Mengukuhkan keluli: Sifat, Penggunaan, Wawasan pakar untuk pengukuhan konkrit

Jika anda membina atau membaiki struktur di mana konkrit perlu berdiri untuk daya tegangan seperti lenturan di geladak jambatan atau meregangkan dalam lajur bertingkat tinggi-Mengukuhkan keluli adalah bahan yang menjadi konkrit lemah menjadi tahan lama, penyelesaian beban beban. Konkrit cemerlang dalam mengendalikan mampatan, Tetapi ia retak dengan mudah di bawah ketegangan; mengukuhkan keluli menambah kekuatan tegangan untuk memastikan struktur selamat dan tahan lama. Tetapi bagaimana anda memilih jenis yang sesuai untuk asas kediaman vs. empangan besar? Panduan ini memecah sifat utamanya, Penggunaan dunia nyata, dan perbandingan dengan bahan lain, Oleh itu, anda boleh membuat keputusan yang yakin untuk kuat, Membina yang boleh dipercayai.

1. Ciri -ciri Bahan Pengukuhan Keluli

Reka bentuk Steel mengukuhkan semua tentang bekerja selaras dengan konkrit -sifatnya disesuaikan untuk meningkatkan kelemahan konkrit sambil sesuai dengan aliran kerja pembinaan. Mari kita meneroka ciri -cirinya yang menentukan.

1.1 Komposisi kimia

The Komposisi kimia keluli pengukuhan dioptimumkan untuk kekuatan, Kemuluran, dan ikatan dengan konkrit (setiap piawaian seperti ASTM A706 atau GB/T 1499.2):

1.2 Sifat fizikal

Ini sifat fizikal Pastikan keluli mengukuhkan berfungsi dengan konkrit, tidak menentangnya, Dalam semua persekitaran pembinaan:

• Ketumpatan: 7.85 g/cm³ (Nisbah Ketumpatan Konkrit, Oleh itu, berat badan mengedarkan secara merata di seluruh struktur)
• Titik lebur: 1450 - 1510 ° C. (mengendalikan rolling panas untuk bentuk rusuk dan lenturan di lokasi tanpa lebur)
• Kekonduksian terma: 45 - 50 W/(m · k) pada 20 ° C. (Sama dengan kadar pengembangan haba konkrit -retak apabila suhu berubah)
• Kapasiti haba tertentu: 460 J/(kg · k)
• Pekali pengembangan haba: 13.0 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C., Hampir sama dengan konkrit ~ 12 × 10 °/° C -tiada pemisahan antara keluli dan konkrit dalam haba atau sejuk)

1.3 Sifat mekanikal

Memperkukuhkan Ciri -ciri Mekanikal Steel memberi tumpuan kepada menyokong konkrit di mana ia paling lemah (ketegangan):

1.4 Sifat lain

• Rintangan kakisan: Sederhana (Dilindungi oleh persekitaran alkali konkrit; Varian bersalut epoksi atau galvanized berfungsi untuk projek pantai berhampiran air masin)
• Kebolehkalasan: Baik (gred rendah karbon dikimpal dengan mudah dengan kimpalan arka standard; Jenis kekuatan tinggi memerlukan elektrod hidrogen rendah untuk mengelakkan keretakan)
• Kebolehkerjaan: Sangat bagus (mudah dipotong, bengkok, atau berbentuk di tapak-kritikal untuk bentuk konkrit tersuai seperti dinding penahan melengkung)
• Sifat magnet: Ferromagnet (berfungsi dengan alat untuk memeriksa sama ada keluli diletakkan dengan betul di dalam konkrit, Tidak perlu memecahkan struktur)
• Kemuluran: Tinggi (boleh membongkok 180 ° tanpa memusnahkan -avoids merosakkan apabila konkrit menetap atau beralih sedikit)

2. Aplikasi mengukuhkan keluli

Pengukuhan keluli digunakan di mana sahaja konkrit memerlukan kekuatan tambahan -dari rumah kecil ke infrastruktur besar -besaran. Berikut adalah kegunaan utamanya, dengan contoh sebenar:

2.1 Pembinaan

• Pengukuhan dalam struktur konkrit: Rasuk, lajur, dan papak lantai untuk rumah dan pejabat. Pembina Cina menggunakan gred 60 mengukuhkan keluli untuk kompleks pangsapuri 15 tingkat-Steel berhenti lantai lantai dari retak di bawah 4 beban kN/m² (sofa, katil, dan penduduk).
• Asas bangunan: Jejak kaki yang mendalam untuk naik tinggi. A U.S.. Firma Pembinaan menggunakan keluli pengukuhan bersalut epoksi untuk Yayasan Menara Pejabat 25 tingkat yang menentang kakisan air bawah tanah dan disokong 8,000 tan berat badan.
• Jambatan: Slabs Deck dan Piers Sokongan untuk Jambatan Lebuhraya. Agensi Eropah menggunakan gred 80 mengukuhkan keluli untuk jambatan sungai 40 meter-keluli mengurangkan jumlah rebar yang diperlukan oleh 20%, memotong kos bahan oleh $50,000.
• Bangunan bertingkat tinggi: Dinding teras yang menentang angin dan gempa bumi. Seorang pemaju Dubai menggunakan keluli pengukuhan vanadium untuk kelajuan angin 40 tingkat yang diserap oleh kelajuan angin 140 km/j dan kejutan seismik kecil tanpa kerosakan.

2.2 Infrastruktur

• Jalan raya: Lebuh raya konkrit dan overpass. Pasukan pengangkutan Kanada menggunakan keluli mengukuhkan untuk keluli jalan raya lebuh raya menghalang keretakan dari beban gandar trak 12 tan dan kitaran beku-cair (lebur ais dan refreezing).
• Terowong: Lapisan untuk terowong metro dan jalan raya. Keretapi Jepun menggunakan keluli pengukuhan tahan karat untuk terowong metro 5 kilometer-keluli menentang kelembapan dan tekanan tanah, tidak memerlukan pembaikan untuk 18 tahun.
• Empangan: Pintu gerbang dan dinding konkrit. Projek Brazil menggunakan keluli pengukuhan tegangan tinggi untuk keluli limpahan empangan 450 Tekanan air KPA semasa banjir, menjaga empangan selamat.
• Menahan dinding: Dinding untuk benteng lebuh raya. Pihak berkuasa jalan raya Australia menggunakan keluli mengukuhkan untuk keluli dinding penahan 6 meter yang menyimpan dinding stabil apabila tanah beralih selepas hujan lebat.

2.3 Aplikasi lain

• Peralatan perlombongan: Bingkai konkrit untuk penghancur bijih. Tambang Afrika Selatan menggunakan keluli mengukuhkan untuk bingkai penghancur -keluli yang diserap getaran dari 90 pemprosesan bijih tan/hari, Bertahan 12 tahun vs. 6 tahun untuk konkrit yang tidak diperkuatkan.
• Jentera pertanian: Silo konkrit untuk penyimpanan bijirin. A U.S.. ladang yang digunakan mengukuhkan keluli untuk keluli silo bijirin 18 meter menghentikan silo daripada membonjol di bawah 4,000 tan gandum.
• Tumpukan: Tumpukan konkrit bertetulang keluli untuk tanah lembut. Pembina Thai yang digunakan mengukuhkan keluli untuk buasir di bawah pusat membeli -belah yang dipindahkan 1,500 tan berat badan ke dasar (12 meter dalam), mencegah pusat membeli -belah daripada menetap.

3. Teknik pembuatan untuk mengukuhkan keluli

Mengukuhkan pembuatan keluli memberi tumpuan kepada mewujudkan bentuk yang mengikat dengan baik dengan konkrit dan mengoptimumkan kekuatan -di sini bagaimana ia dibuat:

3.1 Pengeluaran utama

• Relau arka elektrik (EAF): Keluli sekerap cair, dan aloi (Vanadium, Mangan) ditambah-hebat untuk batch kecil, keluli kekuatan tinggi (seperti gred 80 untuk jambatan).
• Relau oksigen asas (Bof): Besi babi berubah menjadi keluli, kemudian aloi digunakan untuk pengeluaran besar-besaran gred standard 60 keluli (Jenis yang paling biasa).
• Pemutus berterusan: Keluli cair dicurahkan ke dalam bilet (120-200 mm tebal)-Mengalamkan pengagihan aloi dan tiada kecacatan untuk keluli ribuh.

