一种预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法
【专利摘要】一种预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法，即以相互交错的正三角形架为支撑的高强度箍筋为基础的具有内层钢筋笼和外侧钢筋笼的整体结构的钢筋笼，即预应力高强度混凝土钢筋笼；主筋采用预应力混凝土用钢棒制作；其有益效果是，由于三角形具有稳定性，装上两个交错的三角形后得到了加强；正三角形与外环箍筋相接触的顶触点是均匀分布的，这样可以保证主筋间距也是均匀的；这样加工制作的钢筋笼可以从结构上大大提高强度；另外采用特殊的配方和加工工艺制备的预应力混凝土钢棒，其钢棒本身的强度超过了2000MPa，延伸率大于7%，且具有较好的延性和抗滞后断裂特性，而制备成本仅相当于1420MPa级的预应力混凝土钢棒，大大节省了成本。
【专利说明】
一种预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法
技术领域
[0001]本发明涉及建筑构件技术领域，特别是一种预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法。
【背景技术】
[0002]在桥涵或者高层建筑施工时，需要根据要求进行基础打粧，方法是用利用机器冲孔和水磨钻孔，并且孔深达到设计要求，然后向粧孔下放钢筋笼，再插入导管进行混凝土浇注。当混凝土结构物为柱状或者条状构件时也是如此，一般把这个构件周边设置的钢筋预先制作好，这个就是钢筋笼。通常我们把钻孔灌注粧、挖孔粧、立柱等预先制作的钢筋结构叫钢筋笼。
[0003]现有的钢筋笼存在难以解决的问题，普通钢筋笼制作工艺简单，但是强度不高，无法应用于强度要求高的粧樑;而强度要高的工艺又比较复杂，而且成本高。
[0004]特别是在预制过程中难以保证主筋的间距均匀，从而导致钢筋笼在灌粧时变形，降低管粧强度。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种强度高、制作工艺简单、耗材省、加工效率高的预应力混凝土钢筋笼。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法，其特征在于包括以下步骤。
[0007]⑴依照设定规格制作圆形的外环箍筋。
[0008]⑵依照外环箍筋的规格制作正三角形架，使正三角形架的三个顶点能够与外环箍筋接触。
[0009]⑶在外环箍筋内装接两个反向交错的正三角形架，将外环箍筋与正三角形架的顶点接触处命名为顶触点，使外环箍筋上的六个顶触点均匀分布。
[0010]⑷将两个正三角形架的边与边的交叉点命名为交错点，将顶触点和交错点均进行焊接或绑扎，并预留绑扎钢丝，做成高强度箍筋。
[0011](5)取多个高强度箍筋，在预留的绑扎钢丝上绑接主筋，直到每个预留的绑扎钢丝绑扎完毕。
[0012](6)在外环箍筋上以各个顶触点为参照点按照设定距离继续绑扎主筋，做成以外环箍筋为基础的外层钢筋笼。
[0013](7)将外层钢筋笼内部的绑接在交错点上的主筋上装接环形箍筋，将该环形箍筋命名为内环箍筋。
[0014](8)在内环箍筋上以各个交错点为参照点按照设定距离继续绑扎主筋，做成以内环箍筋为基础的内层钢筋笼。
[0015]这样就做成了以相互交错的正三角形架为支撑的高强度箍筋为基础的具有内层钢筋笼和外层钢筋笼的整体结构的钢筋笼，即预应力高强度混凝土钢筋笼。
[0016]进一步的，其中主筋采用预应力混凝土用钢棒制作。
[0017]所述预应力混凝土钢棒的化学成分重量百分比为:碳0.33-0.43%、硅0.40-0.50%、锰 0.71-0.73%、铬 0.73-0.77%、钼0.31-0.33%、钨0.35-0.55%、铜彡 0.20%、磷彡 0.025%、硫彡
0.015%、镧系稀土 0.11-0.13%、残余元素0-0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧15-19%、铈22-25%、镨23-26%、钕17-19%、镝12-15%，其余镧系元素3-4%，镧系稀土各组分之和为100%。
[0018]所述预应力混凝土钢棒采用如下方法制作。
[0019]①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒。
[0020]②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到962-986°C，保持加热温度时长4-6分钟。[0021 ]③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为202-216 °C /s，淬火冷却时间8-25s，使钢棒温度冷却到Ms点以下12-22 °C。
[0022]④将淬火后的钢棒经过回火加热到520_570°C，保温10_20s。
[0023]⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2-3°C /s的冷却速度冷却至355-365°C，然后空冷至285-305°C，再用水冷方法以2_3°C/s的冷却速度冷却至235_245°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。
[0024]制备预应力混凝土钢棒的优选方法是。
