一種吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁吊索技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的 鋼絲及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 懸索橋吊索是連接主纜和加勁梁，并將加勁梁的荷載傳遞到大纜的重要構(gòu)件。吊 索通常有兩種形式，分別為熱擠聚乙烯平行鋼絲束吊索和鋼絲繩吊索。鋼絲繩吊索由于非 彈性變形較大，吊索制作中需要多次張拉，長(zhǎng)度難以保證，且外層沒(méi)有耐防腐性能較好的高 密度聚乙烯護(hù)套，因此使用壽命較短。傳統(tǒng)的熱擠聚乙烯平行鋼絲束吊索索體采用鍍鋅鋼 絲，外層熱擠雙層高密度聚乙烯護(hù)套，兩端安裝錨具。以往的吊索采用的鋼絲為冷拔碳素 鋼絲，鍍層為純鋅鍍層。這種鋼絲的顯著特點(diǎn)是含碳量高，抗拉強(qiáng)度大，鍍鋅層單位質(zhì)量 多300g/m2,根據(jù)國(guó)家建筑防腐手冊(cè)，該鍍層在海岸地區(qū)的抗腐蝕壽命可達(dá)到20年到25年。 近幾年來(lái)，橋梁纜索用鋅鋁合金鍍層鋼絲已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并用于橋梁建設(shè)。鋅鋁合金鍍層 單位質(zhì)量多300g/m2,經(jīng)抗鹽霧驗(yàn)證，其抗鹽霧腐蝕性能為熱鍍鋅的2倍，理論上該鍍層在海 洋環(huán)境下抗腐蝕壽命可達(dá)到40~50年。
[0003] 環(huán)氧樹(shù)脂是分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的一類(lèi)高分子化合物。環(huán)氧樹(shù) 脂涂層主要包括有機(jī)環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑、填料、顏料及流量控制劑，當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂粉末受熱熔 解后，與各組成成分相互反應(yīng)形成復(fù)雜的交聯(lián)聚合物。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)踐，厚度在 0. 2~0. 4mm環(huán)氧樹(shù)脂涂層的抗腐蝕壽命可達(dá)50年以上。
[0004] 隨著我國(guó)的橋梁建設(shè)地點(diǎn)從內(nèi)陸發(fā)展到了沿海，橋梁建設(shè)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，吊索 的使用環(huán)境更加惡劣，開(kāi)發(fā)一種耐腐蝕性能更好的吊索用鋼絲是擺在本領(lǐng)域技術(shù)人員面前 的一道難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種吊索用鋅鋁鍍層和環(huán) 氧樹(shù)脂涂層的鋼絲及其制備方法，鋼絲外層包覆鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層，使采用該鋼絲 制備的吊索具有更強(qiáng)的耐腐蝕性能，抗腐蝕壽命可達(dá)1〇〇年以上。
[0006] 本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層 的鋼絲，包括芯部的光面鋼絲，所述光面鋼絲外層依次包覆有鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層。
[0007] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹(shù)脂涂層的厚度為0. 2~0. 4mm，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該厚度的環(huán)氧樹(shù)脂涂 層的抗腐蝕壽命可達(dá)50年以上，且在鋼絲極限抗吊強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)、彎曲、纏繞等條件下不會(huì)發(fā) 生開(kāi)裂、分層、剝落等現(xiàn)象。
[0008] 進(jìn)一步地，所述鋅鋁鍍層中鋁含量為4. 2~7. 2wt%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《橋梁用鋅鋁 合金鍍層鋼絲纜索》（報(bào)批稿）中的要求。
