SK284180B6

SK284180B6 - Oceľový drôtený prvok na vmiešanie do následne tvrdnúcich materiálov

Info

Publication number: SK284180B6
Application number: SK357-98A
Authority: SK
Inventors: Ann Lambrechts
Original assignee: N. V. Bekaert S. A.
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 2004-10-05
Also published as: WO1997011239A1; BR9610575A; AU7211496A; MX9802119A; ATE192526T1; NO981213D0; CN1196768A; HU225729B1; SK35798A3; BE1009638A3; ZA967419B; TW380185B; PT851957E; US6045910A; JPH11512501A; DE69608117D1; CN1560398A; CA2232612A1; CN1195932C; KR100583087B1

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka oceľového drôtového prvku určeného na vmiešanie do mäkkých a následne vytvrditeľných materiálov a zostávajúceho z hákovito tvarovaných koncov a strednej časti, ktorej pomer dĺžky k priemeru je medzi 20 a 100.

Doterajší stav techniky

Drôtené prvky tohto druhu, určené na vystužovanie vytvrditeľných materiálov, najmä betónu, sú známe z NL-PS 160 628 a zodpovedajúcich US-PS 3 899 667 a US-PS 3 942 955, pri ktorých je majiteľom patentu firma N. V. BEKAERT S.A, pričom tieto drôty sú predávané pod označením DRAMIX. Technické parametre oceľových drôtov a vláken DRAMIX sú opísané v tlačovine vydanej firmou Bekaert s označením AS-20-01 (4 strany) a AS-20-02 (3 strany) v apríli 1995.

Oceľovými drôtovými prvkami alebo drôtmi s hákovito tvarovanými koncami sa na jednej strane rozumejú oceľové drôty s ohnutými koncami alebo koncami vytvarovanými do tvaru L, ktoré sú opísané v NL-PS 160 628, a tiež oceľové drôty s koncami vytvarovanými do tvaru Z, ktoré sú opísané v tlačovinách AS-20-01 a AS-20-02. V nasledujúcej časti opisu budú oceľové drôty s koncami vytvarovanými do tvaru Z alebo L podrobnejšie opísané v ďalšom opise, objasňujúcom príkladné uskutočnenia na výkresoch.

Pridávaním oceľových drôtov do betónu sa má dosiahnuť zvýšenie pevnosti v ťahu pri ohybe pri vystuženom betónovom prvku. Význam pojmov pevnosť v ťahu pri ohybe, ohybová pevnosť a ekvivalentná pevnosť v ťahu pri ohybe pri betóne vystuženom oceľovými drôtmi tvoriacimi rozptýlenú výstuž betónu sú opísané v holandskom odporúčaní 35 vydanom Občiansko-technickým centrom na uskutočňovanie výskumu a predpisov (skrátene CUR 35) a belgických normách NBN B15-238 aNBN B15-239.

Pri pridávaní oceľových drôtov a vláken do betónu sa zistilo, že ohybová pevnosť a ekvivalentná pevnosť v ťahu pri ohybe sa výrazne zvyšuje so zväčšovaným množstvom drôtov.

Jednou z nevýhod tohto druhu vystužovania jc skutočnosť, že výrobné náklady takto vystuženého betónu sa zvyšujú zvyšovaním množstva výstužných oceľových drôtov, pridávaných do betónu. Z tohto dôvodu a tiež z radu ďalších dôvodov bolo navrhované veľké množstvo nových typov oceľových drôtov, majúcich mnoho variantov telesných vytvorení, ktorých cieľom bolo vždy dosiahnutie zodpovedajúceho zlepšenia technických parametrov betónu vystuženého oceľovými drôtmi a vláknami aj pri pridaní menších množstiev oceľových drôtov do betónu.

Významná skupina oceľových drôtov, ktorá prináša podstatné zlepšenie technických parametrov betónu vystuženého rozptýlenou výstužou tvorenou oceľovými drôtmi, je predstavovaná skupinou oceľových drôtov vybavených hákovito tvarovanými koncami, ako bolo uvedené v predchádzajúcej časti.

Úlohou vynálezu je vytvoriť nový typ oceľových drôtových prvkov, s ktorými sú technické parametre betónu vystuženého rozptýlenou výstužou z oceľových drôtov ďalej zlepšované, prípadne ktoré umožňujú zníženie výrobných nákladov betónu vystuženého týmito drôtmi vďaka tomu, že požadované technické parametre betónu vystuženého oceľovými drôtmi je možné dosiahnuť pridaním menšieho množstva oceľových výstužných prvkov do betónu.

