Proč ocelové vlákno s hákovým koncem dominuje: Mechanika jednoho háku

Článek

15. června 2012

Při stejném průměru a délce vlákno zaháknuté na obou koncích vyvine zhruba o 40 % větší vazbu než rovné vlákno. Hák přemění třecí rozhraní na tření a mechanické ukotvení.

Háček Je Kotvení, Ne Dekorace

Vytažení ocelového vlákna z betonu znamená překonat dvě věci: mezifázové tření a mechanické blokování. Rovné vlákno má pouze tření, takže při nízkém namáhání začíná prokluzovat. Vlákno zaháknuté na obou koncích musí své háčky při klouzání nejprve narovnat, což spotřebovává energii navíc, takže při stejném vysouvacím pohybu nese větší zatížení. To je celé tajemství: hák převádí třecí rozhraní na tření plus kotvení. Znamená to také geometrii háku, tedy délku, úhel a poloměr háku, záleží více než na průměru vlákna a geometrie je přesně to, co levný produkt opomíjí.

Odkud pochází 40% rozdíl dluhopisů

Tvrzení, že hákové vlákno spojuje asi o 40 % lépe než rovné vlákno, je výsledek testu vytažení, nikoli marketing. Ve stejné matrici ve stejném uložení dosahuje přímé vlákno vrchol při zhruba jednom milimetru prokluzu a poté prudce klesá, zatímco hákovité vlákno vrcholí výše a klesá jemněji. Mírné klesání znamená více energie absorbované před poruchou, která se na místě čte jako prasklá, ale stojí. Proto tunelový stříkaný beton, práce odolné proti výbuchu a seismické prvky používají téměř výhradně hákovité vlákno: potřebují deformační kapacitu před porušením, nikoli vyšší pevnost v tlaku.

0,55, 0,75 a 1,0 mm: Výběr průměru

Tři průměry, tři práce. Při tloušťce 0,55 mm je vlákno dostatečně jemné pro poměr stran nad 60, což vyhovuje tenkým stěnám, samozhutnitelným směsím a vysokému dávkování. S tloušťkou 0,75 mm je to univerzální třída pro podlahy, překrytí mostovek a prefabrikované nosníky. Při tloušťce 1,0 mm přenáší největší zatížení na vlákno, pro hromadné lití, těžké podlahy a případy, kdy se vyměňuje silnější tyč. Pravidlo není silnější je lepší, ale jasné rozestupy: délka vlákna by měla zůstat pod asi dvěma třetinami minimální světlé vzdálenosti, jinak se vlákna při ukládání přemosťují a vyklenují. Na 150 mm desce s horní a spodní sítí je světlá vzdálenost často pouze 60 až 80 mm, kde 50 mm dlouhé 0,75 mm vlákno funguje lépe než 60 mm dlouhé 1,0 mm vlákno.

30, 35, 50 a 60 mm: Délka následuje maximální agregát

Délka není nezávislou volbou. Při maximálním kamenivu 20 mm je délka vlákna obvykle 30 až 40 mm; pod 10 mm kameniva může jít na 50 nebo 60 mm. Důvod je prostý: vlákno potřebuje asi trojnásobek velikosti agregátu, aby přemostilo částice, ale jakmile se již nevejde do mezer, vytvoří se kuličky. Stříkaný beton je výjimkou. Vlákna na trysce se musí klopit s proudem vzduchu, takže 20 až 30 mm je normální; delší vlákno viditelně zvyšuje odraz.

Deset tažení: Proč se síla drží při 800-1150 MPa

Nízkouhlíkový drát tažený za studena získává pevnost zpevňováním. Tyč prochází více než deseti po sobě jdoucími matricemi, zrna se prodlužují a zjemňují podél osy, síla stoupá s každým průchodem a tažnost klesá. Příliš málo přihrávek a síla nikdy nedorazí; příliš mnoho bez mezižíhání a drát po třech ohybech zkřehne a praskne. Stabilní vlasec drží kolísání síly pod 5 % a zaručuje, že se po třech zpětných ohybech nezlomí. Tato dvě čísla vypovídají více o řízení procesu než o nominální pevnosti, protože předpovídají rychlost lomu během míchání. Zlomená vlákna plýtvají materiálem a zanechávají krátké neukotvené pahýly, které nic nezpevňují.

