專利名稱：用于增強水泥基質(zhì)的繩索的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于增強水泥(cementitious)基質(zhì)的繩索，其至少在繩索的空隙中存在保護性化合物，并且涉及包含數(shù)根這樣的繩索的結構。本發(fā)明還涉及包含至少一根這樣的繩索的增強水泥基質(zhì)。此外，本發(fā)明涉及抑制氫氣放出的方法。
背景技術：
眾所周知，用金屬元件如鋼纖維增強的混凝土結構可以給予基質(zhì)所需的機械性能。由于裸露的鋼元件可遭受腐蝕，因此建議使用鍍鋅鋼元件以便賦予鋼元件長期的耐腐蝕性。鍍鋅的增強鋼元件尤其適用于增強用于建筑目的的混凝土，其中增強的混凝土在建筑開始之前將暴露于氣象條件下，例如在預制建筑中。然而，在混凝土中使用鍍鋅鋼元件產(chǎn)生的問題是在混凝土硬化過程中，鋼元件的鍍鋅表面將與混凝土的堿性環(huán)境反應以形成鋅鹽，其伴隨著氫氣的放出。這種效應出現(xiàn)在將強的電負性元素如鋅、鋁或鎂暴露于水中時。元素具有如在標準ASTM G15-93中確定的開路電勢。在高PH值下，開路電勢降到低于氫放出電勢并且因此引發(fā)氫離子的還原從而導致氫氣的放出。氫氣放出導致強度和耐久性的問題以及美觀問題。由于氫氣在金屬元件和混凝土的界面處放出，金屬元件和混凝土之間的粘結強度降低。這導致增強混凝土的強度降低。由于合金鍍層在堿性環(huán)境中的反應，合金涂層的厚度減少，從而導致耐久性的問題。該合金涂層可以是例如鋅、鋁或鎂?；炷林绣冧\鋼元件的問題描述于〃 Effect of chemical-physical interaction between galvanized steel fibres and concrete " , T. Belleze, R. Fratesi, C. Failla,6th RILEMSymposium on Fibre-Reinforced Concretes (FRC)BEFIB 2004，20-22September 2004，239-248 為了防止氫氣的放出，可以鈍化鍍鋅鋼元件的表面。這可以通過用鉻基化合物處理鍍鋅鋼元件而實現(xiàn)。天然存在于混凝土中的鉻酸鹽也可足以保護鍍鋅鋼元件。然而，近年來已經(jīng)認識到六價鉻引起了嚴重的環(huán)境問題和健康問題。因此，已經(jīng)嚴格限制了六價鉻在眾多工業(yè)工藝及產(chǎn)品如水泥和混凝土中的使用量。其它保護鍍鋅鋼的嘗試包括施加環(huán)氧樹脂涂層到鍍鋅鋼上。例如在JP 53-078625 中描述了涂有環(huán)氧樹脂涂層的鍍鋅鋼用于增強混凝土。然而，當環(huán)氧樹脂涂層作為對于腐蝕性環(huán)境的阻擋體時，環(huán)氧樹脂涂層具有嚴重的缺點。如果環(huán)氧樹脂涂層中存在缺陷，侵蝕劑可以通過該缺陷滲透過阻擋體，則腐蝕將集中在這些區(qū)域上。局部腐蝕可使鋼元件在涂層受損的地方斷裂。環(huán)氧樹脂涂層的完整性因此是重要的，因為膜必須沒有孔隙、裂紋和受損區(qū)域。環(huán)氧樹脂涂層易碎。因此，環(huán)氧樹脂涂覆的金屬元件在儲存、輸送和處理時必須非常小心地處理。相應地，因為增強元件在混凝土中的混合或安裝是劇烈的操作，從而增強元件表面上的局部損壞是不可避免的，對于混凝土的增強而言，使用環(huán)氧樹脂涂覆的金屬元件或在表面處施加其它的化合物不是一個好的選擇。已經(jīng)試驗了許多本領域已知的緩蝕劑如磷酸鹽、硅酸鹽、硅烷、碳酸鹽和碳酸、硫化物和巰基衍生物、胺和磺酸鹽。然而，這些緩蝕劑沒有產(chǎn)生充分的結果，因為它們不能避免氫氣的放出。