冷加工鋼筋
提高鋼筋強度的冷加工
冷加工鋼筋。在常溫下,對鋼筋進行冷拉或冷拔,可提高鋼筋的屈服點,從而提高鋼筋的強度,達到節省鋼材的目的,鋼筋經過冷加工后,在工程上可節省鋼材。
鋼筋冷拔就是把HPB235級光面鋼筋在常溫下強力拉拔,使其通過特製的鎢合金拔絲模孔,使鋼筋變細,產生較大塑性變形,提高強度,鋼筋冷拔工藝比較複雜,鋼筋冷拔並非一次拔成,而要反覆多次,所以只有在加工廠才對鋼筋進行冷拔。
對於普通鋼筋混凝土結構的鋼筋,冷拉僅是調直、除銹的手段(拉伸過程中鋼筋表面銹皮會脫落),與鋼筋的力學性能沒什麼關係,當採用冷拉方法調直鋼筋時,冷拉率HPB235級鋼筋不宜大於4%,HRB335、HRB400級鋼筋不宜大於1%。冷拉的另一個目的是提高強度,但在冷拉過程中,也同時完成了調直、除銹工作,此時鋼筋的冷拉率4~10%,強度可提高30%左右,
鋼筋拉伸曲線圖
鋼筋經冷拉,強度提高,塑性降低的現象,稱為變形硬化。這是由於鋼筋應力超過屈服點以後,鋼筋內部晶格沿結晶面滑移,晶格扭曲變形,使鋼筋內部組織發生變化。由於這種塑性變形使鋼筋的機械性能改變,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,由於內部晶格扭曲變形,有內應力存在,促使鋼筋內部晶體組織自行調正,經過調整,鋼筋獲得一個穩定的屈服點,強度進一步提高,塑性再次降低。鋼筋晶體組織調整過程稱為“時效”。冷拉時效后,鋼筋內應力消除,鋼筋獲得新的穩定的屈服點,強度進一步提高,塑性再次降低。冷拉時效后,鋼筋應力應變曲線變為O1GHKM。H為時效后的屈服點,比G點又提高了。
鋼筋時效過程(內應力消除的過程)進行的快慢,與溫度有關。HPB235、HRB335級鋼筋的時效過程,在常溫下,要經過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,必須進行人工時效,一般採用通電把鋼筋加熱至150~3000C,經20分鐘即可完成時效過程。
鋼筋的冷拉就是在常溫下拉伸鋼筋,使鋼筋的應力超過屈服點,鋼筋產生塑性變形,強度提高。