鉄筋: プロパティ, 用途, 具体的な補強のための専門家の洞察

建設またはインフラストラクチャプロジェクトに取り組んでいる場合 - コンクリートは引張荷重を処理する必要があります (曲げやストレッチのような) 建物で, 橋, またはダム - 鉄筋 (鉄筋) 名もなきヒーローです. コンクリートは圧縮が強いが、緊張が弱い; 鉄筋は、亀裂や構造的故障を防ぐために必要な引張強度を追加します. しかし、それはどのようにコンクリートと結合しますか? 高層ビル対に適した理由. 小さな基盤? このガイドは、その重要な特性を分解します, アプリケーション, 他の材料との比較, したがって、耐久性のある適切な鉄筋を選択できます, 安全な構造.

1. 鉄筋の材料特性

Rebar Steelの設計は、2つの重要な特性に焦点を当てています: 抗張力 コンクリートの圧縮を補完する, そして コンクリートとの結合強度 2つの材料が1つとして機能するようにします. その定義的な特性を探りましょう.

1.1 化学組成

The 化学組成 Rebar Steelの強度のために最適化されています, 延性, コンクリートとの絆 (ASTM A615やGB/Tなどの標準あたり 1499):

要素	コンテンツ範囲 (%)	重要な関数
炭素 (c)	0.25 - 0.55	引張強度と延性のバランス (コンクリートを分割する可能性のある脆性を回避します)
マンガン (Mn)	0.60 - 1.60	強度と硬化性を向上させます (高強度の鉄筋グレードにとって重要です)
シリコン (そして)	0.15 - 0.80	コンクリートとの結合を改善します (コンクリートのアルカリ度と反応して、強い界面を形成します)
硫黄 (s)	≤ 0.050	弱点を避けるために最小化されます (コンクリートが縮小すると亀裂を防ぎます)
リン (p)	≤ 0.060	強度と冷たい延性のバランスをとるように制御されます (冬の建設に適しています)
クロム (cr)	0.01 - 0.30	トレース量は腐食抵抗を高めます (屋外または湿度の高いプロジェクト用)
ニッケル (で)	0.01 - 0.20	軽微な追加により、低温靭性が向上します (凍結気候の脆弱性を避けます)
バナジウム (v)	0.02 - 0.12	穀物構造を改良します; 引張強度と疲労強度を高めます (高層またはブリッジの鉄筋用)
他の合金要素	トレース (例えば。, 銅)	表面の品質と大気腐食抵抗への軽微な後押し

1.2 物理的特性

これら 物理的特性 コンクリートと調和して鉄筋の動作を確保し、建設環境に耐える:

密度: 7.85 g/cm³ (コンクリートの密度比に一致します, したがって、材料間で均等に分布します)
融点: 1450 - 1510°C (リブ付きプロファイルとオンサイトの曲げのホットローリングを処理します)
熱伝導率: 45 - 50 w/(M・k) 20°Cで (コンクリートの〜1.5 w/に似ています(M・k)? いいえ - コンクリートの熱膨張の担当者, 温度の揺れからのストレスの減少)
比熱容量: 460 J/(kg・k)
熱膨張係数: 13.0 ×10⁻⁶/°C (20 - 100°C, コンクリートの〜12×10⁻⁶/°Cとほぼ同じ - 温度が変化すると、拍手が割れます)

1.3 機械的特性

Rebar Steelの機械的特性は、引張シナリオでコンクリートをサポートするように調整されています:

財産	値範囲 (グレード60/A615)
抗張力	≥ 420 MPA
降伏強度	≥ 415 MPA
伸長	≥ 12%
面積の削減	≥ 30%
硬度
– ブリネル (HB)	120 - 180
– ロックウェル (bスケール)	65 - 80 HRB
– ビッカーズ (HV)	125 - 185 HV
衝撃の靭性	≥ 20 j 0°Cで
疲労強度	〜200 MPa (10⁷サイクル)
コンクリートとの結合強度	≥ 25 MPA (リブ鉄の鉄筋)

