Kao dobavljač deformisane armature, iz prve ruke sam svjedočio kritičnoj ulozi koju temperatura igra u performansama ovog osnovnog građevinskog materijala. Deformirana armatura, poznata i kao armaturna čelična šipka, koristi se za povećanje čvrstoće i izdržljivosti betonskih konstrukcija. Na njegove performanse mogu značajno uticati varijacije temperature tokom proizvodnje, transporta, skladištenja i upotrebe.
Temperaturni efekti tokom proizvodnje
Proces proizvodnje deformirane armature uključuje nekoliko faza u kojima je temperatura ključni faktor. Jedna od primarnih metoda proizvodnje deformisane armature je vruće valjanje. U vrućem valjanju, čelične gredice se zagrijavaju na ekstremno visoke temperature, obično između 1100°C i 1300°C. Na ovim temperaturama čelik postaje savitljiv, što mu omogućava da se oblikuje u željeni profil armature.
Visoka temperatura tokom vrućeg valjanja pomaže u postizanju ujednačene strukture zrna u čeliku. Dobro oblikovana zrnasta struktura je neophodna za mehanička svojstva armature, kao što su njena čvrstoća i duktilnost. Međutim, ako je temperatura valjanja previsoka ili preniska, to može dovesti do kvarova. Na primjer, ako je temperatura valjanja previsoka, čelik može doživjeti pretjeranu oksidaciju, što može smanjiti njegovu otpornost na koroziju. S druge strane, ako je temperatura preniska, armaturna šipka možda neće imati odgovarajući oblik i mogu se razviti unutrašnji naponi, što dovodi do pucanja ili smanjene čvrstoće.
Nakon vrućeg valjanja, armatura se često kaljuje i temperira. Gašenje uključuje brzo hlađenje armature na sobnu temperaturu, što može povećati njegovu tvrdoću i čvrstoću. Brzina hlađenja tokom gašenja je kritična. Ako je hlađenje prebrzo, armatura može postati lomljiva, dok sporije hlađenje možda neće postići željenu čvrstoću. Kaljenje, koje slijedi nakon kaljenja, je proces termičke obrade gdje se armaturna šipka zagrijava na nižu temperaturu (obično između 200°C i 650°C), a zatim se polako hladi. Ovim se postupkom oslobađaju unutarnja naprezanja nastala tijekom gašenja i poboljšava duktilnost armature [1].
Temperatura tokom transporta i skladištenja
Nakon što je deformirana armatura proizvedena, potrebno ju je transportirati i uskladištiti prije upotrebe u građevinarstvu. Varijacije temperature tokom ovih faza također mogu utjecati na performanse armature.
Tokom transporta, armatura može biti izložena ekstremnim vremenskim uslovima. U vrućim klimama, armatura se može značajno zagrijati, posebno ako se skladišti u otvorenom kamionu. Visoke temperature mogu uzrokovati toplinsko širenje armature. Kada se armaturna šipka širi, može postati neusklađena ili savijena, što može utjecati na njenu ugradnju u betonske konstrukcije. Nasuprot tome, u hladnim klimatskim uslovima, armatura se može skupiti. Ako se kontrakcija ne uzme u obzir, može dovesti do unutrašnjih naprezanja u armaturnoj šipki kada se kasnije ugradi i temperatura raste.
Uslovi skladištenja su podjednako važni. Armaturu treba čuvati u suvom i dobro provetrenom prostoru. Visoka vlažnost u kombinaciji s visokim temperaturama može ubrzati koroziju. Korozija je glavna briga za deformisanu armaturu jer može smanjiti površinu poprečnog presjeka armature, što dovodi do smanjenja njene nosivosti. S druge strane, skladištenje armature u ekstremno hladnim uslovima tokom dužeg perioda može učiniti čelik krhkim, povećavajući rizik od pucanja tokom rukovanja.
Temperaturni efekti tokom upotrebe u građevinarstvu
U građevinarstvu, temperatura u vrijeme ugradnje i tokom vijeka trajanja konstrukcije može imati dubok utjecaj na performanse deformirane armature.