因此，在不使用鉻化合物并且不需要100%封閉的阻擋涂層的條件下獲得對鋼元件和涂覆的金屬元件的充分保護仍然是一個問題，并且仍然需要有效的方案。申請人:的W02006067095A1描述了包含水泥基質(zhì)和涂鋅的金屬元件的增強結構， 其中在所述涂鋅的金屬元件和所述水泥基質(zhì)的界面處采用給予所述涂鋅的金屬元件陰極保護的化合物處理所述增強結構。該化合物選自咪唑、三唑和四唑，其中所述咪唑包含苯并咪唑(BZI)。然而，需要將足夠量的化合物施加于表面以有效抵制氫氣放出。不僅是將足夠量的化合物施加到例如涂鋅的金屬元件的表面的方法在工業(yè)上非常困難，而且所述元件在儲存、輸送和處理時必須非常小心地處理以防止對表面的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供用于增強水泥基質(zhì)的繩索。本發(fā)明的另一個目的是提供包含至少一根這樣的繩索的結構。本發(fā)明的又一個目的是提供采用至少一根這樣的繩索增強的水泥基質(zhì)。此外，本發(fā)明的一個目的是提供在這樣的繩索和水泥基質(zhì)的界面處抑制氫氣放出的方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供用于增強水泥基質(zhì)的繩索。該繩索包含多根涂覆的金屬纖絲，其捻合在一起以形成繩索。當現(xiàn)在從幾何配置看繩索時，可以想象一系列具有垂直于繩索軸向的平面的橫截面。在這樣的橫截面中，可以觀察到圍繞空穴的鄰近纖絲的亞結構。隨著平面沿著繩索的軸向推進，纖絲保持為彼此鄰接。這些亞結構在每段鋪設長度上做一次旋轉(zhuǎn)，垂直的平面沿著繩索的軸向而推進。這樣的亞結構的存在取決于將纖絲以這樣的設置添加至繩索中的方式這種設置通常被稱為繩索的“構造”。在根據(jù)本發(fā)明的繩索的橫截面中，存在至少一種封閉的亞結構。在封閉的亞結構中鄰近的纖絲距離鄰近的纖絲最大為100 μ m，即封閉的亞結構的鄰近纖絲的外表面距離鄰近的纖絲最大為100 μ m。更優(yōu)選地，封閉的亞結構鄰近的纖絲距離鄰近的纖絲最大為30 μ m、20 μ m、10 μ m、5 μ m或2 μ m， 彼此的接觸顯然不包含于其中。當這樣的接觸發(fā)生時，其將發(fā)生在繩索的實際長度上，并因此被稱作“線接觸”。除了纖絲，繩索還包含保護性化合物。為了本發(fā)明的目的，“保護性化合物”是指給予涂覆的金屬元件陰極保護的任何化合物。保護性化合物優(yōu)選自咪唑、三唑和四唑。保護性化合物的主要功能是為了在增強結構的混合、灌注、固化和/或硬化期間在涂覆的金屬元件和水泥基質(zhì)的界面處避免氫氣的放出。因此，保護性化合物存在于涂覆的金屬纖絲和水泥基質(zhì)的界面處是重要的。在金屬元件的鍍鋅表面需要保護的關鍵時期是水泥基質(zhì)硬化的時期，即澆注后第一個M小時直到第一個72小時。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，保護性化合物包含咪唑如甲硅烷基-咪唑或
4苯并咪唑。優(yōu)選的甲硅烷基-咪唑包含N-(三甲硅基)_咪唑；優(yōu)選的苯基咪唑包含2-巰基苯并咪唑或2-巰基-1-甲基苯并咪唑。如上所提及，保護性化合物存在于涂覆的金屬纖絲和水泥基質(zhì)的界面處并且這在水泥基質(zhì)的硬化期間是重要的。為了充分地保護涂覆的金屬纖絲，大量的保護性化合物存在于涂覆的金屬纖絲處并且特別是存在于涂覆的金屬纖絲與水泥基質(zhì)的界面處是必要的。這些問題通過提供這樣的繩索得到解決其中保護性化合物至少存在于繩索的一個或多個封閉的亞結構的一個或多個空隙中。