[0025]其采用的化学成分重量百分比为:碳0.38%、硅0.45%、锰0.72%、铬0.75%、钼0.32%、钨0.45%、铜0.15%、磷0.015%、硫0.013%、镧系稀土0.12%、残余元素0-0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧17%、铈23.5%、镨24.5%、钕18%、镝13.5%，其余镧系元素3.5% ο
[0026]其米用的制备方法是。
[0027]①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒。
[0028]②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到976°C，保持加热温度时长5分钟。
[0029]③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为2090C/s，淬火冷却时间17s，使钢棒温度冷却到Ms点以下17°C。
[0030]④将淬火后的钢棒经过回火加热到545°C，保温15s。
[0031]⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2.5°C /s的冷却速度冷却至3600C，然后空冷至295°C，再用水冷方法以2.5°C/s的冷却速度冷却至240°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。
[0032]本发明的有益效果是，外环箍筋内装设了两个反向交错的正三角形架，由于三角形具有稳定性，装上两个交错的三角形后，更加具有稳定性;正三角形与外环箍筋相接触的顶触点是均匀分布的，这样可以保证主筋间距也是均匀的；这样加工制作的钢筋笼可以从结构上大大提高强度；另外采用特殊的配方和加工工艺制备的预应力混凝土钢棒，其钢棒本身的强度超过了 2000MPa，延伸率大于7%，且具有较好的延性和抗滞后断裂特性，而制备成本仅相当于1420MPa级的预应力混凝土钢棒，大大节省了成本。
【附图说明】
[0033]图1为本发明中预应力高强度混凝土钢筋笼的结构示意图。
[0034]图2为本发明中高强度箍筋的结构示意图。
[0035]图中:1.外环箍筋、2.正三角形架、3.顶触点、4.交错点、5.高强度箍筋、6.主筋、7.外层钢筋笼、8.内环箍筋、9.内层钢筋笼。
【具体实施方式】
[0036]下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。
[0037]实施例1。
[0038]制备一种预应力高强度混凝土钢筋笼，按照如下步骤加工制作。
[0039]⑴依照设定规格制作圆形的外环箍筋I。
[0040]⑵依照外环箍筋I的规格制作正三角形架2，使正三角形架2的三个顶点能够与外环箍筋I接触。
[0041]⑶在外环箍筋I内装接两个反向交错的正三角形架2，将外环箍筋I与正三角形架2的顶点接触处命名为顶触点3，使外环箍筋I上的六个顶触点3均匀分布。
[0042]⑷将两个正三角形架2的边与边的交叉点命名为交错点4，将顶触点3和交错点4均进行焊接或绑扎，并预留绑扎钢丝，做成高强度箍筋5。
[0043](5)取多个高强度箍筋5，在预留的绑扎钢丝上绑接主筋6，直到每个预留的绑扎钢丝全部绑扎主筋6完毕。
[0044](6)在外环箍筋I上以各个顶触点3为参照点按照设定距离继续绑扎主筋6，做成以外环箍筋I为基础的外层钢筋笼7。
[0045](7)将外层钢筋笼7内部的绑接在交错点4上的主筋6上装接环形箍筋，将该环形箍筋命名为内环箍筋8。
[0046](8)在内环箍筋8上以各个交错点4为参照点按照设定距离继续绑扎主筋6，做成以内环箍筋8为基础的内层钢筋笼9。
[0047]这样就做成了以相互交错的正三角形架2为支撑的高强度箍筋5为基础的具有内层钢筋笼9和外层钢筋笼7的整体结构的钢筋笼，即预应力高强度混凝土钢筋笼。
[0048]其所采用的主筋材料均采用预应力混凝土用钢棒。
[0049]这样制作的钢筋笼外环箍筋内装设了两个反向交错的正三角形架，由于三角形具有稳定性，装上两个基础的三角形后，更加具有稳定性;正三角形与外环箍筋相接触的顶触点是均匀分布的，这样可以保证主筋间距也是均匀的；这样加工制作的钢筋笼从结构上大大提高了强度。
[0050]实施例2。
[0051 ]制备预应力混凝土用钢棒。
[0052]所述预应力混凝土钢棒的化学成分重量百分比为:碳0.33%、硅0.40%、锰0.71%、铬
0.73%、钼0.31%、钨0.35%、铜0.20%、磷0.025%、硫0.015%、镧系稀土0.11%、残余元素0-
0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧15%、铈25%、镨23%、钕19%、镝14%，其余镧系元素4%。
[0053]所述预应力混凝土钢棒采用如下方法制作。
[0054]①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒。
[0055]②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到962°C，保持加热温度时长6分钟。
[0056]③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为2020C/s，淬火冷却时间25s，使钢棒温度冷却到Ms点以下12°C。
