Por qué domina la fibra de acero con extremos en forma de gancho: la mecánica de un gancho

Análisis del sector · 15 de junio de 2012
Análisis del sectorFibra de aceroExtremo enganchado

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15 de junio de 2012

Con el mismo diámetro y longitud, una fibra enganchada en ambos extremos desarrolla aproximadamente un 40% más de unión que una recta. El gancho convierte una interfaz de fricción en fricción más anclaje mecánico.

Un gancho es un anclaje, no una decoración

Sacar una fibra de acero del hormigón significa superar dos cosas: la fricción interfacial y el bloqueo mecánico. Una fibra recta sólo tiene fricción, por lo que comienza a deslizarse con poca tensión. Una fibra enganchada en ambos extremos debe primero enderezar sus ganchos a medida que se desliza, y eso consume energía extra, por lo que en el mismo desplazamiento de extracción lleva más carga. Ése es el secreto: el gancho convierte una interfaz de fricción en fricción más anclaje. También significa que la geometría del gancho, es decir, la longitud, el ángulo y el radio del gancho, importa más que el diámetro de la fibra, y la geometría es exactamente lo que omite el producto barato.

De dónde viene la diferencia del 40% en los bonos

La afirmación de que la fibra enganchada se une aproximadamente un 40% mejor que la fibra recta es el resultado de una prueba de extracción, no un marketing. En la misma matriz en el mismo emplazamiento, una fibra recta alcanza un máximo de aproximadamente un milímetro de deslizamiento y luego cae bruscamente, mientras que una fibra en forma de gancho alcanza un máximo más alto y desciende más suavemente. Un descenso suave significa más energía absorbida antes del fallo, que en el lugar se lee como agrietado pero en pie. Es por eso que el hormigón proyectado para túneles, las obras resistentes a explosiones y los elementos sísmicos utilizan casi exclusivamente fibra enganchada: necesitan capacidad de deformación antes de fallar, no una mayor resistencia a la compresión.

0,55, 0,75 y 1,0 mm: elección del diámetro

Tres diámetros, tres trabajos. Con 0,55 mm, la fibra es lo suficientemente fina para relaciones de aspecto superiores a 60, lo que se adapta a paredes delgadas, mezclas autocompactantes y dosis altas. Con 0,75 mm, es la calidad de uso general para pisos, superposiciones de tableros de puentes y vigas prefabricadas. Con 1,0 mm, soporta la mayor carga por fibra, para vertidos masivos, pisos de alta resistencia y casos en los que se reemplaza una barra más gruesa. La regla es que no es más grueso es mejor, pero espaciamiento claro: la longitud de las fibras debe permanecer por debajo de aproximadamente dos tercios de la distancia libre mínima, de lo contrario, las fibras se puentean y arquean durante la colocación. En una losa de 150 mm con malla superior e inferior, el espacio libre suele ser de sólo 60 a 80 mm, donde la fibra de 50 mm de largo y 0,75 mm funciona mejor que la fibra de 60 mm de largo y 1,0 mm.

30, 35, 50 y 60 mm: la longitud sigue el agregado máximo

La longitud no es una elección independiente. Con un agregado de 20 mm como máximo, la longitud de la fibra suele ser de 30 a 40 mm; por debajo de 10 mm de árido se puede llegar a 50 o 60 mm. La razón es simple: una fibra necesita tener aproximadamente tres veces el tamaño del agregado para formar un puente entre las partículas, pero una vez que ya no cabe en los espacios, se forma una bola. El hormigón proyectado es la excepción. Las fibras en la boquilla deben girar con la corriente de aire, por lo que es normal que entre 20 y 30 mm; La fibra más larga aumenta visiblemente el rebote.

Diez pases de dibujo: por qué la resistencia se mantiene entre 800 y 1150 MPa

El alambre con bajo contenido de carbono estirado en frío gana resistencia mediante el endurecimiento por trabajo. La varilla pasa por más de diez matrices consecutivas, los granos se alargan y refinan a lo largo del eje, la resistencia aumenta con cada pasada y la ductilidad disminuye. Muy pocos pases y las fuerzas nunca llegan; demasiados sin un recocido intermedio y el alambre se vuelve quebradizo y se rompe después de tres curvaturas. Una línea estable mantiene una variación de resistencia inferior al 5% y garantiza que no se rompa después de tres curvas inversas. Esos dos números dicen más sobre el control del proceso que la resistencia nominal, porque predicen la tasa de rotura durante la mezcla. Las fibras rotas desperdician material y dejan trozos cortos sin anclaje que no refuerzan nada.

