[发明专利]用于强化水泥基体的带涂层的钢纤维

说明书

一种用于强化水泥基体的钢纤维，所述钢纤维带有锌铝合金涂层。锌铝合金涂层中铝含量为0.05wt％至0.5wt％，其余为锌和不可避免的杂质。少量的铝延缓了合金层的生长，也延缓了表面棕色锈斑的出现。

技术领域

本发明涉及用于强化水泥基体的带涂层的钢纤维。

背景技术

已知钢纤维可用于强化水泥基体，例如混凝土或砂浆。

由于混凝土和砂浆的碱性本质，在很多情况下没有必要对这些钢纤维进行腐蚀保护。然而，在一些其他情况下，钢纤维靠近被强化的水泥基体的表面，或者钢纤维在被混入水泥基体前暴露在自然条件下，这时可能会出现腐蚀问题。

WO-A1-2006/067095公开了带锌涂层的金属元件，例如用于强化水泥基体的带锌涂层的钢纤维。为了防止生成氢气，在带锌涂层的金属元件和水泥基体的介面处设置了混合物，所述混合物选自咪唑类、三唑类和四唑类。

尽管钢纤维上有锌涂层，但在一些带锌涂层的钢纤维的表面上仍然会出现生锈的情况。生锈是锌涂层的劣化的表现。锌涂层变脆且开始剥落，这对于在钢纤维端部处设置冷作锚固件来说是不利的。此外，变脆的锌涂层的使用寿命变短，防腐蚀能力下降。

发明内容

本发明的总体目的是克服现有技术的缺点。

本发明的具体目的是避免带涂层的钢纤维表面生锈。

本发明的另外目的是提供与水泥基体有优良兼容性的带涂层的钢纤维。

本发明的另外目的是提供具有可接受的附着性和可接受的中心度(acceptablecentricity)的带涂层的钢纤维。

根据本发明，提供了一种用于强化水泥基体的钢纤维。所述钢纤维设有锌铝合金涂层，涂层中的铝含量为0.05wt％至0.5wt％，例如0.10wt％至0.50wt。涂层中的其余部分是锌和无法避免的杂质。

优选地，带涂层的钢纤维是最后拉制的，这意味着涂层被施加在具有较粗中间直径的钢丝上。然后，带涂层的钢丝被拉制至最终直径。

最优选地，钢纤维具有钢芯、锌铝合金涂层、以及位于钢芯和锌铝合金涂层之间的具有Fe₂Al₅的金属间层。金属间层的厚度小于1微米，例如小于0.5微米，例如小于0.25微米。

对于标准锌涂层(只有锌和不可避免的杂质)来说，当钢丝或钢纤维被加热时，铁会扩散至涂层中。这种加热可能发生在整个钢丝上，或者仅在有限个位置处局部地发生。加热可能是由于拉制操作期间冷却不充分，或者对带锌涂层的钢丝或钢纤维进行热处理而导致的。

对于铝含量为0.05wt％至0.50wt％的锌铝合金涂层来说，会形成非常薄的金属间层Fe₂Al₅，这能延缓铁的扩散。铁扩散到锌中的温度从420℃增加到了600℃。

铝含量小于0.05wt％就无法获得本发明的全部优势，所形成的涂层更相当于标准锌涂层。铝含量大于0.5wt％可能导致可拉制性降低，因为铝是比锌更硬的元素，并且铝含量大于0.5wt％可能会增加水泥基体中形成氢气的风险。

对于带有铝含量为0.05wt％至0.5wt％的锌铝涂层的钢丝来说，其可拉制性得到改善，从而可以获得更快的拉制速度、减少钢丝断裂的发生或者降低模具的磨损，或者以上各方面的组合。铝是比锌更硬的元素，但是在其含量小于0.5wt％的时候，铝对于可拉制性的负面影响是最小的。