Podstata vynálezu

Táto úloha je vyriešená oceľovým drôtovým prvkom typu uvedeného v úvode opisu, ktorého podstata spočíva v tom, že stredná časť drôtového prvku má v podstate kruhový prierez v zásade v celej svojej dĺžke a hákovito tvarované konce drôtového prvku sú deformované sploštením.

Je potrebné pripomenúť, že technická myšlienka týkajúca sa splošťovania oceľových drôtov v celej ich dĺžke je už známa z JP-PS 6-294017. Z DE-GM 92 07598 je zasa známe splošťovanie iba strednej časti oceľového drôtu, vybaveného hákovito tvarovanými koncami. Z US-PS 4 233 364 je známe používanie priamych oceľových drôtov bez tvarovaných koncov, ktoré by boli tvarované napríklad do tvaru Z alebo L. Konce týchto drôtov sú sploštené a vybavené prírubou ohnutou do roviny v podstate kolmej na rovinu sploštených koncov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie objasnený pomocou príkladov uskutočnenia zobrazených na výkresoch, kde znázorňujú obr. 1 axonometrický pohľad na prvé príkladné uskutočnenie oceľového drôtového prvku, ktorého konce vyhnuté do tvaru Z sú sploštené v rovine, ktorá je rovnobežná s rovinou drôtového prvku, obr. 2 axonometrický pohľad na druhé príkladné uskutočnenie oceľového drôtového prvku, ktorého konce vyhnuté do tvaru Z sú sploštené v rovine, ktorá je kolmá na rovinu drôtového prvku, obr. 3a a 3b axonometrický pohľad na dva varianty tretieho príkladného uskutočnenia oceľového drôtového prvku, pri ktorom sú konce vytvarované do tvaru Z sploštené v rovine, ktorá je kolmá na rovinu drôtového prvku, pričom v tomto príklade sa miera sploštenia mení po dĺžke sploštených koncov, a obr. 4 až 7 pozdĺžne rezy štyrmi rôznymi príkladmi uskutočnenia oceľových drôtových prvkov s koncami vytvarovanými do tvaru L.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje prvé príkladné uskutočnenie oceľového drôtového prvku 1 alebo drôtu podľa vynálezu. Drôtový prvok 1 pozostáva zo strednej časti 2 a z koncov 3 tvaru Z. Konce 3 tvaru Z sa do požadovaného tvaru upravujú ohýbaním alebo zvlnením pôvodných koncov s dĺžkou 1 a v uhle a, dosahujúcom do zvlňovacej hĺbky h. Drôtový prvok 1 pozostáva v podstate z ťažného oceľového drôtu a priemer drôtového prvku 1 sa môže pohybovať medzi 0,2 mm do 1,5 mm v závislosti od druhu neskoršieho využitia drôtového prvku 1, pre ktoré je pripravovaný. Dĺžka strednej časti 2 sa rovná najmä dvadsaťnásobku až stonásobku priemeru drôtového prvku 1.

Pri tomto príkladnom uskutočnení podľa vynálezu má stredná časť 2 v podstate kruhový tvar svojho prierezu, ktorý je zachovaný v podstate v celej dĺžke tejto strednej časti 2, a hákovito tvarované konce 3 sú deformované sploštením. V príkladnom uskutočnení zobrazenom na obr. 1 sú konce 3 tvaru Z sploštené v rovine ťahania alebo v rovine, ktorá je rovnobežná s rovinou drôtového prvku 1.

Priečny prierez sploštených koncov 3 tvaru Z môže mať v podstate pravouholníkový alebo oválny tvar. Preto môžu byť konce 3 drôtového prvku 1, majúceho pôvodne kruhový tvar svojho priečneho prierezu s priemerom

