Aço do vergalhão: Propriedades, Usos, Insights especializados para reforço concreto

Se você está trabalhando em projetos de construção ou infraestrutura - onde o concreto precisa para lidar com cargas de tração (Como dobrar ou alongar) em edifícios, pontes, ou barragens -Aço do vergalhão (Aço de reforço) é o herói desconhecido. O concreto é forte em compressão, mas fraco em tensão; O vergalhão adiciona a resistência à tração necessária para evitar rachaduras e falha estrutural. Mas como isso se liga ao concreto? O que o torna adequado para arranha-céus vs. pequenas fundações? Este guia quebra suas principais características, Aplicações, e comparações com outros materiais, Então você pode escolher o vergalhão certo para durável, estruturas seguras.

1. Propriedades do material do aço de vergalhão

O design da Very Steel se concentra em duas características críticas: resistência à tracção Para complementar a compressão do concreto, e força de união com concreto Para garantir que os dois materiais funcionem como um. Vamos explorar suas características definidoras.

1.1 Composição química

O Composição química de aço de vergalhão é otimizado para força, ductilidade, e vínculo com concreto (por padrões como ASTM A615 ou GB/T 1499):

1.2 Propriedades físicas

Esses propriedades físicas Certifique -se de que o aço do vergalhão trabalhe em harmonia com concreto e suporta ambientes de construção:

• Densidade: 7.85 g/cm³ (corresponde à taxa de densidade do concreto, Portanto, as cargas distribuem uniformemente entre os materiais)
• Ponto de fusão: 1450 - 1510 ° C. (lida com rolagem quente para perfis com nervuras e flexão no local)
• Condutividade térmica: 45 - 50 C/(m · k) a 20 ° C. (semelhante ao de concreto ~ 1,5 com(m · k)? Não - CLOSER para expansão térmica do concreto, Reduzindo o estresse de balanços de temperatura)
• Capacidade de calor específico: 460 J/(kg · k)
• Coeficiente de expansão térmica: 13.0 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C., Quase idêntico ao concreto ~ 12 × 10⁻⁶/° C - previstas rachadas quando as temperaturas mudam)

1.3 Propriedades mecânicas

As características mecânicas da aço do vergalhão são adaptadas para apoiar concreto em cenários de tração:

1.4 Outras propriedades

• Resistência à corrosão: Moderado (Protegido pelo ambiente alcalino do concreto; O vergalheiro revestido de epóxi ou galvanizado resiste à água salgada para projetos costeiros)
• Soldabilidade: Bom (soldas de vergalhão de baixo carbono facilmente com soldagem de arco; Notas de alta resistência precisam de eletrodos de baixo hidrogênio)
• MACHINABILIDADE: Muito bom (corte facilmente, dobrado, ou em forma no local-crítico para formas de concreto personalizado)
• Propriedades magnéticas: Ferromagnético (Trabalha com ferramentas de teste não destrutivas para verificar a colocação de vergalhões em concreto)
• Ductilidade: Alto (pode dobrar 180 ° sem quebrar - os evitados estalando quando o concreto muda ou sedimenta)

2. Aplicações de aço de vergalhão

O aço do vergalhão é essencial onde quer que o concreto precise de suporte de tração - de pequenas casas a barragens maciças. Aqui estão seus principais usos, com exemplos reais:

2.1 Construção

• Reforço em estruturas de concreto: Vigas, colunas, e lajes para edifícios residenciais e comerciais. Uma empresa de construção chinesa usou grau 60 O vergalhão para um complexo de apartamentos de 20 andares-a Rebar impediu as lajes de piso de rachaduras sob 5 Cargas KN/M² (mobília, residentes).
• Fundações de construção: Fundações profundas para arranha-céus (Por exemplo, Caps de estacas). A U.S.. O construtor usou o vergalhão revestido de epóxi para a fundação de uma torre de escritório de 30 andares-corrosão das águas subterrâneas resistidas e apoiada 10,000 toneladas de peso de construção.
• Pontes: Lajes e cais de convés para pontes de rodovias. Uma autoridade de transporte européia usou vergalhões de alta resistência (Nota 80) Para uma ponte fluvial de 50 metros-reduziu a quantidade de vergalhão por 25% vs.. Nota 60, cortando custos do material.
• Arranha-céus: Paredes do núcleo e paredes de cisalhamento (resistir ao vento e cargas sísmicas). Um desenvolvedor de Dubai usou vergalhão com vanádio para um hotel de 50 andares-Rebar absorvido pelo vento muito 150 km/h e energia sísmica durante pequenos terremotos.

