(1)冷拉。钢筋冷拉是在常温下对钢筋进行强力拉伸,拉应力超过钢筋的屈服强度,使钢筋产生塑性变形,以达到调直钢筋、提高强度、节约钢筋的目的。
冷拉适用于HPB300~RRB400级钢筋。冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋通常用于预应力筋,冷拉HPB300级钢筋用作非预应力的受拉钢筋。
①钢筋冷拉。图4-19所示为热轧钢筋的拉伸特性曲线(应力-应变曲线)。在拉伸钢筋应力超过屈服点(图中点c)后卸去外力,卸荷过程中应力-应变曲线为c狅1变化。如再立即重新拉伸,新的应力-应变曲线将为狅1cd犲,并在c点附近出现新的屈服点。钢筋塑性变形后,钢筋内部晶面滑移,晶粒变形,这个屈服点明显高于冷拉前的屈服点。冷拉后钢筋屈服点提高,塑性降低,弹性模量也有所降低。
图4-19 热轧钢筋的拉伸特性曲线
钢筋冷拉后有内应力存在,内应力将促进钢筋晶体组织自行调整,钢筋拉伸特性曲线为狅1c′d′犲′,钢筋强度将进一步提高,塑性将进一步降低,弹性模量恢复至原值,这种调整过程称为“时效”。HPB300~HRB335级钢筋时效过程在常温下须经15~28d完成自然时效。将冷拉后的HPB300~HRB335级钢筋放入100℃左右水或蒸汽中蒸煮2h,即能完成人工时效。HRB400~RRB400级钢筋在自然条件下一般达不到时效效果,须采用人工时效,一般采用通电加热,将钢筋加热至150℃~300℃,保持20min左右,即可完成时效。
②钢筋冷拉控制方法。钢筋冷拉可以采用控制应力法或控制冷拉率法。
钢筋的冷拉率是钢筋冷拉时包括弹性和塑性变形的总伸长值与钢筋原长的比值。在一定范围内,冷拉应力或冷拉率越大,屈服点提高越多,而塑性降低也越多。钢筋冷拉后仍应当具有一定塑性,以使钢筋强度有一定的强度储备,即抗拉强度与屈服点之比不宜过小。
a.冷拉控制应力法。冷拉控制应力值见表4-4。冷拉后检查钢筋的冷拉率,如超过表中规定的数值,则应进行钢筋力学性能试验。用作预应力混凝土结构的预应力筋,宜采用冷拉应力来控制。
表4-4 冷拉控制应力及最大冷拉率
B.冷拉率控制法。钢筋冷拉采用冷拉率控制时,其控制值必须由试验确定。对同炉批钢筋,试件不宜少于4个,按照表4-4的冷拉应力拉伸钢筋,测定各试样的冷拉率,取其平均值作为该批钢筋实际采用的冷拉率。若钢筋强度偏高,试样的平均冷拉率小于1%时,仍按照1%进行冷拉。
冷拉时,为使钢筋变形充分发展,冷拉速度不宜过快,一般以0.5~1m/min为宜。当拉到规定的控制应力或冷拉率后,须停1~2min,然后放松。
(2)冷拔。钢筋冷拔是在常温下将直径6~10mm的HPB300级钢筋,通过钨合金拔丝模孔多次强力拉拔成比原钢筋直径小的钢丝,使钢筋产生塑性变形。钢筋经冷拔加工后,轴向拉伸,径向压缩,钢筋内部晶体产生滑移,抗拉强度标准值可以提高50%~90%,但同时塑性降低、硬度提高、钢筋变脆。
钢筋冷拔后称冷拔低碳钢丝。冷拔低碳钢丝分为甲级、乙级钢丝。甲级钢丝主要用于预应力混凝土构件的预应力筋;乙级钢丝主要用于焊接网片和焊接骨架、箍筋和构造钢筋。
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