" !8/ !!" !8/ !!" 8!近年来�用添加 0 ; 、 等元素的微合金化钢来制作低松弛级预应力钢绞线。

二 、盘 条用来拉制预应力钢丝和钢绞线的盘条�应按 ’ ( ) * + , # —+ & & :《预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条》的要求供应其直 径为!# " / % + , " ! ? ? �无 扭控 冷热轧 盘条 的 金 相 组 织 应主要为索氏体组织�不应有马氏体、网状渗碳体及对性能有害的组织盘条中不得存在缩孔、分层及夹杂盘条表面应圆滑�不得有裂纹、折叠、耳子、结疤及其他有害缺陷供作预应力钢丝和钢绞线原料的盘条�其脱碳层深度不得大于直径的・7!++・第三章 预应力钢丝与钢绞线! " # $ �单重应是%& 以上第 四 节 预 应 力 钢 丝 的 生 产 工 艺预应力钢丝通常用如下的工艺流程�不同的生产工艺流程�得到不同品种的预应力钢丝�如表%’ ( ) ( * 所示表%’ ( ) ( * 工艺流程与钢丝品种工艺流程代号 钢丝品种+ 普通松弛级光面钢丝, 普通松弛级刻痕钢丝- 低松弛级光面钢丝. 低松弛级刻痕�螺旋肋�钢丝/ 冷拉钢丝以上是目前应用最多的预应力钢丝的工艺流程�其他品种就不一一介绍热处理�铅淬火�工序由于对人体和环境的污染及高耗能�已被无扭控冷索氏体化处理替代酸洗、表面涂层、烘干等工序与其他钢丝生产相同�不再赘述。

本节重点介绍预应力钢丝的消除应力�矫直回火和稳定化处理�工艺前已述及�预应力钢丝按加 工方 法可 分为冷 拉的、矫直回 火的、稳定化 处理 的、冷轧成型的、油淬火的等等前) 种最常见经冷拔后直接用作预应力混凝土配筋的预应力・01%%・第十四篇 混凝土用高强度预应力钢材生产工艺技术钢丝称为冷拉钢丝它的盘径基 本等 于拉 丝机 卷筒的 直径�开盘后 钢丝 呈螺 旋状�没 有良好的伸直性�不便于施工冷拉预应力钢丝主要用来制造预应力混凝土轨枕和小直径的预应力混凝土管钢丝冷拔后经高速旋转的 矫直 辊筒 矫直�并 经消 除应力 回火 就得 到矫 直回火 钢丝�这种钢丝属于普通松弛级钢丝冷拔后�经在张力下消除应力回火的稳定化处理得到低松弛级预应力钢丝介绍矫直回火和稳定化处理时涉及应力松弛�现把应力松弛作一简单介绍一 、应 力 松 弛应力松弛是金属材料受力后�在总变 形量 不变 的条 件下�由 于金 属材 料内部 位错 攀移和原子扩散等影响�使一部分弹 性变 形转化 为塑 性变 形�导致 金属 材料 所受的 应力 随时间的推移而逐渐降低的现象图!" # $ # % 是一条预应力钢丝的应力一应变曲线�!# " 曲线�。

当钢丝在一个低于屈服强度!&’% 的张应力!张的作用下�曲线中的() 段�发生变形�(* �这个总变形包括弹性变形+* 和塑性变形(+ 即图!" # $ # % 预应力钢丝的应力—应变曲线(* , (+ - +*用应变" 表示�该式可写为�"总, "塑- "弹由于应力松弛的作用�弹性变形+* 中的一部分+. 转为塑性变形�上式改写为�(* , (. - .*・/&!!・第三章 预应力钢丝与钢绞线!总! 塑" !弹相当于应力# 应变曲线�"# ! 曲线 $ �平移至曲线 % 的位置�"# ! 曲线 % 与总应变 &’ 的对应点为 ! ( �相对应的张拉力为"( 张从图 上可 以看出�"( 张) "张�松弛 的应 力损 失绝对值�可用下式表示�#"张! "张# "( 张应力松弛值 "* 为�"* ! "张# "张"张 + $ , , - ! #"张"张 + $ , , -由于松弛试验需要较长时间�有时设 计者 需要 推算若干 年后的 预应 力值�经 我国 学者十多年的潜心研究�找出我国预应力钢材的松弛发展规律�$ �普通松弛级预应力钢丝和钢绞线�它符合时间对数坐标中的指数方程�"* ! # " $・�. / 0 �1式中 "* ——所需推算小时的松弛值�% ——小时数�# 、$ 和& ——$ , , , 2 时测定的系数。

当初始应力�"3 �为实际抗拉强度 "45 的 6 , - 时�即"3 7 "45 ! , 8 6 时�上式可写为�"* ! , 8 , $ 9 " , 8 , %�. / 0 �$8 :%�% �低松弛级预应力钢丝�低松弛 级预 应力钢 丝的 松弛 值符 合双对 数坐 标中 直线 方程�"* ! "�’ �・� %’ �;式中 ’ ——在双对数坐标中曲线转为直线的时间�2 ��% ——所要推算松弛值相应的时间�2 �"�’ �——相对 ’ 时的松弛值�! ——在 ’ 时后�松弛和时间关系在双对数坐标中。