制造方法
1.鋼絲切斷法
這種加工方法比較簡單(圖2-4),一般利用小直徑0.4-0.8mm的冷拔鋼絲為原料,’按照規(guī)定的長度把鋼絲切成短纖維。用這種方法生產(chǎn)鋼纖維的抗拉強(qiáng)度,遠(yuǎn)高于其它方法加工成的鋼纖維,可達(dá)1000-2000MPa.
加工手段可以用切刀、沖床。為了提高效率,常用旋轉(zhuǎn)刀具切斷。由于冷拔鋼絲價(jià)格昂貴,這種方法生產(chǎn)的鋼纖維成本較高。此法生產(chǎn)鋼纖維的另一缺點(diǎn)是表面較光滑,與混凝土等基體的粘結(jié)強(qiáng)度較小。為了增加鋼纖維與混凝土等基體的粘結(jié)強(qiáng)度,常常采用改變鋼纖維的外形,即通過生產(chǎn)異形鋼纖維的辦法加以解決,常見的方法有三種:
⑴壓棱法:在切斷鋼絲前,用進(jìn)給鋼絲的夾送輥在鋼絲上
壓出棱形凹坑(如圖2-1,b)。
⑵波形法:在切斷鋼絲前,用進(jìn)給鋼絲的夾送輥將鋼絲壓
成波形后再切斷(如圖2-1,c)。
⑶彎鉤法:在切斷鋼絲前,用進(jìn)給鋼絲的夾送輥等距離地壓出彎鉤狀再切斷(如圖2-1,d)
圖2.e所示的鋼纖維,國外產(chǎn)品名稱為“DRAMⅨ"。生產(chǎn)時(shí)常用水溶性粘結(jié)劑將其集束粘結(jié)在一起,從而起到縮小長徑比的作用(圖2-1,h)。這種集束鋼纖維投入混凝土攪拌機(jī)后,粘結(jié)劑很快溶解于水,鋼纖維則均勻分布在混凝土中。
2.薄板剪切法
薄板剪切法是吧冷軋薄鋼板切成鋼纖維的方法,剪切前用特制的小型縱剪機(jī)將薄冷軋卷板剪成帶鋼卷,帶鋼卷的寬度和鋼纖維的長度相同,然后將帶鋼卷連續(xù)不斷地送入旋轉(zhuǎn)刀具或普通沖床切斷(如圖2-3,b),旋轉(zhuǎn)刀具的軸與薄板進(jìn)給方向互相垂直。原材料一般采用退火的冷軋鋼板,為提高強(qiáng)度也可以使用未退火的冷軋鋼板。
3.鋼錠銑削法
所用原材料為厚鋼板或鋼錠,用旋轉(zhuǎn)的平刃鐵刀進(jìn)行切削制成的鋼纖維(如圖2-3)。切削時(shí),鋼纖維將產(chǎn)生很的塑性變形,軸間發(fā)生扭曲,可以增大與混凝土等基體的粘結(jié)力。若以普通低碳鋼為原材料時(shí),切削成的鋼纖維經(jīng)加工硬化后,其弧度約為母材的兩倍半,成為一種高強(qiáng)度、高硬度的鋼纖維。
4.熔鋼抽絲法
如圖2-3,d所示,用電爐將廢鋼熔融成1500-1600℃的鋼液,然后在鋼液表面上,以一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的熔抽輪接近鋼液,熔抽輪上按照所需鋼纖維的要求,刻出許多槽形。當(dāng)溶抽輪下降到液面時(shí),鋼液被槽刮出,被高速旋轉(zhuǎn)的熔抽輪的離心力拋出,以10000℃/秒的速度冷卻成形.熔抽輪內(nèi)必須通水,以保持冷卻速度。
熔抽法生產(chǎn)鋼纖維是目前世界上最有前途的鋼纖維生產(chǎn)方法。它的原材料來源廣泛,各種廢鋼都可利用.由于原料成本很低,制造工藝簡單;生產(chǎn)效率很高,因此,這種鋼纖維價(jià)格最便宜。由于熔抽法利用電爐熔化鋼水,因此可以較方便地調(diào)整鋼液的化學(xué)成分,從而生產(chǎn)出各種材質(zhì)的鋼纖維和其它金屬纖維。改變?nèi)鄢檩喩峡滩鄢叽?,熔抽輪的轉(zhuǎn)速和浸入深度,就可以改變鋼纖維的幾何尺寸。這種方法免除了上述三種方法從煉鋼到軋鋼、撥絲(或軋板)等繁雜的過程,使熔觸鋼水一次成形,加工成最終產(chǎn)品,其經(jīng)濟(jì)效果是很顯著的。
目前,世界上只有美國、英國、日本和中國掌握了熔抽法生產(chǎn)鋼纖維的生產(chǎn)技術(shù)。慶安鋼鐵廠從美國引進(jìn)的全套熔抽法鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備巳于86年7月9日正式投入生產(chǎn),生產(chǎn)出的多種不銹鋼纖維、普碳鋼纖維、超細(xì)鋼纖維、鋁纖維已大量供應(yīng)市場。上述四種鋼纖維及其制造方法的特征比較見表2-1。各種鋼
纖維的抗拉強(qiáng)度見表2-2。它們的價(jià)格和加
[1] 鋼,其中切斷型鋼纖維應(yīng)用廣泛,抗拉強(qiáng)度高。以低碳合金為基材,在金屬晶體溫度一下使用冷拔技術(shù)生產(chǎn)出的切斷型鋼纖維,抗拉強(qiáng)度可達(dá)1150-3000MP。廣泛應(yīng)用于工業(yè)地坪(物流、冷庫、室外、倉儲(chǔ))加固以及開裂情況的改善。
以切斷細(xì)
鋼絲法、冷軋帶鋼剪切、鋼錠銑削或
鋼水快速
冷凝法制成
長徑比(纖維長度與其直徑的比值,當(dāng)纖維截面為非圓形時(shí),采用換算等效截面圓面積的直徑)為30~100的纖維。
因
制取方法的不同鋼纖維的性能有很大不同,如
冷拔鋼絲拉伸強(qiáng)度為380-3000MPa、冷軋帶鋼剪切法拉伸強(qiáng)度為600-900MPa、鋼錠銑削法為700MPa;鋼水冷凝法雖為380MPa,但是適合生產(chǎn)耐熱纖維。
為增強(qiáng)砂漿或
混凝土而加入的、長度和直徑在一定范圍內(nèi)的細(xì)鋼絲。常用截面為圓形的長直鋼纖維,其長度為10~60毫米,直徑為0.2~0.6毫米,長徑比為30~100。為增加纖維和砂漿或混凝土的界面粘結(jié),可選用各種異形的鋼纖維,其截面有矩形、鋸齒形、彎月形的;截面尺寸沿長度而交替變化的;波形的;圓圈狀的;端部放大的或帶彎鉤的等。當(dāng)使用截面非圓