2.2 Infraestrutura

• Estradas: Rodovias e viadutos concretos. Uma agência de transporte canadense usou o vergalhão para um viaduto da rodovia - a Rebar impedia as rachaduras do tráfego de caminhões pesados (10-Cargas de eixo de tonelada) e ciclos de congelamento e descongelamento.
• Túneis: Segmentos de revestimento para túneis de estrada e metrô. Uma ferrovia japonesa usou o vergalhão resistente à corrosão para um túnel de metrô-umidade resistente e pressão do solo, não exigindo manutenção para 20 anos.
• Barragens: Portões de vertedouro e rostos de concreto (manuseie a pressão da água). Um projeto de barragem brasileira usou vergalhões de alta tensil para seu vertedouro-a ReBAR resistiu 500 KPA Pressão da água e impediu rachaduras durante as inundações.
• Muros de contenção: Paredes para aterros de rodovias (resistir à pressão do solo). Uma autoridade rodoviária australiana usou o vergalhão para um muro de contenção de 5 metros-Rebar manteve a parede estável, mesmo quando o solo mudou após fortes chuvas.

2.3 Outras aplicações

• Equipamento de mineração: Quadros de concreto para máquinas de triturador (resistir à vibração). Uma mina sul -africana usou vergalhão para uma moldura de triturador - a vibração absorvida por Rebar de 100 Processamento de minério de tonelada/dia, duradouro 15 anos vs.. 8 anos para concreto não reforçado.
• Maquinaria agrícola: Silos de concreto para armazenamento de grãos (lidar com cargas verticais). A U.S.. Fazenda usou vergalhão para um silo de grãos de 20 metros-apoiado pela Rebar 5,000 toneladas de grãos sem abafar.
• Empilhando: Pilhas de concreto reforçadas com aço (fundações profundas para solo macio). Uma empresa de construção tailandesa usou pilhas reforçadas de vergalhões para um shopping-piles transferidos 2,000 toneladas de peso de construção para o leito rochoso, prevenção de assentamento.

3. Técnicas de fabricação para aço de vergalhão

A fabricação da Regar Steel se concentra na criação de perfis com nervuras (para vínculo com concreto) e otimizando a força - aqui está um colapso:

3.1 Produção primária

• Forno de arco elétrico (Eaf): Aço de sucata é derretido, e ligas (vanádio, manganês) são adicionados-ideais para pequenos lotes, Verificação de alta resistência (Por exemplo, Nota 80).
• Forno de oxigênio básico (BOF): O ferro de porco é refinado em aço, Em seguida, ligado-usado para a produção de alto volume de vergalhão padrão (Por exemplo, Nota 60, Método mais comum).
• Fundição contínua: O aço fundido é fundido em tarugos (120–200 mm de espessura)—Enstra composição uniforme e defeitos mínimos para perfis de nervuras.

3.2 Processamento secundário

• Rolamento a quente: Método primário. Os tarugos são aquecidos para 1150 - 1250 ° C e enrolado em barras redondas, Em seguida, pressionado para adicionar costelas (crítico para vínculo com concreto). As costelas aumentam a área da superfície em 20 a 30%, aumento da força de união.
• Rolamento frio: Raramente usado (reduz a ductilidade); Apenas para vergalhão de pequeno diâmetro (≤10 mm) Para concreto leve.
• Tratamento térmico:
• Tireização e temperamento: Usado para vergalhão de alta resistência (Nota 80+). Aquecido para 850 - 900 ° C. (extinto em água), temperado em 550 - 600 ° C - Bosques de resistência de escoamento para ≥550 MPa.
• Normalização: Aquecido para 880 - 920 ° C., resfriamento de ar-improvisa a ductilidade para flexão no local.
• Tratamento de superfície:
• Revestimento de epóxi: 100–300 μm de espessura camada epóxi - usada para projetos costeiros ou úmidos (resiste à água salgada e à corrosão das águas subterrâneas).
• Galvanizando: Mergulhando em zinco fundido (50–80 μm de revestimento)- Usado para vergalhão ao ar livre (Por exemplo, muros de contenção, pontes).
• Revestimento de óxido preto: Afinar, Camada escura - usada para vergalhão interno (Por exemplo, construindo lajes) Para evitar ferrugem durante o armazenamento.

3.3 Controle de qualidade

• Análise química: A espectrometria verifica o carbono, manganês, e teor de vanádio (Garante a conformidade com os graus de força).
• Teste mecânico: Os testes de tração medem o rendimento/resistência à tração; Testes de títulos Verifiquem a aderência com concreto; Os testes de curvatura confirmam a ductilidade (O vergalhão deve dobrar 180 ° sem rachaduras).
• Testes não destrutivos (Ndt):
• Teste ultrassônico: Detecta defeitos internos em vergalhão grosso (≥20 mm de diâmetro).
• Inspeção magnética de partículas: Encontra rachaduras de superfície em perfis de nervuras (crítico para força de união).
• Inspeção dimensional: Calibres e medidores de verificação de diâmetro (± 0,5 mm) e altura da costela (± 0,1 mm)—Ensura o vínculo consistente com concreto.

4. Estudos de caso: Aço de vergalhão em ação

4.1 Construção: Dubai Hotel de 50 andares

Um desenvolvedor de Dubai usou vergalhão aprimorado de vanádio (Nota 80) Para as paredes principais de um hotel de 50 andares. As paredes necessárias para resistir 150 ventos do deserto de km/h e atividade sísmica menor. Vergalhão resistência à tracção (≥550 MPa) manteve paredes estáveis, e é força de união (≥30 MPa) não garantiu a separação do concreto. O design cortou o peso do vergalhão por 30% vs.. Nota 60, economizando $200,000 em custos de material.

