книги из ГПНТБ / Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры

наибольшее число образцов входило в группу прочности

партии колебалось в пределах 800—1490 Ми/м2 (80— 149 кГ/мм2 ), причем наибольшее количество случаев

аот

0,0375

^ 0,0325

" з о ^ 2 было получено на 98% испытанных образцов. За­ висимость ползучести закаленной катанки из стали 65Г

ли основой для разработки технических условий ЧМ.ТУ/ ЦНИИЧМ 538—61 на термически обработанную ка­ танку (см. табл. 18).

Термическое упрочнение арматурной катанки диа­ метром 6 мм из сталей 60С2 и 65 с 0^5*1500 Мн/м2 (150 кГ/мм2 ) по техническим условиям ЧМТУ/ЦНИИЧМ 538—61 провели на промышленном закалочно-отпуск- ном агрегате БМК, предназначенном для термической обработки проволоки диаметром 2—4 мм. Схема уста­ новки близка к приведенной на рис. 77.

230

Катанку нагревали в электропечи длиной 6,5 м, имеющей три зоны нагрева. По выходе из печи катанка проходила через масляный затвор, попадала в закалоч­ ный бак с хлопковым маслом, в котором она охлажда­ лась до 40—60° С. Далее катанку отпускали в свинцовой

менно обрабатывали пять бунтов. Учитывая особен­

200 Мн/м2 (10—20 кГ/мм2 ), чем это было бы возможно при наличии специального оборудования. Режим нагре­ ва применили следующий:

231

Установлено, что термически упрочненная катанка периодического профиля из стали 60С2 по сравнению с такой же катанкой из стали 65 обладает более высо­ кими показателями удлинения и числа перегибов при несущественной разнице в показателях временного со­ противления, предела текучести и предела упругости. Числа перегибов гладкой катанки из стали 60С2 дости­ гают 7. Катанка периодического профиля этой же стали имеет примерно иа 40% меньшее число перегибов.

Графики распределения механических свойств ка­ танки периодического профиля из стали 60С2 приведе­ ны на рис. 81.

Качество закаленной и отпущенной арматурной катанки опытно-промышленных партий

И с п ы т а н и я н а р а с т я ж е н и е . В л и я н и е в ы л е ж и в а н и я .

Средние механические свойства 10-т опытно-про­ мышленных партий закаленной и отпущенной арматур­ ной катанки диаметром 6 мм из сталей 60С2 и 65Г при­ ведены в табл. 110, построенной по результатам испыта­ ний образцов, взятых с двух концов всех бунтов.

Некоторые бунты катанки диаметром 6 мм как глад­ кого (круглого), так и периодического профиля из ста­ лей 60С2А, 65Г и 85 (см. с. 229) после вылеживания их в течение трех лет в обычных условиях при комнатной температуре были повторно испытаны в ЦНИИЧМ на растяжение до разрушения с определением временного сопротивления, пределов упругости и текучести, а так­ же относительного удлинения и сужения. При этом

232

относительное удлинение образцов катанки из сталей всех трех марок после вылеживания увеличилось на 7—34% по отношению к исходным величинам бюоОс­ тальные показатели механических характеристик суще­ ственно не изменились.

В р е м е н н о е с о п р о т и в л е н и е а р м а т у р н о й к а т а н к и п о с л е з а г и б а о б р а з ц о в н а 90°

По данным выборочных испытаний мотков катанки диаметром 6 мм гладкого и периодического профиля после загиба образцов на 90° с применением оправки диаметром 30 мм, максимальное уменьшение времен­ ного сопротивления катанки из стали 60С2 после заги­ ба и выпрямления составило 4%, а катанки из стали 65 9,5%.

В ы н о с л и в о с т ь

Катанку периодического профиля из обеих испытан­ ных сталей, а также гладкую катанку из стали 60С2 испытали с построением линии выносливости. В каждой

что приблизительно соответствует напряжению арматур­ ной катанки в предварительно напряженных железобе­ тонных конструкциях при действии только постоянной нагрузки.

233

За переменную величину было принято максималь­ ное напряжение а следовательно, и перепад напря­ жений

Д 0 " = < W — a m i n -

10s ю62Ю?

Рис. 82. Усталостная прочность гладкой закаленной и отпу­

Выносливость испытывали в Н И И Ж Б на гидропуль­ саторах с частотой приложения нагрузки 5 Гц до разру­ шения образцов в результате усталостного разрыва без образования шейки. В начале перепад напряжений Да принимали заведомо высоким, обеспечивавшим разру­ шение образца ранее 1 млн. циклов, а затем перепад постепенно уменьшали и определяли предел выносли­ вости на базе 2 млн. циклов. Характерные результаты испытаний на выносливость приведены в табл. 111 и на рис. 82. Оказалось, что выносливость катанки из сталей 65Г и 60С2 с одним и тем же временным сопро­ тивлением практически одинакова.

234

Т а б л и ц а 111 Результаты испытаний арматурной катанки на выносливость

Р е о л о г и ч е с к а я С Т О Й К О С Т Ь

Согласно выборочным испытаниям ЦНИИЧМ, уд­ линение ползучести 6™^'°° ==0,0054-0,012% катанки из

стали 60С2, упрочненной на БМК, в несколько раз ни­ же ползучести б^/ л 1 з 0 0 ==0,03-г-0,04% катанки стали 65.