1.4 その他のプロパティ

耐食性: 適度 (コンクリートのアルカリ環境によって保護されています; エポキシコーティングまたは亜鉛メッキ鉄筋は、沿岸プロジェクトに塩水に抵抗します)
溶接性: 良い (低炭素鉄筋は、アーク溶接で簡単に溶接します; 高強度グレードには、低水素電極が必要です)
加工性: とても良い (簡単にカットします, 曲がっています, またはオンサイトの形状 - カスタムコンクリートフォームのために重要です)
磁気特性: 強磁性 (非破壊的なテストツールで動作して、コンクリートでの鉄筋配置を確認する)
延性: 高い (壊れずに180°曲がることができます - コンクリートがシフトしたり落ち着いたりしたときにスナップを回避する)

2. 鉄筋のアプリケーション

鉄筋は、小さな家から巨大なダムまで、コンクリートが引張サポートを必要とする場所に不可欠です. 主要な用途は次のとおりです, 実際の例があります:

2.1 工事

コンクリート構造の補強: ビーム, 列, 住宅用および商業ビル用のスラブ. 中国の建設会社はグレードを使用しました 60 20階建てのアパートの複合施設の鉄道—Rebarは、床スラブが下に割れないようにしました 5 kn/m²の負荷 (家具, 住民).
建物の基礎: 高層ビルの深い基盤 (例えば。, パイルキャップ). 米国. ビルダーは、30階建てのオフィスタワーの基礎にエポキシコーティングされた鉄筋を使用しました。 10,000 建物の重量のトン.
橋: 高速道路橋用のデッキスラブと桟橋. 欧州交通機関は、高強度の鉄筋を使用しました (学年 80) 50メートルの川の橋の場合 - 鉄筋量を減らします 25% vs. 学年 60, 材料費の削減.
高層ビル: コアウォールとせん断壁 (風と地震の荷物に抵抗します). ドバイの開発者は、50階建てのホテルにバナジウムで鉄筋を使用しました。 150 km/hおよび軽微な地震中の地震エネルギー.

2.2 インフラストラクチャー

道路: コンクリートの高速道路と高架. カナダの輸送機関は、高速道路の高架に鉄筋を使用しました。 (10-トンアクスルロード) 凍結融解サイクル.
トンネル: 道路および地下鉄のトンネルの裏地セグメント. 日本の鉄道は、メトロトンネルに耐食性鉄筋を使用していました。, メンテナンスを必要としません 20 年.
ダム: 余水吐の門とコンクリートの顔 (水圧を処理します). ブラジルのダムプロジェクトは、その余水吐に高張力の鉄筋を使用していました。 500 KPAの水圧と洪水時の割れを防ぎました.
保持壁: 高速道路の堤防の壁 (土壌の圧力に抵抗します). オーストラリアの道路当局は、5メートルの保持壁に鉄筋を使用しました。Rebarは壁を安定させました, 大雨の後に土壌が移動したときでさえ.

2.3 その他のアプリケーション

マイニング機器: クラッシャーマシン用のコンクリートフレーム (振動に抵抗します). 南アフリカの鉱山は、クラッシャーフレームに鉄筋を使用しました。 100 トン/日鉱石処理, 続く 15 年と年. 8 補強されていないコンクリートの年.
農業機械: 穀物貯蔵用のコンクリートサイロ (垂直荷重を処理します). 米国. 農場は、20メートルの穀物サイロに鉄筋を使用しました 5,000 膨らむことなく穀物のトン.
積み上げ: 鋼 - 強化コンクリートの山 (柔らかい土の深い基礎). タイの建設会社は、ショッピングモールに鉄の強化された山を使用しました。パイルが転送されました 2,000 岩盤に重量が大きくなっています, 和解の防止.