1,05 mm, sploštené do pravouholníkového tvaru svojho priečneho prierezu so šírkou okolo 0,65 mm a s výškou 1,33 mm. Stupňom sploštenia sa v tejto súvislosti myslí pomer pôvodného priemeru k šírke pravouholníkového priečneho prierezu alebo dĺžky malej osi priečneho prierezu s oválnym tvarom. V tomto príklade sa stupeň sploštenia rovná 1,05 : 0,65 = 1,62. Určilo sa, že stupeň sploštenia má byť najmä väčší ako 1,10 a menší ako 3,50. Pri príliš malom stupni sploštenia je zvýšenie ohybovej pevnosti betónu vystuženého oceľovými drôtovými prvkami 1 menej výrazné. Tak isto malého výstužného účinku je dosahované pri príliš veľkom stupni sploštenia a okrem toho je pri dosiahnutí takto veľkého sploštenia nutné vynaložiť veľkú deformačnú silu. V príkladnom uskutočnení drôtového prvku 1, zobrazenom na obr. 1, je stupeň sploštenia sploštených koncov 3 tvaru Z v podstate konštantný po celej ich dĺžke.

Obr. 2 znázorňuje druhé príkladné uskutočnenie drôtového prvku 1 vo forme drôtu podľa vynálezu. Rozdiel medzi telesným vytvorením drôtového prvku 1 z obr. 1 a príkladom z obr. 2 spočíva v tom, že v tomto druhom príklade sú konce 3 tvaru Z sploštené v rovine kolmej na rovinu drôtového prvku 1.

Obr. 3a znázorňuje prvý variant tretieho príkladného uskutočnenia drôtového prvku 1 vo forme tvarovaného drôtu podľa vynálezu, pri ktorom sú konce 3 tvaru Z tak isto ako v príklade podľa obr. 2 sploštené v rovine kolmej na rovinu drôtového prvku 1, ale pri ktorom sa stupne sploštenia sploštených koncov 3 tvaru Z menia pozdĺž ich dĺžky.

Obr. 3b znázorňuje druhý variant tretieho príkladného uskutočnenia drôtového prvku 1 podľa vynálezu, pri ktorom sa stupne sploštenia sploštených koncov 3 tvaru Z menia pozdĺž ich dĺžky. Stupeň sploštenia je menší v ohybových bodoch alebo v ohyboch koncov 3 tvaru Z ako v bezprostredne susediacich častiach ohybov.

Obr. 4 až 7 znázorňujú pozdĺžne rezy štyroch ďalších príkladných uskutočnení oceľového drôtového prvku 1 s koncami 3 vytvarovanými do tvaru L.

Obr. 4 znázorňuje štvrté príkladné uskutočnenie drôtového prvku 1 podľa vynálezu. Rozdiel medzi príkladom znázorneným na obr. 1 a príkladným uskutočnením znázorneným na obr. 4 spočíva v skutočnosti, že konce 3 tvaru Z sú v tomto príklade nahradené koncami 3 tvaru L, pričom tieto konce 3 tvaru L sú ohnuté do vzájomne opačných smerov.

Obr. 5, 6 a 7 znázorňujú ďalšie telesné vytvorenia oceľového drôtového prvku 1 so sploštenými koncami 3 tvaru L, pri ktorých sploštené konce 3 tvaru L majú ďalšie koncové tvarové úpravy pre ďalšie zlepšenie ich zakotvenia v betóne. Je zrejmé, že okrem znázornených úprav je možný celý rad ďalších tvarových variantov, ktoré spadajú do rozsahu vynálezu.

Vynález bude teraz bližšie objasnený pomocou výsledkov uskutočnených skúšok, uskutočnených na štyroch rôznych typoch oceľových drôtových prvkov 1 s koncami 3 vytvarovanými do tvaru Z. Týmito štyrmi typmi sú: základný typ B tvorený oceľovým drôtom s koncami tvaru Z, ktoré nie sú sploštené a sú teda vytvorené podľa známeho stavu techniky; typ TI, čo jc oceľový drôt podľa obr. 1; typ T2, čo je oceľový drôt podľa obr. 2; typ T3, čo je oceľový drôt podľa obr. 3b.

Najdôležitejšie mechanické parametre štyroch typov oceľových drôtov sú uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1

	priemer	dĺžka	pevnosť v ťahu	α	1	h
	(mm)	(mm)	(N/mm²)	stupňov	(mm)	(mm)
B	1,05	49	1180	40-50	2,1	2,0
TI	1,05	51	1100	40-50	2,1	2,3
T2	1,05	51	1100	40-50	2,5	2,0
T3	1,05	51	1100	40-50	2,4	2,1

- uvedené hodnoty sú priemernými hodnotami z 10 meraní;

- dĺžka L je celkovou dĺžkou drôtu v mm

- priemer d je menovitý priemer drôtu v mm

- pevnosť v ťahu strednej priamej časti v N/mm²

- α je uhol, v ktorom je drôtový prvok 1 ohnutý

-1 je dĺžka ohnutých koncov 3 v mm

- h je hĺbka zvlnenia v mm

- stupeň sploštenia typov TI a T2 je približne 1,62 a je rovnaký v celej dĺžke; stupeň sploštenia typu T3 jc v priemere tiež 1,62, i keď sa po dĺžke mení.

