带聚脲防护涂层的钢丝及带聚脲防护涂层的钢丝拉索的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢丝及其钢丝拉索，特别是一种带防护涂层的钢丝及钢丝拉索。
【背景技术】
[0002]预应力钢丝拉索是桥梁结构中一种关键的受力部件，要求具有较高的防腐耐久性；目前预应力用桥梁钢丝拉索通常参照国家标准GB/T 18365-2001《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》进行生产制造。
[0003]预应力钢丝的腐蚀是在应力和腐蚀复合作用下的应力腐蚀(属电化腐蚀范畴)，其特点是在金属内部先形成裂纹，内裂纹发生后便形成应力集中，加速裂纹的发展，进而产生严重腐蚀。预应力钢丝的防腐镀(涂)层钢材总是在腐蚀介质的条件下服役，按保护层的种类，可分为非金属保护层(称为涂层)，化学保护层和金属保护层(称为镀层)三类。1、非金属保护涂层预应力钢材的非金属涂层目前主要有塑料、环氧树脂和防腐油脂三种，但非金属涂层的抗老化问题尚未解决，且其力学性能较金属镀层低得多。因此，应用范围受到限制。2、化学保护层通过化学法，在金属表面形成保护层，如锌层的钝化、铝层的氧化、铁基的磷化等。该类保护层往往不是作为单一的钢材保护层，而是与金属镀层兼并使用。3、金属保护镀层在电化腐蚀中，处于阳极的金属首先被溶解，为此在钢丝表面镀以较铁活泼的金属，如锌、铝等。在腐蚀介质的环境中，使锌首先被溶解而保护铁基，称为阳极镀层保护。由于镀锌(或锌-铝合金)存在“氢脆”现象，降低钢丝的强度等级，一直备受争议。因此预应力钢丝的防腐是至关桥梁工程质量寿命的重大问题，对于预应力用钢丝必须加强确实可行的防腐措施，以减少预应力钢丝因腐蚀造成先期失效而带来的巨大损失。
[0004]聚脲材料是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质，分为纯聚脲和半聚脲，聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等，目前大多用在航天领域。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种带聚脲防护涂层的钢丝以及钢丝拉索，该带聚脲防护涂层的预应力钢丝拉索利用聚脲材料的优异性能，能大大提高钢丝拉索的防腐、减震、抗滑性能，延迟拉索使用寿命。
[0006]为解决上述问题，本发明采用的技术方案是:一种带聚脲防护涂层的钢丝，由单根光面钢丝及涂覆在单根光面钢丝外的防护涂层构成，该带聚脲防护涂层的钢丝或是由单根光面钢丝以及涂覆在单根光面钢丝外周的聚脲防护涂层I构成的带聚脲防护涂层的钢丝，或是由单根光面钢丝以及单根光面钢丝外的复合防护涂层构成的具有复合防护涂层的带聚脲防护涂层的钢丝，所述的复合防护涂层是在单根光面钢丝的外周附着有的环氧涂层、镀锌涂层、塑料涂层、防腐油脂涂层、油性蜡或金属镀层之表面附着涂层或镀层与涂覆在表面附着涂层或镀层上的聚脲防护涂层I共同形成的复合防护涂层。
[0007]其相关的另一技术方案是:一种带聚脲防护涂层的钢丝拉索，包括η根钢丝以及缠绕在η根钢丝外的缠包带，所述的钢丝是本发明上述的带聚脲防护涂层的钢丝，所述的带聚脲防护涂层的钢丝拉索包括由光面钢丝构成的带聚脲防护涂层的钢丝构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a或是由具有复合防护涂层的带聚脲防护涂层的钢丝构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索II a ；n为大于等于I的整数。
[0008]其进一步的技术方案是:该带聚脲防护涂层的钢丝拉索是在缠包带外层或是涂覆有聚脲防护涂层II的缠包带的外层还有一单层HDPE套管构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I al、II al或是带聚脲防护涂层的钢丝拉索I bl、II bl。
[0009]其更进一步的技术方案是:该带聚脲防护涂层的钢丝拉索是在缠包带外层或是涂覆有聚脲防护涂层II的缠包带的外层还有由内层HDPE套管和外层HDPE套管组成的双层HDPE套管构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a2、II a2或是带聚脲防护涂层的钢丝拉索
Ib2、II b2。
[0010]该带聚脲防护涂层的钢丝拉索是在单层HDPE套管外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I ale、II ale或是带聚脲防护涂层的钢丝拉索
Iblc、II bl。。
[0011 ] 该带聚脲防护涂层的钢丝拉索是在的双层HDPE套管的外层HDPE套管的外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a2c、II a2c或是带聚脲防护涂层的钢丝拉索I b2c、II b2c。
[0012]所述的聚脲防护涂层的材料是纯聚脲或半聚脲材料。
[0013]由于采取以上技术方案，本发明之带聚脲防护涂层的钢丝及带聚脲防护涂层的钢丝拉索及其制作方法具有以下特点和有益效果:
1.能大大提高钢丝拉索的防腐、减震、抗滑性能，延迟拉索使用寿命。
