Механические свойства арматурных сталей

Физико-механические свойства арматурных сталей. Классификация арматуры по основным характери­стикам. Сортамент арматуры

Физико-механические свойства арматурных сталей зависят от химического состава стали, из которой сделана арматура, способа изготовления и обработки её.

Характеристики прочности и деформативности арматуры опре­деляют по диаграмме , получаемой путём испытаний стан­дартных образцов. Арматурные стали условно подразделяются на «мягкие», основной гарантированной характеристикой которых яв­ляется предел текучести σ_у, и «твёрдые» с основной гарантирован­ной характеристикой в виде временного сопротивления разрыву σ_и.

Зависимость между напряжениями и деформациями при растя­жении образцов горячекатаной арматуры из малоуглеродистой ста­ли марки Ст3 («мягкая» сталь) определяется диаграм­мой (рис. 17, а).

Рис. 17. Диаграмма деформирования малоуглеродистой стали: а – при растяжении; б – при сжатии

Поскольку при сжатии диаграмма деформирования стали суще­ственно отличается от диаграммы при растяжении (рис. 17, 6), то для сжатых образцов с уверенностью можно говорить лишь о преде­ле текучести; величину временного сопротивления при сжатии уста­новить практически невозможно.

Сталь марки Ст3 представляет собой почти чистое железо с содержанием различных примесей около 1% (из них углерода 0,14…0,22%). Эта сталь имеет физический предел текучести. Во избежание чрезмерных деформаций в конструкциях горячекатаная арматура может быть использована в них до напряжений σ_s < σ_у. Значит, основной характеристикой прочности для «мягких» сталей является σ_у, для «твёрдых» – σ_и.

Увеличение содержания углерода в арматурной стали марки Ст5 до 0,28…0,37% повышает её предел текучести и временное сопротивление (σ_у = 300 МПа и σ_и = 500 МПа) за счёт некоторого снижения пластичности (до δ≥19%, здесь δ – полное относительное удлине­ние образца при разрыве в %, включая длину шейки разрыва).

Увеличение содержания углерода в арматурной стали сверх 0,5% значительно снижает её пластические свойства и ухудшает сварива­емость. Поэтому дальнейшее повышение σ_уи σ_игорячекатаной ста­ли достигается легированием. В строительстве в основном применя­ются низколегированные арматурные стали с общим содержанием легирующих добавок обычно не более 2%. Однако, многие легиру­ющие добавки, повышая прочность стали, одновременно снижают её деформативность, ухудшают свариваемость и др. полезные свой­ства, а также повышают стоимость.

В связи с этим для повышения прочности стали кроме легиро­вания используется также термообработка. При этом сначала осу­ществляется закалка арматурной стали (нагрев до температуры 800…900°С и быстрое охлаждение), а затем отпуск (нагрев до тем­пературы 300…400°С и медленное плавное охлаждение). Причём за­калке могут быть подвергнуты стали, содержащие не менее 0,25% углерода.

Выносливость арматуры. От действия многократно повторяю­щейся нагрузки возможно усталостное разрушение арматуры при пониженном сопротивлении растяжению (меньшем предела текуче­сти или предела прочности при однократном кратковременном загружении). Усталостное разрушение происходит внезапно и носит хрупкий характер (происходит без образования площадки текуче­сти). Шейка в месте разрыва арматурного стержня не образуется.

Для исследования сопротивления арматуры при переменных на­пряжениях от действия многократно повторяющейся нагрузки на основании опытных данных строят кривую выносливости армату­ры (рис. 18), на которой N – число циклов нагрузки-разгрузки до разрушения образца; σ_s – наибольшее значение периодически повторяющегося напряжения.

Предел прочности арматуры при действии многократно повторя­ющейся нагрузки называется пределом выносливости (это напряже­ние R_sf , соответствующее горизонтальному участку кривой вынос­ливости). R_sfпредставляет собой то наибольшее напряжение, при котором как бы ни было велико N, разрушения не наступает.

Изображённая на рис. 18 кривая получается путём испытаний ряда одинаковых образцов, но при различных уровнях σ_s. Чем вы­ше напряжение σ_s, тем после меньшего числа циклов происходит разрушение образца, если это напряжение превосходит предел выносливости R_sf. Испытание одного образца позволяет получить од­ну точку в системе осей σ_s – N. Начиная с N = 2…10 млн. циклов кривая выносливости имеет горизонтальный участок.

Предел выносливости арматурной стали в железобетонных кон­струкциях зависит от числа повторений нагрузки N, характеристи­ки цикла , качества сцепления, наличия трещин в бетоне растянутой зоны и др.

При ρ_s = -1 (симметричный цикл) ; при ρ_s = 0 (пульсирующий цикл) .

Как правило, при действии многократно повторяющейся нагруз­ки конструкции армируют мягкими сталями.

Классификация арматуры по основным характери­стикам. Сортамент арматуры. По виду применяемой арматуры различают железобетон с гибкой арматурой в виде стальных стержней круглого или периодическо­го профиля сравнительно небольших диаметров (до 40 мм включи­тельно) и конструкции с несущей или жёсткой арматурой. К жёст­кой арматуре относится профильная прокатная сталь (уголкового, швеллерного и двутаврового сечения) и горячекатаные стержни диа­метром более 40 мм. Основным видом арматуры является гибкая.

Вся арматура, используемая в железобетоне, по своим основным характеристикам делится на ряд классов, причём в один класс мо­жет входить арматура из сталей нескольких марок.

Основным нормируемым и контролируемым показателем качества стальной арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:

А – для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;

В – для холоднодеформированной арматуры;

К – для арматурных канатов.

Класс арматуры соответствует гарантированному значению предела текучести (физического или условного) в МПа, устанавливаемому в соответствии с требованиями стандартов и технических условий, и принимается в пределах от A 240 до A 1500, от B 500 до B 2000 и от K 1400 до K 2500.

Классы арматуры следует назначать в соответствии с их параметрическими рядами, установленными нормативными документами.

Кроме требований по прочности на растяжение к арматуре предъявляют требования по дополнительным показателям, определяемым по соответствующим стандартам: свариваемость, выносливость, пластичность, стойкость к коррозионному растрескиванию, релаксационная стойкость, хладостойкость, стойкость при высоких температурах, относительное удлинение при разрыве и др.

К неметаллической арматуре (в том числе фибре) предъявляют также требования по щелочестойкости и адгезии к бетону.

Дадим краткие характеристики арматуры перечисленных клас­сов.

Арматуру класса A240 изготовляют из стали марки Ст3. Она имеет гладкую цилиндрическую поверхность и применяется глав­ным образом в качестве монтажной арматуры, хомутов, поперечных стержней; из неё изготавливают монтажные петли. Хорошо свари­вается. Прокатывается, начиная с диаметра 6 мм (σ_v = 230 МПа, σ_u = 380 МПа и δ ≥ 25%).

Остальные классы стержневой арматуры представляют собой стальные стержни, поверхность которых имеет периодический про­филь. Выступы, имеющиеся на поверхности стержней периодиче­ского профиля, резко (в 2…3 раза) повышают сцепление арматуры с бетоном и уменьшают ширину раскрытия трещин в бетоне растя­нутой зоны.

Например, для арматуры класса А300 периодический профиль имеет вид, показанный на рис. 19, а. Как видно из этого рисунка, арматура класса А300 представляет собой круглые стержни с часто расположенными выступами и с двумя продольными рёбрами.

Арматура класса А300 хорошо сваривается и используется в каче­стве рабочей в обычном железобетоне. Для её изготовления исполь­зуются стали марок Ст5, 10ГТ, 18Г2С. Прокатывается, начиная с номинального диаметра 10 мм. Основные её характеристики σ_у = 300 МПа, σ_и = 500 МПа и δ ≥ 19%.

Рис. 19. Арматура периодического профиля: а, б – стержневая; в – проволочная

Арматура класса A400 имеет на своей поверхности выступы, об­разующие «ёлочку» (рис. 19, 6). Эта арматура является основной рабочей арматурой в обычном железобетоне. Хорошо сваривается. Выпускается диаметрами 6, 8, 10 мм в мотках массой до 1300 кг и диаметрами 12…40 мм в прутках длиной до 13,2 м. Изготавливается из низколегированной стали марок 18Г2С, 35ГС, 25Г2С по усмотре­нию завода-изготовителя. Для неё σ_у = 400 МПа, σ_и = 600 МПа и δ≥ 14%.

В обозначениях марок стали отражается содержание в них угле­рода и легирующих добавок. Например, в марке стали 25Г2С первые две цифры обозначают содержание в стали углерода в сотых долях процента (0,25%), буква Г – что сталь легирована марганцем, цифра 2 – что его содержание может достигать 2%, а буква С – наличие в стали кремния. Буквой X обозначается хром, Т – титан, Ц – цирконий и т.д.

Обыкновенная низкоуглеродистая проволока класса В500 (ГОСТ 6727-80) выпускается диаметрами 3, 4, 5 мм. Изготовляют её во­лочением катанки из низкоуглеродистой стали группы Ст2 – Ст3 и используют преимущественно в сварных изделиях – сетках и кар­касах; σ_и = 550. ..525 МПа в зависимости от диаметра, а σ_уи δ не нормируются.

Периодический профиль проволоки класса В500 (рис. 19, в) об­разуется расположенными на её поверхности вмятинами (рифами). Размеры вмятин зависят от диаметра проволоки. Проволока хоро­шо сваривается, что позволяет использовать её для изготовления арматурных изделий.

Класс арматурной стали при проектировании выбирается в зависимости от типа конструкции, условий ее возведения и эксплуатации.

При проектировании железобетонных конструкций пользуются сортаментом арматуры. Сортамент арматурной стали – это перечень типоразмеров каждого вида арматурных стержней, выпускае­мых в настоящее время металлургической промышленностью. В стране существует единый сор­тамент для гладкой арматуры и арматуры периодического профиля. Он со­ставлен по номинальным диаметрам стержней, выраженным в мм. Номинальный диаметр гладкого стержня совпадает с его фактиче­ским диаметром. Для стержневой арматуры периодического профи­ля номинальный диаметр (номер) стержня, указанный в сортаменте, соответствует диаметру гладкого круглого стержня, равновеликого ему по площади поперечного сечения. Например, арматурный стер­жень, расчётный номинальный диаметр которого равен 20 мм (см. рис. 19, а, б), имеет наружный диаметр (по выступам) 22 мм и внут­ренний (по телу) – 19 мм, а высота выступов на его поверхности равна h = 0,5(d₁–d) = 0,5(22–19) = 15 мм.

Дата добавления: 2021-09-07; просмотров: 704; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Что такое и для чего используют показатель предела текучести стали

Производство проката подразумевает изготовление огромного количества разновидностей конструкционных сталей. Сооружения во время эксплуатации испытывают сложные нагрузки на растяжение, сжатие, удары, изгиб или действующие одновременно и в комплексе. Для тяжелых и сложных условий работы конструкций, механизмов и сооружений требуется обеспечить долговечность, безопасность и надежность работы, в связи с чем к металлу, как к основному конструкционному материалу, предъявляются повышенные требования.

Главным в расчете конструкций является стремление уменьшить сечение стальных конструкций современных узлов для снижения их массы и экономного расходования материала без уменьшения несущей способности сооружения. В зависимости от условий работы, требования к сталям изменяются, но существуют стандартные, которые являются важными и применяются в процессе расчетных работ. Конструкционная сталь должна соответствовать высоким прочностным характеристикам при достаточной пластичности материала.