在一個或多個空隙中的保護性化合物產(chǎn)生了化合物容器-效應 (container-effect)。該化合物容器-效應的優(yōu)點是可將更多的保護性化合物儲存于核心中。此外，由于可儲存更多的保護性化合物，當將繩索與水泥基質(zhì)接觸時，保護性化合物例如可通過擴散的方法輸送至繩索的外圍。當將繩索引入水泥基質(zhì)時即使沒有保護性化合物存在于繩索的外圍，例如因為沒有保護性化合物被施加在繩索的外圍處或因為由于繩索的儲存、輸送和/或處理而移除保護性化合物，保護性化合物仍將存在于涂覆的金屬纖絲-水泥基質(zhì)的界面處，因為保護性化合物例如通過擴散的方法將輸送至繩索的外圍。根據(jù)本發(fā)明，保護性化合物至少存在于繩索的封閉的亞結構的一個或多個空隙中。此外，保護性化合物可存在于繩索的一根或多根纖絲上，例如在繩索的外圍上設置的纖絲上，即，一旦將繩索嵌入水泥基質(zhì)中就與水泥基質(zhì)接觸的纖絲。如果繩索儲存保護性化合物的能力(capacity)高于繩索在繩索的單根纖絲的總表面上儲存保護性化合物的能力，則觀察到化合物容器-效應。為了本發(fā)明的目的，繩索儲存保護性化合物的能力通過c值(容器值)表示并且根據(jù)下式計算c = (x+y) /χ其中χ =在繩索的單根纖絲的總表面上施加的保護性化合物的數(shù)量(以g/m2表示)；y =繩索的(一個或多個)亞結構的一個或多個空隙中儲存的保護性化合物的數(shù)量(以g/m2表示)。χ不依賴于纖絲直徑和繩索構造并且與施加在絲或纖絲上的保護性化合物的數(shù)量相對應。為了具有化合物容器-效應，y值高于0。換句話說，為了具有化合物容器-效應， 值c高于1。更優(yōu)選地，值c高于1. 5并且最優(yōu)選地值c高于2或者甚至高于5或高于10。著重注意，值c不依賴于繩索的構造。本領域技術人員清楚在繩索的單根纖絲的總表面上施加的保護性化合物的數(shù)量 (以g/m2表示)和儲存于繩索的(一個或多個)亞結構的一個或多個空隙中的保護性化合物的數(shù)量(以g/m2表示)取決于用于施加保護性化合物的溶液中的保護性化合物的濃度。 該濃度可在-100wt%之間變化，其中0%的濃度是指沒有保護性化合物存在于溶液中；而100%的濃度是指采用純的保護性化合物。所有其它的百分比是指由包含保護性化合物的溶液施加保護性化合物。對于本發(fā)明，所使用的溶液中的保護性化合物的濃度優(yōu)選為 5wt% -IOOwt %，例如 IOwt % _5(^1%或 IOwt % -20wt%。值c由兩次稱量確定。在預定長度的繩索上施加保護性化合物后，稱量該繩索。 隨后，例如通過乙醇將保護性化合物從繩索上移除，并且再次稱量該繩索。重量的差值對應x+y (以g/m2表示)。為了確定y，在預定長度的纖絲或絲上應用相同的兩次稱量技術。在施加保護性化合物后和在移除保護性化合物后的重量差值對應值χ(以g/m2表示)。該值 χ不依賴于直徑。通過從x+y減去χ值(以g/m2計)，從而確定y。為了獲得化合物容器-效應，亞結構的鄰近纖絲之間的距離處于一定范圍內(nèi)是重要的。如果鄰近纖絲之間的距離太大，亞結構將松散其大部分保護性化合物。因此，鄰近纖絲之間的距離優(yōu)選小于100 μ m，并且更優(yōu)選小于30 μ m，例如20 μ m、10 μ m、5 μ m或2 μ m。權利要求1的亞結構可以以多種方式出現(xiàn)在繩索中。當將至少三根鋼纖絲(不必為等直徑)捻合在一起時，在任何情況下亞結構都將會出現(xiàn)。采用相同的鋪設方向和鋪設長度將至少三根纖絲例如捻合在一起?！颁佋O方向”定義為股繩或繩索的纖絲的螺旋布局。 