3. 鉄筋の製造技術

Rebar Steelの製造業は、リブ付きプロファイルの作成に焦点を当てています (コンクリートとの絆) 強度を最適化します。ここでは、故障です:

3.1 一次生産

電気弧炉 (EAF): スクラップスチールは溶けています, および合金 (バナジウム, マンガン) 追加されています - 小さなバッチ用のideal, 高強度の鉄筋 (例えば。, 学年 80).
基本的な酸素炉 (bof): 豚の鉄は鋼に精製されます, その後、合金 - 標準的な鉄筋の大量生産のために使用されます (例えば。, 学年 60, 最も一般的な方法).
継続的なキャスト: 溶融鋼はビレットに投げ込まれます (120–200 mm厚) - リブ付きプロファイルの均一な組成と最小限の欠陥.

3.2 二次処理

ホットローリング: 主要な方法. ビレットは加熱されます 1150 - 1250°Cで丸いバーに転がります, その後、追加して追加します rib骨 (コンクリートとの絆にとって重要です). rib骨は表面積を20〜30％増加させる, 結合強度の向上.
コールドローリング: まれに使用されません (延性を低下させます); 小口径の鉄筋の場合のみ (≤10mm) 軽量コンクリート用.
熱処理:
クエンチングと焼き戻し: 高強度の鉄筋に使用されます (学年 80+). 加熱されています 850 - 900°C (水で癒された), で和らげられた 550 - 600°C-ブーストは、550 MPa以上の伸び強度を獲得します.
正規化: 加熱されています 880 - 920°C, 空気冷却 - オンサイトの曲げのための延性を改善します.
表面処理:
エポキシコーティング: 100–300μmの厚さエポキシ層 - 沿岸または湿度の高いプロジェクトで使用 (塩水と地下水の腐食に抵抗します).
亜鉛メッキ: 溶融亜鉛に浸す (50–80μmコーティング) - 屋外の鉄筋のために使用 (例えば。, 保持壁, 橋).
黒い酸化物コーティング: 薄い, 暗い層 - 屋内の鉄筋用に使用 (例えば。, スラブの構築) 貯蔵中の錆を防ぐため.

3.3 品質管理

化学分析: 分光測定は炭素をチェックします, マンガン, およびバナジウム含有量 (強度グレードのコンプライアンスを保証します).
機械的テスト: 引張試験では、収量/引張強度を測定します; ボンドテストでは、コンクリートでグリップを確認します; 曲がりテストは延性を確認します (鉄筋は割れずに180°曲がる必要があります).
非破壊検査 (NDT):
超音波検査: 厚い鉄筋の内部欠陥を検出します (直径20 mm以上).
磁気粒子検査: リブ付きプロファイルで表面亀裂を見つけます (結合強度にとって重要です).
寸法検査: キャリパーとゲージは直径をチェックします (±0.5 mm) そしてrib骨の高さ (±0.1 mm) - コンクリートとの一貫した結合を維持します.

4. ケーススタディ: 動作中の鉄筋

4.1 工事: Dubai 50-Story Hotel

ドバイの開発者は、バナジウム強化鉄筋を使用しました (学年 80) 50階建てのホテルのコアウォール用. 壁は抵抗する必要がありました 150 km/h砂漠の風と軽微な地震活動. 鉄筋 抗張力 (≥550MPa) 壁を安定させたままにした, そしてその 結合強度 (≥30MPa) コンクリートからの分離がないことを保証しました. デザインは鉄筋の重量を削減します 30% vs. 学年 60, 節約 $200,000 材料コスト.

4.2 インフラストラクチャー: ブラジルのダム余水道

ブラジルのダムプロジェクトは、余水路のゲートに高張力の鉄筋を使用していました. 門は耐える必要がありました 500 洪水時のKPA水圧. 鉄筋 疲労強度 (〜220 MPa) 繰り返しの水流からの割れを防ぎました, そしてその 耐食性 (エポキシコーティング) 抵抗した湿気に抵抗しました. 後 10 何年も使用, 余水吐は損傷の兆候を見せませんでした $150,000 メンテナンス.

