Por que a fibra de aço com extremidade em gancho domina: a mecânica de um gancho

Artigo

15 de junho de 2012

Com o mesmo diâmetro e comprimento, uma fibra presa em ambas as extremidades desenvolve cerca de 40% mais ligação do que uma fibra reta. O gancho transforma uma interface de fricção em fricção mais ancoragem mecânica.

Um gancho é ancoragem, não decoração

Retirar uma fibra de aço do concreto significa superar duas coisas: atrito interfacial e intertravamento mecânico. Uma fibra reta tem apenas atrito, então ela começa a escorregar com baixa tensão. Uma fibra enganchada em ambas as extremidades deve primeiro endireitar seus ganchos à medida que desliza, e isso consome energia extra, portanto, no mesmo deslocamento de extração, ela carrega mais carga. Esse é todo o segredo: o gancho converte uma interface de fricção em fricção mais ancoragem. Isso também significa que a geometria do gancho, ou seja, o comprimento, o ângulo e o raio do gancho, é mais importante do que o diâmetro da fibra, e a geometria é exatamente o que o produto barato omite.

De onde vem a diferença de títulos de 40%

A alegação de que a fibra em forma de gancho se liga cerca de 40% melhor do que a fibra reta é um resultado de teste de extração, não de marketing. Na mesma matriz, no mesmo encaixe, uma fibra reta atinge o pico em aproximadamente um milímetro de deslizamento e depois cai acentuadamente, enquanto uma fibra em forma de gancho atinge o pico mais alto e desce mais suavemente. Uma descida suave significa mais energia absorvida antes da falha, que no local parece rachada, mas em pé. É por isso que o concreto projetado de túneis, as obras resistentes a explosões e os elementos sísmicos utilizam quase exclusivamente fibras em forma de gancho: eles precisam de capacidade de deformação antes da falha, e não de maior resistência à compressão.

0,55, 0,75 e 1,0 mm: Escolhendo o Diâmetro

Três diâmetros, três trabalhos. Com 0,55 mm a fibra é fina o suficiente para proporções acima de 60, o que se adapta a paredes finas, misturas autocompactáveis ​​e altas dosagens. Com 0,75 mm é a classe de uso geral para pisos, coberturas de tabuleiros de pontes e vigas pré-moldadas. Com 1,0 mm, ele suporta a maior carga por fibra, para vazamentos em massa, pisos pesados ​​e casos onde uma barra mais espessa está sendo substituída. A regra é que não é mais espesso, é melhor, mas sim um espaçamento claro: o comprimento da fibra deve ficar abaixo de cerca de dois terços da distância livre mínima, caso contrário, as fibras formam uma ponte e um arco durante a colocação. Em uma laje de 150 mm com malha superior e inferior, o espaçamento livre geralmente é de apenas 60 a 80 mm, onde a fibra de 0,75 mm de comprimento de 50 mm funciona melhor do que a fibra de 1,0 mm de comprimento de 60 mm.

30, 35, 50 e 60 mm: O comprimento segue o agregado máximo

O comprimento não é uma escolha independente. Com agregado máximo de 20 mm, o comprimento da fibra é geralmente de 30 a 40 mm; abaixo de 10 mm de agregado pode ir para 50 ou 60 mm. A razão é simples: uma fibra precisa ter cerca de três vezes o tamanho do agregado para formar uma ponte entre as partículas, mas quando ela não se ajusta mais às lacunas, ela se forma. O concreto projetado é a exceção. As fibras no bocal devem cair com o fluxo de ar, portanto 20 a 30 mm é normal; fibra mais longa aumenta visivelmente o rebote.

Dez passagens de trefilação: por que a resistência se mantém em 800-1150 MPa

O fio estirado a frio com baixo teor de carbono ganha resistência por meio do endurecimento. A haste passa por mais de dez matrizes consecutivas, os grãos alongam-se e refinam-se ao longo do eixo, a resistência aumenta a cada passagem e a ductilidade diminui. Poucos passes e a força nunca chega; muitos sem recozimento intermediário e o fio fica quebradiço e quebra após três dobras. Uma linha estável mantém variação de resistência inferior a 5% e não garante quebra após três curvas reversas. Esses dois números dizem mais sobre o controle do processo do que a resistência nominal, porque prevêem a taxa de quebra durante a mistura. As fibras quebradas desperdiçam material e deixam pequenos tocos não ancorados que não reforçam nada.

