鋼筋的冷加工具體概念是什么?
鋼筋的冷加工包括冷拉和冷拔。在常溫下,對鋼筋進(jìn)行冷拉或冷拔,可提高鋼筋的屈服點,從而提高鋼筋的強度,達(dá)到節(jié)省鋼材的目的,鋼筋經(jīng)過冷加工后,強度提高,塑性降低,在工程上可節(jié)省鋼材。
鋼筋冷拔就是把hpb235級光面鋼筋在常溫下強力拉拔,使其通過特制的鎢合金拔絲??祝逛摻钭兗?xì),產(chǎn)生較大塑性變形,提高強度,鋼筋冷拔工藝比較復(fù)雜,鋼筋冷拔并非一次拔成,而要反復(fù)多次,所以只有在加工廠才對鋼筋進(jìn)行冷拔。
(一)鋼筋的冷拉
鋼筋的冷拉就是在常溫下拉伸鋼筋,使鋼筋的應(yīng)力超過屈服點,鋼筋產(chǎn)生塑性變形,強度提高。
1、冷拉目的
對于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋,冷拉僅是調(diào)直、除銹的手段(拉伸過程中鋼筋表面銹皮會脫落),與鋼筋的力學(xué)性能沒什么關(guān)系,當(dāng)采用冷拉方法調(diào)直鋼筋時,冷拉率hpb235級鋼筋不宜大于4%,hrb335、hrb400級鋼筋不宜大于1%。冷拉的另一個目的是提高強度,但在冷拉過程中,也同時完成了調(diào)直、除銹工作,此時鋼筋的冷拉率4~10%,強度可提高30%左右,主要用于預(yù)應(yīng)力筋。
2、冷拉原理
圖4—62中曲線oabcdef為熱軋鋼筋拉伸曲線,縱坐標(biāo)表示應(yīng)力,橫坐標(biāo)表示應(yīng)變,d點為屈服點。拉伸鋼筋使其應(yīng)力超過屈服點d達(dá)到某一點g后卸荷。由于鋼筋產(chǎn)生塑性變形,卸荷過程中應(yīng)力應(yīng)變曲線并不是沿原來的路線gdcbao變化,而是沿著go1變化,應(yīng)力降至零時,應(yīng)變?yōu)閛o1,為殘余變形。此時如立即重新拉伸鋼筋,應(yīng)力應(yīng)變曲線以o1為原點沿o1gef變化,并在g點附近出現(xiàn)新的屈服點。這個屈服點明顯地高于冷拉前的屈服點d。g為新屈服點,d為老屈服點。新屈服點g的強度比老屈服點d的強度高25~30%。
鋼筋經(jīng)冷拉,強度提高,塑性降低的現(xiàn)象,稱為變形硬化。這是由于鋼筋應(yīng)力超過屈服點以后,鋼筋內(nèi)部晶格沿結(jié)晶面滑移,晶格扭曲變形,使鋼筋內(nèi)部組織發(fā)生變化。由于這種塑性變形使鋼筋的機(jī)械性能改變,強度提高,塑性降低,鋼筋的彈性模量也降低。
剛剛冷拉后的鋼筋,由于內(nèi)部晶格扭曲變形,有內(nèi)應(yīng)力存在,促使鋼筋內(nèi)部晶體組織自行調(diào)正,經(jīng)過調(diào)整,鋼筋獲得一個穩(wěn)定的屈服點,強度進(jìn)一步提高,塑性再次降低。鋼筋晶體組織調(diào)整過程稱為“時效”。冷拉時效后,鋼筋內(nèi)應(yīng)力消除,鋼筋獲得新的穩(wěn)定的屈服點,強度進(jìn)一步提高,塑性再次降低。冷拉時效后,鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線變?yōu)閛1ghkm。h為時效后的屈服點,比g點又提高了。
鋼筋時效過程(內(nèi)應(yīng)力消除的過程)進(jìn)行的快慢,與溫度有關(guān)。hpb235、hrb335級鋼筋的時效過程,在常溫下,要經(jīng)過15~28天才能完成,這個時效過程稱為自然時效。為加速時效過程,可對鋼筋加溫,稱為人工時效。hpb235、hrb335級鋼筋在1000c蒸汽或熱水中,2小時即可完成時效過程。hrb400、rrb400級鋼筋在自然條件下難以完成時效過程,必須進(jìn)行人工時效,一般采用通電把鋼筋加熱至150~3000c,經(jīng)20分鐘即可完成時效過程。