4.3 積み上げ: タイのショッピングモール

タイの建設会社は、バンコクの柔らかい粘土の土壌にあるショッピングモールに、鉄筋強化コンクリートの山を使用していました. 転送するのに必要な山 2,000 岩盤に重量が大きくなっています (15 深さのメートル). 鉄筋 降伏強度 (415 MPa以上) パイルの曲げを防ぎました, そしてその延性壊れずに山を土に追い込むことができました. モールは集落を示していません 12 年 - 安定した基礎におけるレバーの役割を促進します.

5. 比較分析: 鉄筋対. その他の材料

鉄筋鋼は、コンクリート補強のための代替品までどのように積み重ねますか?

5.1 他の鋼との比較

特徴	鉄筋 (学年 60)	炭素鋼 (A36)	高強度鋼 (Q345)	ステンレス鋼 (316l)
降伏強度	≥ 415 MPA	≥ 250 MPA	≥ 345 MPA	≥ 205 MPA
コンクリートとの結合強度	≥ 25 MPA	≤ 15 MPA	≥ 20 MPA	≥ 22 MPA
耐食性	適度 (コンクリートで保護されています)	貧しい	適度	素晴らしい
料金 (トーンごと)	$800 - $1,000	$600 - $800	$1,000 - $1,200	$4,000 - $4,500
に最適です	コンクリート補強	一般的な建設	重機	沿岸コンクリート

5.2 非鉄金属との比較

スチールvs. アルミニウム: 鉄筋は、アルミニウムよりも3倍高い降伏強度を持っています (6061-T6, 〜138 MPa) そして、コンクリートとの2倍のより良い結合. アルミニウムは軽量ですが、2倍の費用がかかります。, 非負荷を含むコンクリート.
スチールvs. 銅: 鉄筋は、銅とコストよりも5倍強いです 80% 少ない. 銅は導電率に優れていますが、柔らかすぎて高価です。.
スチールvs. チタン: 鉄筋費用 90% チタンよりも少なく、同様の降伏強度があります (チタン〜480 MPa). チタンは、ほとんどの具体的なプロジェクトでは過剰です。極端な腐食環境には使用されていません (例えば。, 原子力発電所).

5.3 複合材料との比較

スチールvs. 繊維強化ポリマー (FRP): FRPは腐食耐性ですが、持っています 40% 鉄筋よりも張力強度が低く、3倍の費用. FRPは沿岸プロジェクトに使用されますが、レバーの絆と具体的に重い負荷に合うことはできません.
スチールvs. 炭素繊維複合材料: 炭素繊維は軽量ですが、それ以上の費用がかかり、コンクリートとの結合が不十分です. 専門プロジェクトに使用されます (例えば。, 歴史的な建物の修理) しかし、主流の建設ではありません.

5.4 他のエンジニアリング材料との比較

スチールvs. 陶器: セラミックは脆い (衝撃の靭性 <10 j) 具体的な補強に無事に曲がることはできません. Rebar Steelの延性により、動的荷重の唯一の選択肢になります.
スチールvs. プラスチック: プラスチックは、鉄筋よりも20倍低い強度を持ち、100°Cで溶けます. それらは非構造コンクリートに使用されます (例えば。, 装飾パネル) ただし、負荷を含む構造ではありません.

6. Rebar Steelに関するYiguテクノロジーの見解

Yiguテクノロジーで, コンクリートの主要な補強として、鉄筋鋼をお勧めします。 強さのバランス, ボンド, コスト 建設やインフラストラクチャには比類のないものです. グレードを提供します 60/80 多様なプロジェクトのためのエポキシ/亜鉛めっきコーティングを伴う鉄筋, プラスカスタムリブプロファイルは、コンクリートとの結合を高める. 高層ビルを構築するクライアント向け, 橋, またはダム, 鉄筋は単なる材料ではなく、安全の基盤です, 耐久性のある構造. コンポジットにはニッチ使用があります, 鉄筋鋼は依然として最も信頼性が高い, 費用対効果の高い選択 90% 具体的なプロジェクトの.