3.2 Pemprosesan sekunder

• Rolling panas: Langkah utama. Billet dipanaskan hingga 1150 - 1250 ° C., digulung ke bar bulat, kemudian ditekan untuk menambah tulang rusuk (Rusa ini meningkatkan kekuatan bon dengan konkrit sebanyak 20-30%).
• Rolling sejuk: Jarang digunakan (ia menjadikan keluli kurang fleksibel); Hanya untuk keluli diameter kecil (≤8 mm) Untuk konkrit ringan.
• Rawatan haba:
• Pelindapkejutan dan pembajaan: Untuk keluli kekuatan tinggi (Gred 80+). Keluli dipanaskan hingga 850 - 900 ° C., dicelupkan di dalam air (dipadamkan), kemudian dipanaskan ke 550 - 600 ° C. (marah)-Boosts menghasilkan kekuatan kepada ≥550 MPa.
• Menormalkan: Dipanaskan ke 880 - 920 ° C., disejukkan di udara-menjadikan keluli lebih fleksibel untuk lenturan di lokasi.
• Rawatan permukaan:
• Salutan Epoxy: 100-300 μm lapisan epoksi tebal yang digunakan untuk projek pantai atau basah (Menentang air masin dan air bawah tanah).
• Galvanizing: Mencelupkan zink cair (50-80 μm salutan)-Untuk keluli luaran (seperti mengekalkan rebar dinding) untuk mencegah karat.
• Salutan oksida hitam: Lapisan gelap nipis - untuk keluli dalaman (Seperti papak lantai) untuk menghentikan karat semasa penyimpanan.

3.3 Kawalan kualiti

• Analisis kimia: Spektrometer Periksa kandungan aloi (memastikan keluli memenuhi gred 60/80 Piawaian untuk kekuatan).
• Ujian mekanikal: Ujian tegangan mengukur kekuatan; Ujian Bend mengesahkan fleksibiliti (keluli mesti membongkok 180 ° tanpa pecah); Ujian bon memeriksa cengkaman dengan konkrit.
• Ujian tidak merosakkan (Ndt):
• Ujian ultrasonik: Menemukan kecacatan dalaman dalam keluli tebal (≥16 mm diameter).
• Pemeriksaan zarah magnet: Bintik -bintik keretakan permukaan dalam keluli rusuk (Kritikal untuk kekuatan bon).
• Pemeriksaan dimensi: Caliper memeriksa diameter (± 0.5 mm) dan ketinggian tulang rusuk (± 0.1 mm)-Mengatakan keluli sesuai dengan sempurna dalam bentuk konkrit.

4. Kajian kes: Mengukuhkan keluli dalam tindakan

4.1 Pembinaan: Hotel Dubai 40-tingkat

Seorang pemaju Dubai menggunakan keluli pengukuhan vanadium yang dipertingkatkan untuk dinding teras hotel 40 tingkat. Dinding yang diperlukan untuk ditentang 140 km/j angin gurun dan gempa kecil. Keluli kekuatan tegangan (≥550 MPa) disimpan dinding stabil, dan itu kekuatan ikatan (≥30 MPa) berhenti pemisahan dari konkrit. Menggunakan berat rebar keluli ini dengan 25%, penjimatan $180,000 dalam kos bahan.

4.2 Infrastruktur: Lebuhraya Lebuhraya Kanada

Pasukan Kanada menggunakan keluli mengukuhkan untuk jalan raya lebuh raya 30 meter. Lebuhraya menghadapi beban trak 12 tan dan musim sejuk -30 ° C. Keluli kesan ketangguhan (≥20 j pada 0 ° C) mencegah keburukan sejuk, dan itu kekuatan keletihan (~ 200 MPa) berhenti keretakan dari pas trak berulang. Selepas 10 tahun, The Everpass tidak memerlukan pembaikan besar -menjimatkan $120,000 dalam penyelenggaraan.

4.3 Tumpukan: Pusat membeli -belah Thai

Pembina Thai yang digunakan mengukuhkan buasir bertetulang keluli untuk pusat membeli-belah di tanah liat Bangkok. Buasir perlu dipindahkan 1,500 tan berat badan ke dasar. Keluli kekuatan hasil (≥415 MPa) menghalang lenturan, dan itu Kemuluran Biarkan buasir didorong 12 meter jauh tanpa pecah. Pusat membeli -belah tidak mempunyai penyelesaian selepas 10 Peranan Steel yang Membuktikan Tahun di Stabil.