4.2 Infraestrutura: Vertedouro da barragem brasileira

Um projeto de barragem brasileira usou vergalhões de alta tensil para seus portões de vertedouro. Os portões precisavam suportar 500 pressão da água KPA durante as inundações. Vergalhão força de fadiga (~ 220 MPa) impediu a rachadura de fluxo de água repetido, e é Resistência à corrosão (revestido de epóxi) umidade resistida. Depois 10 anos de uso, O vertedouro não mostrou sinais de dano - salvando $150,000 em manutenção.

4.3 Empilhando: Shopping tailandês

Uma empresa de construção tailandesa usou pilhas de concreto reforçadas de vergalhões para um shopping center no solo de argila macia de Bangkok. As pilhas necessárias para transferir 2,000 toneladas de peso de construção para o leito rochoso (15 metros de profundidade). Vergalhão força de escoamento (≥415 MPa) prevenido dobrar a pilha, e é ductilidade Pilhas permitidas para serem levadas para o solo sem quebrar. O shopping não mostrou nenhum acordo em 12 anos - provando o papel de vergalhão nas fundações estáveis.

5. Análise comparativa: Aço verdejante vs.. Outros materiais

Como o aço de vergalhão empilhe para alternativas para reforço de concreto?

5.1 Comparação com outros aços

5.2 Comparação com metais não ferrosos

• Aço vs.. Alumínio: O aço versificador tem 3x maior resistência de escoamento do que o alumínio (6061-T6, ~ 138 MPA) e 2x melhor vínculo com concreto. O alumínio é mais leve, mas custa mais 2x - usado apenas para, concreto sem carga.
• Aço vs.. Cobre: O aço do vergalhão é 5x mais forte que o cobre e os custos 80% menos. O cobre se destaca na condutividade, mas é muito macio e caro para reforço de concreto.
• Aço vs.. Titânio: Custos de aço do vergalhão 90% menos que titânio e tem força de escoamento semelhante (Titânio ~ 480 MPa). O titânio é um exagero para a maioria dos projetos concretos - apenas usados ​​para ambientes de corrosão extrema (Por exemplo, plantas nucleares).

5.3 Comparação com materiais compostos

• Aço vs.. Polímeros reforçados com fibra (Frp): FRP é resistente à corrosão, mas tem 40% menor resistência à tração do que o aço do vergalhão e custa 3x mais. O FRP é usado para projetos costeiros, mas não consegue combinar o vínculo de vergalhão com concreto para cargas pesadas.
• Aço vs.. Compostos de fibra de carbono: A fibra de carbono é mais leve, mas custa 10x a mais e tem um título ruim com concreto. É usado para projetos especializados (Por exemplo, Reparos históricos de edifícios) mas não a construção convencional.

5.4 Comparação com outros materiais de engenharia

• Aço vs.. Cerâmica: A cerâmica é quebradiça (tenacidade de impacto <10 J) e não pode dobrar - sem reforço concreto. A ductilidade do versificador de aço o torna a única opção para cargas dinâmicas.
• Aço vs.. Plásticos: Os plásticos têm 20x de resistência menor que o aço do vergalhão e derretem a 100 ° C. Eles são usados ​​para concreto não estrutural (Por exemplo, painéis decorativos) mas não estruturas de carga de carga.

6. Vista da tecnologia YIGU sobre aço de vergalhão

Na tecnologia Yigu, Recomendamos o aço de vergalhão como o principal reforço para concreto - por equilíbrio de força, ligação, e custo é incomparável para construção e infraestrutura. Oferecemos nota 60/80 Verificação com revestimentos epóxi/galvanizado para diversos projetos, além de perfis de costela personalizados para aumentar a ligação com concreto. Para clientes construindo arranha-céus, pontes, ou barragens, O aço versificador não é apenas um material - é a base do cofre, estruturas duráveis. Enquanto os compósitos têm nicho usa, O aço vergral continua sendo o mais confiável, escolha econômica para 90% de projetos concretos.

Perguntas frequentes sobre aço de vergalhão

1. Que grau de aço verbal devo usar para uma casa residencial?

Nota 60 (ASTM A615) é o ideal - tem força suficiente (≥415 MPa) para fundações domésticas, lajes, e colunas, e é econômico. Para casas costeiras, Use grau revestido com epóxi 60 Para resistir à corrosão da água salgada.

2. O aço vergral pode ser dobrado no local?

Sim-vergalhão de baixo carbono (Nota 60) pode ser dobrado 180 ° à temperatura ambiente com ferramentas padrão. Verificação de alta resistência (Nota 80) pode precisar de pré -aquecer a 150-200 ° C para evitar rachaduras - verifique sempre as diretrizes do fabricante.