Усиление стали: Характеристики, Использование, Экспертная информация о укреплении бетона

Если вы строите или ремонтируете конструкции, где бетон должен встать на растягивающие силы-например, наклонение на палубе моста или растяжение в высотной колонне-Усиление стали материал, который превращает слабый бетон в прочный, раствор. Бетон превосходен при сжатии обработки, но он легко трескается под напряжением; Усиление стали добавляет прочность на растяжение, чтобы сохранить конструкции безопасными и долговечными. Но как вы выбираете правильный тип для жилого фундамента против. массивная плотина? Это руководство разбивает свои ключевые черты, Реальное мир использует, и сравнение с другими материалами, Таким образом, вы можете принимать уверенные решения для сильных, надежные сборки.

1. Свойства материала арматурной стали

Усиная сталь конструкция - это работа в гармонии с бетоном - его свойства адаптированы для усиления слабостей бетона, в то же время не позволяя вписаться в строительные процессы. Давайте рассмотрим его определяющие характеристики.

1.1 Химический состав

А химический состав усиливающей стали оптимизирована для прочности, пластичность, и склеивание с бетоном (за такие стандарты, как ASTM A706 или GB/T 1499.2):

1.2 Физические свойства

Эти физические свойства Обеспечить усиление стальных работ с бетоном, не против этого, во всех строительных условиях:

• Плотность: 7.85 G/CM³ (соответствует коэффициенту плотности бетона, Таким образом, вес распределяется равномерно по структуре)
• Точка плавления: 1450 - 1510 ° C. (обрабатывает горячую катя)
• Теплопроводность: 45 - 50 W/(м · к) при 20 ° C. (Подобно скорости термического расширения бетона - дает трещины при изменении температуры)
• Удельная теплоемкость: 460 J/(кг · к)
• Коэффициент термического расширения: 13.0 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C., Почти так же, как бетон ~ 12 × 10⁻⁶/° C - без разделения между сталью и бетоном в огне или холоде)

1.3 Механические свойства

Механические черты армирования стали сосредоточены на поддержке бетона, где он самый слабый (напряжение):

1.4 Другие свойства

• Коррозионная стойкость: Умеренный (Защищено щелочной средой бетона; эпоксидные или оцинкованные варианты работают для прибрежных проектов вблизи Солтлуда)
• Сварка: Хороший (Низкоуглеродистые сорта легко сварки со стандартной дуговой сваркой; Типы высокой прочности нуждаются в электродах с низким содержанием гидрогена, чтобы избежать трещин)
• Механизм: Очень хороший (легко разрезать, наклонный, или в форме на месте-критические для индивидуальных бетонных форм, таких как изогнутые подпорные стены)
• Магнитные свойства: Ферромагнитный (Работает с инструментами, чтобы проверить, правильно ли сталь находится внутри бетона, Нет необходимости нарушать структуру)
• Пластичность: Высокий (может изгибаться на 180 ° без сбоя - избавит повреждение, когда бетон оседает или слегка сдвигается)

2. Применение усиливающей стали

Усиная сталь используется в любом месте бетоне, нуждается в дополнительной прочности - от небольших домов до массивной инфраструктуры. Вот его ключевое использование, с реальными примерами:

2.1 Строительство

• Армирование в бетонных конструкциях: Балки, колонны, и напольные плиты для домов и офисов. Китайский строитель использовал оценку 60 Усиление стали для 15-этажного жилого комплекса-остановленные стали с полы. 4 КН/м² нагрузки (диван, кровати, и жители).
• Строительные фундаменты: Глубокие опоры для высоких зданий. U.S.. Строительная фирма использовала эпоксидное покрытие, усиливающая сталь для 25-этажного фундамента офисной башни-стали сопротивляться коррозии подземных вод и поддерживается 8,000 тонны веса здания.
• Мосты: Палубные плиты и поддержка пирсов для мостов на шоссе. Европейское агентство использовало оценку 80 Усиление стали для 40-метрового речного моста-сталь уменьшил количество арматуры, необходимых 20%, Сокращение затрат на материалы $50,000.
• Высокие здания: Стены с основными стенами, которые сопротивляются ветру и землетрясениям. Разработчик Дубая использовал арматурную сталь с добавлением ванадий для 40-этажного отеля-стали поглощенной скоростью ветра 140 км/ч и незначительные сейсмические шоки без повреждения.