Предел текучести – немаловажная условная физическая величина, непосредственно используемая в расчетных формулах. Применение этого показателя в качестве основы при расчете конструкции на прочность является обоснованным, так как при эксплуатации в сооружении появляются необратимые изменения линейных размеров, что приводит к разрушению формы изделия и выходу его из строя. Повышение этой характеристики дает возможность уменьшить расчетные сечения материала и вес металлических конструкций и позволяет повысить рабочие нагрузки.

Пределом текучести металлов называют характеристику стали, показывающую критическое напряжение, после которого продолжается деформация материала без повышения нагрузки. Это важный показатель измеряется в Паскалях (Па) или МегаПаскалях (МПа), и позволяют рассчитывать предел допустимых напряжений для пластичных сталей.

После того как материал преодолеет предел текучести, в нем происходят необратимые деформации, изменяется структура кристаллической решетки, происходят пластические изменения. Если растягивающее значение силы увеличивается, то после прохождения площадки текучести продолжают увеличиваться деформации сталей.

Часто понятие текучести сталей называют напряжением, при котором начинается необратимая деформация, не определяя различия с пределом упругости. Но в реальных условиях значение показателя предела текучести превышает предел упругости на величину около 5%.

Текучесть металла

Механические свойства металла, крайне важны для каждого конструктора, который использует их для своей работы. Что касательно данной особенности, то она в обязательном порядке влияет на максимально допустимую нагрузку на деталь, либо конструкцию. При повышении показателя возникает деформация, в некоторых случаях конструкция может быть полностью разрушена. Стоит понимать, что данная проблема может в свою очередь привести к очень серьезным разрушениям и к человеческим жертвам.

Если говорить о пределе текучести, то это, по сути, максимально допустимая нагрузка, которая возможна, до момента разрушения конструкции. Чем выше допустимый предел, тем выше вероятность устойчивости всей конструкции.

Если говорить с практической точки зрения, то здесь в первую очередь речь идет о работоспособности материала либо изделия. Люди на протяжение длительного времени прогнозировали максимально допустимые нагрузки на определенные изделия и не только. Теория сопротивляемости металлов появилось только в начале 19 века, а до этого, все эти особенности определялись, что называется на практике.

В настоящее время, в век высоких технологий, справиться с поставленной задачей возможно даже с помощью специальных компьютерных программ.

Что представляет собой ПТ для арматуры?

Эти изделия являются неотъемлемой составной частью железобетона, предназначаемые, как правило, для сопротивления растягивающим усилиям. Обычно используют стальную арматуру, но бывают и исключения. Эти изделия должны работать совместно с массой бетона на всех без исключения стадиях загрузки данной конструкции, обладать пластичными и прочными свойствами. А также отвечать всем условиям индустриализации данных видов работ. Механические свойства стали, используемой при изготовлении арматуры, установлены соответствующим ГОСТом и техническими условиями. ГОСТ 5781-61 предусматривает четыре класса данных изделий. Первые три предназначены для обычных конструкций, а также ненапрягаемых стержней у предварительно напряженных системах. Предел текучести арматуры в зависимости от класса изделия может достигать 6000 кг/см2. Так, у первого класса этот параметр составляет примерно 500 кг/см2, у второго — 3000 кг/см2, у третьего 4000 кг/см2, а у четвертого — 6000 кг/см2.

Величина предела текучести металла

В то время, когда атомная физика начала развиваться в значительной степени, удалось рассчитать значение параметра путем теории. Что касательно данной работы, то ее впервые выполнил знаменитый Яков Френкель, еще в далеком 1924 году.

Собственно говоря, его работа была достаточно сложной и действительно требующей внимания, именно по этой причине была изобретена особая формула, которая поможет всем справиться с поставленной задачей.

Величина текучести металла равна Тт=G/2тт, где G является модулем сдвига.

Для начала пластической деформации считалось, что будет достаточным, чтобы первая половина тела подверглась сдвигу относительно другой, до того эффекта, что возвращение в начальное положение невозможно.

Стандарты ГОСТ и DIN на высокопрочный крепеж

Сегодня “высокопрочка” поступает на рынок от отечественных, европейских и азиатских производителей. И если качество китайского крепежа вызывает недоверие у потребителей, то российский и европейский продукт пользуется большим спросом. Во многих зарубежных нормативах DIN, EN прописано использование болткомплектов (болт, гайка, шайба в сборе) от одного производителя. В наших документах нет таких правил. Нет в них и требований по виду защитного покрытия, тогда как европейские метизы оцинковываются, как правило, горячим методом.

Таблица 2. Стандарты на высокопрочный крепеж в России и Европе.

Основные виды высокопрочных болтов, винтов и шпилек, используемые в России строительными компаниями и машиностроительными предприятиями:

ГОСТ 52644, ГОСТ 22353, DIN 6914, ISO 7412

Перечисленные стандарты распространяются на шестигранные болты высокой прочности (БВП), разработанные для использования при монтаже строительных металлоконструкций из стали, а также в мостостроении и тяжелом машиностроении для создания высоконагруженных соединений. Размерный ряд ограничен диаметрами М16 – М48. Выпускаются в климатическом исполнении «У» и «ХЛ»

ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, DIN 933, DIN 931, ISO 4014, ISO 4017

Стандарты на БВП с нормальной шестигранной головкой, полной и неполной резьбой, используемые для скрепления деталей и элементов конструкций в автомобилестроении, других производственных и строительных областях. Имеют широкий диапазон диаметров от М3 до М64. Выпускаются без покрытия или оцинкованными разными способами (гальваническим, термодиффузионным, горячим). Аналоги с мелкой резьбой – DIN 960, DIN 961.

DIN 912, DIN 6912, ГОСТ 11738, ISO 4762

По данным стандартам изготавливаются винты с внутренним шестигранником и головкой в форме цилиндра, которые используются в самых разных отраслях промышленности. Винты DIN, ISO имеют более длинный перечень размеров, выпускаются только в высоких классах прочности 8.8, 10.9, 12.9, тогда как ГОСТ допускает их изготовление и низких классов, но ограниченного диаметра от М3 до М36.

DIN 444, ГОСТ 3033-79

Настоящие стандарты описывают требования к откидным винтам (болтам) с ушком и метрической резьбой диаметром от М5 до М36, которые применяются в станочных приспособлениях, в качестве детали соединения в машиностроении или совместно со строительными анкерами с внутренней резьбой.

DIN 975, DIN 976

Данные стандарты регламентируют размеры, длину, шаг и тип резьбы резьбовых шпилек (штанг). К высокопрочным относят шпильки с границей прочности 800…1200 Нм. Они имеют фиксированную длину 1000 или 2000 мм, диаметр от М4 до М48. Применяются в машиностроении, строительной отрасли, при монтаже кабельно-трубных эстакад.

Все вышеперечисленные метизы изготавливаются в черном исполнении (под покраску) и оцинкованном различными способами.

Условный предел текучести

Значительная часть металлов, а также сплавов при работах на разрыв показывают слабо выраженную площадку текучести, либо совершенно никакой текучести. Именно в этом случае речь и идет о так называемом условном пределе текучести. Чаще всего речь идет о напряжении, при котором имеется деформация в 0.2 процента.

Если говорить о таких материалах, то в данном случае речь идет о бронзе, дюралюминий и так далее. В том случае, если материал пластичный, то и показатель остаточной деформации будет высоким. Что касательно пластичных материалов, то здесь можно выделить медь, латунь, алюминий и так далее.

Растяжение материалов

Предел текучести при растяжении определяет, при какой величине напряжение останется неизменным либо снизится, несмотря на удлинение. То есть данный параметр достигнет критической отметки тогда, когда произойдет переход от упругой к пластической области деформации материала. Получается, что предел текучести можно определить путем проведения тестирования стержня.

Предел текучести стали

Если говорить о стали, то ни для кого не секрет, что данный материал является одним из наиболее популярных и востребованных металлов, по этой причине и со стороны специалистов имеется достаточно высокий предел внимания в смысле нагрузок.

Что касательно стальных сооружений, то они в свою очередь действительно серьезным образом подвергаются нагрузкам. Тем не менее, вам необходимо понимать, что металл должен обязательно сопротивляться нагрузкам, иметь высокий показатель безопасности и так далее.

Также сталь должна иметь высокий показатель механических свойств. Сбалансированность в данном случае должна быть одной из главных особенностей.

Предел текучести стали является одним из главных показателей, на который в обязательном порядке необходимо обращать пристальное внимание.

Легирующие добавки в составе сплавов

Легирующими добавками называют вещества, намеренно введенные в состав сплав для целенаправленного изменения его свойств до нужных показателей. Такие сплавы называют легированными сталями. Лучших показателей можно добиться, добавляя одновременно несколько присадок в определенных пропорциях.

Влияние легирующих элементов на свойства стали

Распространенными присадками являются никель, ванадий, хром, молибден и другие. С помощью легирующих присадок улучшают значение предела текучести, прочности, вязкости, коррозионной стойкости и многих других физико-механических и химических параметров и свойств.

Влияние содержания углерода на свойства сталей

Изменение физических свойств материалов определяется наличием углерода. В том случае, если присутствует до 1.2 процентов углерода, то получается добиться наиболее прочного материала.

Тем не менее, нужно понимать, что более высокий показатель содержания углерода приводит к не самым положительным последствиям. К примеру, снижается свариваемость и предельная деформация. А это, очень важный показатель, на который в обязательном порядке стоит обратить внимание.

Очень надеюсь, что вам действительно было интересно и полезно!

Добавки марганца и кремния

Легирующая добавка в виде марганца применяется для раскисления сплава и компенсации отрицательного влияния вредных серосодержащих примесей. Ввиду своей близости по свойствам к железу существенного самостоятельного влияния на свойства сплава марганец не оказывает. Типовое содержание марганца – около 0,8%.

Кремний оказывает похожее воздействие, его добавляют в процессе раскисления в объемной доле, не превышающей 0,4%. Поскольку кремний существенно ухудшает такой технический показатель, как свариваемость стали. Для конструкционных сталей, предназначенных для соединения сваркой, его доля не должна превышать 0,25%. На свойства стальных сплавов кремний влияния не оказывает.

Арматура А500С: технические характеристики и отличия от арматуры A-III

Одним из наиболее востребованных сегодня видов арматуры является А500С. Материал представляет собой стержень марки А5 диаметром от 6 до 40 мм. Данный вид проката производится в соответствии с требованиями ГОСТ 52544 2006. Материал относится к конструкционным элементам, которые в процессе прокатки подвергаются термомеханической обработке.

Арматура А500С считается универсальной благодаря ее отличным эксплуатационным характеристикам. Низкое содержание углерода в стали и ее термомеханическая обработка в процессе производства проката обеспечивают пластичность и улучшенную свариваемость конечного продукта. Также материал отличается повышенной долговечностью и вязкостью. По своим свойствам арматура этого класса соответствует требованиям стандартов международного уровня. Госстрой России рекомендует использование в железобетонных конструкциях марки А500С вместо и наряду с арматурой Ат-IIIС (ГОСТ 10884-81) и A-III марок 35ГС и 25Г2С (ГОСТ 5781-82) того же диаметра.

Расшифровка маркировки

Буква А в маркировке говорит о том, что этот вид материала относится к горячекатаному прокату, является термически и механически усиленным. Буква С указывает на возможность использования сварки для соединения элементов. Число 500 в маркировке является обозначением предела текучести материала.

Форма поставки

Прокат класса А500С поставляется в двух формах: в виде мотков или прутков. Если диаметр сечения составляет до 6 мм, материал формуется в мотки, от 6 до 12 мм поставляется в мотках или прутках по желанию клиента. Если диаметр больше 12 мм, прокат реализуется только в форме прутков.

