一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉索及其制作方法，特别是一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索及其制作方法。
【背景技术】
[0002]拉索是缆索支承桥梁及建筑的核心构件，作为基础工程的桥梁及建筑的设计寿命达70年甚至100年以上，而目前的钢绞线拉索的使用寿命只有20年到30年，这样造成缆索支承桥梁及建筑在使用过程中需要多次换索，而换索的造价高并影响使用。因此作为钢绞线拉索的单元组件钢绞线，需要新的结构形式，确保其高耐久性。
[0003]钢绞线一般由中心丝、边丝捻合而成，目前己有的防腐钢绞线一般有两种，第一种是直接在钢绞线外层涂复一层防腐层，第二种是将组成钢绞线的中心丝和各根边丝分别进行防腐处理后捻合成钢绞线)或再在钢绞线外层涂覆PE层形成复合防腐层钢绞线，喷涂防腐钢绞线即是其中之一，目前已有喷涂防腐钢绞线主要是环氧涂层钢绞线，有环氧粉体全涂装钢绞线和外表整体涂装钢绞线两种，环氧粉体全涂装钢绞线制作方法的主要工序均是将钢绞线展开，使钢绞线以打开状态通过喷涂装置、对打开状态下的中心丝及每一根边丝进行涂装环氧树脂粉后经加热固化、冷却，再将边丝重新扭缠到中心丝上。
[0004]由于环氧树脂是一种热固性高分子塑料，热固后，硬度高但韧性较差，因而上述两种环氧涂层钢绞线产品无论其涂层厚或薄，都有共同缺点:
1.涂层易开裂、脱落，也易产生针孔，因而钢绞线易被腐蚀，从而影响钢绞线的使用寿命;
2.由于外表整体涂装钢绞线的涂层是热固性材料环氧树脂，使涂装后的钢绞线刚性大，弯曲性差，环氧树脂长时间应用会有老化现象，并且其耐磨性能较差。
[0005]另外镀锌，镀锌铝等钢绞线采用牺牲介质的防腐方法，不易受针孔等局部缺陷的影响，但其涂层易损耗，因此其使用寿命一般不是特别长。因此预应力钢绞线的防腐是至关桥梁工程质量寿命的重大问题，对于预应力用钢绞线必须加强确实可行的防腐措施，以减少预应力钢绞线因腐蚀造成先期失效而带来的巨大损失。
[0006]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。
[0007]因此，如何将聚脲材料应用到钢绞线拉索的防护中，制作一种带有聚脲防护材料的钢绞线拉索是预应力技术拉索技术领域人们目前急需解决的技术难题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索，该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索利用聚脲材料的优异性能，能大大提高钢绞线拉索的防腐、减震、抗滑性能，延迟拉索使用寿命，本发明同时提供了该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法。
[0009]为解决上述问题，本发明采用的技术方案是:一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索，包括η根钢绞线构成的钢绞线组合体，所述的单根钢绞线由I根中心丝、m根边丝捻合而成，包括由光面钢丝构成的光面钢绞线或是由在光面钢丝的外周附着有环氧涂层、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的防腐钢丝构成的防腐钢绞线，以下统称为钢绞线，其特征在于:该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索是在η根钢绞线之间间隙填充有聚脲材料构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a ;所述的聚脲材料是纯聚脲材料或半聚脲材料；3 < m < 6，m为整数，η为大于等于I小于等于1000的整数。
[0010]其进一步技术方案是:该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索是在填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索Ia之钢绞线组合体的最外层涂覆有一层聚脲防护涂层I构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I b。
[0011]其更进一步技术方案是:该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索是在填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索Ia或是填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索Ib之钢绞线组合体的最外层有一缠包带构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索 I aO、I bOo
[0012]进一步:该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索是在填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aO、I bO之缠包带的外层涂覆有聚脲防护涂层II构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aOc或是填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I bOco
[0013]其又更进一步技术方案是:该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的外层或有一单层HDPE护套或有由内层HDPE护套和外层HDPE护套组成的双层HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索，包括:
①在填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索Ia之钢绞线组合体的外层或是涂覆有一层聚脲防护涂层I之填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I b钢绞线组合体的外层或有一单层HDPE护套或有由内层HDPE护套和外层HDPE护套组成的双层HDPE护套，构成的外层有一单层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I al、I bl ;或是钢绞线组合体的外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a2、I b2。
[0014]②缠包带外层涂覆有聚脲防护涂层II之填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aOc、I bOc的缠包带的外层或有一单层HDPE护套或有由内层HDPE护套和外层HDPE护套组成的双层HDPE护套构成的外层有单层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aOcl、I bOcl ;或是钢绞线组合体的外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a0c2或I b0c2。
[0015]其再更进一步技术方案是:在填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的单层HDPE护套外层或是双层HDPE护套的外层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成具有多重保护层的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索，包括:
①在外层有一单层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I al、I bl的单层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aid、I bid ；
或是钢绞线组合体的外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a2、I b2之双层HDPE护套的外层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a2d、I b2d。
[0016]②外层有单层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aOcl、I bOcl的单层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aOcld、I bOcld ；
或是钢绞线组合体的外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a0c2、I b0c2的外层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层III构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a0c2d、I b0c2d。
[0017]相关的另一技术方案是:本发明上述的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法，所述的单根钢绞线由I根中心丝、m根边丝捻合而成，包括由光面钢丝构成的光面钢绞线或是由在光面钢丝的外周附着有环氧涂层、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的防腐钢丝构成的防腐钢绞线；其特征在于:该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法是将η根钢绞线进行预处理、干燥、成盘、分丝、填充聚脲材料后聚并成型成钢绞线组合体，构成在η根钢绞线中部之间间隙填充有聚脲材料之填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a ;其主要步骤包括:
A、预处理
Al:对于原料钢绞线进行严格检验，且其外表面不应有油、脂、漆等污染物，通过放线盘对钢绞线进行解盘；
A2:表面处理:采用磷酸和超声波对钢绞线表面进行处理，除掉钢绞线表面的油污、灰尘、锈迹，并在单根钢绞线表面生成一层均匀不容易腐蚀的灰色磷化膜；
B:干燥:对钢绞线进行加热干燥，去除表面水份；
C:成盘:合格的钢绞线经履带式牵引机进行定速牵引，通过存盘设备卷制于储线盘中；
D:分丝:将若干个成盘好的钢绞线分别放在若干个放线盘上，在放线盘上将钢绞线牵引出并穿入分丝架，分丝架上有对应于钢绞线六边形排列的孔，排入钢绞线拉索绞制流水线的储线盘中；
E:填充聚脲材料:即通过以下方式之一进行涂覆式填充:
①挤出涂覆填充:将预处理后的钢绞线通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；
②喷涂填充:通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到预处理后的钢绞线上；
③浸泡抽涂填充:预处理后的钢绞线通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；
④机器涂刷方式填充:利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在预处理后的钢绞线上；
F:聚并成型成钢绞线组合体:将在钢绞线之间填充有聚脲涂层的钢绞线通过多组成型装置把钢绞线聚并成型；每个成型装置由2组3个互成120°角的滚压轮组成；通过调节每个滚压轮的相对位置和压紧力，使若干根钢绞线索股整型为正六边形，索股内各钢绞线互相贴紧，使聚脲材料充分填充在钢绞线索股间隙中的取值范围是:3 < η < 6，m为整数，η为大于等于I的整数，所述的聚脲材料是纯聚脲材料或半聚脲材料。
[0018]所述的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法的进一步技术方案是:将经过上述A-F步骤制作出的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a再经过G:聚脲材料涂覆工序1:即通过以下方式之一:
①挤出涂覆:将钢绞线拉索Ia通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；
②喷涂:通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到钢绞线拉索I a上；
③浸泡抽涂:钢绞线拉索Ia通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；
④机器涂刷方式:利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在钢绞线拉索Ia上；
使填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索Ia之钢绞线组合体的最外层涂覆一层聚脲防护涂层I ;制成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I b。
[0019]所述的一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法的更进一步技术方案是:该方法是将经过上述A-F步骤制作的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I a或将经过上述A-G步骤制作的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I b再通过H:缠包工序，在钢绞线组合体的外周缠包一层缠包带，构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aO或I bO。
[0020]所述的一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法又更进一步技术方案是:将将经过上述A-H步骤制作的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aO、I bo再经过1:聚脲材料涂覆工序II，即通过以下方式之一:
①挤出涂覆:将钢绞线拉索IaO或I bO通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；
②喷涂:通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到钢绞线拉索I aO 或 I bO 上；
③浸泡抽涂:钢绞线拉索IaO或I bO通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；
④机器涂刷方式:利用机器涂刷使聚脲材料均匀握裹在钢绞线拉索IaO或I bO上； 使钢绞线拉索I aO或I bO外周表面附着聚脲涂层II ;构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索I aOc或I bOc。
[0021]所述的一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法再更进一步技术方案是:将经过上述A-F步骤制作的中部填充有聚