' При исследованиях опытных партий закаленной и отпущенной катанки из сталей 60С2А, 65Г и У8А, из­ готовленных на заводе «Красная Этна», было установ­ лено значительное преимущество такой катанки из ста­ ли 60С2А по ползучести (см. табл. 109).

Ползучесть и релаксация закаленной и отпущенной катанки и проволоки значительно меньше аналогичных характеристик холоднотянутой и отпущенной проволо­ ки, а также термически необработанной катанки.

Удлинение ползучести 6™^°° закаленной и отпущен­ ной катанки возрастает с увеличением ее относительно­ го удлинения бюо и уменьшается при повышении услов-

ного предела упругости on.oi (см. рис. 80), что свиде­ тельствует о нецелесообразности требований особо высоких величин относительного удлинения в ущерб значения предела упругости.

К о р р о з и я п о д н а п р я ж е н и е м

Склонность к коррозионному растрескиванию образ­ цов арматурной закаленной и отпущенной катанки диа­ метром 6 мм из стали 65Г, изготовленной ЦНИИЧМ и

в воде. Напряжение в образцах создавали изгибом их на

В этих условиях образцы катанки растрескались в течение 4—6 ч. В то лее время образцы как отпущенной, так и не отпущенной холоднотянутой арматурой про­ волоки диаметром 5 мм гладкой и периодического про­ филя, изготовленной из патентироваиной заготовки с применением омеднения и без него, не разрушились в течение 600 ч.

Эти данные подтверждаются также зарубежными материалами. Закаленная в масле и отпущенная арма­ турная катанка при ускоренных коррозионных испыта­ ниях разрушается при напряжении 55% а в через 70— 160 мин, а при напряжении 73% сгв —через 42—80 мин. Между тем холоднотянутая проволока из патентиро­ ваиной заготовки не разрывается даже после 120 ч ис­ пытаний [131].

Особенно низка коррозионная стойкость обычной арматурной катанки в растворах нитратов, а также в "водных растворах сероводорода.

С ц е п л е н и е к а т а н к и с б е т о н о м

Для выяснения влияния различных факторов на анкеровку арматурной катанки были проведены сравни­ тельные испытания на вытягивание ее образцов из бе­ тонных призм постоянного сечения (10X10 см) разной длины (10, 15, 20 и 30 см) и переменной прочности с ств= 18,54-46 Мн/м2 (1854-460 кГ/см2 ).

236

Эффективность анкеровки сравнивали по тем вели­ чинам напряжения на загруженном конце образца, при которых происходило смещение его незагруженного конца относительно бетона (начало сдвига) и полное нарушение сцепления — вытягивание арматуры. Начало сдвига конца для катанки периодического профиля на­ блюдали при напряжениях, в 2—3 раза больших, чем

катанки покрытий, применяемых в сталепроволочном производстве (извести, жидкого стекла), практически не повлияло на величину напряжений при начале сдви­ га и вытягивании образцов из опытных бетонных призм.

Из сравнительных данных по определению длины зоны анкеровки для арматурной катанки периодическо­ го профиля, арматурной проволоки периодического про­ филя и арматурного каната конструкции 1X7 одинако­ вого диаметра в зависимости от прочности бетона (табл. 112) видно, что разработанная ЦНИИЧМ и из­ готовленная на БМК арматурная катанка периодическо­ го профиля при всех марках бетона имеет более корот­ кую зону анкеровки, т. е. обладает лучшим сцеплением, чем проволока периодического профиля и семипроволочные спиральные канаты.

Поэтому термически упрочненную катанку перио­ дического профиля, изготовленную в соответствии с техническими условиями ЧМТУ/ЦИИИЧМ 538—61,

237

можно считать по сцеплению ее с бетоном наиболее эффективным видом самозаанкеривающейся проволоч­ ной арматуры.

которых две установлены для наблюдения на Уфимском химическом заводе в цехе с агрессивной средой, а третья испытана и доведена до разрушения. Суммарная на­ грузка, при которой произошло разрушение фермы, со­ ставила 1850 кн (185 Т). Напряжение катанки соответст­

На основании проведенной работы сделаны следую­ щие выводы:

1. Ферма обладает достаточной прочностью; прогиб фермы при нормативной нагрузке составил 1/115 про­ лета, что свидетельствует о ее жесткости; трещиностойкость нижнего пояса фермы удовлетворяет требовани­ ям, предъявляемым к конструкциям первой категории.

2.Испытание опытных образцов опорных узлов до разрыва катанки в нижнем поясе, а также характер ра­ боты опорных узлов и отсутствие проскальзывания ка­ танки вплоть до разрушения свидетельствует о хорошем сцеплении катанки с бетоном и высокой прочности опор­ ных узлов и фермы.

3.Следовательно, термически упрочненную катанку периодического профиля диаметром 6 мм можно ре­ комендовать для использования в качестве предвари­

Итоги описанных выше работ позволили разработать проект агрегата (рис. 83) для закалки и отпуска арма­ турной катанки диаметром 6—10 мм. Длина агрегата

238