Производство

Арматура этого класса производится под контролем ГОСТ Р 52544-2006 и СТО-АСЧМ 7-93. В качестве материала изготовления используется низкоуглеродистая сталь марок 35Г2С и 35ГС. Содержание углерода составляет не более 0,22 %. Для производства А500С применяются два метода: холоднотянутый и горячекатаный. В первом случае создается проволочная и катаная арматура, во втором – стержневая. Следует отметить, что прокат второго вида отличается более высокой прочностью. В сырье для А500С содержится меньше легирующих компонентов, чем у аналогов, что обеспечивает более выгодную стоимость конечного продукта.

Применение

Арматура А500С широко используется в сфере строительства при создании железобетонных конструкций, заливке фундамента и др. Материал применяется для армирования или усиления несущих конструкций (в соответствии с ГОСТ 10884-94) или простейших железобетонных конструкций (в соответствии с ГОСТ 5781-81).

Преимущества

А500С имеет множество преимуществ, мы перечислим основные из них:

• увеличенное расчетное сопротивление нагрузкам, что обеспечивает количественное сокращение расхода арматуры на создание конструкций;




• экономичность благодаря низкой стоимости термомеханической обработки материала;




• повышенная прочность и пластичность за счет отсутствия подкалки в зоне сварки;




• унификация – то есть возможность замены арматурой классов А240, А300 и А400.

Отличие А500С от A-III

Вид арматуры, который будет использоваться при возведении нового здания, выбирается на этапе разработки проекта. Для жилых зданий массой до 80 тонн используется преимущественно прокат А3. В эту категорию входит арматура А400 и А500С. Нередко эти классы считают одинаковыми или очень похожими, однако они имеют значительные различия:

• Сфера применения. Оба класса применяются для ремонта и отделки, строительства, производства ЖБИ, создания каркасов и прочее. Различие между А500С и А3 (А400) в том, что первый класс может использоваться как в нагруженных, так и в ненагруженных конструкциях, а второй – на участках повышенного напряжения.




• Внешний вид. Прокат класса А500С имеет профиль с серповидными выступами, которые не пересекаются с продольными ребрами. Такая форма обеспечивает более высокие пластические и прочностные характеристики. Также благодаря профилю материал не имеет концентраторов напряжений в местах пересечений продольных ребер с поперечными. Разные производители предлагают различные варианты этого материала, которые могут отличаться углом наклона серповидных элементов по отношению друг к другу и расстоянием между ними.




• Возможность сварки. Арматура А3, произведенная горячекатаным методом из стали марки 25ГС высокоуглеродистого типа, соответствует ГОСТ 5781-82. Индекс текучести изделия составляет 400 Н/мм², что прописано в маркировке А400. Такой материал не подлежит сварке. Для соединения отдельных элементов может использоваться только вязальная проволока (в качестве скрепов на швах).

Все основные характеристики, по которым можно сравнить эти два класса металлопроката, мы собрали в таблице, приведенной ниже:

Прокат класса А400 (А-III) может заменяться на А500С без проведения повторных расчетов проекта. Обратная замена допустима только в случае дополнительных пересчетов. Это обеспечивает существенное повышение прочности и надежности конструкции, а также увеличивает срок ее службы. Выбирая прокат класса А500С, Вы сможете уменьшить количество необходимого материала в среднем на 10 %. Сокращение объема рабочего армирования позволяет снизить итоговую стоимость проекта.

Поделиться:

характеристики и расшифовка, применение и свойства стали

• Стали

• Стандарты

Всего сталей

Механические свойства стали 25Г2С

Сталь марки 25Г2С служит отличным сырьём для производства горячекатаных и холоднодеформированных арматурных стержней с различными механическими свойствами. Свойства зависят от вида и режима термообработки, температуры отпуска и сечения.

Стержни холодного деформирования из данной стали характеризуются самым длительным сопротивлением на разрыв, самым коротким – изделия горячекатаные.

Наибольшим пределом текучести характеризуется сплав при отпуске в режиме 150^oС, а наименьшим — при 600^oС.

Свойства по стандарту ГОСТ 5781-82

Свойства по стандарту

ГОСТ 10884-94

Дополнительные характеристики 25Г2С

Сварка стали 25Г2С

Сталь отличается хорошей свариваемостью, незаменима при любых сварных работах. Сварку проводят без предварительного нагревания, любыми методами, без термообработки швов.

Форма поставки стали 25Г2С

Поставляется в виде сортового проката, арматурная сталь — в бухтах и прутах. Иногда в прутах с длиной менее 12,0 м, в бунтах (намотка на катушки), с диаметрами более 12 – в виде стержней.

Виды механической обработки

Очистку выполняют на оборудовании, реже при помощи металлических щеток вручную.

При помощи гибки получают стержни, спирали, хомуты. Гибку арматуры проводят на приводных станках, или – на ручных.

Резку производят на станках приводного действия, при маленьких объёмах – вручную, при помощи пресс-ножниц.

Арматуру можно править, используя приводные станки, или накидные ключи.

Область применения

Сталь предназначена для производства арматуры периодического профиля III класса Ø 6-40 мм. Арматуру применяют при армировании бетонных и ж/б конструкций в виде профиля кл. Ат-IVC (Ат600С), Ат-V (Ат800).

Применение стали 25Г2С с учётом характеристик и свойств

Благодаря составу данной стали, она незаменима при изготовлении изделий для сварных работ, так как сплав включает высокий процент кремния. Арматуру из этой стали (поперечную и продольную) изготавливают со специальным рифлением, что обеспечивает хорошее сцепление с бетонной массой.

Такая арматура, производство которой ведётся по технологии вытяжки в горячем состоянии, способствует снижению образования трещин (как наклонных, так и продольных), и оптимизирует напряжение растяжения.

Эти свойства обусловили активное её применение при армировании бетонных и ж/б конструкций в строительстве, использование в промышленной сфере. Она востребована при строительстве эстакад, мостов из ж/б, элементов тоннелей и шахт. Её используют при возведении мачт, ЛЭП.

Арматуру из данной стали используют при строительстве сооружений и конструкций, эксплуатация которых проходит в условиях агрессии и больших нагрузок.

Аналоги 25Г2С

Отечественные аналоги отсутствуют, зарубежные — BSt420S (Германия), 25G2S, 34GS (Польша), 10425 (Чехия), 25GS2 (Болгария), PC60, T26VSiMn14 (Румыния).

×

Отмена
Удалить

×

Выбрать тариф

×

Подтверждение удаления

Отмена
Удалить

×

Выбор региона будет сброшен

Отмена

×

×

Оставить заявку

×

Отмена

×

К сожалению, данная функция доступна только на платном тарифе

Выбрать тариф

определение, измерение характеристик стали, проверка сплава

Современное производство нуждается в большом количестве прочных стальных изделий. При строительстве мостов, домов, сложных конструкций используют различные стали. Одним из главнейших вопросов является расчет прочности металла и значения величины напряжения стальной арматуры. Чтобы конструкции служили долго и были безопасны необходимо точно знать предел текучести стального материала, который подвергается основной нагрузке.

• Основное определение
• Состав стальных сплавов
  • Добавки углерода и прочность
  • Марганец и кремний
  • Сера и фосфор
  • Азот и кислород
  • Поведение легирующих добавок
• Проверка сплава
  • Проведение испытаний
  • Невыраженная точка текучести
  • Характеристика пластичности
  • Показатель хрупкости
  • Прочность материала

Основное определение

В процессе использования на любое сооружение приходятся разные нагрузки в виде сжатий, растяжений или ударов. Они могут действовать как обособленно, так и совместно.

Современные конструкторы стремятся уменьшить массу стальных деталей для экономии материала, но при этом не допустить критичного снижения несущей способности всей конструкции. Происходит это засчет уменьшения сечения стальных арматур.

В зависимости от назначения объектов, могут меняться некоторые требования к стали, но имеется перечень стандартных и важных показателей. Их величины рассчитывают на этапе проектирования деталей и узлов будущего сооружения. Заготовка должна обладать высокой прочностью при соответствующей пластичности.

В первую очередь при расчетах прочности изделия из стали обращают внимание на предел текучести. Это значение характеризующее поведение деталей при воздействиях на них.

Предел текучести материала — это величина критического напряжения, при которой материал продолжает самостоятельную деформацию без увеличения нагрузки. Эта характеристика измеряется в Паскалях и позволяет рассчитывать максимально возможное напряжение для пластичной стали.

После прохождения этого предела в материале происходят невосстановимые процессы искажения кристаллической решетки. При последующем увеличении силы воздействия на заготовку и преодолении площадки текучести, деформация увеличивается.

Предел текучести иногда путают с пределом упругости. Это похожие понятия, но предел упругости — это величина максимального сопротивления металла и она чуть ниже предела текучести.

Величина текучести примерно на пять процентов превышает предел упругости.

Состав стальных сплавов

Свойства металла зависят от сформированной кристаллической решетки, которая, в свою очередь, определяется содержанием углерода. Зависимость типов решетки от количества углерода хорошо прослеживается на структурной диаграмме. Если, например, в решетке стали насчитывается до 0.06% углерода, то это классический феррит, который имеет зернистую структуру. Такой материал непрочный, но текучий и имеет большой предел ударной вязкости.

По структуре стали делятся на:

• ферритную;
• перлитно-ферритовую;
• цементитно-ферритную;
• цементитно-перлитовую;
• перлитную.

Добавки углерода и прочность

Закон аддитивности подтверждается процентными изменениями цементита и феррита в стали. Если количество углеродной добавки составляет около 1,2%, то предел текучести стального материала увеличивается и повышается твердость, прочность и температуростойкость. При последующем увеличении содержания углерода технические параметры ухудшаются. Сталь плохо сваривается и неохотно поддается штамповке. Самым лучшим образом при сварке ведут себя сплавы с небольшим содержанием углерода.

Марганец и кремний

В виде добавки, чтобы увеличить степень раскисления, дополнительно добавляют марганец. Кроме того, этот элемент уменьшает вредное воздействие серы. Содержание марганца обычно не более 0.8% и он не влияет на технологические свойства сплава. Присутствует как твердый компонент.

Кремний тоже особо не влияет на характеристики металла. Он необходим для увеличения качества сварки деталей. Содержание этого элемента не превышает 0.38% и он добавляется во время процесса раскисления.

Сера и фосфор

Сера содержится в виде хрупких сульфитов. Повышенное количество этого элемента влияет на механические показатели сплава. Чем больше серы, тем хуже пластичность, текучесть и вязкость сплава. Если превышен предел в 0.06%, то изделие сильнее подвержено коррозии и становится способным к сильному истиранию.

Наличие фосфора увеличивает показатель текучести, но при этом уменьшается пластичность и вязкость. В общем, завышенное содержание фосфора значительно ухудшает качество металла. Особенно вредно сказывается на характеристиках совместное высокое содержание фосфора и углерода. Допустимыми пределами содержания фосфора считаются значения от 0.025 до 0.044%.

Азот и кислород

Это неметаллические примеси, которые понижают механические свойства сплава. Если содержание кислорода больше чем 0.03%, то металл быстрее стареет, падают значения пластичности и вязкости. Азотные добавки увеличивают прочность, но в этом случае предел текучести уменьшается. Увеличенное содержание азота делает сталь ломкой и способствует быстрому старению металлической конструкции.

Поведение легирующих добавок

Для улучшения всех физических показателей стали, в сплав добавляют специальные легирующие элементы. Такими добавками могут быть вольфрам, молибден, никель, хром, титан и ванадий. Совместное добавление в необходимых пропорциях, дает самые приемлемые результаты.

