專利名稱：在隨后硬化的材料中摻入的鋼絲元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了在隨后硬化的材料中摻入的鋼絲元件，上述鋼絲元件包括鉤狀端和中間部分，中間部分的長度與直徑比在20至100之間。
在N.V.Bekaert S.A 申請的荷蘭專利160,628和相應(yīng)的美國專利3,900,667和3,942,955中，已提出了對隨后硬化的材料，如混凝土材料進(jìn)行增強(qiáng)的鋼絲元件，并由申請人在全世界范圍內(nèi)以商標(biāo)DRAMIX進(jìn)行銷售。DRAMIX鋼絲纖維的技術(shù)特性在1995年4月Bekaert的說明書AS-20-01(4頁)和AS-20-02(3頁)中已作了描述。
對于具有鉤狀端的鋼絲纖維或元件，一方面已經(jīng)知道有帶L形端或彎端的鋼絲纖維。例如，荷蘭專利160,628，另一方面還有帶Z形端的鋼絲纖維，如在Bekaert說明書AS-20-01和AS-20-02中所述。下面將結(jié)合附圖，對帶L形和Z形端的鋼絲纖維作更詳細(xì)地描述。
在混凝土中添加鋼絲纖維的主要目的是提高鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的彎曲強(qiáng)度。在荷蘭土木工程技術(shù)中心的研究和管理建議書35(簡稱CUR35)中，以及在比利時標(biāo)準(zhǔn)NBN B15-238和NBN B15-239中，描述了鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的彎曲拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度和相當(dāng)彎曲拉伸強(qiáng)度的確定方法。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如在混凝土中添加了鋼絲纖維，隨著鋼絲纖維用量的增加，彎曲強(qiáng)度和相當(dāng)彎曲拉伸強(qiáng)度將大大增加。
但它的一個缺點是，由此所得鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的成本價格將隨著鋼絲纖維用量的增加而增加?；谶@個原因和其它原因，已經(jīng)研究了許多新的鋼絲型式，作出了各種各樣不同的可能實施例，其目的總是想在混凝土中添加較少量的鋼絲纖維，來得到同樣的鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的改進(jìn)技術(shù)特性。
有一類使鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土技術(shù)特性得到重大改進(jìn)的重要的鋼絲纖維，這就是一類具有鉤狀端的鋼絲纖維，這在上面已經(jīng)提及。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的鋼絲元件，可進(jìn)一步改進(jìn)所得的鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的技術(shù)特性，或者可以降低所得鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的成本價格，因為可在混凝土中添加較少量鋼絲元件，而得到所需的鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的技術(shù)特性。
為此目的，本發(fā)明提出了一種在上述介紹中已經(jīng)提到的鋼絲元件，其中，鋼絲元件的中間部分沿整個長度基本上呈圓斷面，并且鋼絲元件的鉤狀端由壓扁變形而成。
應(yīng)該提到，在日本專利6-294017(1994年10月21日保存待審理)中已經(jīng)提出了沿整個長度把鋼絲纖維壓扁的設(shè)想。在德國專利G9207598中，也提到了只把帶鉤形端鋼絲纖維的中間部分壓扁的想法。另外，在美國專利4,233,364中，已經(jīng)提出了采用沒有L或Z形鉤形端的直鋼絲纖維設(shè)想這些纖維端部均被壓扁，并在與壓扁端部相垂直的平面內(nèi)作出一個凸緣。
以下將根據(jù)附圖來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。其中

圖1表示了本發(fā)明鋼絲元件第一實施例的透視圖，其中，在與鋼絲元件平面平行的平面內(nèi)把Z形端壓扁。
圖2表示了本發(fā)明鋼絲元件第二實施例的透視圖，其中，在與鋼絲元件平面垂直的平面內(nèi)把Z形端壓扁。
圖3a和3b表示了本發(fā)明鋼絲元件第三實施例的兩種變型。其中，在與鋼絲元件平面垂直的平面內(nèi)把Z形端壓扁，但沿著壓扁端的長度上，壓扁的程度是變化的。
圖4到圖7為帶L形端鋼絲元件的四種不同實施例的縱向斷面圖。
圖1表示了本發(fā)明鋼絲元件或纖維1的第一實施例。纖維1由中間部分2和Z形端3組成。把長度1的原始端，以角度α彎曲或卷曲成卷曲深度h的Z形端3。纖維1最好由拉拔鋼絲制成，與鋼絲纖維的的用途有關(guān)，纖維1的直徑可在0.2mm到1.5mm之間變化。中間部分2的長度最好在纖維直徑的20到100倍之間。
按照本發(fā)明，纖維1的中間部分2沿整個長度基本上呈圓斷面，并且纖維1的鉤形端3由壓扁變形而成。對于圖1所示的實施例，Z形端是在拉拔平面內(nèi)，或者在與鋼絲元件平面平行的平面內(nèi)被壓扁。