Betónové skúšobné nosníky (s dĺžkou L = 500 mm, výškou H = 150 mm, šírkou B = 150 mm) sa vytvorili s výsluhou z drôtov v množstve 20, 30, 40 a 50 kg/m³ pre každý typ drôtov a potom sa vystavili štvorbodovým zaťažovacím skúškam opísaným v normách CUR 35 alebo NBN B15-238 aNBNB15-239.

Skúšobné podmienky pre skúšky boli nasledujúce: skúšobná základňa L = 450 mm a 1 = 150 mm. Ekvivalentné ťahové napätia pri ohybe fe 300 (s priehybom j = 1,5 mm) v hodnotách N/mm² sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 2, v ktorej n určuje počet skúšobných nosníkov podľa typov a množstva. Zvýšenie ekvivalentného napätia v ťahu pri ohybe fe 300 (j = 1,5 mm) pre typy TI, T2 a T3 v porovnaní s hodnotami so základným typom B drôtov je uvedené pre každý prípad v percentách (uvedených v zátvorkách).

Tabuľka 2

Vlákna (kg/m³)	B	TI	T2	T3
20	2,2 (n = 6)	C© I V) + n 1 es	2,6 (+18) (n = 6)	2,6(+18) (n = 6)
30	2,9 (n = 5)	2,9 (0) (n = 6)	2,3 (+14) (n = 6)	3,6(+24) (n = 5)
20	3,2 (n = 6)	3,6(13) (n = 6)	3,9 (+22) (n = 6)	4,2(+31) (n = 6)
20	3,8 (n = 6)	4,0(5) (n = 6)	4,4(+16) (n = 6)	5,0 (+32) (n = 6)

Výsledky skúšok v tabuľke 2 jasne ukazujú, že ekvivalentná pevnosť v ohybe fe 300 (j = 1,5 mm) sa pri betónových nosníkoch vystužených drôtovými prvkami 1 typu TI, T2, T3 podľa vynálezu výrazne zvyšuje. To znamená, že na dosiahnutie porovnateľnej ekvivalentnej pevnosti v ťahu pri ohybe pri betónových konštrukciách vystužených oceľovými drôtmi, napríklad pri betónových podlahách, je postačujúce pridať do betónu menšie množstvo oceľových drôtov podľa vynálezu.

Z výsledkov skúšok je možné odvodiť, že oceľové drôty typu T2 poskytujú lepšie výsledky ako konštrukcie vystužené drôtmi typu TI, pričom vystuženie drôtmi typu T3 prináša ešte lepšie výsledky ako vystuženie drôtmi typu T2.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Oceľový drôtový prvok (1) na vmiešanie do následne tvrdnúcich materiálov v ich mäkkom stave, vybavený hákovito tvarovanými koncami (3) a strednou časťou (2) s pomerom jej dĺžky k priemeru medzi 20 a 100, vyznačujúci sa tým, že stredná časť (2) drôtového prvku (1) má v podstate kruhový prierez v zásade v celej svojej dĺžke a hákovito tvarované konce (3) drôtového prvku (1) sú deformované sploštením.
2. Oceľový drôtový prvok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hákovito tvarované konce (3) drôtového prvku (1) sú sploštené v rovine, ktorá je rovnobežná s rovinou drôtového prvku (1).
3. Oceľový drôtový prvok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hákovito tvarované konce (3) drôtového prvku (1) sú sploštené v rovine, ktorá je kolmá na rovinu drôtového prvku (1).
4. Oceľový drôtový prvok podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že stupeň sploštenia sploštených koncov (3) drôtového prvku (1) je v podstate konštantný v celej ich dĺžke.
5. Oceľový drôtový prvok podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že stupeň sploštenia sploštených koncov (3) drôtového prvku (1) je v celej ich dĺžke premenný.

2 výkresy