Легирование значительно повышает показатель текучести, ударной вязкости и препятствует деформации и растрескиванию.

Проверка сплава

Перед запуском в производство для изучения свойств металлического сплава, проводят испытания. На образцы металла воздействуют различными нагрузками до полной потери всех свойств.

Нагрузки бывают:

• Статистическая нагрузка.
• Проверка на выносливость и усталость стали.
• Растягивание элемента.
• Тестирование на изгиб и кручение.
• Совместная выносливость на изгиб и растяжение.

Для этих целей применяют специальные станки и создают условия, максимально приближенные к режиму эксплуатации будущей конструкции.

Проведение испытаний

Для проведения испытаний на цилиндрический образец сечением в двадцать миллиметров и расчетной длиной в десять миллиметров применяют нагрузку на растяжение. Сам образец имеет длину более десяти миллиметров, чтобы была возможность надежно его захватить, а на нем отмечена длина в десять миллиметров и именно она называется расчетной. Силу растяжения увеличивают и замеряют растущее удлинение образца. Для наглядности данные наносят на график. Он носит название диаграммы условного растяжения.

При небольшой нагрузке образец удлиняется пропорционально. Когда сила растяжения достаточно увеличится, то будет достигнут предел пропорциональности. После прохождения этого предела начинается непропорциональное удлинение материала при равномерном изменении силы растяжения. Затем достигается предел, после прохождения которого образец не может возвратиться к первоначальной длине. При прохождении этого значения, изменение испытываемой детали происходит без увеличения силы растяжения. Например, для стального прута Ст. 3 эта величина равна 2450 кг на один квадратный сантиметр.

Невыраженная точка текучести

Если при постоянной силе воздействия, материал способен длительное время самостоятельно деформироваться, то его называют идеально пластическим.

При испытаниях часто бывает, что площадка текучести нечетка определена, тогда вводят определение условного предела текучести. Это означает, что сила, действующая на металл, вызвала деформацию или остаточное изменение около 0.2%. Значение остаточного изменения зависит от пластичности металла.

Чем металл пластичнее, тем выше значение остаточной деформации. Типичными сплавами, в которых нечетко выражена такая деформация, являются медь, латунь, алюминий, стали с малым содержанием углерода. Образцы этих сплавов называют уплотняющимися.

Когда металл начинает «течь» то, как демонстрируют опыты и исследования, в нём происходят сильные изменения в кристаллической решетке. На её поверхности появляются линии сдвига и слои кристаллов значительно сдвигаются.

После того как металл самопроизвольно растянулся, он переходит в следующее состояние и опять приобретает способность сопротивления. Затем сплав достигает своего предела прочности и на детали четко проявляется наиболее слабый участок, на котором происходит резкое сужение образца.

Площадь поперечного сечения становится меньше и в этом месте происходит разрыв и разрушение. Величина силы растяжения в этот момент падает вместе со значением напряжения и деталь рвётся.

Высокопрочные сплавы выдерживают нагрузку до 17500 килограмм на сантиметр квадратный. Предел прочности стали СТ.3 находится в пределах 4−5 тыс. килограммов на сантиметр квадратный.

Характеристика пластичности

Пластичность материала является важным параметром, который должен учитываться при проектировании конструкций. Пластичность определяется двумя показателями:

• остаточным удлинением;
• сужением при разрыве.

Остаточное удлинение вычисляют путем замера общей длины детали после того, как она разорвалась. Она состоит из суммы длин каждой половины образца. Затем в процентах определяют отношение к первоначальной условной длине. Чем прочнее металлический сплав, тем меньше значение относительного удлинения.

Остаточное сужение — это отношение в процентах самого узкого места разрыва к изначальной площади сечения исследуемого прута.

Показатель хрупкости

Самым хрупким металлическим сплавом считается инструментальная сталь и чугун. Хрупкость — это свойство обратное пластичности, и оно несколько условно, поскольку сильно зависит от внешних условий.

Такими условиями могут являться:

• Температура окружающей среды. Чем ниже температура, тем хрупче становится изделие.
• Скорость изменения прилагаемого усилия.
• Влажность окружающей среды и другие параметры.

При изменении внешних условий, один и тот же материал ведет себя по-разному. Если чугунную болванку зажать со всех сторон, то она не разбивается даже при значительных нагрузках. А, например, когда на стальном пруте есть проточки, то деталь становиться очень хрупкой.

Поэтому на практике применяют не понятие предела хрупкости, а определяют состояние образца как хрупкое или довольно пластичное.

Прочность материала

Это механическое свойство заготовки и характеризуется способностью выдерживать нагрузки полностью не разрушаясь. Для испытываемого образца создают условия наиболее отражающие будущие условия эксплуатации и применяют разнообразные воздействия, постепенно увеличивая нагрузки. Повышение сил воздействия вызывают в образце пластические деформации. У пластичных материалов деформация происходит на одном, ярко выраженном участке, который называется шейка. Хрупкие материалы могут разрушаться на нескольких участках одновременно.

Сталь проходит испытание для точного выяснения различных свойств, чтобы получить ответ о возможности её использования в тех или иных условиях при строительстве и создании сложных конструкций.

Значения текучести различных марок сталей занесены в специальные Стандарты и Технические Условия. Предусмотрено четыре основных класса. Значение текучести изделий первого класса может доходить до 500 кг/см кв., второй класс отвечает требованиям к нагрузке до 3 тыс. кг/см кв., третий — до 4 тыс. кг/см кв. и четвертый класс выдерживает до 6 тыс. кг/см кв.

Прочность арматуры на растяжение – руководство по конструкции

Прочность арматуры на растяжение и прочность бетона на сжатие являются двумя основными параметрами прочности, которые мы учитываем при проектировании конструкций.

Мы используем арматуру там, где бетон подвергается растягивающим напряжениям и когда он недостаточно прочен, чтобы выдерживать нагрузки.

Таким образом, стальная арматура предназначена для того, чтобы элемент конструкции действовал вместе с бетоном. Сталь слаба на сжатие при воздействии вдоль. Составное действие является лучшим способом для этой проблемы.

Приведем типовой вариант напряжения-деформации арматурных стержней.

Какова прочность арматуры на растяжение?

На приведенном выше рисунке показаны типичные варианты отверждения стали под напряжением и деформацией.

Сначала она прямая, а после некоторого момента (мы назвали ее текучестью) становится нелинейной.

Максимальное напряжение (предельное напряжение), которому подвергается арматурный стержень при удлинении, называется пределом прочности арматурного стержня.

Это пик, после которого начинается образование шейки, а затем напряжение снижается, как показано на рисунке выше. Прочность арматуры на растяжение является очень важным фактором, который нам необходимо знать в нелинейных конструкциях.

В линейном расчете прочность арматуры в основном считается до предела текучести. Однако, когда мы сосредоточились на нелинейных конструкциях, мы максимально использовали напряжение, которое арматурный стержень может оголить без разрушения.

Сейсмостойкие конструкции, расчетные конструкции для взрывных нагрузок, расчеты случайных нагрузок и т. д. в основном занимают нелинейный диапазон арматурной стали.

Изменение прочности арматуры на растяжение

Имеются отклонения в прочности на растяжение или предельной прочности арматурных стержней.

При увеличении прочности арматурного стержня его относительное удлинение уменьшается. Таким образом, для достижения предельного растягивающего напряжения требуется меньшее удлинение (или деформация).

Как показано на рисунке выше, прочность на растяжение увеличивается с увеличением класса арматурной стали. Тем не менее, он показывает меньше напряжения, чтобы достичь отказа.

Как проверить прочность арматуры на растяжение

Во-первых, необходимо выбрать образцы для испытаний. Выборка осуществляется согласно соответствующему своду правил или спецификациям проекта.

В соответствии со стандартом BS 4449:2005 должны быть испытаны три образца для каждого номинального диаметра на каждые 30 тонн.

Для проведения испытаний на растяжение разработаны различные испытательные машины. На следующем рисунке показана типичная испытательная машина.

Как показано на рисунке выше, образец располагается, а затем сила будет прикладываться до тех пор, пока он не разрушится.

Теперь давайте посмотрим на типичное соотношение между напряжением и деформацией арматурного стержня, чтобы понять развитие прочности на растяжение.

• При приложении нагрузки к арматуре ее деформация постепенно увеличивается. До точки А напряжение и деформация пропорциональны, и уменьшение и увеличение нагрузки в этом диапазоне не вызывает остаточной деформации стержня.
• Соотношение напряжений и деформаций в этом диапазоне также известно как ваши модули или модуль упругости . (Е = σ/ε).
• Увеличение нагрузки, напряжение достигает точки B, называемой точкой текучести , где начинается текучесть арматуры. Напряжение, при котором начинается текучесть, называется пределом текучести .
• От точки B до точки C дает армирования, что представляет собой увеличение деформации при меньшем изменении деформации, и это пластическая деформация (постоянная) в стержне.
• За пределом текучести материал меняет свою кристаллическую структуру и становится более прочным, устойчивым к деформации. Следовательно, требуется дополнительное напряжение для получения дополнительной пластической деформации за пределами точки C. Это явление известно как деформационное упрочнение . В конце этого процесса нагрузка достигает своего максимального значения.
• Максимальное напряжение (точка D) предел прочности при растяжении он достигает до снижения стресса.
• При растяжении стержня за пределы точки D площадь поперечного сечения стержня уменьшается. Это локализованное уменьшение площади поперечного сечения известно как сужение .
• С уменьшением площади поперечного сечения несущая способность стержня значительно снижается, и в конечном итоге он выходит из строя в точке E. Прочность, при которой арматурный стержень разрушается, известна как прочность на разрыв .
• Кроме того, на приведенной выше кривой есть предсказание, как показано пунктирной линией с уменьшением площади поперечного сечения. Таким образом, фактическое напряжение/истинное напряжение будет выше указанного.

Это процесс, связанный с испытанием арматуры. Как обсуждалось выше, максимальное напряжение, которое может выдержать стержень, известно как предел прочности при растяжении.

Требования к проектным нормам

В соответствии со стандартом BS 4449: 2005 предел прочности на растяжение арматурных стержней отсутствует. Однако в таких стандартах, как ASTM, указано минимальное значение, основанное на марке стали.

В следующей таблице, взятой из технического документа, указаны эти значения.

Для получения дополнительной информации об испытаниях арматуры можно обратиться к статье Испытание арматуры .

Стандарты арматуры

• Дом
• Стандарты арматуры

Ссылки по теме

• Стандарты на цемент, заполнители, добавки
• Стандарты для бетона
• Стандарты для сборного железобетона
• Нормы квалификационных и временных работ

Стандарты, касающиеся армирования бетона и предварительного напряжения:

EN 10138 — Сталь для предварительного напряжения

Предварительно напряженная сталь состоит из четырех частей:

• ЕН 10138-1. Предварительно напряженные стали. Общие требования
• ЕН 10138-2. Предварительно напряженные стали. Провод
• ЕН 10138-3. Предварительно напряженные стали. Прядь
• ЕН 10138-4. Предварительно напряженные стали. Бары

Эти детали в настоящее время находятся в разработке.

EN 10080: Сталь для армирования бетона, свариваемая, ребристая арматурная сталь 

БС ЕН 10080:2005

Свариваемая сталь для армирования бетона стала предметом европейского стандарта BS EN 10080. Этот стандарт менялся на протяжении многих лет в поисках прагматичного соглашения между европейцами о том, как стандартизировать арматуру. Другими словами, потребовалось много времени, чтобы превратиться из обязательного стандарта (тот, который Европейская комиссия попросила CEN подготовить) в гармонизированный стандарт. В 2008 году его пришлось отозвать как унифицированный стандарт, поскольку не были соблюдены законодательные требования некоторых стран по дополнительным свойствам арматуры. Однако он был реализован в Великобритании в конце 2005 г. , и его последующая отмена не повлияла на BS 4449.и т.д.

