专利名称：在随后硬化的材料中掺入的钢丝元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及了在随后硬化的材料中掺入的钢丝元件，上述钢丝元件包括钩状端和中间部分，中间部分的长度与直径比在20至100之间。
在N.V.Bekaert S.A 申请的荷兰专利160,628和相应的美国专利3,900,667和3,942,955中，已提出了对随后硬化的材料，如混凝土材料进行增强的钢丝元件，并由申请人在全世界范围内以商标DRAMIX进行销售。DRAMIX钢丝纤维的技术特性在1995年4月Bekaert的说明书AS-20-01(4页)和AS-20-02(3页)中已作了描述。
对于具有钩状端的钢丝纤维或元件，一方面已经知道有带L形端或弯端的钢丝纤维。例如，荷兰专利160,628，另一方面还有带Z形端的钢丝纤维，如在Bekaert说明书AS-20-01和AS-20-02中所述。下面将结合附图，对带L形和Z形端的钢丝纤维作更详细地描述。
在混凝土中添加钢丝纤维的主要目的是提高钢丝纤维增强混凝土的弯曲强度。在荷兰土木工程技术中心的研究和管理建议书35(简称CUR35)中，以及在比利时标准NBN B15-238和NBN B15-239中，描述了钢丝纤维增强混凝土的弯曲拉伸强度，弯曲强度和相当弯曲拉伸强度的确定方法。
已经发现，如在混凝土中添加了钢丝纤维，随着钢丝纤维用量的增加，弯曲强度和相当弯曲拉伸强度将大大增加。
但它的一个缺点是，由此所得钢丝纤维增强混凝土的成本价格将随着钢丝纤维用量的增加而增加。基于这个原因和其它原因，已经研究了许多新的钢丝型式，作出了各种各样不同的可能实施例，其目的总是想在混凝土中添加较少量的钢丝纤维，来得到同样的钢丝纤维增强混凝土的改进技术特性。
有一类使钢丝纤维增强混凝土技术特性得到重大改进的重要的钢丝纤维，这就是一类具有钩状端的钢丝纤维，这在上面已经提及。
本发明的目的是提供一种新型的钢丝元件，可进一步改进所得的钢丝纤维增强混凝土的技术特性，或者可以降低所得钢丝纤维增强混凝土的成本价格，因为可在混凝土中添加较少量钢丝元件，而得到所需的钢丝纤维增强混凝土的技术特性。
为此目的，本发明提出了一种在上述介绍中已经提到的钢丝元件，其中，钢丝元件的中间部分沿整个长度基本上呈圆断面，并且钢丝元件的钩状端由压扁变形而成。
应该提到，在日本专利6-294017(1994年10月21日保存待审理)中已经提出了沿整个长度把钢丝纤维压扁的设想。在德国专利G9207598中，也提到了只把带钩形端钢丝纤维的中间部分压扁的想法。另外，在美国专利4,233,364中，已经提出了采用没有L或Z形钩形端的直钢丝纤维设想这些纤维端部均被压扁，并在与压扁端部相垂直的平面内作出一个凸缘。
以下将根据附图来更详细地说明本发明。其中
图1表示了本发明钢丝元件第一实施例的透视图，其中，在与钢丝元件平面平行的平面内把Z形端压扁。
图2表示了本发明钢丝元件第二实施例的透视图，其中，在与钢丝元件平面垂直的平面内把Z形端压扁。
图3a和3b表示了本发明钢丝元件第三实施例的两种变型。其中，在与钢丝元件平面垂直的平面内把Z形端压扁，但沿着压扁端的长度上，压扁的程度是变化的。
图4到图7为带L形端钢丝元件的四种不同实施例的纵向断面图。
图1表示了本发明钢丝元件或纤维1的第一实施例。纤维1由中间部分2和Z形端3组成。把长度1的原始端，以角度α弯曲或卷曲成卷曲深度h的Z形端3。纤维1最好由拉拔钢丝制成，与钢丝纤维的的用途有关，纤维1的直径可在0.2mm到1.5mm之间变化。中间部分2的长度最好在纤维直径的20到100倍之间。
按照本发明，纤维1的中间部分2沿整个长度基本上呈圆断面，并且纤维1的钩形端3由压扁变形而成。对于图1所示的实施例，Z形端是在拉拔平面内，或者在与钢丝元件平面平行的平面内被压扁。
压扁端3的断面大致呈矩形或椭圆形。因而可把直径为1.05mm圆断面的钢丝1的端部3，压扁成宽约0.65mm和高约1.33mm的矩形断面。这里压扁程度是指原始直径与矩形断面的宽度或者椭圆形断面的短径之比。在上述例中，压扁程度为1.05∶0.65＝1.62。已经肯定，压扁程度最好是大于1.10和小于3.50。压扁程度太小，则钢丝纤维增强混凝土的弯曲强度提高不大；这对压扁程度太大的情形也是如此，而且，为了得到所希望的压扁程度，还需要大的变形力。在图1所示的钢丝元件实施例中，压扁端3的压扁程度基本上沿整个长度不变。