30-80 kg/m3 a skutečný limit výměny pletiva

Ocelové vlákno může nahradit svařovanou síť, ale ne konstrukční výztuž, a čára musí být uvedena jasně. Síťovina kontroluje teplotu a praskání při smršťování, což je sekundární výztuž; ocelové vlákno při stejném dávkování poskytuje lepší trojrozměrné omezení a odstraňuje vázací, distanční vložky a polohovací práci. Ale hlavní tahovou ocel v nosnících, sloupech a stropních podhledech nelze odstranit, protože náhodně orientované vlákno je mnohem méně účinné než orientovaná tyč. Běžným kompromisem je nahrazení horního pletiva vláknem, zachování spodní hlavní oceli nebo zmenšení průměru tyče o jeden nebo dva milimetry spolu s dávkováním 30 až 80 kg/m3.

Jak zkontrolovat háček: Ohněte ho, změřte, zlomte

Drát s hákovým koncem drží většinu trhu s konstrukčními ocelovými vlákny, ale hák není totéž co kotvení. Tři akce to vyřeší na místě nebo ve vzorkovně. Nejprve ohněte: vezměte deset vláken, narovnejte háček kleštěmi a uvolněte, háček by měl vyskočit zpět do více než poloviny původního úhlu. Špatné odpružení znamená, že drát má příliš vysoký poměr kluzu k tahu, takže hák se v míchačce narovná a vstoupí do betonu jako prostý drát. Za druhé, změřte: délka háčku je obvykle dvojnásobkem až trojnásobkem průměru drátu, úhel je 45 nebo 90 stupňů a oba konce mohou směřovat stejným směrem nebo opačným směrem, ale dávka musí být konzistentní. Třmen deset vláken; rozpětí nad deset procent délky háku znamená, že tvarovací nástroje jsou opotřebené. Zatřetí, přetržení: tvárné vlákno se krčí, než se rozdělí, křehké praskne naplocho a ploché přetržení předpovídá špatnou ohybovou houževnatost. Jeden detail většinou chybí. Vrstva mědi praskne nejprve v ohybu, proto otáčejte hákem proti světlu; slabé tmavé vlasové linie znamenají, že háček byl vytvořen bez opětovného pokovování a koroze začne tam v solném spreji. Kdy je háček špatnou volbou? Ve stříkaném betonu se háky zachytí na pletivu a kulovitě se zvednou, zatímco poměr stran je již omezen, takže zvlněný drát se lépe podává. V samozhutnitelném betonu vysoký průtok ruší část výhody kotvení. Výběr není o nejpevnějším vláknu, ale o tom, které nedělá problémy při tomto způsobu uložení. Pokud již mluvíte s dodavatelem ocelových vláken s hákovým koncem, pošlete jim deset vláken a před odesláním objednávky požádejte o typ odpružení a přerušení; dodavatel, který nemůže odpovědět za těchto podmínek, prodává pouze za cenu.

Kontrola háčků při dodání: Tři akce

Kontrola háčků nepotřebuje žádné nástroje. Nejprve pusťte hrst a poslouchejte: jasný kroužek znamená správné uhašení, tupé žuchnutí znamená měkký drát. Za druhé změřte pomocí posuvného měřítka délku a úhel háčku na deseti vláknech; krátké nebo mělké háky se pod zatížením brzy narovnají. Za třetí, ohněte jedno vlákno dvakrát a třikrát zpět; pokud praskne, materiál je křehký. Po těchto třech krocích zkontrolujte zprávu o šarži s ohledem na pevnost v tahu a toleranci průměru a většina problémových šarží se odfiltruje. Pro porovnání jednotlivých modelů uvádí produktová stránka ocelových vláken průměr, délku, poměr stran a naměřené hodnoty pevnosti v tahu pro každou jakost, které mohou sloužit přímo jako základ pro přijetí.