VYUŽITÍ SVAŘOVANÝCH SPOJŮ PŘI PŘÍPRAVĚ OCELOVÉ VÝZTUŽE DO VYZTUŽENÉHO BETONU

The usage of welding for steel reinforcement formation to the reinforced concrete

conference proceedings

Czech

Základním konstrukčním elementem ve stavebnictví je beton na bázi Portlandského cementu, jeho zásadní nevýhodou s ohledem na užití v nosných konstrukcích je nízká pevnost při namáhání v tahu. Za účelem zvýšení odolnosti při tahovém zatížení lze do betonu implementovat vyztužující komponentu, nejčastěji ve formě ocelových prutů či sítí. [1, 2] Pro efektivní fungování vyztuženého betonu, je nezbytných několik dílčích aspektů. V první řadě se jedná o kvalitní adhezi mezi matricí a vyztužující komponentou, tak aby mohlo dojít k efektivnímu přenosu působícího napětí z křehké matrice na houževnatou výztuž. Při expozici vyztuženého betonu vnějšímu namáhání v tahu tak přenos působícího napětí na výztuž napomáhá zabránit či alespoň zpomalit postup šířící se trhliny a zvýšit tak energii potřebnou na vznik kritické trhliny, jež předchází poškození či destrukci dílce. [3] Užití oceli je výhodné nejen kvůli snadné dostupnosti, ale i její trvanlivosti v cementové matrici, a to díky procesu pasivace oceli v určité oblasti pH ≈ 12–13. Této hodnoty je v cementobetonových kompozitech dosahováno díky přítomnosti portlanditu. [4] Další výhodou užití oceli je srovnatelný koeficient teplotní roztažnosti oceli a betonu, čímž se eliminuje riziko vzniku prasklin vlivem teplotního namáhání. V současnosti se pro spojování ocelových prutů využívá nejčastěji technika vyvazování drátem. Tato práce se však zabývá pokročilejší technikou spojování ocelových prutů za využití svařovaných spojů. Jejich nespornou výhodou je fixní pozice vyztužující komponenty. Je tak zajištěna eliminace nežádoucí dezorientace výztuže vůči předpokládanému směru vnějšího namáhání během servisního života konstrukčního dílce. Byť drobná změna orientace má markantní následky ve smyslu snížení efektivity přenosu napětí, tudíž i výsledných vlastností cementobetonového kompozitu. [5] V neposlední řadě by svařované výztuže mohly nalézt uplatnění při opravě poškozených konstrukcí, a to díky spojení nové vyztužující komponenty k již existující bez nutnosti destrukce původní betonové struktury z důvodu nutnosti uvolnění původní výztuže. [6] Samotná technologie svařování se skládá z několika komplexních postupů, které jsou definovány základní normou EN ISO 17660 „Svařování – Svařování betonářské oceli“, část 1: nosné svarové spoje a část 2: nenosné svarové spoje. Vhodnou metodikou svařování a typem spojení lze docílit značné eliminace degradace, a to jak ve svarovém kovu, tak teplotně ovlivněné oblasti. V praxi jsou nejčastěji používány metody svařování elektrickým obloukem. Konkrétně se jedná o metody 135, 136, 111 a 114 označované dle ISO 4063. [7]

The basic structural element in construction is concrete based on Portland cement, its main disadvantage with regard to its use in load - bearing structures is its low compressive strength in tahu. In order to increase the tensile strength, reinforcing ones can be implemented in the concrete component, most often in the form of steel bars or nets. [1, 2] For efficient operation of reinforced concrete, several sub-aspects are necessary. In the first place, it is a quality adhesion between the matrix and reinforcing component so that there can be an efficient transfer of the applied stress from the brittle matrix for tough reinforcement. When exposed to reinforced concrete to external tensile stress, so the transmission of applied stress to the reinforcement helps to prevent or at least slow down the propagation of the crack and thus increase the energy needed to create a critical crack that prevents damage or destruction of the part. [3] The use of steel is advantageous not only due to its easy availability, but also its durability in the cement matrix, namely due to the passivation process of steel in a certain pH range ≈ 12–13. This value is in cement concrete composites due to the presence of portlandite. [4] Another advantage of using steel is comparable coefficient of thermal expansion of steel and concrete, thus eliminating the risk of cracks due to thermal stress. At present, technology is most often used for joining steel bars wire tying. However, this work deals with a more advanced technique of joining steel bars behind use of welded joints. Their undeniable advantage is the fixed position of the reinforcing component. Is so ensuring the elimination of undesired disorientation of the reinforcement with respect to the expected direction of external stress during the service life of the component. Even a small change of orientation has significant consequences in in the sense of reducing the efficiency of stress transfer, and therefore the resulting properties of cement concrete composite. [5] Last but not least, welded reinforcements could be used for repairs damaged structures, thanks to the connection of a new reinforcing component to an existing one without the need destruction of the original concrete structure due to the need to release the original reinforcement. [6] Alone Welding technology consists of several complex processes that are defined as basic standard EN ISO 17660 "Welding - Welding of reinforcing steel", part 1: load-bearing welds and part 2: non-load-bearing welded joints. Significant eliminations can be achieved by a suitable welding methodology and connection type degradation, both in the weld metal and in the temperature-affected areas. In practice, they are the most common electric arc welding methods are used. Specifically, these are methods 135, 136, 111 and 114 marked according to ISO 4063. [7]

Vyztužený beton, svařovaná výztuž, cementobetonový kompozit

Reinforced concrete, welding, steel reinforcement

HERČÍK, T.; HRUBÝ, P.

24. 11. 2021

Slovenská chemická knižnica

Bratislava

978-80-8208-064-6

1

https://www.uiam.sk/~oravec/svk/e_zbornik_svk_2021.pdf