BS EN 10080:2005 не содержит фактических спецификаций или цифр; это оставлено на усмотрение национальных стандартов.

Требует, чтобы технические классы были указаны значениями:

• R _e ,               предел текучести;
• R _m /R _e ,          Отношение прочности на растяжение/предела текучести,
• A _gt ,             Полное удлинение в процентах при максимальном усилии,
• R _e,act /R _e,nom    (при необходимости), Отношение фактического значения предела текучести к заданному, 
• усталостная прочность,

Производительность на изгиб

• ,

свариваемость

• ,

прочность связи

• ,

допуски

• и
• размеры.

Он содержит информативное Приложение ZA, в котором описывается, как стандарт может использоваться для целей маркировки СЕ. Обратите внимание, что маркировка CE имеет номер 9.0005 не знак качества. Он просто идентифицирует продукт как соответствующий основному требованию, изложенному Европейской комиссией в их «мандате» для CEN. Маркировка СЕ не является требованием стандарта BS 4449:2005, и арматура не может иметь маркировку СЕ, поскольку гармонизированный стандарт был отозван.

BS EN ISO 17660: Сварка арматурной стали

Этот стандарт состоит из двух частей:

• БС ЕН ИСО 17660-1:2006. Сварка. Сварка арматурной стали — Несущие сварные соединения
• БС ЕН ИСО 17660-2:2006. Сварка. Сварка арматурной стали — Ненесущие сварные соединения

BS 4449: 2005 Сталь для армирования бетона, свариваемая арматурная сталь, прутки, рулоны и размотанные изделия

Это была полная редакция стандарта, определяющая три сорта армирования, соответствующие отозванному стандарту BS EN 10080: B500A, B500B и B500C. Характеристический предел текучести установлен на уровне 500 МПа, а свойства при растяжении и пластичность трех марок описаны в таблице 1.

Характеристические свойства при растяжении

Марка	Предел текучести Р и МПа	Отношение предела прочности при растяжении к пределу текучести R м /R e	Общее удлинение при максимальном усилии, А gt %
Б500А	500	1,05 и	2,5 б
Б500Б	500	1,08	5,0
Б500К	500	1,15, < 1,35	7,5
a R m /R c характеристика 1,02 для размеров менее 8 мм b A gt характеристика 1,0% для размеров менее 8 мм Указанные значения R c характерны для p = 0,95 Указанные значения R m /R c и A gt являются характеристическими при p = 0,90 Рассчитать значения R m и R c , используя номинальную площадь поперечного сечения
Абсолютное предельно допустимое значение предела текучести 650 МПа.

Три марки соответствуют трем рекомендованным классам пластичности в BS 1992-1-1:2004 (Еврокод 2). Следует отметить, что арматурная сталь диаметром менее 8 мм по стандарту BS 4449 не соответствует стандарту BS EN 19.92-1-1 в отношении пластичности. Это не единственный случай, когда BS 4449:2005 должен учитывать требования BS EN 1992-1-1. Например, область применения Еврокода 2 ограничена ребристой арматурой с прочностью от 400 до 600 МПа. Таким образом, простой круглый стержень марки 250 был исключен из BS 4449 (его использование в конструкционных приложениях в любом случае резко сократилось: он, как правило, дороже, и больше нет никаких преимуществ в радиусах изгиба в звеньях и т. д.).

BS 4449:2005 использует термин «стержень» для обозначения ребристой арматурной стали. Термины «стержень» и «проволока» должны быть ограничены описанием арматурной стали в рулонах или проволоки в железобетонных изделиях.

BS 4482: 2005 Стальная проволока для армирования бетонных изделий.

Спецификация

Этот стандарт включает гладкую, зубчатую и ребристую проволоку, скрученную или размотанную. Введен 250 класс. Характеристическая прочность высокопрочной стали установлена ​​на уровне 500 МПа, а пластичность соответствует B500A в BS 4449.:2005, но не указаны усталостные характеристики.

Большинство проводов, соответствующих стандарту BS 4482, вряд ли будут соответствовать стандарту BS EN 1992-1-1. Чтобы избежать путаницы, любая конструкция, соответствующая стандарту BS EN 1992-1-1:2004, должна иметь арматуру, указанную в стандарте BS 4449:2005. Точно так же любая ткань, используемая в конструкционных целях, должна быть изготовлена ​​в соответствии со стандартом BS 4483 с использованием материалов, указанных в стандарте BS 4449:2005.

BS 4483: 2005 Стальная ткань для армирования бетона. Спецификация

Кроме упаковочных тканей D49и D98, ткань будет изготовлена ​​и оценена как материал BS 4449:2005. Требование к прочности сварных соединений в BS EN 1992-1-1 потребовало отмены A98 и B196 и увеличило диаметр поперечных стержней в некоторых других определенных типах ткани.

BS 5896:2012 Высокопрочная стальная проволока и прядь для предварительного напряжения бетона.

Этот стандарт устанавливает требования к стальной проволоке и пряди с высокой прочностью на растяжение без покрытия для предварительного напряжения бетона. Его можно использовать, пока стандарты EN10138 находятся в стадии подготовки.

BS 8666: 2005 Спецификация для планирования, определения размеров, гибки и резки стальной арматуры для бетона

Редакция 2005 года этого кода была выпущена для соответствия ожидаемому внедрению EN 10800, и эта редакция включает:

• Коды формы доступны в соответствии со стандартом BS EN ISO 3766:2003.
• Пересмотренные обозначения в соответствии с BS4449:2005 и BS EN 10080:2005.
• Исправления к BS4449:2005 (включая отсутствие арматуры класса прочности 250), BS4482:2005 и BS4483:2005.
• Положения EN 1992-1-1 (включая запрет на использование проволоки согласно BS 4482:2005 для использования в конструкционных целях).
• Измерение свойств размотанного материала
• Частота проверки размеров компонентов.

BS 7123: Технические условия на дуговую сварку стали для арматуры бетона

Этот стандарт был отозван, и следует сделать ссылку на BS EN ISO 17660.

Размеры, марки и типы арматуры

Арматура или арматурный стержень — это стержень, который используется для армирования и укрепления бетона под напряжением. Обычно он изготавливается из стали, хотя для некоторых проектов популярен стекловолокно, поскольку оно не подвержено коррозии и немагнитно.

Существует множество размеров, марок и типов стальной арматуры для поддержки различных конструкций. Стандартные размеры арматурных стержней могут варьироваться в зависимости от страны — метрический размер и британский размер являются двумя популярными размерами. В Соединенных Штатах общие спецификации публикуются Американским институтом бетона (ACI) и Американским обществом испытаний и материалов (ASTM).

Мы сосредоточимся на различных размерах дюймовых стержней, которые являются стандартными в Соединенных Штатах, как указано в Стандартной спецификации ASTM A955/A955M для деформированных и плоских стержней из нержавеющей стали для армирования бетона.

Лучшее понимание того, что такое арматура, как она используется, а также множество доступных вариантов и размеров, позволит вам уверенно работать с этим материалом для вашего следующего строительного проекта.

Таблица размеров арматуры

Диаметр каждого имперского стержня увеличивается на 1/8 дюйма. Вы можете умножить размер стержня на 1/8, чтобы получить номинальный диаметр в дюймах. Например, арматурный стержень №8 = 8/8 дюйма (или 1 дюйм) в диаметре. Общие измерения указывают вес, номинальную площадь и номинальный диаметр.

При работе с арматурой обязательно нужно понимать не только размер необходимой вам арматуры, но и марку и тип стали.

Британский размер бара	Вес (фунт/фут)	Вес (кг/м)	Номинальный диаметр (дюймы)	Номинальный диаметр (мм)	Номинальная площадь (дюйм2)	Номинальная площадь (мм2)
#3	0,376	0,561	0,375	9,525	0,110	71
#4	0,688	0,996	0,500	12. 700	0,200	129
#5	1,043	1,556	0,625	15.875	0,310	200
#6	1,502	2.240	0,750	19.050	0,440	284
#7	2,044	3,049	0,875	22.225	0,600	387
#8	2,670	3,982	1.000	25.400	0,790	509
#9	3.400	5.071	1,128	28.650	1.000	645
#10	4.303	6.418	1,270	32.260	1,270	819
#11	5.313	7,924	1.140	35.810	1,560	1006
#14	7. 650	11.410	1,693	43.000	2.250	1452
#18	13.600	20.284	2,257	57.330	4.000	2581

 

Ниже приведены общие области применения стальной арматуры каждого из размеров:

• #3 — Этот тонкий и экономичный арматурный материал из мягкой стали повышает прочность бетонных дорог, проездов или патио. В плавательных бассейнах из литого бетона также часто придают стенам бассейна форму и прочность.
• #4 — Чуть более толстая арматура #4 идеально подходит для увеличения прочности автомобильных дорог и может придать дополнительную прочность колоннам и плитам.
• #5 — Этот тип арматуры обычно используется для мостов и автомагистралей.
• № 6 — Обычно встречается в фундаментах, подпорных стенах, дорогах или автомагистралях.
• #7 — Этот размер арматуры может обеспечить поддержку таких конструкций, как многоэтажные гаражи и мосты.
• #8 — Арматурный стержень №8 идеально подходит для средних и тяжелых коммерческих применений. Его можно использовать для плит, волноломов, колонн и балок.
• #9 — Этот толстый и прочный материал используется в качестве арматуры для высотных строительных проектов, волноломов и подпорных стен.
• #10 — идеально подходит для средних и тяжелых коммерческих проектов, этот размер обеспечивает структурную поддержку в балках, колоннах и т. д.
• #11 — Эта сверхпрочная арматура толстая и прочная, поэтому ее часто используют для несущих конструкций.
• № 14 — Одна из самых тяжелых и толстых арматурных стержней стандартных размеров, размер арматуры № 14 хорошо подходит для мостов, парковок, высотных зданий и доков.
• #18 — Этот большой, прочный размер арматуры используется для больших зданий, промышленных объектов и других крупномасштабных зданий.

Марки арматуры

Понимание разницы между пределом текучести и пределом прочности на растяжение необходимо для определения марки арматуры, которая вам нужна.

Думайте о пределе текучести и пределе прочности при растяжении как о минимальном и максимальном диапазонах напряжений для арматуры определенного сорта. Предел текучести — это минимальное напряжение, которое может выдержать материал, прежде чем он начнет постоянно деформироваться. И наоборот, предел прочности на растяжение измеряет максимальное напряжение, которое может выдержать материал, прежде чем он будет необратимо поврежден и сломан.

Марки арматуры устанавливаются ASTM. Обозначение марки соответствует минимальному пределу текучести в килофунтах на квадратный дюйм (KSI). Распространенными марками являются 40, 60, 75, 80 и 100. Номенклатура марок показывает, какой предел текучести имеет арматурный стержень. Например, арматурный стержень класса 40 имеет минимальный предел текучести 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм, что соответствует 40 000 фунтов на квадратный дюйм, тогда как арматурный стержень класса 80 имеет минимальный предел текучести 80 тысяч фунтов на квадратный дюйм или 80 000 фунтов на квадратный дюйм.

Типы арматурных стержней

Выбор подходящей арматуры для вашего проекта будет зависеть от размера и марки, необходимых для добавления необходимой поддержки и прочности. Это также во многом будет зависеть от материала, используемого для изготовления арматуры, а также от того, что используется для ее покрытия.