2.2 Инфраструктура

• Дороги: Бетонные автомагистрали и эстакады. Канадская транспортная группа использовала усиленную сталь для транспорта дорожного движения-стали предотвратили трещины из 12-тонных нагрузок оси грузовиков и циклов замораживания-оттаивания (таяние и возмещение льда).
• Туннели: Подкладка для метро и дорожных туннелей. Японская железная дорога использовала устойчивая к коррозии арматурная сталь для 5-километров, не нуждается в ремонте для 18 годы.
• Плотины: Ворота водосброса и бетонные стены. Бразильский проект использовал высокопроизводительную усиленную сталь для водосброса плотины-Steeel выдержан 450 КПА давление воды во время наводнения, Сохранение плотины в безопасности.
• Подпорные стены: Стены для насыпей на шоссе. Австралийский дорожный орган использовал усиливающую сталь для 6-метровой подпорной стены-сталь сохранял стену стабильной, когда почва сдвинулась после проливных дождей.

2.3 Другие приложения

• Горнодобывающее оборудование: Бетонные рамы для рудных дробилок. Южноафриканский шах 90 ТОННА/ДЕНЬ ОБРАЗОВАНИЯ РУДА, длительный 12 лет против. 6 годы для неармированного бетона.
• Сельскохозяйственная техника: Бетонные булочки для хранения зерна. U.S.. Ферма использовала, усиливающая сталь для 18-метрового зернового силоса-стали остановившись за выпукнуть силос. 4,000 тонны пшеницы.
• Накапливание: Сталь-армированные бетонные кучи для мягкой почвы. Тайский строитель использовал усиливающую сталь для свай под торговом центром - переведены пелы 1,500 Тонны веса к коренной породе (12 метры глубиной), предотвращение оседлателя торгового центра.

3. Методы производства для усиления стали

Усиление производства стали фокусируется на создании форм, которые хорошо связаны с бетоном и оптимизируют прочность - вот как это сделано:

3.1 Первичное производство

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Стали растоплена, и сплавы (ванадий, марганец) добавляются, высокая сталь (как оценка 80 для мостов).
• Основная кислородная печь (Боф): Свинцовая железа превращается в сталь, затем спланировано-используется для крупномасштабного производства стандартного класса 60 сталь (самый распространенный тип).
• Непрерывное кастинг: Расплавленная сталь выливается в заготовки (120–200 мм толщиной)–Ensure Даже распределение сплава и отсутствие дефектов для реберной стали.

3.2 Вторичная обработка

• Горячая катящика: Основной шаг. Заготовки нагреваются до 1150 - 1250 ° C., перевернулся в круглые стержни, Затем нажали, чтобы добавить ребра (Эти ребра повышают прочность на связь с бетоном на 20–30%).
• Холодный катание: Редко используется (делает сталь менее гибкой); Только для стали с небольшим диаметром (≤8 мм) Для легкого бетона.
• Термическая обработка:
• Утомить и отпуск: Для высокопрочной стали (Оценка 80+). Сталь нагревается до 850 - 900 ° C., погружен в воду (утомил), затем нагреть до 550 - 600 ° C. (закален)–Boosts Учитывает силу до ≥550 МПа.
• Нормализация: Нагретый до 880 - 920 ° C., охлаждено в воздухе-выделите сталь более гибкой для изгиба на месте.
• Поверхностная обработка:
• Эпоксидное покрытие: 100Эпоксидный слой толщиной 300 мкм - используется для прибрежных или влажных проектов (сопротивляется морской воде и подземным водам).
• Galvanizing: Погружение в расплавленное цинк (50–80 мкм покрытие)- Для открытой стали (как упорная настенная арматура) Чтобы предотвратить ржавчину.
• Черное оксидное покрытие: Тонкий темный слой - для внутренней стали (как напольные плиты) Чтобы остановить ржавчину во время хранения.

3.3 Контроль качества

• Химический анализ: Спектрометры Проверьте содержание сплава (гарантирует, что сталь соответствует оценке 60/80 Стандарты для силы).
• Механическое тестирование: Испытания на растяжение измеряют прочность; Испытания изгиба подтверждают гибкость (сталь должна сгибаться на 180 ° без слома); Тесты на облигации Проверьте сцепление с бетоном.
• Неразрушающее тестирование (Непрерывный):
• Ультразвуковое тестирование: Находит внутренние дефекты в толстой стали (≥16 мм диаметром).
• Инспекция магнитных частиц: Пятна поверхности трещины в ребристой стали (критическое для силы связи).
• Проверка размерных: Суппорт Проверьте диаметр (± 0,5 мм) и высота ребра (± 0,1 мм)–Ensure Steel идеально подходит в бетонных формах.

4. Тематические исследования: Усиление стали в действии

4.1 Строительство: Дубай 40-этажный отель

Разработчик в Дубае использовал усиленную сталью с усиленной ванадием для 40-этажных основных стен отеля. Стены должны сопротивляться 140 пустынные ветры км/ч и незначительные землетрясения. Сталь предел прочности (≥550 МПа) Поддерживают стены конюшни, и это Сила связи (≥30 МПа) остановил отделение от бетона. Использование этого стального обрезанного веса 25%, сохранение $180,000 в материалах затрат.

