[发明专利]旋转的钢筋紧固件

说明书

相关申请的引用

本申请要求以2004年5月21日提交的与本申请为同一发明人的名称为“旋转钢筋紧固件”的美国专利申请号10/851,873为优先权并将其全部内容结合在此。

技术领域

本发明总体涉及钢筋混凝土，更具体地说，本发明涉及旋转的钢筋紧固件，其特别适用于将加强筋(钢筋)相互紧固以形成随后浇注混凝土的加强网或结构。

背景技术

当混凝土用于结构用途时通常在混凝土中采用金属加强件。该加强件既用于将混凝土固定在一起又可以显著提高最终混凝土结构的强度。钢筋是最常用的金属加强件之一。在建造加强混凝土结构的典型工艺中，在混凝土将被浇注的位置建造钢筋网。接着，绕钢筋网设置容积模板并且在钢筋网上浇注混凝土。当混凝土硬化时，取下模板以露出加强混凝土结构。

可以认识到，重要的是单个钢筋件和/或钢筋网在混凝土浇注在其上时不能移动太多。于是，各个包括网的钢筋件被相互紧固以稳定并加强钢筋网，使得钢筋网在被封装在混凝土内时不会移动太多。通常，采用钢丝将各个钢筋件在各个交叉点上紧固在其他钢筋件上，所述钢丝绕钢筋件缠绕并弯折以将其拉紧且固定在适当位置。这一点例如在美国专利号4,096,680中示出。

然而，采用钢丝有几个缺点。首先，钢丝容易生锈，特别是应用在潮湿环境中时。这会导致几方面的问题。如果在钢筋网的建造和混凝土浇注在网上两项作业之间存在较长的时间间隔，则钢丝会有明显程度的生锈，使其强度显著降低。强度变弱的钢丝会在混凝土的浇注过程中断裂，从而使钢筋错位。此外，钢筋上的任何生锈(无论生锈是在浇注之前还是形成在浇注之后，此时钢筋与湿气接触)都会从混凝土中浸出并导致最终的结构出现难看的变色和染色。尽管对钢丝施加涂层有助于减轻生锈问题，但涂层经常易碎并往往在钢丝的应用过程中剥落。

采用钢丝的另一个问题是由于其在被弯折于适当位置时发生弹性变形，因此钢丝强度会明显变弱。钢丝已经变弱的情况不容易被安装者看到，因此变弱的钢丝会在混凝土浇注的过程中断裂。相反，如果安装者因担心钢丝强度变弱而不能充分拉紧钢丝，则相关的钢筋件将在混凝土浇注过程中出现不合乎要求的移动。

采用钢丝建造钢筋网会耗费相当多的劳力，因为在网上的每个钢筋件的交叉点的每个钢丝必须绕交叉点手动缠绕并弯折以将钢筋固定在适当位置。通常，钢筋网内各个钢筋件之间的间隔不是很大，导致该工艺对安装者来说更困难和更耗时。弯折钢丝的反复动作还会导致或加重安装者的腕管(carpal tunnel)综合症。

已经对使用钢丝产生的问题提出多种解决方案。美国专利号5,699,642和No.6,503,434中教导采用塑料带紧固件将钢筋固定在一起，例如是通常已知的用于将电缆固定在一起的所谓包带。采用这些塑料带存在几个问题。其一，在这些塑料带上的单向夹扣不是很牢固并且会在混凝土被浇注在网上时松动或者甚至断裂。带本身相对比较脆弱并当网结构在混凝土浇注之前和过程中摇晃时受到拉伸。具有更大横截面积的更结实且牢固的带紧固件通常也不合适，因为它们太硬从而不能很容易地绕各种钢筋件缠绕。此外，带的狭条部分越硬，通过穿过单向夹扣元件拉动狭条以将其适当拉紧则越困难。总之，更加柔韧且更小的塑料带紧固件不具有用于固定钢筋网的钢筋件的足够强度，而更牢固且更结实的塑料带紧固件太硬且难以按常规方式使用。

美国专利号.4,610,122中教导了采用钢丝的另一替代方式，以将钢筋件固定在适当位置。在该专利中公开的夹子形式的装置大体上包括两个弹性侧开口圆柱形部分，这两个部分以相对于它们各自的纵向轴线成直角地相互可靠固定。可操作地，形成90°交叉的两个钢筋件搭扣在相应侧开口圆柱形部分内。这种方案也不理想。首先，该装置只能用在钢筋件以90°角交叉的情况下。平行的钢筋件不能被连接在一起。交叉成钝角的钢筋件也不能被连接在一起。另外，如果两个钢筋件之间的交叉大于90°几度(有时在实际建造中是所期望的)，则安装者不能适当地将钢筋件固定在装置上。其次，由于圆柱形部分是侧开口，因此在承受特殊载荷，例如发生在混凝土浇注过程中的那些载荷时，大概固定在装置上的任何钢筋件有可能从装置上脱出。

与将钢筋件连接在网上的上述任何方法相关的另一问题是钢筋件在交叉点相互接触。交叉点的凹槽是积聚水的地方，由此加快了任意一个或两个钢筋在那一特定位置腐蚀和电解的速度。另外，即使在钢筋网已经被封装在混凝土中之后，两个钢筋件的接触也会提供潮气从一个钢筋件通过毛细作用进入另一钢筋件的路径。

发明内容