30-80 kg/m3 e o limite real de substituição da malha

A fibra de aço pode substituir a malha soldada, mas não o reforço estrutural, e a linha deve ser claramente definida. A malha controla a temperatura e a fissuração por contração, que é um reforço secundário; fibra de aço em dosagem igual proporciona melhor restrição tridimensional e elimina trabalho de amarração, espaçadores e posicionamento. Mas o aço de tensão principal em vigas, colunas e intradorsos de lajes não pode ser removido, porque a fibra orientada aleatoriamente é muito menos eficiente do que a barra orientada. O compromisso comum é substituir a malha superior por fibra, manter o aço principal inferior ou reduzir o diâmetro da barra em um ou dois milímetros juntamente com uma dosagem de 30 a 80 kg/m3.

Como verificar um gancho: dobre, meça, quebre

O fio com ponta em gancho detém a maior parte do mercado de fibra de aço estrutural, mas um gancho não é o mesmo que ancoragem. Três ações resolvem no local ou na sala de amostra. Primeiro, dobre: ​​pegue dez fibras, endireite um gancho com um alicate e solte, e o gancho deve voltar a mais da metade de seu ângulo original. Um retorno elástico ruim significa que o fio tem uma relação entre rendimento e tração muito alta, de modo que o gancho se endireita na betoneira e entra no concreto como fio simples. Em segundo lugar, meça: o comprimento do gancho é normalmente duas a três vezes o diâmetro do fio, o ângulo é de 45 ou 90 graus e ambas as extremidades podem estar voltadas para a mesma direção ou para direções opostas, mas o lote deve ser consistente. Paquímetro dez fibras; um spread acima de dez por cento no comprimento do gancho significa que as matrizes de formação estão gastas. Terceiro, quebra: uma fibra dúctil se estica antes de se separar, uma fibra quebradiça se rompe e uma ruptura plana prediz baixa tenacidade à flexão. Um detalhe geralmente é esquecido. A camada de cobre racha primeiro na curva, então gire um gancho contra a luz; linhas finas e escuras significam que o gancho foi formado sem re-revestimento e a corrosão começará ali em névoa salina. Quando um gancho é a escolha errada? Em concreto projetado, os ganchos prendem-se na malha e se enrolam, enquanto a proporção de aspecto já é limitada, de modo que o arame ondulado se alimenta melhor. No concreto autoadensável a alta fluidez anula parte da vantagem de ancoragem. A seleção não se trata da fibra mais forte, mas sim daquela que não cria problemas nesse método de colocação. Se você já está conversando com um fornecedor de fibra de aço com ponta em forma de gancho, envie dez fibras e solicite o spring-back e o tipo de freio antes de enviar o pedido de compra; um fornecedor que não consegue responder nesses termos está vendendo apenas pelo preço.

Inspecionando Ganchos na Entrega: Três Ações

A inspeção de ganchos não precisa de instrumentos. Primeiro, deixe cair um punhado e ouça: um toque brilhante significa têmpera adequada, um baque surdo significa fio macio. Segundo, meça o comprimento e o ângulo do gancho em dez fibras com um paquímetro; ganchos curtos ou rasos endireitam-se cedo sob carga. Terceiro, dobre uma fibra duas vezes e volte três vezes; se quebrar, o material é quebradiço. Após essas três etapas, verifique o relatório do lote em relação à resistência à tração e à tolerância do diâmetro e a maioria dos lotes problemáticos será filtrada. Para comparação modelo por modelo, a página do produto de fibra de aço lista diâmetro, comprimento, proporção e valores de tração medidos para cada classe, que podem servir diretamente como linha de base de aceitação.