4.2 Инфраструктура: Канадский транспространт шоссе

Канадская команда использовала усиливающую сталь для 30-метрового транспорта.. Перепускается 12 -тонный грузовик и зимы -30 ° C. Сталь воздействие на выносливость (≥20 j при 0 ° C) предотвратил холодную хрупкость, и это усталость сила (~ 200 МПа) остановил трещины от повторных проходов грузовика. После 10 годы, Перепуск не нуждался в каре. $120,000 в техническом обслуживании.

4.3 Накапливание: Тайский торговый центр

Тайский строитель использовал усиленные сталь-армированные кучи для торгового центра в мягкой глине Бангкока. Груды, необходимые для перевода 1,500 Тонны веса к коренной породе. Сталь Урожайность (≥415 МПа) предотвратил изгиб, и это пластичность Пусть куча будет двигаться 12 метры в глубину, не сломавшись. В торговом центре нет урегулирования после 10 годы - роль стали в стабильных фундаментах.

5. Сравнительный анализ: Усиление стали против. Другие материалы

Как усиливающая сталь складывается до альтернативы для укрепления бетона?

5.1 Сравнение с другими сталями

5.2 Сравнение с нитью металлами

• Сталь против. Алюминий: Укрепляющая сталь имеет в 3 раза больше, чем алюминий (6061-T6: ~ 138 МПа) и в 2 раза лучше связаны с бетоном. Алюминий стоит в 2 раза больше - только используется для легкого веса, бетон без нагрузки (как декоративные панели).
• Сталь против. Медь: Укрепление стали в 5 раз сильнее меди и 80% дешевле. Медь хороша для проводимости, но слишком мягкая и дорогая для бетона.
• Сталь против. Титан: Усиление затрат на сталь 90% меньше, чем титан и имеет сходную силу доходности (титан: ~ 480 МПа). Титан излишне - только для ядерных станций или экстремальных областей коррозии.

5.3 Сравнение с композитными материалами

• Сталь против. Волокно-армированные полимеры (Фрп): FRP сопротивляется коррозии, но 40% меньше прочности растягивания, чем усиление стали, и стоит в 3 раза больше. FRP работает в прибрежных проектах, но не может справиться с тяжелыми нагрузками (Как мостовые палубы).
• Сталь против. Композиты углеродного волокна: Углеродное волокно легкое, но стоит в 10 раз больше, а плохо с бетоном связаны с бетоном. Он используется для исторического ремонта здания, а не основного строительства.

5.4 Сравнение с другими инженерными материалами

• Сталь против. Керамика: Керамика тяжелая, но хрупкая (воздействие на выносливость <10 Дж) и не может сгибаться - без конкретного. Усиление гибкости стали делает его единственным выбором для динамических нагрузок (как ветер или землетрясения).
• Сталь против. Пластмассы: Пластмассы имеют в 20 раз меньше прочности, чем укрепление стали и таяния при 100 ° C. Они используются для неструктурного бетона (как плантаторы)-не несущие нагрузочные структуры.

6. Взгляд Yigu Technology на укрепляющую сталь

В Yigu Technology, Мы рассматриваем арматурную сталь как основу безопасных бетонных конструкций. Его непревзойденный баланс силы, связь, и стоимость делает его идеальным для 90% строительных проектов - от домов до плотин. Мы предлагаем оценку 60/80 сталь с эпоксидной/оцинкованной покрытиями и на заказ ребра для лучшей бетонной связи. В то время как композиты используют нишевые использование, Усиление стали остается наиболее надежным выбором для клиентов, желающих долговечных, Экономические сборки. Для любого конкретного проекта, нуждающегося в прочности на растяжение, Это материал, который мы рекомендуем в первую очередь.

FAQ по поводу усиления стали

1. Какой класс для подкрепляющей стали лучше всего подходит для небольшого дома?

Оценка 60 (ASTM A615) Идеально - у него достаточно силы (≥415 МПа) для фондов, плиты, и столбцы, и доступно. Для домов возле побережья, Используйте оценку эпоксидного покрытия 60 сопротивляться ржавчине.

2. Могу ли я согнуть армирующую сталь на месте?

Да-углеродный сорт 60 сталь изгибает 180 ° при комнатной температуре со стандартными инструментами. Высокий уровень 80 Сталь может потребоваться предварительно нагреть до 150–200 ° C, чтобы избежать растрескивания - всегда следуйте руководству производителя.