如果在垂直放置時，圍繞股繩或繩索的中心軸的螺旋與字母“S”中心部分的斜率方向一致， 則股繩或繩索具有“S”或左邊鋪設；并且如果螺旋與字母“Z”中心部分的斜率方向一致，則股繩或繩索具有“Z”或右邊鋪設?！颁佋O長度”定義為在股繩中或在繩索中的纖絲做360度旋轉(zhuǎn)所需的軸向巨離。為了描述繩索構造，接下來是加工繩索的順序，即從最里面的纖絲或股繩開始，并且向外移動。繩索的全部描述由下式給出(NX F)+ (NX F)+ (NX F)其中N =股繩的數(shù)量；F=纖絲的數(shù)量。(當N或F等于1時，它們不應包括在內(nèi))該構造可用纖絲直徑來完成并且隨后由下式給出(NXF) XD+(NXF) XD+(NXF) XD其中D =纖絲的名義直徑，以mm表示在該方面的第一優(yōu)選的實施方案是當僅將三根纖絲捻合在一起，而不使它們機械預成型或彎曲，即3X1構造時。在該實施方案中，纖絲基本上在鋼繩索的全部長度上成對地彼此保持為線接觸。在三根纖絲之間形成空隙。同樣地，4X1實施方案將會顯示一個或兩個空隙，這取決于纖絲中心是否被設置為基本上是類方形(一個空隙)或菱形(兩個空隙)。同樣地，5 X 1實施方案將會顯示一個、兩個或三個空隙并且6 X 1實施方案將會顯示一至四個空隙，這取決于纖絲是如何設置的。當進行7根纖絲時，最穩(wěn)定和優(yōu)選的設置是當中心地布置一根纖絲，同時其它纖絲圍繞這根中心纖絲時。原則上，只有在纖絲的無限鋪設長度和完全相等的直徑下，空隙才會完全封閉并且形成完整的線接觸。以有限的鋪設捻合這些纖絲將會導致從外部纖絲從中心纖絲的分離，導致可容易地控制在低于30 μ m的距離。 同樣地，使中心纖絲比六根圍繞的纖絲粗，對于平衡不同纖絲上的載荷分布可以是有利的。 該增加的直徑再次可以保持為足夠低使得在外部纖絲之間形成的間隙保持為低于30 μ m。 當纖絲的數(shù)量進一步增加時，一些數(shù)量將會因?qū)τ诩庸ぬ貏e穩(wěn)定而突出-在一次操作中將基本相等直徑的12根纖絲以基本上一個鋪設長度和方向的捻合在一起，在中間有三根，并且其由9根纖絲圍繞，在其間形成13個空隙。-15根纖絲，在中間有一根小的纖絲，其由5根最鄰近的纖絲圍繞，并且進而由外部殼的10根所圍繞，并且在單一步驟中捻合在一起，因而在它們之間形成20個空隙。該繩索具有近似五邊形形狀的包層(envelope)。
-將全部基本上相等直徑的19根纖絲在單一步驟中以相同鋪設長度和方向捻合在一起，在中間有單根的纖絲，其由6根纖絲的第一殼體所圍繞，并進而由12根纖絲的殼體所圍繞，在它們之間形成對個空隙。預定(subscribing)這種繩索的外圍的包層是基本上規(guī)則的六邊形。-將全部基本上相等直徑的27根纖絲在單一步驟中以相同鋪設長度和方向捻合在一起，在中心有3X1，其由9根纖絲的第一殼體所圍繞，并進而由15根纖絲的殼體所圍繞。在纖絲之間具有36個空隙。預定外圍的包層是六邊形，其側(cè)面可交替地計數(shù)4和3根纖絲。這樣的構造通常被認為是緊湊的繩索。它們通過它們的平行鋪設(所有的纖絲處于相同的方向并有相同的鋪設方向)和它們相等的纖絲直徑來表征。當允許不同的直徑但保持平行鋪設時，出現(xiàn)的其它的工業(yè)重要配置通過非常高的金屬密度來表征(參考"Drahtseile “ of Prof. Dr. -Ing. D. G. Shitkow and Ing. I. Τ. Pospechow, V. Ε. B. Verlag Technik Berlin, 1957 中的頁碼)。