钢筋冷拉的原理、工艺和控制

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钢筋冷拉是在常温下对热轧钢筋进行强力拉伸。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、节约钢材的目的，对焊接接长的钢筋亦检验了焊接接头的质量。冷拉HPB235级钢筋多用于结构中的受拉钢筋，冷拉HRB335，HRB400，RRB400级钢筋多用作预应力构件中的预应力筋。 1.冷拉原理 冷拉时，拉应力超过屈服点b达到c点，然后卸荷。由于钢筋已产生塑性变形，卸荷过程中应力应变沿co1降至o1点。如再立即重新拉伸，应力应变图将沿o1cde变化，并在高于c点附近出现新的屈服点，该屈服点明显高于冷拉前的屈服点b，这种现象称“变形硬化”。其原因是冷拉过程中，钢筋内部结晶面滑移，晶格变化，内部组织发生变化，因而屈服强度提高，但塑性降低，弹性模量也降低。 钢筋冷拉后内应力存在，内应力会促进钢筋内晶体组织调整，经过调整，屈服强度又进一步提高。该晶体组织调整过程称为“时效”。钢筋经冷拉和时效后的拉伸特性曲线即改为o1c’d’e’。HPB235，HRB335级钢筋的自然时效在常温下需15—20d，但在100℃温度下需2h即完成，因而为加速时效可利用蒸汽、电热等手段进行人工时效。HRB400，RRB400级钢筋在自然条件下一般达不到时效的效果，更宜用人工时效，一般通电加热150—200℃，保持20min左右即可。 2.钢筋冷拉工艺 钢筋冷拉工艺有两种：一种是采用卷扬机带动滑轮组作为冷拉动力的机械式冷拉工艺；另一种是采用长行程(1500mm以上)的专用液压千斤顶(如YPD—60S型液压千斤顶)和高压油泵的液压冷拉工艺。目前我国仍以前者为主，但后者更有发展前途。 机械式冷拉工艺的冷拉设备，主要由拉力设备、承力结构、回程装置、测量设备和钢筋夹具组成。拉力设备为卷扬机和滑轮组，多用30—50KN的慢速卷扬机，通过滑轮组增大牵引力。设备的冷拉能力要大于所需的拉力，所需的拉力等于进行冷拉的拉力，同时还要考虑滑轮与地面的摩擦阻力及回程装置的阻力。 承力结构可采用地锚，冷拉力大时宜采用钢筋混凝土冷拉槽。回程装置可用荷重架回程或卷扬机滑轮组回程。测力设备常用液压千斤顶或用装传感器和示力仪的电子秤。如在负温下进行冷拉，温度不宜低于-20℃。如用冷拉应力控制时，由于钢筋的屈服强度随温度降低而提高，冷拉控制应力应较常温时提高30N/mm2。如用冷拉率控制则与常温相同。 3.冷拉控制 钢筋冷拉，可利用冷拉应力控制法或冷拉率控制法。对不能分清炉批号的热轧钢筋，不应采取冷拉率控制。 (1)冷拉应力控制法 对抗拉强度较低的热轧钢筋，如拉到符合标准的冷拉应力时，其冷拉率已超过限值，将对结构使用非常不利，故规定冷拉率限值。加工时按冷拉控制应力进行冷拉，冷拉后检查钢筋的冷拉率，如小于规定数值时，则为合格；如超过规定的数值，则应进行力学性能试验。 (2)冷拉率控制法 钢筋冷拉以冷拉率控制时，其控制值由试验确定。对同炉批钢筋，测定的试件不宜少于4个，每个试件都按规定的冷拉应力值在试验机上测定相应的冷拉率，取其平均值作为该炉批钢筋的实际冷拉率。如钢筋强度偏高，平均冷拉率低于1%时，仍按1%进行冷拉。 不同炉批的钢筋，不宜用控制冷拉率的方法进行钢筋冷拉。多根连接的钢筋，用控制应力的方法进行冷拉时，其控制应力和每根的冷拉率均应符合规定；当用控制冷拉率的方法进行冷拉时，冷拉率可按总长计，但冷拉后每根钢筋的冷拉率不得超过规定。钢筋的冷拉速度不宜过快。(图/文www.wxlgjx.cn)

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