图2表示了本发明钢丝元件1的第二实施例。图1实施例和图2实施例的区别在于在第二实施例中，在与钢丝元件1平面垂直的平面内压扁Z形端3。
图3a表示了本发明钢丝元件1的第三实施例的第一变型，与图2一样，在与钢丝元件1平面垂直的平面内压扁Z形端3，但压扁端3的压扁程度沿其长度有变化。
图3b表示了第三实施例的第二变型，其中压扁端3的压扁程度沿其长度有变化。而在Z形端3的弯曲点或转弯处，其压扁程度比紧靠的相邻部分小。
图4到图7表示了带L形端3钢丝元件的四个实施例的纵向断面。
图4表示了本发明钢丝元件1的第四实施例。图1实施例和图4实施例的区别在于采用L形端3替代了Z形端3，其中，两个L形端沿相反方向弯曲。
图5，6，7表示了带L形压扁端3的钢丝元件的其它实施例，但是，在L形压扁端3上具有附加的端部结构，以进一步增加在混凝土中的粘结能力。显然，在本发明范围内还可作出许多其它的变型。
现在，根据四种不同型式的带Z形端钢丝纤维1所作的试验，进一步说明本发明。四种型式为基本型式B或按照先前技术的带Z形端钢丝纤维；型式T1按照图1的钢丝纤维；型式T2按照图2的钢丝纤维；型式T3按照图3b的钢丝纤维。
四种纤维的最重要机械性能如表1所示
表1
·表中的值均为测量10次的平均值。
·长度L是纤维的总长度(mm)。
·直径d是钢丝名义直径(mm)。
·拉伸强度是直线中间部分的拉伸强度(N/mm2)。
·α是元件1弯曲的角度。
·l是弯端长度(mm)。
·h是卷曲深度(mm)。
·型式T1和T2的压扁程度大致为1.62，并沿整个长度不变；T3的压扁程度也平均为1.62，尽管沿长度是变化的。
对每种纤维，以纤维用量20，30，40，50kg/m3作出混凝土试验梁(长度L＝500mm，高度H＝150mm，宽度B＝150mm)，然后按照CUR35或NBNB15-238和B15-239标准进行四点加载试验。
试验梁的试验条件试验基准L＝450mm和l＝150mm。给出的相当弯曲拉伸强度fe 300(挠度j＝1.5mm)(N/mm2)如下表2所示，其中n表示每种型式和纤维用量的试验梁数目。与基本型式B的相当弯曲拉伸强度fe 300(j＝1.5mm)相比，对每种情形的T1，T2，T3型式的增加值用％表示在括号中。
表2的试验结果清楚地表明，采用本发明的钢丝元件(型式T1，T2，T3)，大大增加了相当弯曲拉伸强度fe 300。这意味着，为了在钢丝纤维增强混凝土结构中，如混凝土地板中，得到特定的相当拉伸弯曲强度，按照本发明，只要在混凝土中添加较少量的钢丝纤维就已足够。
从试验结果还可进一步得出结论型式T2钢丝纤维的结果比型式T1纤维好，型式T3钢丝纤维的结果比型式T2纤维更好。
表权利要求
1.在随后硬化的软材料中掺入的钢丝元件(1)，上述元件包括钩状端(3)和中间部分(2)，中间部分(2)的长度与直径比在20至100之间，其特征在于元件(1)的中间部分(2)沿整个长度基本上呈圆断面，并且元件(1)的钩形端(3)由压扁变形而成。
2.权利要求1的钢丝元件，其特征在于在与钢丝元件(1)平面平行的平面中压扁钢丝元件(1)的钩形端。
3.权利要求1的钢丝元件，其特征在于在与钢丝元件(1)平面垂直的平面中压扁钢丝元件(1)的钩形端。
4.上述权利要求1～3中一个或几个的钢丝元件，其特征在于压扁端(3)的压扁程度沿长度基本不变。
5.上述权利要求1～3中一个或几个的钢丝元件，其特征在于压扁端(3)的压扁程度沿长度变化。
全文摘要
本发明关于在随后硬化的软材料中掺入的钢丝元件(1)，上述元件包括钩状端(3)和中间部分(2)，中间部分的长度与直径比为在20～100之间，元件(1)的中间部分(2)沿整个长度基本上呈圆断面，并且元件(1)的钩形端(3)由压扁变形而成。
文档编号E04C5/03GK1560398SQ20041003341
公开日2005年1月5日 申请日期1996年9月18日 优先权日1995年9月19日
发明者安·兰布雷希茨, 安 兰布雷希茨 申请人:贝克特股份有限公司