[科普中國]-鋼筋冷拉

鋼筋冷拉是一種調(diào)直鋼筋和提高鋼筋強(qiáng)度的張拉工藝。鋼筋在常溫下進(jìn)行拉應(yīng)力超過其屈服應(yīng)力的強(qiáng)力拉伸，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，以提高強(qiáng)度和進(jìn)行調(diào)直。

簡(jiǎn)介鋼筋冷拉是在常溫下對(duì)鋼筋進(jìn)行強(qiáng)力拉伸，拉應(yīng)力超過鋼筋的屈服強(qiáng)度，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到調(diào)直鋼筋、提高強(qiáng)度、節(jié)約鋼材的目的，對(duì)焊接接長的鋼筋亦考驗(yàn)了焊接接頭的質(zhì)量。冷拉Ⅰ級(jí)鋼筋用于結(jié)構(gòu)中的受拉鋼筋，冷拉Ⅱ、Ⅲ、N級(jí)鋼筋用作預(yù)應(yīng)力筋。

冷拉原理鋼筋冷拉原理如圖所示，圖中abde為鋼筋的拉伸特性曲線。冷拉時(shí)，拉應(yīng)力超過屈服點(diǎn)b達(dá)到c點(diǎn)，然后卸荷。由于鋼筋已產(chǎn)生塑性變形，卸荷過程中應(yīng)力應(yīng)變沿CO1降至O1點(diǎn)。如再立即重新拉伸，應(yīng)力應(yīng)變圖將沿o1 cde變化，并在高于c點(diǎn)附近出現(xiàn)新的屈服點(diǎn)，該屈服點(diǎn)明顯高于冷拉前的屈服點(diǎn)b，這種現(xiàn)象稱“變形硬化”。其原因是冷拉過程中，鋼筋內(nèi)部結(jié)晶面滑移，晶格變化，內(nèi)部組織發(fā)生變化，因而屈服強(qiáng)度提高，塑性降低，彈性模量也降低。

鋼筋冷拉后有內(nèi)應(yīng)力存在，內(nèi)應(yīng)力會(huì)促進(jìn)鋼筋內(nèi)的晶體組織調(diào)整，經(jīng)過調(diào)整，屈服強(qiáng)度又進(jìn)一步提高。該晶體組織調(diào)整過程稱為“時(shí)效”。鋼筋經(jīng)冷拉和時(shí)效后的拉伸特性曲線即改為oc'd'e'。Ⅰ、Ⅱ級(jí)鋼筋的時(shí)效過程在常溫下需15~20天（稱自然時(shí)效），但在100℃溫度下只需2h即完成，因而為加速時(shí)效可利用蒸汽、電熱等手段進(jìn)行人工時(shí)效。Ⅲ、IV級(jí)鋼筋在自然條件下一般達(dá)不到時(shí)效的效果，更宜用人工時(shí)效，一般通電加熱至150℃~200℃，保持20min左右即可1。

冷拉控制鋼筋冷拉，可用冷拉應(yīng)力或冷拉率進(jìn)行控制，對(duì)不能分清爐批號(hào)的熱軋鋼筋，不應(yīng)采取冷拉率控制。冷拉控制應(yīng)力值見表?？估瓘?qiáng)度較低的熱軋鋼筋，如拉到符合標(biāo)準(zhǔn)的冷拉強(qiáng)度，其冷拉率將超過限值，對(duì)結(jié)構(gòu)使用非常不利，故規(guī)定最大冷拉率限值，冷拉后檢查鋼筋的冷拉率，如超過表中規(guī)定的數(shù)值時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國礦業(yè)大學(xué)