Арматура из углеродистой стали является стандартом в бетонной и строительной промышленности, но она может не выдерживать условий с высокой влажностью. Арматура с эпоксидным покрытием может лучше работать в морских условиях, сохраняя прочность и долговечность бетона без ускоренной коррозии.

Арматура из углеродистой стали

Арматура из углеродистой стали является наиболее распространенным типом арматуры, используемой в жилых и коммерческих проектах. Эта легированная сталь исключительно экономична и долговечна, но углеродистая сталь может плохо выдерживать проекты, подверженные воздействию высокой влажности. Использование арматуры из углеродистой стали может быть рискованным, если вы работаете с высоким содержанием влаги или в зонах с высокой влажностью.

Арматура из нержавеющей стали

Хотя арматура из нержавеющей стали не такая дешевая, как арматура из углеродистой стали, она может быть жизнеспособной альтернативой. Эти стальные арматурные стержни используются для мостов, дорог, опор и других несущих конструкций. В отличие от арматуры из углеродистой стали, арматура из нержавеющей стали может помочь предотвратить коррозию, обеспечивая дополнительную защиту.

Оцинкованная арматура

Один из более дорогих вариантов, оцинкованная арматура, представляет собой арматуру из легированной стали, погруженную в раствор цинка для добавления специального водного покрытия, которое может сдерживать коррозию. Этот материал является отличной альтернативой арматуре с эпоксидным покрытием. Оцинкованная арматура в 40 раз более устойчива к коррозии и лучше выдерживает транспортировку и монтаж.

Арматура из полимера, армированного стекловолокном (GFRP)

Этот материал, также известный как арматура из стекловолокна, идеально подходит для проектов, подверженных воздействию воды. Арматура из стекловолокна никогда не подвергается коррозии и обладает гораздо большей прочностью на растяжение, чем традиционная стальная арматура. Кроме того, он на 75 % легче стали, а это значит, что вы можете сэкономить на дорогостоящих расходах на доставку. Этот специализированный материал также обладает непроводящими электрическими свойствами.

Арматурный стержень с эпоксидным покрытием

Арматурный стержень с эпоксидным покрытием хорошо подходит для строительных проектов с высокой влажностью. Арматура покрыта толстым слоем эпоксидной смолы, что помогает замедлить коррозию. К сожалению, тонкое эпоксидное покрытие может поцарапаться и повредиться во время транспортировки, что сделает арматуру менее эффективной против коррозии.

Арматура из сварной проволочной сетки (WWF)

Хотя этот тип материала имеет другое название, чем другие стандартные типы арматуры, арматура WWF на самом деле представляет собой сетку, изготовленную из сварной низкоуглеродистой стальной проволоки. Сетка может помочь укрепить бетонные плиты, чтобы улучшить общую прочность бетона на растяжение.

Расширенный металлический стержень

Подобно арматурному стержню WWF, расширенный металл создает металлическую сетку, детализированную ромбовидными линиями. Сетка изготовлена ​​из цельного стального листа, который мастерски вырезается и расширяется. Этот материал обычно используется, когда требуется очень толстая штукатурка для поддержки бетона. Расширенная металлическая арматура часто используется для тротуаров или пешеходных поверхностей, но она недостаточно прочна, чтобы выдерживать интенсивное движение транспортных средств или большой вес.

Вывод

Арматура является важным материалом для железобетона. Выбор правильного размера, марки и типа арматурных стержней имеет решающее значение для успеха любого проекта. Правильный и равномерный интервал также важен.

Полное понимание предела текучести и растяжения каждой марки арматуры, а также преимуществ, недостатков и общей разницы в стоимости между вариантами арматуры позволит вам создать безопасный, экономичный и долговечный проект.

Похожие сообщения

Что такое арматура? Типы и марки арматурной стали

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

• Что такое арматура?
  • Марки арматуры в различных кодах
• Типы стальных арматурных стержней
• 1. Прутки из мягкой стали
  • Марки стержней из мягкой стали
  • Физические требования к стержням из мягкой стали

  Деформированная сталь

  0064

  • Типы деформированных стальных стержней
  • 2. Высокая прочность деформированных стержней
• 3. Другие виды арматуры
  • 1. European Arbar
  • 2. Углеродная стальная арматура
  • 3. Epoxy-Coated Rebar
  • 4. Оцинкованная арматура
  • 5. Полимер, армированный стекловолокном (GFRP)
  • 6. Арматура из нержавеющей стали

Что такое арматура?

Стальная арматура или арматурные стержни используются для повышения прочности бетона на растяжение, поскольку бетон очень слаб на растяжение, но прочен на сжатие. Сталь используется только в качестве арматуры, потому что удлинение стали из-за высоких температур (коэффициент теплового расширения) почти такое же, как у бетона.

Рис. 1: Стальной стержень армирования

.

Евростандарт (DIN 488) Британский стандарт BS4449: 1997 Индийский стандарт (IS: 1786) Класс 75 (520) БСТ 500 С ГР 460 А Марка Fe – 415, Fe – 500, Fe – 500D Класс 80 (550) БСТ 500 М ГР 460 В Марка Fe – 550

Типы стальных арматурных стержней

Основные типы стальных стержней, используемых в строительстве, следующие:

1. Пруток из мягкой стали

Поверхность стержней из мягкой стали имеет плоскую и круглую форму. Они доступны в различных размерах от 6 мм до 50 мм. Они используются в бетоне для специальных целей, таких как дюбели в деформационных швах, где стержни должны скользить в металлической или бумажной втулке, для деформационных швов на дорогах и взлетно-посадочных полосах, а также для спиралей колонн. Их легко резать и гнуть без повреждений.

Рис. 2: Стержень из мягкой стали

Для несущих конструкций, таких как мосты и другие тяжелые конструкции, не рекомендуется использовать стержень из мягкой стали из-за недостаточной связи между бетоном и сталью, проскальзывания и прочности.

Сорта в прутках из мягкой стали

1. Прутки из мягкой стали

• Прутки из мягкой стали марки I, обозначенные как Fe 410-S или марка 60.
• Прутки из мягкой стали марки II, обозначенные как Fe-410-o или марка 40.

2. Стальной стержень средней прочности, обозначенный как Fe-540-w-ht или Grade 75.

Физические требования к стержням из мягкой стали

Таблица 2: Физические требования к стержням из мягкой стали

	Предельное растягивающее напряжение в Н/мм 2	Предел текучести Н/мм 2	Удлинение в процентах мин.
Мягкая сталь класса I или класса 60
Для стержней до 20 мм	410	250	23
Для стержней от 20 до 50 мм	410	240	23
Мягкая сталь класса II или класса 40
Для стержней до 20 мм	370	225	23
Для стержней от 20 до 50 мм	370	215	23
Среднепрочная сталь класса -75
Для стержней до 16 мм	540	350	20
Для стержней от 16 мм до 32 мм	540	340	20
Для стержней от 32 мм до 50 мм	510	330	20

2. Деформированный стальной стержень

Деформированные стальные стержни имеют ребра, выступы и углубления на поверхности стержня, что уменьшает основную проблему, с которой сталкивается стержень из мягкой стали из-за проскальзывания, и достигается хорошее сцепление между бетоном и арматурой. Прочность на растяжение выше по сравнению с другими арматурными стержнями. Эти прутки производятся в сечениях от 6 мм до 50 мм в диаметре.

Типы деформированных стальных стержней

1. Стержни TMT (стержни с термомеханической обработкой)

Стержни с термомеханической обработкой представляют собой горячеобработанные стержни с высокой прочностью, используемые в армированном цементном бетоне (RCC). Это новейшая индукционная стальная арматура MS с превосходными свойствами, такими как прочность, пластичность, способность к сварке, способность к изгибу и высочайшие стандарты качества на международном уровне.

Рис. 3: Деформированный стальной стержень TMT

Характеристики арматурных стержней TMT

• Повышенная пластичность и пластичность
• Высокий предел текучести и ударная вязкость
• Повышенная прочность сцепления
• Сейсмостойкость
• Коррозионная стойкость
• Высокая термостойкость
• Экономичный и безопасный в использовании
• Отсутствие потери прочности в сварных соединениях
• Обычные электроды, используемые для сварки соединений

2. Высокопрочные деформированные стержни

Высокопрочные деформированные стержни представляют собой стальные стержни холодного кручения с проушинами, ребрами, выступами или деформациями на поверхности. Он широко и в основном используется для усиления конструкции. Эти прутки изготавливаются размерами или сечениями от 4 мм до 50 мм в диаметре.

Рис. 4: Деформированный стальной стержень HSD

Характеристики арматурного стержня HSD

• Низкое содержание углерода — Стержни HSD имеют более низкий уровень углерода, что обеспечивает хорошую пластичность, прочность и свариваемость.
• Превосходная прочность сцепления — Стержни HSD хорошо известны своей превосходной силой сцепления при использовании с бетоном.
• Способность к сварке — Так как эти прутки имеют более низкое содержание углерода, они на 100% свариваются по сравнению с обычными прутками.
• Высокая прочность на растяжение — Прутки HSD обладают высокой прочностью на растяжение. Они предлагают большие преимущества в процессе строительства, где требуется много гибки и повторной гибки.
• Широкая область применения — Эти стержни имеют широкий спектр применения, например, при строительстве жилых, коммерческих и промышленных сооружений, мостов и т. д.
• Удовлетворительная пластичность — Минимальный вес и максимальная прочность, подходит для армирования как на сжатие, так и на растяжение.

3. Прочие типы арматуры

В зависимости от типа материала, используемого при производстве арматуры, различаются типы арматуры

1. Европейская арматура

Европейская арматура изготавливается из марганца, благодаря чему легко гнется. Они не подходят для использования в районах, подверженных экстремальным погодным условиям или геологическим явлениям, таким как землетрясения, ураганы или торнадо. Стоимость этой арматуры невысока.

2. Арматура из углеродистой стали

Как следует из названия, он изготовлен из углеродистой стали и широко известен как Black Bar из-за углеродного цвета. Основным недостатком этой арматуры является то, что она подвергается коррозии, что отрицательно сказывается на бетоне и конструкции. Соотношение прочности на растяжение в сочетании со стоимостью делает черную арматуру одним из лучших вариантов.

Рис. 5: Арматура из углеродистой стали

3. Арматура с эпоксидным покрытием

Арматура с эпоксидным покрытием представляет собой арматуру черного цвета с эпоксидным покрытием. Он имеет такую ​​же прочность на растяжение, но в 70–1700 раз более устойчив к коррозии. Однако эпоксидное покрытие невероятно нежное. Чем сильнее повреждено покрытие, тем менее устойчиво оно к коррозии.

Рис. 6: Арматура с эпоксидным покрытием

4. Оцинкованная арматура

Оцинкованная арматура всего в сорок раз более устойчива к коррозии, чем черная арматура, но повредить покрытие оцинкованной арматуры сложнее. В этом отношении он имеет большую ценность, чем арматура с эпоксидным покрытием. Однако это примерно на 40% дороже, чем арматура с эпоксидным покрытием.

Рис. 7: Оцинкованная арматура

5. Полимер, армированный стекловолокном (GFRP)

GFRP состоит из углеродного волокна. Поскольку он состоит из волокна, изгиб не допускается. Он очень устойчив к коррозии и стоит дорого по сравнению с другими арматурными стержнями.

Рис. 8: Полимерная арматура, армированная стекловолокном

6. Арматура из нержавеющей стали

Арматура из нержавеющей стали является самой дорогой из доступных арматурных стержней, примерно в восемь раз дороже арматуры с эпоксидным покрытием. Это также лучшая арматура, доступная для большинства проектов. Однако использование нержавеющей стали во всех случаях, кроме самых уникальных, часто является излишним. Но для тех, у кого есть причина его использовать, арматура из нержавеющей стали в 1500 раз более устойчива к коррозии, чем черная арматура; он более устойчив к повреждениям, чем любой другой коррозионно-стойкий или коррозионно-стойкий тип или арматура; и его можно согнуть в поле.