[0009] 相應(yīng)的吊索是由若干上述鋼絲呈六邊形緊密排列成鋼絲束，沿所述鋼絲束外沿連 續(xù)纏繞聚酯纖維帶，并外置聚乙烯護(hù)套，索體中伸入至固定錨杯內(nèi)的鋼絲外層剝除環(huán)氧樹(shù) 脂涂層，錨杯內(nèi)腔與鋼絲束之間填充環(huán)氧樹(shù)脂填料以形成冷鑄錨或填充鋅銅合金以形成熱 鑄錨。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供上述吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲的制備方 法，具體工藝包括：將盤(pán)條經(jīng)吊拔后的光面鋼絲浸入熔融的鋅鋁合金液中，在光面鋼絲表面 鍍上鋅鋁鍍層，鋅鋁鍍層的單位質(zhì)量多300g/m2,鋅鋁鍍層中鋁的含量為4. 2~7. 2wt% ;然 后對(duì)表面鍍有鋅鋁鍍層的鋼絲進(jìn)行靜電噴涂環(huán)氧樹(shù)脂涂料形成環(huán)氧樹(shù)脂涂層，利用電泳的 物理現(xiàn)象，使霧化的環(huán)氧樹(shù)脂涂料顆粒在直流高壓電場(chǎng)中帶上負(fù)電荷，并在靜電場(chǎng)的作用 下，定向地流向帶正電荷的的鋅鋁合金鍍層鋼絲，原本互不粘連的粉末粒子經(jīng)加熱熔融形 成均勻、平整、光滑的涂層，環(huán)氧樹(shù)脂涂層的厚度為0. 2~0. 4_，得到鋼絲成品。
[0011] 優(yōu)選地，在鋅鋁鍍層完成后，采用皂化液給鋅鋁鍍層表面去油污，并在靜電噴涂環(huán) 氧樹(shù)脂涂層之前對(duì)鋼絲進(jìn)行預(yù)熱，以提高靜電噴涂效果，使環(huán)氧樹(shù)脂涂層與鋅鋁鍍層之間 結(jié)合地更加可靠，防止開(kāi)裂、分離。
[0012] 所述環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要包括環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料、顏料及流量控制劑。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0014] (1)構(gòu)成吊索的鋼絲表面由內(nèi)向外設(shè)置有鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層，顯著提高了 纜索的耐腐蝕性能，提高了吊索的耐久性。
[0015] (2)同時(shí)具有鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的復(fù)合鋼絲具有與單獨(dú)鋅鋁鍍層鋼絲相同 的力學(xué)性能，即外層涂設(shè)的環(huán)氧樹(shù)脂涂層不會(huì)對(duì)鋼絲的機(jī)械性能造成影響；并且，本發(fā)明中 的環(huán)氧樹(shù)脂涂層和鋅鋁鍍層在鋼絲的極限抗吊強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)、彎曲、纏繞等條件下不會(huì)發(fā)生開(kāi) 裂、分層、剝落等現(xiàn)象。
[0016] (4)本發(fā)明所涉及的吊索與錨具之間可灌注鋅銅合金形成熱鑄錨或環(huán)氧鐵砂形成 冷鑄錨，適應(yīng)性強(qiáng)，位于錨杯內(nèi)腔的為剝除環(huán)氧樹(shù)脂涂層后的鋅鋁鍍層鋼絲。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲的斷面剖視圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中復(fù)合鋼絲的側(cè)視圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中吊索的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中吊索索端結(jié)構(gòu)示意圖（錨圈固定型）；
[0022] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中另一吊索索端結(jié)構(gòu)示意圖（叉耳固定型）。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0024] 如圖1至圖5所示，本實(shí)施例中的吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲，包括芯 部的光面鋼絲1，所述光面鋼絲1外層依次包覆有鋅鋁鍍層2和環(huán)氧樹(shù)脂涂層3,其中鋅鋁 鍍層2中鋁含量為4. 2~7. 2wt%，環(huán)氧樹(shù)脂涂層3的厚度為0. 2~0. 4mm。
[0025] 上述鋼絲的制備工藝為，將盤(pán)條經(jīng)拉拔后的光面鋼絲1浸入熔融的鋅鋁合金液 中，在光面鋼絲表面鍍上鋅鋁鍍層2,鋅鋁鍍層2的單位質(zhì)量多300g/m2,鋅鋁鍍層2中鋁的 含量為4. 2~7. 2wt%;采用硫酸銅試驗(yàn)檢驗(yàn)鋅鋁鍍層的均勻性：硫酸銅浸泡次數(shù)多4次， 每次浸泡時(shí)間60秒。鋅鋁鍍層2完成后利用皂化液給鋅鋁鍍層2表面除油污，隨之利用高 頻加熱器對(duì)鋼絲進(jìn)行預(yù)熱，緊接著鋅鋁鍍層2外表面進(jìn)行靜電噴涂環(huán)氧樹(shù)脂涂料以形成環(huán) 氧樹(shù)脂涂層3,利用電泳的物理現(xiàn)象，使霧化的環(huán)氧樹(shù)脂涂料顆粒在直流高壓電場(chǎng)中帶上負(fù) 電荷，并在靜電場(chǎng)的作用下，定向地流向帶正電荷的的鋅鋁合金鍍層外周面，原本互不粘連 的粉末粒子經(jīng)加熱熔融形成均勻、平整、光滑的涂層，環(huán)氧樹(shù)脂涂層3的厚度為0. 2~0. 4_ 后即獲得鋼絲成品。