-瓦靈頓(Warrington)類型，其中中心的核由兩層圍繞，其中外層由兩倍數(shù)量的第一層的纖絲組成并且外層直徑交替地小和大051-263頁)-西爾(kale)類型，其中中心的核由具有相同數(shù)量的纖絲的兩個層圍繞，一個層中的纖絲直徑基本上相等，并且外層的纖絲直徑大于內(nèi)層的纖絲直徑0四_237頁)-充填(Filler)類型，其中中心的核由兩個層圍繞，其中一個層中的纖絲直徑基本上相等，并且第二層中纖絲的數(shù)量是第一層中纖絲數(shù)量的兩倍，并且其中纖絲在層中的位置通過薄的充填絲的存在而得到穩(wěn)定041-251頁)。以上類型的組合例如瓦靈頓-西爾是同樣可能的。以上提到的亞結構也可在繩索的進一步生產(chǎn)中作為中間產(chǎn)品而使用。可將它們用作例如其它層鋼纖絲可圍繞其以3+9+15或1+6+15類型的繩索形式捻合的核心(以不同的鋪設長度或鋪設方向)。繩索也可以是包含至少兩根股繩的繩索，其中在股繩內(nèi)存在至少三根纖絲形成的亞結構。在這方面的結構是NXF類型的繩索，其中一根股繩的纖絲具有相同的鋪設方向和鋪設長度。以下的配置特別重要3X3、7X3、7X4、7X7、7X19。在這方面，配置12X3、 19X3，如在EP0770726中所描述的，也是在其上也可以應用本申請發(fā)明原則的繩索。具有不同于外股繩的核心股繩的繩索例如1X3+5X7、19+8X7也是所關注的。該核心還可以是例如7X7+6X19形式的纜繩。一種在繩索上施加保護性化合物的優(yōu)選方法是通過將繩索浸入包含保護性化合物的溶液中或通過由其熔融態(tài)施加保護性化合物。此外，也可通過噴射施加保護性化合物， 例如通過噴射包含保護性化合物的溶液或通過噴射熔融態(tài)的保護性化合物。在由溶液施加保護性化合物(例如通過浸入溶液或通過由溶液噴射)的情況下，保護性化合物以在-100wt%范圍內(nèi)的濃度存在。更優(yōu)選地，保護性化合物以 IOwt % -50wt%例如 IOwt % -20wt% 的濃度存在。通過將繩索弓I入包含溶液的浸漬槽可完成浸入，或者通過將繩索弓I入通過連續(xù)供給包含保護性化合物的溶液的漏斗而完成浸入。優(yōu)選地，然后引入繩索的方向與包含保護性化合物的溶液的流向相反。
任選地，當被浸入時，一個或多個亞結構被打開并且隨后封閉，從而允許包含保護性化合物的溶液進入亞結構中并因而填充一個或多個空隙。作為替代，一個或多個亞結構可在浸入前打開并在浸入后封閉。打開亞結構可通過現(xiàn)有技術中任何已知的技術而達到。第一方法包括通過在輪子上重復地彎曲繩索來打開和封閉(一個或多個)亞結構。該輪子優(yōu)選具有足夠小的直徑例如繩索直徑的1-50倍或更優(yōu)選地10-40倍，使得因彎曲而使亞結構伸展打開并且保護性化合物可滲入(一個或多個)空隙。盡管一個輪子可提供足夠的打開，但更優(yōu)選使用2-10個依次安裝的輪子?？砂惭b輪子使得所有的輪子鋪設在相同的平面中或輪子可安裝在彼此有一定角度的平面中。更優(yōu)選后者，因為在繩索的圓周上獲得更均勻的處理。打開亞結構的第二種方法包含連續(xù)捻合亞結構以允許保護性化合物進入繩索的空隙。這可通過將繩索供給通過旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)限制裝置例如假捻合器(false twister)而完成。還可使用改進保護性化合物侵入空隙的其它方法，例如通過例如超聲轉(zhuǎn)換器或繩索自身振動的浴的攪動?？赡艿兀谑┘颖Ｗo性化合物后干燥繩索。干燥可通過現(xiàn)有技術中任何已知的方法例如通過傳導、通過對流或通過輻射而完成。優(yōu)選的干燥包括感應加熱、紅外線加熱或通過熱氣體例如加熱的空氣熱加熱。可能地，重復施加保護性化合物(和干燥)的步驟，從而增加繩索中保護性化合物的總數(shù)量。金屬纖絲可由現(xiàn)有技術中已知的任何金屬或金屬合金制成。