Виды и свойства стальной арматуры – Машиностроительное предприятие ДЗКИР

Что такое стальная арматура?

Стальная арматура или стальные стержни, которые поставляются в сочетании с бетоном, чтобы сделать его железобетонным. Они бывают разных размеров и типов в зависимости от использования, нагрузки и расположения железобетонных конструктивных элементов.

Кредит: https://depositphotos.com/147998375/stock-photo-hot-rolled-deformed-steel-bars.html

Зачем нужен железобетон? Стальная арматура

В принципе бетон слаб на растяжение, но силен на сжатие. Таким образом, для повышения прочности на растяжение бетонных конструкций требуется стальная арматура определенного размера и типа. Стальная арматура известна своей прочностью как на растяжение, так и на сжатие. Прочность на растяжение, обеспечиваемая стальной арматурой, предотвратит и сведет к минимуму трещины в бетоне при растягивающей нагрузке.

Коэффициенты теплового расширения стальной арматуры и бетона почти одинаковы в том смысле, что они будут подвергаться одинаковым расширениям при изменении температуры. Это свойство гарантирует, что бетон будет подвергаться минимальным нагрузкам при колебаниях температуры.

Надлежащее сцепление бетона с поверхностью стальных арматурных стержней достигается благодаря уникальному рисунку, окружающему арматуру.

Стальная диаграмма напряжения и деформации

Типы стальной арматуры

Стальная арматура, используемая в бетонных конструкциях, в основном бывает четырех типов. Это:

1. Горячекатаные деформированные стальные стержни
2. Холоднодеформированные стальные стержни
3. Плоские стержни из мягкой стали
4. Преднапряженные стальные стержни

1. Горячекатаные деформированные стержни

Горячекатаные деформированные стержни являются наиболее часто используемой стальной арматурой для железобетонных конструкций. Как следует из названия, при горячей прокатке арматуры на ее поверхности остаются определенные деформации в виде ребер. Эти ребра помогают сформировать связь с бетоном. Типичный предел текучести горячекатаных деформированных стержней составляет 60000 фунтов на квадратный дюйм. Обычно он указывается как высокопрочная сталь и обозначается буквой «T» для 460 Н/мм2 или «Y» для 410 Н/мм2.

2. Холоднодеформированные стальные стержни

Холоднокатаный арматурный стержень получают путем холодной обработки горячекатаных стальных стержней. В процессе холодной обработки прутки будут подвергаться скручиванию и волочению. Процесс проводят при комнатной температуре. Холоднокатаные стальные стержни не подвержены пластической деформации, поэтому обладают меньшей пластичностью по сравнению с горячекатаными стержнями.

3. Плоские стержни из мягкой стали

Плоские арматурные стержни из мягкой стали не имеют ребер на поверхности. Имеют ровную поверхность. Эти стержни используются для небольших проектов, где главной заботой является экономика. Предел текучести при растяжении этих стержней составляет 40000 фунтов на квадратный дюйм. Обычно она указывается как мягкая сталь на растяжение и обозначается буквой «R» для 250 Н/мм2

4. Предварительно напряженные стальные стержни

Предварительно напряженная стальная арматура представляет собой стальные стержни, используемые в виде прядей или напрягаемых элементов. Несколько нитей используются в бетоне для выполнения действия предварительного напряжения. Пряди состоят из нескольких проволок, состоящих из 2, 3 или 7 проволок.

Используемая здесь проволока изготовлена ​​методом холодной штамповки и имеет высокую прочность на растяжение в диапазоне от 250000 до 270000 фунтов на квадратный дюйм. Эта высокая прочность помогает эффективно напрягать бетон.

Преимущества стальной арматуры

Стальная арматура представляет собой армирующий материал по сравнению с другими армирующими материалами благодаря своим уникальным преимуществам. К ним относятся:

1. Совместимость с бетоном : Свежий бетон укладывается на форму опалубки, уже подготовленную с армированием. Стальная арматура не всплывет в бетоне во время укладки бетона. Таким образом, стальная арматура не требует специальной вязки с опалубкой.
2. Прочность стальной арматуры : Стальные стержни прочны по своей природе, так как они способны выдерживать суровые условия, износ во время строительных работ.
3. Свойство стальной арматуры при изгибе : После изготовления стальных стержней стандартного размера их можно согнуть в соответствии с требуемыми спецификациями. Следовательно, изготовленные стальные стержни легко доставляются на объект.
4. Свойство вторичной переработки : Армированная сталь, оставшаяся после окончания срока службы конструкции, снова перерабатывается и используется для нового строительства.
5. Доступно : В каждом регионе страны есть поставщик или производитель стали. Следовательно, стальная арматура легкодоступна.

Недостатки стальной арматуры

Ниже перечислены основные недостатки стальной арматуры:

1. Реактивная природа стальной арматуры арматура вступает в реакцию и начинает корродировать. Это может снизить прочность бетона и, в конечном итоге, привести к его разрушению.
2. Дорого : Стоимость стальной арматуры высока. Это увеличит стоимость строительства.
3. Плавится при высокой температуре : При более высоких температурах стальная арматура может расплавиться. По этой причине стальную арматуру связывают, а не сваривают.

Кредитная информация с theconstructor. org

Производство и характеристики высокопрочной арматуры – IspatGuru

Производство и характеристики высокопрочной арматуры

• satyendra
• 16 июля 2020 г.
• 0 комментариев
• холодная обработка, пластичность, сейсмостойкость, высокая прочность, микролегирование, закалка и отпуск, предел прочности при растяжении, старение, арматура, сталь ,

Производство и характеристики высокопрочной арматуры

В течение последних нескольких десятилетий в железобетонных конструкциях в основном применялась арматура с пределом текучести 415 МПа (415 Н/кв. мм) для большинства балок, колонны, реже арматурные стержни с пределом текучести 500 МПа для колонн, не входящих в состав силового каркаса. Однако в настоящее время высокопрочная арматура вытесняет ранее использовавшуюся арматуру с пределом текучести 415 МПа для строительства высотных бетонных зданий и сооружений, особенно в районах повышенной сейсмической опасности. Это делается для сопротивления силам землетрясения. Высокопрочный арматурный стержень обычно определяется как арматурный стержень с пределом текучести 500 МПа или более. В Японии арматура с пределом текучести до 690 МПа в настоящее время используется в строительных элементах, предназначенных для сопротивления силам землетрясения.

Ряд исследований был проведен для оценки использования арматурных стержней с более высокой прочностью для балок, балок и колонн, поддерживающих временные и постоянные нагрузки. Эти исследования показали, что существует растущая потребность в более прочных арматурных стержнях в сейсмических и несейсмических условиях. Существует множество потенциальных преимуществ использования высокопрочной арматуры в бетонных конструкциях. К ним относятся экономия средств, сокращение сроков строительства и уменьшение перегрузки арматуры.

В настоящее время производители стали в США разрабатывают арматурные стержни с прочностью на предел текучести до 830 МПа и с различными механическими и химическими свойствами. Новая высокопрочная арматура изготавливается с использованием различных технологий производства. Однако ни один из высокопрочных арматурных стержней не может соответствовать эталонным механическим свойствам арматурных стержней класса прочности 415 МПа. Каждый вариант высокой прочности по-разному отличается от эталонного поведения. Существует опасение, что менее пластичные высокопрочные арматурные стержни могут сломаться на изгибах и могут потребовать большего диаметра изгиба.

В Японии был начат 5-летний проект под кодовым названием «Новый ЖБ проект», который завершился в 1993 году. Одной из задач этого проекта было установление стандарта на высокопрочные арматурные стержни для использования в зданиях в сейсмических регионах. Сравнение этого стандарта с некоторыми другими стандартами для высокопрочной арматуры приведено в Таблице 1.