壓扁端3的斷面大致呈矩形或橢圓形。因而可把直徑為1.05mm圓斷面的鋼絲1的端部3，壓扁成寬約0.65mm和高約1.33mm的矩形斷面。這里壓扁程度是指原始直徑與矩形斷面的寬度或者橢圓形斷面的短徑之比。在上述例中，壓扁程度為1.05∶0.65＝1.62。已經(jīng)肯定，壓扁程度最好是大于1.10和小于3.50。壓扁程度太小，則鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土的彎曲強(qiáng)度提高不大；這對壓扁程度太大的情形也是如此，而且，為了得到所希望的壓扁程度，還需要大的變形力。在圖1所示的鋼絲元件實施例中，壓扁端3的壓扁程度基本上沿整個長度不變。
圖2表示了本發(fā)明鋼絲元件1的第二實施例。圖1實施例和圖2實施例的區(qū)別在于在第二實施例中，在與鋼絲元件1平面垂直的平面內(nèi)壓扁Z形端3。
圖3a表示了本發(fā)明鋼絲元件1的第三實施例的第一變型，與圖2一樣，在與鋼絲元件1平面垂直的平面內(nèi)壓扁Z形端3，但壓扁端3的壓扁程度沿其長度有變化。
圖3b表示了第三實施例的第二變型，其中壓扁端3的壓扁程度沿其長度有變化。而在Z形端3的彎曲點或轉(zhuǎn)彎處，其壓扁程度比緊靠的相鄰部分小。
圖4到圖7表示了帶L形端3鋼絲元件的四個實施例的縱向斷面。
圖4表示了本發(fā)明鋼絲元件1的第四實施例。圖1實施例和圖4實施例的區(qū)別在于采用L形端3替代了Z形端3，其中，兩個L形端沿相反方向彎曲。
圖5，6，7表示了帶L形壓扁端3的鋼絲元件的其它實施例，但是，在L形壓扁端3上具有附加的端部結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步增加在混凝土中的粘結(jié)能力。顯然，在本發(fā)明范圍內(nèi)還可作出許多其它的變型。
現(xiàn)在，根據(jù)四種不同型式的帶Z形端鋼絲纖維1所作的試驗，進(jìn)一步說明本發(fā)明。四種型式為基本型式B或按照先前技術(shù)的帶Z形端鋼絲纖維；型式T1按照圖1的鋼絲纖維；型式T2按照圖2的鋼絲纖維；型式T3按照圖3b的鋼絲纖維。
四種纖維的最重要機(jī)械性能如表1所示
表1
·表中的值均為測量10次的平均值。
·長度L是纖維的總長度(mm)。
·直徑d是鋼絲名義直徑(mm)。
·拉伸強(qiáng)度是直線中間部分的拉伸強(qiáng)度(N/mm2)。
·α是元件1彎曲的角度。
·l是彎端長度(mm)。
·h是卷曲深度(mm)。
·型式T1和T2的壓扁程度大致為1.62，并沿整個長度不變；T3的壓扁程度也平均為1.62，盡管沿長度是變化的。
對每種纖維，以纖維用量20，30，40，50kg/m3作出混凝土試驗梁(長度L＝500mm，高度H＝150mm，寬度B＝150mm)，然后按照CUR35或NBNB15-238和B15-239標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行四點加載試驗。
試驗梁的試驗條件試驗基準(zhǔn)L＝450mm和l＝150mm。給出的相當(dāng)彎曲拉伸強(qiáng)度fe 300(撓度j＝1.5mm)(N/mm2)如下表2所示，其中n表示每種型式和纖維用量的試驗梁數(shù)目。與基本型式B的相當(dāng)彎曲拉伸強(qiáng)度fe 300(j＝1.5mm)相比，對每種情形的T1，T2，T3型式的增加值用％表示在括號中。
表2的試驗結(jié)果清楚地表明，采用本發(fā)明的鋼絲元件(型式T1，T2，T3)，大大增加了相當(dāng)彎曲拉伸強(qiáng)度fe 300。這意味著，為了在鋼絲纖維增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)中，如混凝土地板中，得到特定的相當(dāng)拉伸彎曲強(qiáng)度，按照本發(fā)明，只要在混凝土中添加較少量的鋼絲纖維就已足夠。
從試驗結(jié)果還可進(jìn)一步得出結(jié)論型式T2鋼絲纖維的結(jié)果比型式T1纖維好，型式T3鋼絲纖維的結(jié)果比型式T2纖維更好。
表權(quán)利要求
1.在隨后硬化的軟材料中摻入的鋼絲元件(1)，上述元件包括鉤狀端(3)和中間部分(2)，中間部分(2)的長度與直徑比在20至100之間，其特征在于元件(1)的中間部分(2)沿整個長度基本上呈圓斷面，并且元件(1)的鉤形端(3)由壓扁變形而成。
2.權(quán)利要求1的鋼絲元件，其特征在于在與鋼絲元件(1)平面平行的平面中壓扁鋼絲元件(1)的鉤形端。
3.權(quán)利要求1的鋼絲元件，其特征在于在與鋼絲元件(1)平面垂直的平面中壓扁鋼絲元件(1)的鉤形端。
4.上述權(quán)利要求1～3中一個或幾個的鋼絲元件，其特征在于壓扁端(3)的壓扁程度沿長度基本不變。
5.上述權(quán)利要求1～3中一個或幾個的鋼絲元件，其特征在于壓扁端(3)的壓扁程度沿長度變化。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于在隨后硬化的軟材料中摻入的鋼絲元件(1)，上述元件包括鉤狀端(3)和中間部分(2)，中間部分的長度與直徑比為在20～100之間，元件(1)的中間部分(2)沿整個長度基本上呈圓斷面，并且元件(1)的鉤形端(3)由壓扁變形而成。
文檔編號E04C5/03GK1560398SQ20041003341
公開日2005年1月5日 申請日期1996年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月19日
發(fā)明者安·蘭布雷希茨, 安 蘭布雷希茨 申請人:貝克特股份有限公司