金屬纖絲優(yōu)選由鋼例如普通碳鋼制成。這樣的鋼通常包含0. 40wt% C的最小碳含量或至少0. 70wt% C，但最優(yōu)選至少0. 80wt% C而最多1. 1襯％的(，0. 10-0. 90襯％的鎂含量，硫和磷含量每種優(yōu)選保持為低于0. 030Wt%;也可添加其它的微合金化元素例如鉻(至多0. 20-0. 4wt% )、硼、鈷、鎳、 釩-非詳盡的列舉。也優(yōu)選的是不銹鋼。不銹鋼包含最小12wt%的Cr和大量的鎳。更優(yōu)選的是奧氏體不銹鋼，這給它們更多的冷加工。最優(yōu)選的組合物在現(xiàn)有技術中稱為AISI (美國鋼鐵學會)302、AISI 301、AISI 304 和 AISI 316。金屬纖絲取決于用途優(yōu)選具有0. 04mm-l. 20mm的直徑。涂覆的金屬纖絲包含涂覆有包含鋅、鋁、鎂或其合金的涂層的金屬纖絲。優(yōu)選地，金屬纖絲有鋅或鋅合金涂層。作于鋅合金涂層，可以考慮例如Si-Fe、 Zn-Ni、Zn-Al、Zn-Mg、Zn-Mg-Al 合金。優(yōu)選的鋅合金涂層是包含2-15% Al的Si-Al合金涂層?？赡艿?，可添加0. 1-0. 4%的稀土元素，例如Ce和/或La。根據(jù)本發(fā)明的繩索的巨大優(yōu)點在于繩索不含六價鉻，因為不需要六價鉻來保護涂覆的金屬纖絲。這意味著繩索和/或纖絲不需要使用鉻基化合物進行處理。此外，當將根據(jù)本發(fā)明的繩索用于增強水泥基質(zhì)時，水泥基質(zhì)也不含六價鉻。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供包含至少一根如上所述的繩索的結構。該結構優(yōu)選增強結構，例如用于增強水泥基質(zhì)的結構。該結構可以是包含至少一根根據(jù)本發(fā)明的繩索的任何結構，例如編織、紡織、編造、焊接或粘接的結構。
該結構可由根據(jù)本發(fā)明的繩索組成或作為替代地該結構可包含根據(jù)本發(fā)明的繩索和其它繩索和/或纖絲例如金屬繩索和/或金屬纖絲或非金屬繩索和/或非金屬纖絲。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供用至少一根如上所述的繩索增強的水泥基質(zhì)。將如上所述的繩索引入水泥基質(zhì)中并且由水泥基質(zhì)所圍繞，產(chǎn)生了界面涂覆的金屬纖絲-水泥基質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的繩索的巨大優(yōu)點在于該繩索不含六價鉻，因為不需要六價鉻來保護涂覆的金屬纖絲。這意味著繩索和/或纖絲不需要使用鉻基化合物進行處理。根據(jù)本發(fā)明的增強結構的另一個優(yōu)點是在使用不含六價鉻的水泥的情況下也獲得了涂覆金屬元件的良好保護。在使用包含六價鉻的水泥情況下，即使在沒有添加鉻基化合物來保護涂覆的金屬元件的情況下，涂覆的金屬元件也可利用水泥中天然存在的鉻。正在強制實行新的法規(guī)以限制水泥中六價鉻的數(shù)量從而將與鉻酸鹽相關的過敏性皮炎的發(fā)生降低到最低程度。因此，水泥基質(zhì)中涂覆的金屬纖絲不再能利用水泥中天然存在的鉻。為了獲得不含六價鉻的水泥，水泥生產(chǎn)者已經(jīng)發(fā)展了例如投放硫酸亞鐵的技術。 硫酸亞鐵的添加急劇地增加了氫氣的放出量。本發(fā)明的一個巨大優(yōu)點是在使用無六價鉻的水泥的情況下以及在投放硫酸亞鐵的水泥的情況下也防止了氫氣的放出。增強的水泥基質(zhì)可用于現(xiàn)有技術中已知的任何應用，例如預制構造、橋梁、建筑、 隧道、停車庫、近海石油平臺...為了本發(fā)明的目的，“水泥基質(zhì)”應該理解為除了金屬元件之外的基質(zhì)材料。水泥基質(zhì)可以包括任何包含水泥的材料，例如混凝土或砂漿。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了用于在包含嵌入水泥基質(zhì)中的涂覆纖絲的繩索的界面處抑制氫氣放出的方法。該方法包括步驟提供至少一根如上所述的繩索，將所述繩索引入水泥基質(zhì)中。