[0014]由于本发明之带聚脲防护涂层钢丝拉索是由带聚脲防护涂层的钢丝组成的钢丝组合体组成，所述带聚脲防护涂层的钢丝是由单根光面钢丝及涂覆在单根光面钢丝外的防护涂层构成，该带聚脲防护涂层的钢丝外的防护涂层或是涂覆在单根光面钢丝外周的聚脲防护涂层或是在单根光面钢丝的外周附着有的环氧涂层、镀锌涂层、塑料涂层、防腐油脂涂层、油性蜡或金属镀层之表面附着涂层或镀层与涂覆在表面附着涂层或镀层上的聚脲防护涂层共同形成的复合防护涂层，由于聚脲材料具有优良的耐磨性、抗冲击性和减震性，涂覆于钢丝拉索基体的钢丝表面，它涂层连续、致密，可以做到无接缝、无针孔，隔绝空气中的水份和氧气的渗入，能保护钢丝以及钢丝表面附着有的环氧涂层、塑料涂层或防腐油脂涂层不易老化，能减缓镀锌涂层易损耗、易受针孔等局部缺陷的影响，大大提高该类钢丝拉索的防腐能力，并增加其耐磨性能，延长钢丝拉索的使用寿命；同时聚脲材料具有优异的抗张强度、耐老化、耐磨损等特性，可减少生产制造及安装过程中因施工操作不当造成的损伤，不易产生开裂、脱落现象，大大提高钢丝拉索的防腐能力、延长使用寿命。
[0015]2.结构紧凑、钢丝之间摩擦力大，增强其抗滑性能，抗疲劳强度提高:
本发明之带聚脲防护涂层钢丝拉索之钢丝最外表面及间隙中均涂覆或填充有聚脲材料，由于聚脲材料具有高耐磨的物理性能，因此，聚脲涂层不必很厚，将他们组成预应力筋时，各根钢丝之间可以呈正六边形或缺角六边形紧密排列或其他形式排列，结构紧凑、能增强钢丝拉索的摩擦力，增强其抗滑性能；更有利于在桥梁拉索在索塔两侧受不平衡力的工况下使用。
[0016]3.本发明能改善现有涂层或镀层钢丝的性能，因而也大大提高钢丝拉索的防腐能力，并增加其耐磨性，延长钢丝拉索的使用寿命。
[0017]4.本发明之带聚脲防护涂层的钢丝能进一步拓宽单根钢丝拉索的使用范围。
[0018]下面，结合附图和实施例对本发明之带聚脲防护涂层的钢丝及带聚脲防护涂层的钢丝拉索的技术特征作进一步的说明。
【附图说明】
[0019]图1-1?图1-2是本发明实施例一之带聚脲防护涂层的钢丝的结构示意图:
图1-1:由光面钢丝构成的带聚脲防护涂层的钢丝；
图1-2:具有复合防护涂层的带聚脲防护涂层的钢丝。
[0020]图2-1?图2-6是本发明实施例二之带聚脲防护涂层的钢丝拉索的结构示意图: 图2-1:由光面钢丝构成的带聚脲防护涂层的钢丝构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索
Ia ；
图2-2:由具有复合防护涂层的带聚脲防护涂层的钢丝构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索II a ；
图2-3?图2-4:带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a、II a外层有单层聚乙烯护套构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I al、II al ；
图2-5?图2-6:带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a、II a外层有双层HDPE护套构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a2、II a2。
[0021]图3-1?图3-6是本发明实施例三之缠包带外层涂覆有聚脲防护涂层II的带聚脲防护涂层的钢丝拉索的结构示意图:
图3-1:缠包带外层涂覆有聚脲防护涂层II的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I b ；
图3-2:缠包带外层涂覆有聚脲防护涂层II的带聚脲防护涂层的钢丝拉索II b ；
图3-3?图3-4:带聚脲防护涂层的钢丝拉索I b、II b外层有单层聚乙烯护套构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I bl、II bl ；
图3-5?图3-6:带聚脲防护涂层的钢丝拉索I b、II b外层有双层HDPE护套构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I b2、II b2。
[0022]图4-1?图4-4是本发明实施例四之PE套外层涂覆有聚脲防护涂层III的带聚脲防护涂层的钢丝拉索的结构示意图；
图4-1?图4-2:钢丝拉索I al、II al的单层HDPE套管外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I ale、II ale ；
图4-3?图4-4:钢丝拉索I a2、II a2的双层HDPE套的外层HDPE套管之外层涂覆有聚脲防护涂层III构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a2c、II a2c。
[0023]图5-1?图5-4是本发明实施例五之外层涂覆有聚脲防护涂层III的带聚脲防护涂层的钢丝拉索的结构示意图:
图5-1?图5-2:钢丝拉索I bl、II bl的单层HDPE套管外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I blc、II blc ；
图5-3?图5-4:钢丝拉索I b2、II b2的双层HDPE套的外层HDPE套管之外层涂覆有聚脲防护涂层III构成的带聚脲防护涂层的钢丝拉索I b2c、II b2c。
[0024]图中: 1-单根光面钢丝，2-表面附着涂层或镀层，5-缠包带，6-单层或内层HDPE套管，7-外层HDPE套管；
31a-聚脲防护涂层I，31b-聚脲防护涂层II，31c-聚脲防护涂层III ；
41-带聚脲防护涂层的钢丝，42-具有复合防护涂层的带聚脲防护涂层的钢丝；
81a-带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a，82a-带聚脲防护涂层的钢丝拉索II a;
Slal-带聚脲防护涂层的钢丝拉索I al，82al_带聚脲防护涂层的钢丝拉索II al ； 81a2_带聚脲防护涂层的钢丝拉索I a2，82a2_