5. Analisis perbandingan: Mengukuhkan keluli vs. Bahan lain

Bagaimana mengukuhkan keluli timbunan sehingga alternatif untuk pengukuhan konkrit?

5.1 Perbandingan dengan keluli lain

5.2 Perbandingan dengan logam bukan ferus

• Keluli vs. Aluminium: Keluli pengukuhan mempunyai 3x lebih banyak kekuatan hasil daripada aluminium (6061-T6: ~ 138 MPa) dan 2x ikatan yang lebih baik dengan konkrit. Aluminium kos 2x lebih banyak digunakan untuk ringan, konkrit bukan beban (Seperti panel hiasan).
• Keluli vs. Tembaga: Mengukuhkan keluli adalah 5x lebih kuat daripada tembaga dan 80% lebih murah. Tembaga baik untuk kekonduksian tetapi terlalu lembut dan mahal untuk konkrit.
• Keluli vs. Titanium: Mengukuhkan kos keluli 90% kurang daripada titanium dan mempunyai kekuatan hasil yang sama (Titanium: ~ 480 MPa). Titanium adalah terlalu banyak digunakan untuk loji nuklear atau kawasan kakisan yang melampau.

5.3 Perbandingan dengan bahan komposit

• Keluli vs. Polimer bertetulang gentian (Frp): FRP menentang kakisan tetapi mempunyai 40% Kekuatan tegangan yang kurang daripada mengukuhkan keluli dan kos 3x lagi. FRP berfungsi untuk projek pantai tetapi tidak dapat mengendalikan beban berat (Seperti geladak jambatan).
• Keluli vs. Komposit serat karbon: Serat karbon adalah ringan tetapi kos 10x lebih dan bon kurang baik dengan konkrit. Ia digunakan untuk pembaikan bangunan bersejarah -bukan pembinaan arus perdana.

5.4 Perbandingan dengan bahan kejuruteraan lain

• Keluli vs. Seramik: Seramik sukar tetapi rapuh (kesan ketangguhan <10 J) Dan tidak boleh membongkok -biasa untuk konkrit. Memperkukuhkan fleksibiliti keluli menjadikannya satu -satunya pilihan untuk beban dinamik (Seperti angin atau gempa bumi).
• Keluli vs. Plastik: Plastik mempunyai kekuatan kurang 20x daripada mengukuhkan keluli dan mencairkan pada 100 ° C. Mereka digunakan untuk konkrit bukan struktur (seperti penanam)-Not struktur beban beban.

6. Pandangan Teknologi Yigu mengenai Pengukuhan Keluli

Di Yigu Technology, kita melihat keluli mengukuhkan sebagai tulang belakang struktur konkrit yang selamat. Itu keseimbangan kekuatan yang tiada tandingannya, ikatan, dan kos menjadikannya sesuai untuk 90% projek pembinaan -dari rumah ke empangan. Kami menawarkan gred 60/80 keluli dengan salutan epoksi/galvanized dan tulang rusuk tersuai untuk ikatan konkrit yang lebih baik. Walaupun komposit mempunyai kegunaan khusus, Pengukuhan keluli kekal sebagai pilihan yang paling boleh dipercayai untuk pelanggan yang ingin tahan lama, membina kos efektif. Untuk mana -mana projek konkrit yang memerlukan kekuatan tegangan, itu bahan yang kami cadangkan terlebih dahulu.

Soalan Lazim Mengenai Pengukuhan Keluli

1. Gred keluli pengukuhan yang terbaik untuk rumah kecil?

Gred 60 (ASTM A615) sangat sesuai - mempunyai kekuatan yang mencukupi (≥415 MPa) untuk asas, papak, dan lajur, dan berpatutan. Untuk rumah berhampiran pantai, Gunakan gred bersalut epoksi 60 untuk menahan karat air masin.

2. Bolehkah saya membongkok pengukuhan keluli di lokasi?

Ya-rendah gred-karbon 60 Lengkung keluli 180 ° pada suhu bilik dengan alat standard. Gred kekuatan tinggi 80 Keluli mungkin memerlukan pemanasan hingga 150-200 ° C untuk mengelakkan retak -selalu mengikuti Panduan Pengilang.