本發(fā)明將參考以下附圖更詳細的描述，其中-圖1、圖2和圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的繩索的橫截面；-圖4是新構造的基質(zhì)中的電勢測量的說明。
具體實施例方式參考圖1、圖2和圖3，描述根據(jù)本發(fā)明的繩索的一些實施例。實施例1圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于增強水泥基質(zhì)的繩索10的橫截面。繩索10包含捻合在一起的三根涂鋅的金屬纖絲12。三根纖絲形成封閉的亞結構13，其中封閉的亞結構13 的鄰近纖絲12彼此距離最大為30 μ m?？障?4因而在封閉的亞結構13的三根纖絲12的中間形成。保護性的化合物，例如苯并咪唑存在于所述空隙中?？赡艿?，保護性化合物也存在于至少一部分涂鋅的金屬纖絲12上。實施例2
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于增強水泥基質(zhì)的繩索20的橫截面。繩索20包含7 根纖絲22。鄰近的纖絲形成封閉的亞結構23，23’。封閉的亞結構的鄰近纖絲22彼此距離最大為ΙΟΟμπι?？障秾Γ?4’在封閉的亞結構23，23’的纖絲中間形成。保護性化合物存在于封閉的亞結構23的空隙對，24’中?？赡艿?，保護性化合物也存在于至少一部分涂鋅的金屬纖絲22上。實施例3圖3顯示了具有0. 34+18X0. 30構造的涂覆黃銅的緊湊繩索300的橫截面。圍繞直徑為0. 34mm的中心有些粗的纖絲310，將直徑0. 30的18根纖絲在一次操作中捆綁起來， 其在Z方向的鋪設長度為21mm。該纜繩具有很多空隙。由于鄰近的纖絲320、331和332彼此距離小于30 μ m，纖絲320、331和332形成具有空隙350的封閉亞結構340。類似地，由于鄰近的纖絲320,321和332彼此距離小于30 μ m,纖絲320,321和332形成具有空隙351 的封閉亞結構；341。由于鄰近的纖絲310、322、336和323彼此距離小于30 μ m,纖絲310、 322,336和323形成具有空隙352的封閉亞結構342。另一方面，由于纖絲330和331彼此距離大于100 μ m，纖絲320、330、331不形成封閉的亞結構。對于絲和對于實施例1和實施例2的繩索，c值由如上所述的兩次稱量的方法所確定。采用三種不同的包含保護性化合物的溶液將保護性化合物施加在絲上、在實施例1的繩索上以及在實施例2的繩索上。使用的第一種溶液包含乙醇中的5wt%苯并咪唑，第二種溶液包含乙醇中的10wt%苯并咪唑，以及第三種溶液包含乙醇中的20wt%苯并咪唑。表1顯示了采用保護性化合物的三種不同溶液的三種測試試樣的χ和y值。表2 顯示了采用保護性化合物的三種不同溶液的這三種測試試樣的c值。表 權利要求
1.一種用于增強水泥基質(zhì)的繩索，所述繩索包含多根捻合在一起的涂覆的金屬纖絲以形成所述繩索，所述繩索顯示橫截面，其中三根或更多根所述的纖絲形成封閉亞結構使得所述封閉亞結構的所述纖絲與所述封閉亞結構的鄰近纖絲接觸，或者使得所述封閉亞結構的所述纖絲與鄰近纖絲距離最大為100 μ m，從而在所述更多根纖絲中的三根的中間形成空隙，所述繩索還包含保護性化合物，所述保護性化合物至少存在于所述空隙中，選擇所述保護性化合物以對涂覆的金屬元件提供陰極保護。