[0057]④将淬火后的钢棒经过回火加热到520°C，保温20s。
[0058]⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2°C / s的冷却速度冷却至3 5 50C，然后空冷至2850C，再用水冷方法以2°C/s的冷却速度冷却至235°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。
[0059]经检验，其强度超过2010MPa，延伸率大于7%。
[0060]实施例3。
[0061]制备预应力混凝土钢棒。
[0062]其采用的化学成分重量百分比为:碳0.38%、硅0.45%、锰0.72%、铬0.75%、钼0.32%、钨0.45%、铜0.15%、磷0.015%、硫0.013%、镧系稀土0.12%、残余元素0-0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧17%、铈23.5%、镨24.5%、钕18%、镝13.5%，其余镧系元素3.5% ο
[0063]其米用的制备方法是。
[0064]①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒。
[0065]②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到976°C，保持加热温度时长5分钟。
[0066]③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为2090C/s，淬火冷却时间17s，使钢棒温度冷却到Ms点以下17°C。
[0067]④将淬火后的钢棒经过回火加热到545°C，保温15s。
[0068]⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2.5°C /s的冷却速度冷却至3600C，然后空冷至295°C，再用水冷方法以2.5°C/s的冷却速度冷却至240°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。
[0069]经检验，其强度超过2100MPa，延伸率大于7%。
[0070]实施例4。
[0071]制备预应力混凝土用钢棒。
[0072]所述预应力混凝土钢棒的化学成分重量百分比为:碳0.40%、硅0.48%、锰0.715%、铬0.76%、钼0.315%、钨0.50%、铜0.18%、磷0.015%、硫0.015%、镧系稀土0.115%、残余元素0-
0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧19%、铈22%、镨26%、钕17%、镝13%，其余镧系元素3%。
[0073]所述预应力混凝土钢棒采用如下方法制作。
[0074]①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒。
[0075]②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到981°C，保持加热温度时长5分钟。
[0076]③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为2070C/s，淬火冷却时间18s，使钢棒温度冷却到Ms点以下19°C。
[0077]④将淬火后的钢棒经过回火加热到555°C，保温15s。
[0078]⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2°C/s的冷却速度冷却至3590C，然后空冷至2970C，再用水冷方法以3°C/s的冷却速度冷却至242°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。
[0079]经检验，其强度超过2025MPa，延伸率大于7%。
[0080]实施例5。
[0081]制备预应力混凝土用钢棒。
[0082]所述预应力混凝土钢棒的化学成分重量百分比为:碳0.43%、硅0.50%、锰0.73%、铬0.77%、钼0.33%、钨0.55%、铜0.20%、磷0.025%、硫0.015%、镧系稀土0.13%、残余元素0-
0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧19%、铈25%、镨23%、钕17%、镝12%，其余镧系元素4%。
[0083]所述预应力混凝土钢棒采用如下方法制作。
[0084]①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒。
[0085]②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到986°C，保持加热温度时长4分钟。
[0086]③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为216°C/s，淬火冷却时间8s，使钢棒温度冷却到Ms点以下22°C。
[0087]④将淬火后的钢棒经过回火加热到570°C，保温10s。
[0088]⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以3°C/s的冷却速度冷却至3650C，然后空冷至3050C，再用水冷方法以3°C/s的冷却速度冷却至245°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。