30-80 kg/m3 y el límite real de sustitución de malla

La fibra de acero puede sustituir a las mallas electrosoldadas pero no al refuerzo estructural, y la línea debe quedar claramente establecida. La malla controla la temperatura y el agrietamiento por contracción, que es un refuerzo secundario; La fibra de acero en dosis iguales proporciona una mejor sujeción tridimensional y elimina el trabajo de atar, espaciadores y posicionamiento. Pero el acero de tensión principal en vigas, columnas y losas no se puede eliminar porque la fibra orientada aleatoriamente es mucho menos eficiente que la barra orientada. El compromiso común es sustituir la malla superior por fibra, mantener la malla principal inferior de acero o reducir el diámetro de la barra en uno o dos milímetros junto con una dosificación de 30 a 80 kg/m3.

Cómo comprobar un anzuelo: doblarlo, medirlo, romperlo

El alambre con extremo en forma de gancho sostiene la mayor parte del mercado de fibras de acero estructural, pero un gancho no es lo mismo que un anclaje. Tres acciones lo resuelven en obra o en la sala de muestras. Primero, doble: tome diez fibras, enderece un anzuelo con unos alicates y suéltelo, y el anzuelo debería recuperarse a más de la mitad de su ángulo original. Una mala recuperación elástica significa que el alambre tiene una relación de fluencia a tracción demasiado alta, por lo que el gancho se endereza en la mezcladora y entra al concreto como alambre simple. En segundo lugar, mida: la longitud del gancho es normalmente de dos a tres veces el diámetro del alambre, el ángulo es de 45 o 90 grados y ambos extremos pueden mirar en la misma dirección o en direcciones opuestas, pero un lote debe ser consistente. Calibre de diez fibras; una extensión superior al diez por ciento en la longitud del gancho significa que los troqueles de formación están desgastados. En tercer lugar, se rompe: una fibra dúctil se estrecha antes de partirse, una quebradiza se rompe y una rotura plana predice una mala tenacidad a la flexión. Generalmente se pasa por alto un detalle. La capa de cobre se agrieta primero en la curvatura, así que gire un gancho a contraluz; Las líneas oscuras y tenues significan que el anzuelo se formó sin volver a enchaparse y la corrosión comenzará allí con la niebla salina. ¿Cuándo un anzuelo es una elección equivocada? En el hormigón proyectado, los ganchos se enganchan en la malla y se enrollan mientras que la relación de aspecto ya es limitada, por lo que el alambre ondulado se alimenta mejor. En el hormigón autocompactante el alto flujo anula parte de la ventaja del anclaje. La selección no se trata de la fibra más fuerte, sino de aquella que no crea problemas en ese método de colocación. Si ya está hablando con un proveedor de fibras de acero con extremos en forma de gancho, envíeles diez fibras y pregunte por el tipo de recuperación elástica y de rotura antes de enviar una orden de compra; un proveedor que no puede responder en esos términos vende únicamente basándose en el precio.

Inspeccionar los ganchos en el momento de la entrega: tres acciones

La inspección de los anzuelos no necesita instrumentos. Primero, deje caer un puñado y escuche: un anillo brillante significa enfriamiento adecuado, un ruido sordo significa alambre blando. En segundo lugar, mida la longitud y el ángulo del anzuelo en diez fibras con un calibre; Los ganchos cortos o poco profundos se enderezan temprano bajo carga. En tercer lugar, doble una fibra hacia atrás tres veces; si se rompe, el material es quebradizo. Después de esos tres pasos, verifique el informe del lote con respecto a la resistencia a la tracción y la tolerancia del diámetro y la mayoría de los lotes problemáticos se filtrarán. Para comparar modelo por modelo, la página de productos de fibra de acero enumera el diámetro, la longitud, la relación de aspecto y los valores de tracción medidos para cada grado, que pueden servir directamente como base de aceptación.

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Microalambre recubierto de cobre, tipo extremo de gancho estirado en frío, pegado en fila, tipo rectificado, acero inoxidable 304/310S/446 y fibra resistente al calor estirada en fusión, fibra sintética especial UHPC, diámetro de 0,2 a 1,0 mm, longitud de 6 a 60 mm, resistencia a la tracción de 700 a 2850 MPa, cobertura de contenido de 0,5% a 2% de tasa de volumen y de 30 a 268 kg/m³. La producción se puede organizar de acuerdo con ASTM A820 o EN 14889-1 y se pueden proporcionar informes de inspección de lotes. Se admiten tres tipos de embalaje: cajas de cartón, bolsas de toneladas y a granel. Los términos comerciales son EXW / FOB / CIF / DDP opcionales.

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