2.根據(jù)權利要求1的繩索，其中所述保護性化合物選自咪唑、三唑和四唑。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2的繩索，其中所述保護性化合物包含苯并咪唑。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項的繩索，其中所述涂覆的金屬纖絲包含涂覆有包含鋅、 鋁、鎂或其合金的涂層的金屬纖絲。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項的繩索，其中所述繩索包含至少三根以相同鋪設長度和鋪設方向捻合在一起的纖絲。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項的繩索，其中所述繩索包含多股的繩索，所述多股的繩索包含兩個或更多個股繩，每個股繩包含三根或更多根纖絲。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項的繩索，其中由包含10-50wt%的保護性化合物的溶液施加所述保護性化合物。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項的繩索，其中所述繩索具有值c(容器值)，所述值c高于1，其中根據(jù)式c = (x+y)/x計算所述值c，χ為施加在繩索的單個纖絲的總表面上的保護性化合物的數(shù)量，y為儲存在所述繩索的(一個或多個)亞結構中的一個或多個空隙中的保護性化合物的數(shù)量，χ和y以g/m2表示。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項的繩索，其中所述繩索具有高于2的值c(容器值)。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項的繩索，其中所述繩索不含六價鉻。
11.一種包含多個權利要求1-10中任一項所述的繩索的結構，其中所述結構為編織、 紡織、編造、焊接或粘接的結構。
12.—種用權利要求1-10中任一項所述的繩索增強的水泥基質(zhì)和/或用權利要求11 所述的結構增強的水泥基質(zhì)。
13.—種在包含嵌入水泥基質(zhì)中的涂鋅的纖絲的繩索界面處抑制氫氣放出的方法，所述方法包括步驟提供至少一根如權利要求1-10中任一項所述的繩索，并且將所述繩索引入所述水泥基質(zhì)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于增強水泥基質(zhì)的繩索。該繩索包含多根捻合在一起的涂覆的金屬纖絲以形成所述繩索。該繩索顯示橫截面，其中三根或更多根所述的纖絲形成封閉亞結構，該亞結構在三根或更多根纖絲中間具有空隙。該繩索還包含保護性化合物，其中保護性化合物至少存在于所述空隙中。保護性化合物給予涂覆的金屬元件以陰極保護。本發(fā)明還涉及包含多個繩索的結構，例如編織、紡織、編造、焊接或粘接的結構。此外，本發(fā)明還涉及用根據(jù)本發(fā)明的繩索增強的水泥基質(zhì)和在繩索嵌入水泥基質(zhì)的界面處抑制氫氣放出的方法。
文檔編號E04C5/01GK102257224SQ200980150713
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2008年12月18日
發(fā)明者A·德斯梅特, J·范布拉班特 申請人:貝卡爾特公司