[0089]经检验，其强度超过2055MPa，延伸率大于7%。
【主权项】
1.一种预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法，其特征在于包括以下步骤: ⑴依照设定规格制作圆形的外环箍筋(I); ⑵依照外环箍筋的规格制作正三角形架(2)，使正三角形架(3)的三个顶点能够与外环箍筋(I)接触； (3)在外环箍筋(I)内装接两个反向交错的正三角形架(2)，将外环箍筋(I)与正三角形架(2)的顶点接触处命名为顶触点(3)，使外环箍筋(I)上的六个顶触点(3)均匀分布； ⑷将两个正三角形架(2)的边与边的交叉点命名为交错点(4)，将顶触点(3)和交错点(4)均进行焊接或绑扎，并预留绑扎钢丝，做成高强度箍筋(5); (5)取多个高强度箍筋(5)，在预留的绑扎钢丝上绑接主筋(6)，直到每个预留的绑扎钢丝绑扎完毕； (6)在外环箍筋(I)上以各个顶触点(3)为参照点按照设定距离继续绑扎主筋(6)，做成以外环箍筋(I)为基础的外层钢筋笼(7); (7)将外层钢筋笼(7)内部的绑接在交错点(4)上的主筋(6)上装接环形箍筋，将该环形箍筋命名为内环箍筋(8); (8)在内环箍筋(8)上以各个交错点(4)为参照点按照设定距离继续绑扎主筋(6)，做成以内环箍筋(8)为基础的内层钢筋笼(9)。2.根据权利要求1所述的预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法，其特征在于主筋采用预应力混凝土用钢棒制作； 所述预应力混凝土钢棒采用的化学成分重量百分比为:碳0.38%、硅0.45%、锰0.72%、铬0.75%、钼0.32%、钨0.45%、铜0.15%、磷0.015%、硫0.013%、镧系稀土0.12%、残余元素0-0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧17%、铈23.5%、镨24.5%、钕18%、镝13.5%，其余镧系元素3.5% ； 所述预应力混凝土钢棒采用的制备方法是: ①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒； ②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到976°C，保持加热温度时长5分钟； ③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为209°C/s，淬火冷却时间17s，使钢棒温度冷却到Ms点以下17°C ; ④将淬火后的钢棒经过回火加热到545°C，保温15s; ⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2.5 °C/s的冷却速度冷却至360 0C，然后空冷至295°C，再用水冷方法以2.5°C/s的冷却速度冷却至240°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。3.—种预应力混凝土用钢棒，其特征在于所述预应力混凝土钢棒的化学成分重量百分比为:碳0.33-0.43%、硅0.40-0.50%、锰0.71-0.73%、铬0.73-0.77%、钼0.31-0.33%、钨0.35-0.55%、铜彡 0.20%、磷彡 0.025%、硫彡 0.015%、镧系稀土 0.11-0.13%、残余元素 0-0.05%，余量为铁;其中镧系稀土的组分质量百分比为镧15-19%、铈22-25%、镨23-26%、钕17-19%、镝12-15%，其余镧系元素3-4%，镧系稀土各组分之和为100% ο4.根据权利要求3所述的预应力高强度混凝土钢筋笼的加工方法，其特征在于主筋采用预应力混凝土用钢棒制作;所述预应力混凝土钢棒采用如下方法制作: ①按照重量百分比在钢厂冶炼并乳成钢棒； ②将乳好的钢棒送入感应加热炉加热到962-986°C，保持加热温度时长4-6分钟； ③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为202-2160C/s，淬火冷却时间8-25s，使钢棒温度冷却到Ms点以下12-220C ； ④将淬火后的钢棒经过回火加热到520-570°C，保温10-20s; ⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2_3°C/s的冷却速度冷却至355-365°C，然后空冷至285-305°C，再用水冷方法以2-3°C/s的冷却速度冷却至235-245°C，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。
【文档编号】C22C38/18GK106088479SQ201610669393
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610669393.4, CN 106088479 A, CN 106088479A, CN 201610669393, CN-A-106088479, CN106088479 A, CN106088479A, CN201610669393, CN201610669393.4
【发明人】郑仁礼
【申请人】重庆市晟庄建材有限责任公司