Vlastnosti ohřátého patentovaného drátu Properties of Heated Patented Wire. Bohumír Voves Stavební fakulta ČVUT, Thákurova 7, Praha 6.

Transkript

1 Vlastnosti ohřátého patentovaného drátu Properties of Heated Patented Wire Bohumír Voves Stavební fakulta ČVUT, Thákurova 7, Praha 6 Abstrakt Nosnost konstrukcí z předpjatého betonu vystavených požáru se zmenšuje. Hlavní příčinou poškození konstrukce je vliv ohřátí na vlastnosti předpínací výztuže. Článek proto pojednává změny mechanických vlastností patentovaného drátu způsobené zvýšenou teplotou. Výsledky zkoušek prokazují tyto vlastnosti v ohřátém i vychladlém stavu po ohřátí. Prokázané poznatky usnadní určit chování a nosnost konstrukce při a po požáru. The carrying capacity of prestressed concrete structures exposed to fire is deminished. The main reason for damage of the structure is heating influence on properties of prestressing steel. This paper outlines changes of mechanical properties of patented wire caused by elevated temperature. Laboratory test results show these properties in heated and also in cooled state after heating. Qualified knowledge enables the statement of the structural behaviour and load/bearing capacity during and after fire. 1. Úvod Vlivem ohřátí, např. při požáru, se nepříznivě mění vlastnosti patentovaného drátu užívaného pro předpínací výztuž. Významné jsou zejména zmenšení pevnosti, změna pracovního diagramu a zvětšení dotvarování drátu. Tyto změny trvale, tedy i po vychladnutí, zhoršují nosnou funkci konstrukce z předpjatého betonu. Zmenšení pevnosti snižuje únosnost konstrukce, změna pracovního diagramu ovlivňuje její tuhost a zvětšení dotvarování zmenšuje její odolnost proti vzniku trhlin. Pro objasnění těchto jevů byly provedeny zkoušky, jejíchž některé výsledky se dále uvádějí. Obr.1. Pracovní diagramy drátů ohřátých na teploty T

2 2. Zkoušky drátu Předmětem zkoušek byl hladký patentovaný za studena tažený nepopouštěný drát jmenovitého průměru 4,5 mm. Zkoušky tahem byly provedeny v KU ČVUT na zkušebním stroji Instron při posuvu čelistí 2 mm za minutu. Při průzkumu vlastností ohřátého drátu byly vzorky drátu ohřáty na teploty T = 150 až C (po 50 0 ), které byly udržovány po 10 minut. Na to byly dráty podrobeny zkoušce tahem. Po ohřátí na T > C se výrazně pracovní diagramy snižují a prodlužují (obr.1), meze 0,2 a pevnosti zmenšují (obr.2). Pevnost se po ohřátí na T= C zmenšuje na polovinu hodnoty pro T = 20 0 C. Obr.2. Pevnost a mez 0,2 drátů ohřátých na teploty T Obr.4. Pevnost a mez 0,2 drátů vychladlých z teplot T Při zjišťování vlastností vychladlého drátu byly dráty po předchozím ohřátí na T = 150 až C udržovanou po 10 minut a po vychladnutí při teplotě T = 20 0 C podrobeny zkoušce tahem. Po vychladnutí z teplot T< C se pracovní diagramy zkracují, ale z teplot T> C se snižují a prodlužují (obr.3). Pro T<200 0 Cse mez 0,2 zvětšuje, ale pro T>250 0 C se mez 0,2 a pevnost zmenšují (obr.4). Pevnost se po vychladnutí z teploty T = C zmenšuje na polovinu hodnoty pro T = 20 0 C. Při určování teploty, při které se ohřívaný napnutý drát poruší, byly dráty napnuty na napětí rovné 0,6; 0,7; 0,8 a 0,9 násobku pevnosti, které bylo udržováno po 20 minut. Poté byly dráty při stálém napětí ohřívány dokud se neporušily. Během ohřívání rostlo prodloužení drátů s teplotou a to při větším napětí výrazněji (obr.5). Z měření se dá usuzovat na tečení drátu při rostoucí teplotě. Více napnuté dráty se přetrhly při nižší teplotě (obr.6).

3 Obr.3. Pracovní diagramy drátů vychladlých z teplot T Obr.5. Poměrné protažení napnutých drátů při ohřívání Obr.6 Teploty při přetržení ohřívaných napnutých drátů Relaxace ohřívaného drátu byla zjišťována u drátů napnutých na napětí rovné 0,6; 0,7 a 0,8 pevnosti, které bylo udržováno po 20 minut. Poté byly dráty při stálém poměrném prodloužení ohřívány plynule rostoucí teplotou do C, aby se pak nechaly pozvolna vychladnout. Síla v drátech se pro relaxaci plynule zmenšovala s rostoucí teplotou (obr.7). Relaxace ohřátého drátu se zjišťovala u drátů ohřátých na teplotu 200 a C, která byla udržována po 10 minut, načež byly podrobeny stálému prodloužení, které vyvodila

4 síla odpovídající 0,6 a 0,7 násobku pevnosti. Síla P v drátu se zjišťovala po 180 minut. Úbytek síly se zvětšoval plynule s dobou t a je větší při vyšší teplotě T. Obr.7. Síla v prodloužených drátech při ohřívání Obr.8. Síla v prodloužených ohřátých drátech 3. Závěr Výsledky zkoušek vlivu ohřátí na vlastnosti patentovaného drátu usnadní posuzování požární odolnosti konstrukcí z předpjatého betonu a rozhodování o případných sanacích těchto konstrukcí.

5