Kada se beton postavlja oko armature, toplota hidratacije betona može uzrokovati značajan porast temperature. Toplota hidratacije je toplota koja se oslobađa tokom hemijske reakcije između cementa i vode u betonu. Ako armaturna šipka nije pravilno dizajnirana da prihvati ovo povećanje temperature, to može dovesti do različitog širenja između armature i betona. Ovo diferencijalno širenje može uzrokovati pucanje u betonu i smanjiti čvrstoću veze između armature i betona.
Tokom vijeka trajanja konstrukcije, armatura je izložena promjenama temperature okoline. U regijama s velikim temperaturnim razlikama između dana i noći ili između godišnjih doba, armatura će se širiti i skupljati. Ako konstrukcija nije dizajnirana da omogući ovo toplinsko kretanje, to može dovesti do oštećenja strukture. Na primjer, u betonskoj gredi ojačanoj armaturom, ponovljeno širenje i skupljanje armature može uzrokovati pucanje betona, što onda može dovesti do korozije i daljeg propadanja konstrukcije.
Uticaj na mehanička svojstva
Temperatura takođe može direktno uticati na mehanička svojstva deformisane armature. Pri visokim temperaturama, čvrstoća armature se smanjuje. Granica tečenja i krajnja vlačna čvrstoća čelične armature počinju opadati kako temperatura raste iznad 200°C. Na oko 600°C, čvrstoća armature može se smanjiti na čak 50% svoje izvorne vrijednosti [2]. Ovo je značajan problem u područjima sklonim požaru, jer vatra može brzo podići temperaturu armature unutar konstrukcije, što dovodi do potencijalnog kolapsa.
S druge strane, pri niskim temperaturama smanjuje se duktilnost armature. Čelik postaje krhkiji, a povećava se rizik od iznenadnog loma. Ovo je poznato kao duktilno-krti prelaz. Različiti tipovi čelika imaju različite temperature prijelaza duktilno – krhko, te je bitno odabrati odgovarajući razred armature na osnovu očekivane radne temperature konstrukcije.
Odabir prave armature za temperaturne uvjete
Kao dobavljač deformisane armature, razumem važnost obezbeđivanja odgovarajuće vrste armature za različite temperaturne uslove. Nudimo razne proizvode od armature, uključujućiDeformisana armatura,Visokougljične čelične šipke, iČelična armatura BS4449, svaki sa svojim karakteristikama pogodnim za različite temperaturne opsege.
Za konstrukcije u vrućim okruženjima potrebna je armatura sa stabilnošću na visoke temperature. Visokougljične čelične šipke mogu biti dobar izbor jer imaju tendenciju boljeg zadržavanja čvrstoće na povišenim temperaturama. U hladnim klimatskim uslovima treba odabrati armaturnu šipku visoke duktilnosti na niskim temperaturama kako bi se spriječio krhki lom.
Zaključak
Temperatura igra vitalnu ulogu u svakoj fazi životnog ciklusa deformisane armature, od proizvodnje do upotrebe u građevinarstvu. Razumijevanje utjecaja temperature na performanse armature je ključno za osiguranje sigurnosti i trajnosti betonskih konstrukcija. Kao dobavljač, posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih proizvoda od armature koji mogu izdržati temperaturne izazove različitih građevinskih projekata.
Ukoliko ste uključeni u građevinski projekat i trebate pouzdanu deformiranu armaturu, pozivamo vas da nas kontaktirate radi detaljne rasprave o vašim zahtjevima. Naš tim stručnjaka spreman je da Vam pomogne u odabiru najprikladnije armature za Vaš projekat.
Reference
[1] Bhadeshia, HKDH, & Honeycombe, RWK (2017). Čelici: mikrostruktura i svojstva. Elsevier.
[2] Evrokod 2: Projektovanje betonskih konstrukcija - Dio 1 - 2: Opća pravila - Projektiranje konstrukcija od požara. (2004). Evropski komitet za standardizaciju.