[0026] 所述環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要包括環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料、顏料及流量控制劑。
[0027] 上述復(fù)合鋼絲的性能檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合表1的要求。
[0028] 表1復(fù)合鋼絲技術(shù)指標(biāo)
[0029]
[0030]
[0031] 見(jiàn)圖4、圖5,對(duì)十本友明的吊累結(jié)構(gòu)，是由若干上述鋼絲呈六邊形緊密排列成鋼 絲束4,沿所述鋼絲束4外沿連續(xù)纏繞聚酯纖維帶6,并外置聚乙烯護(hù)套7,索體中伸入至固 定錨杯5內(nèi)的鋼絲外層剝除環(huán)氧樹(shù)脂涂層，錨杯5內(nèi)腔與鋼絲束4之間填充環(huán)氧樹(shù)脂填料 以形成冷鑄錨或填充鋅銅合金以形成熱鑄錨。
[0032] 上述結(jié)構(gòu)的吊索中鋼絲表面由內(nèi)向外設(shè)置有鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層，提高吊索 的耐腐蝕性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲，包括芯部的光面鋼絲（I)，其特征在 于：所述光面鋼絲（1)外層依次包覆有鋅鋁鍍層（2)和環(huán)氧樹(shù)脂涂層（3)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲，其特征在于：所述 鋅鋁鍍層（2)中鋁含量為4. 2~7. 2wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲，其特征在于：所述 環(huán)氧樹(shù)脂涂層（3)的厚度為0. 2~0. 4mm。4. 一種采用權(quán)利要求1所述吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼絲的吊索，其特征在 于：吊索是由若干鋼絲呈六邊形緊密排列成鋼絲束（4)，沿所述鋼絲束（4)外沿連續(xù)纏繞聚 酯纖維帶（6)，并外置聚乙烯護(hù)套（7)，吊索伸入至錨杯（5)內(nèi)的鋼絲外層剝除環(huán)氧樹(shù)脂涂 層，錨杯（5)內(nèi)腔與鋼絲束（4)之間填充環(huán)氧樹(shù)脂填料以形成冷鑄錨或填充鋅銅合金以形 成熱鑄錨。5. -種制備權(quán)利要求1所述吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲方法，其特征在 于：將盤(pán)條經(jīng)吊拔后的光面鋼絲浸入熔融的鋅鋁合金液中，在光面鋼絲表面鍍上鋅鋁鍍層， 鋅鋁鍍層的單位質(zhì)量多300g/m2,鋅鋁鍍層中鋁的含量為4. 2~7. 2wt% ;然后對(duì)表面鍍有 鋅鋁鍍層的鋼絲進(jìn)行靜電噴涂環(huán)氧樹(shù)脂涂料形成環(huán)氧樹(shù)脂涂層，環(huán)氧樹(shù)脂涂層的厚度為 0. 2~0. 4mm，得到鋼絲成品。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲的制備方法，其特征 在于：在鋅鋁鍍層完成后，采用皂化液給鋅鋁鍍層表面去油污，并在靜電噴涂環(huán)氧樹(shù)脂涂層 之前對(duì)鋼絲進(jìn)行預(yù)熱。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲的制備方法，其特征 在于：所述環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要包括環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料、顏料及流量控制劑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種吊索用鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層的鋼絲，包括芯部的光面鋼絲，所述光面鋼絲外層依次包覆有鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層，其中鋅鋁鍍層中鋁含量為4.2～7.2wt%，環(huán)氧樹(shù)脂涂層的厚度為0.2～0.4mm。鋼絲有由光面鋼絲依次進(jìn)行鍍鋅鋁鍍層、靜電噴涂環(huán)氧樹(shù)脂涂層形成的。構(gòu)成吊索的鋼絲表面由內(nèi)向外設(shè)置有鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹(shù)脂涂層，提高吊索的耐腐蝕性能。
【IPC分類(lèi)】E01D21/00, E01D19/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105220617
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510711439
【發(fā)明人】梁振西, 劉翔
【申請(qǐng)人】梁振西, 劉翔
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日