93030303 DSTU 3760-06

Таб. 1 Сравнение некоторых стандартов для высокопрочной арматуры
Сл. No.	Country	Standard	Yield strength in Mpa	Remarks
1	Japan	New RC project 1993	980	Also includes 1275 MPa grade но только для поперечной арматуры
2	США	ASTM 1035-14	830	Высокий предел текучести за счет контроля микроструктуры
3	India	IS 1786 – 2008	650	Microalloyed steel with maximum CE of 0.53
4	Russia	GOST 10884-94	1200	High yield strength with addition кремния до 2,3 %
5	Корея	KS D3504-11	700	CE увеличение до 0,63
6	1000
7	UK	BS 6744-01 + A2:09	650	Stainless steel rebar
8	China	GB 1499. 2 -07	500	CE 0,55 максимум
Примечание: Углеродный эквивалент CE = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (Cr + Mo + V)/15 высокопрочная арматура Для производства высокопрочной арматуры обычно используются три метода. Это (i) холодная обработка давлением, (ii) введение легирующих элементов в состав стали и (iii) закалка и отпуск стали при ее прокатке. Высокопрочные арматурные стержни, изготовленные путем закалки и отпуска, обычно имеют относительно низкое отношение предела прочности к пределу текучести и относительно высокие деформации при разрушении. Высокопрочная арматура, полученная микролегированием, имеет относительно высокое отношение предела прочности к пределу текучести и относительно высокие деформации при разрушении. Эти методы показаны на рис. 1 и описаны ниже. Рис. 1 Производство высокопрочной арматуры Холодная обработка давлением – Холодная обработка давлением является давним методом производства высокопрочной арматуры. При холодной обработке стали деформирование стали осуществляется с помощью любого из процессов холодной обработки давлением, таких как холодная прокатка, холодное скручивание, холодное волочение и т. д. Этот метод позволяет производить высокопрочные арматурные стержни из низкоуглеродистых и марганцевых сталей, которые являются свариваемыми. В этом методе арматурные стержни подвергаются деформационному упрочнению после горячей прокатки. Для таких арматурных стержней предел текучести можно увеличить за счет увеличения степени деформации. Холодную обработку проводят ниже температуры рекристаллизации стали. Этот процесс вызывает генерацию дислокаций и движение внутри кристаллической структуры стального материала. Дислокация – это кристаллографический дефект или неровность в кристаллической структуре. Наличие этих дислокаций сильно влияет на предел текучести и пластичность стального материала. Холодная обработка устраняет площадку текучести и упрочняет сталь. Хотя холодная обработка улучшает предел текучести, она снижает как пластичность, так и отношение предела прочности к пределу текучести. Следовательно, обычно это не подходящий метод производства высокопрочных арматурных стержней для элементов, устойчивых к сейсмическим воздействиям. Добавление легирующих элементов — В этом методе предел текучести стального материала увеличивается путем модификации химического состава путем добавления легирующих элементов, но содержание углерода и марганца поддерживается на низком уровне, чтобы избежать значительного снижения свариваемость стали. Высокопрочная арматура, полученная с добавлением легирующих элементов, используется в прокатанном состоянии после медленного охлаждения на воздухе. Обычно высокая прочность стального материала достигается добавлением небольшого количества титана, ниобия или ванадия, что называется микролегированием. Микролегирование – это процесс, который включает введение небольших количеств легирующих элементов для достижения желаемых свойств арматурных стержней. Микролегирование может дать заметный предел текучести и отношение предела прочности при растяжении к пределу текучести больше, чем у арматуры из закаленной и отпущенной стали (порядка 1,25 для 69). арматуры класса прочности 0 МПа). Микролегирование образует интерметаллические карбиды, которые обеспечивают мелкозернистое упрочнение и дисперсионное твердение. Мелкозернистое упрочнение происходит за счет закрепления плоских дефектов (границ зерен) во время термомеханической обработки (прокатки), что приводит к очень мелкому размеру зерна в стальных арматурных стержнях. Как правило, чем мельче размер зерна, тем выше предел текучести. Эта взаимосвязь известна как эффект Холла-Петча (соотношение Холла-Петча говорит о прочности материалов, которая настолько высока, насколько их собственная теоретическая прочность может быть достигнута за счет уменьшения размера зерна. Действительно, прочность материала продолжает увеличиваться с уменьшением размера зерна до от 20 нанометров до 30 нанометров, где прочность достигает пика). Когда эти интерметаллические карбиды диспергируются в зернах феррита, возникают дефекты линии закрепления (дислокации), которые еще больше повышают предел текучести материала. Этот механизм известен как дисперсионное твердение. Микролегирование титана способствует дисперсионному твердению, но сильная склонность титана к соединению с кислородом, серой и азотом затрудняет контроль эффектов упрочнения. Микролегирование ниобием широко используется в производстве стальных листов и полос, в которых температура в конце производства относительно низкая, а деформация высокая. Производство арматурного проката требует высоких температур прокатки и меньшей деформации, что делает микролегирование ниобием неэффективным для производства высокопрочного арматурного проката. Ванадий является одним из наиболее часто используемых легирующих элементов для повышения прочности арматурных стержней. Микролегирование ванадием или ванадий-азот обычно используется для производства высокопрочной свариваемой арматуры. Добавление ванадия увеличивает предел текучести и вязкость разрушения в первую очередь за счет торможения роста зерен во время термической обработки и выделения карбидов и нитридов. Микролегирование только ванадием приводит к тому, что 35,5 % ванадия образует осадки карбида и нитрида, в то время как 56,3 % ванадия оказывается в виде твердого раствора, растворенного в матрице, что не улучшает предел текучести арматурного стержня. Количество ванадия, образующего осадки, можно увеличить до 70 % при добавлении азота. Еще одним преимуществом микролегированной ванадий-азот арматуры является то, что она устраняет неблагоприятное влияние деформационного старения на свойства стали, поскольку связывает растворимый азот. Использование ванадия может уменьшить количество углерода, необходимого для достижения более высокой прочности, и поэтому полезно для получения свариваемых высокопрочных арматурных стержней. Закалка и отпуск – Закалка – это быстрое охлаждение стали, нагретой до аустенитной фазы (при которой рекристаллизуется твердый стальной материал). Процесс закалки и отпуска состоит из закалки стали сразу после прокатки и последующего отпуска арматурного стержня за счет тепла, оставшегося в сердечнике, в то время как он постепенно охлаждается на охлаждающей платформе. В результате этого процесса производится сталь с механическими свойствами, которые значительно различаются между ее внутренним сердцевинным слоем и внешним поверхностным слоем, при этом внутренняя сердцевина имеет более низкий предел текучести и большую пластичность, чем внешний слой. Арматурные стержни, обработанные закалкой и отпуском, сохраняют свою площадку текучести, поскольку они не подвергались деформационному упрочнению и общий химический состав не изменился. Эти арматурные стержни могут поддаваться сварке, если их химический состав удовлетворяет требованиям. Эти арматурные стержни обычно имеют низкое отношение прочности на растяжение к пределу текучести (порядка 1,15 для 69арматуры класса прочности 0 МПа). Сталь обычно закаливается в воде, в результате чего структура материала становится твердой и хрупкой. Отпуск — это нагрев закаленной стали, при котором изменяется микроструктура, снижается твердость и повышается пластичность материала. Процесс производства высокопрочной арматуры основан на термомеханической обработке. Термомеханический процесс представляет собой металлургический процесс, который объединяет процесс пластической деформации с термическими процессами, такими как термическая обработка, закалка водой, нагрев и охлаждение с различной скоростью в единый процесс. Способ придает арматуре высокую прочность методом термомеханической обработки по сравнению с механической обработкой холодным деформированием. Прочность арматурных стержней обеспечивается закаленным мартенситным наружным слоем, а пластичность арматурных стержней обусловлена ​​феррито-перлитной структурой в сердцевине арматурных стержней. Термомеханическая обработка превращает поверхность арматурных стержней в затвердевшую структуру (мартенсит), а затем фаза выделяется путем охлаждения при температуре окружающей среды, что позволяет горячему стержню закалить поверхность посредством теплообмена. Это приводит к уникальной композитной микроструктуре, состоящей из отпущенного мартенсита в периферийной зоне/корпусе, переходной зоны перлита и бейнита сразу после периферии мартенсита и мелкозернистого феррита-перлита в центральной зоне/ядре (рис. 2). Из-за производственного процесса закалки и самоотпуска производимую высокопрочную арматуру также называют «закаленной и самоотпускаемой (QST) арматурой». Рис. 2 Микроструктура закаленной и отпущенной арматуры Существует еще один способ производства высокопрочной арматуры. Этот метод описан в спецификации ASTM под номером ASTM A1035; 2011. Эти арматурные стержни обычно имеют высокое отношение предела прочности на растяжение к пределу текучести, но относительно низкую деформацию при разрушении. Этот процесс производства высокопрочных арматурных стержней является запатентованным процессом и известен как процесс «Микроструктурные манипуляции (MMFX)». Запатентованный процесс MMFX включает в себя изменение микроструктуры стали для получения желаемых механических свойств и прочности. В ходе этого процесса создаются арматурные стержни с соотношением напряжения и деформации, которые не имеют четко определенного предела текучести, демонстрируют относительно высокое отношение прочности на растяжение к пределу текучести, но имеют относительно низкое удлинение при разрыве. MMFX высокопрочной арматуры соответствует спецификациям ASTM A1035. Прочие аспекты производства – Высокопрочный арматурный стержень обычно изготавливается прямыми отрезками на прокатном стане. Однако намотка арматурных стержней меньшего размера становится практикой. Прутки наматываются вскоре после прокатки, что удерживает тепло в бухте. Таким образом, скорость охлаждения стержней спиральной арматуры несколько ниже, чем у прямых стержней. Поскольку испытуемые образцы должны быть выпрямлены перед испытанием, скрученные стержни, как правило, имеют более низкий предел текучести, а форма кривой напряжения-деформации может быть несколько закругленной. Чтобы противодействовать этому эффекту, высокопрочная спиральная арматура требует большего количества микролегирующих элементов по сравнению с прямыми арматурными стержнями соответствующих размеров. В процессе производства арматурных стержней идентификационные метки стержней добавляются во время прокатки, а механические свойства проверяются после прокатки стержней (и маркировки). Если механические свойства высокопрочной арматуры не достигаются, то получается, что арматурные стержни не соответствуют спецификациям, связанным с маркой. Проблемы с изготовлением — Проблемы с изготовлением высокопрочных арматурных стержней можно сгруппировать в две категории, а именно (i) введение нескольких сортов арматурных стержней, которые необходимо планировать, получать и хранить на производственном предприятии до использования, и (ii) изменения в процессе изготовления, необходимые в результате свойств высокопрочных арматурных стержней. Производственные процессы резки и гибки зависят от свойств высокопрочной арматуры. Высокопрочные арматурные стержни приводят к более высоким усилиям сдвига и изгиба для стержней того же размера и испытывают более эластичный отскок после изгиба, что приводит к проблемам изготовления, связанным с (i) износом существующего оборудования и возможной потребностью в новом, более мощном оборудовании. , (ii) безопасность рабочих в случае отказа стержня или оборудования во время операций гибки, и (iii) соблюдение допусков на изготовление стержня. Более часты отказы оборудования, связанные с изготовлением высокопрочной арматуры. Опасения относительно безопасности усиливаются в тех случаях, когда дефекты стержня вызывают разрушение во время операций гибки при более высоких уровнях силы. Дополнительные меры предосторожности необходимы для поддержания безопасной рабочей среды, которая может повлиять на эффективность производственных операций. Свойства материала Прочность и пластичность высокопрочной арматуры определяются по-разному. Свойства растяжения и другие требования, определяющие прочность и пластичность, которые указаны, включают (i) минимальный или нижний предел текучести, как указано в соответствующей спецификации, (ii) максимальный или верхний предел текучести, как указано в соответствующей спецификации, (iii ) длина площадки текучести или деформация в конце площадки текучести, (iv) предел прочности при растяжении, (v) равномерное удлинение и общее удлинение, (vi) отношение предела прочности при растяжении к пределу текучести или его обратное значение (называемое пределом текучести соотношение), и (viii) результаты испытания на изгиб или испытания на изгиб-повторный изгиб. Некоторые, но не все, из этих свойств и испытаний указаны для каждого высокопрочного арматурного стержня. Некоторые свойства при растяжении указаны на идеализированной кривой напряжения-деформации, показанной на рис. 3. Рис. 3 Идеализированная кривая напряжения-деформации, показывающая свойства прочности и пластичности Предел текучести – Для всех арматурных стержней обычно указывается либо предел текучести, либо предел текучести. Однако в некоторых стандартах (например, ASTM) для некоторых высокопрочных арматурных стержней указывается деформация в конце площадки текучести. Эти стандарты определяют деформацию в конце плато текучести. Стандарты ASTM не допускают, чтобы измеренное значение предела текучести опускалось ниже марки стали, в то время как другие стандарты (например, стандарты Австралии/Новой Зеландии) используют концепцию 5 % фрактильности, в которой допускается небольшой процент испытаний. быть ниже минимальной прочности. ASTM A370, «Стандартные методы испытаний и определения для механических испытаний стальных изделий», определяет предел текучести как «первое напряжение в материале, меньшее максимально достижимого напряжения, при котором происходит увеличение деформации без увеличения напряжения». Предел текучести применим к арматуре, которая показывает увеличение деформации без увеличения напряжения, что обычно происходит только в арматурных стержнях с более низкой прочностью. Высокопрочные арматурные стержни обычно не имеют определенного предела текучести, поэтому необходим другой способ определения предела текучести. ASTM A370 определяет предел текучести как «напряжение, при котором материал демонстрирует заданное предельное отклонение от пропорциональности напряжения деформации». Предел текучести можно определить методом смещения 0,2 % или методом «удлинения под нагрузкой» (EUL) согласно ASTM A370. Метод смещения 0,2 % используется для расчета предела текучести арматурных стержней, но также требуется дополнительная проверка с использованием метода EUL для деформации 0,0035 для определения минимального предела текучести арматурных стержней. Метод EUL с деформацией 0,0035 дает минимальные напряжения 550 МПа и 620 МПа для 690 и 830 марок высокопрочной арматуры соответственно. Метод смещения 0,2 % также используется для определения предела текучести в спецификациях во многих странах. Прочность на растяжение – В спецификациях прочность на растяжение последовательно определяется как пиковое напряжение на кривой напряжение-деформация. Прочность на растяжение рассчитывается путем деления максимальной нагрузки, которую выдерживает образец, на номинальную площадь стержня. Удлинение – Удлинение обычно указывается как общее удлинение на заданной расчетной длине, которое проходит через излом стержня. ASTM A370 предлагает два метода определения «общего удлинения». В одном методе на стержень наносится начальная длина 200 мм, и его вытягивают до разрушения. Этот метод не учитывает упругое удлинение. При первом методе концы сломанного стержня соединяются вместе, а расчетная длина измеряется повторно. Затем удлинение указывается как процентное увеличение длины относительно исходной расчетной длины. Во втором методе удлинение при разрыве можно измерить с помощью экстензометра, и в этом случае учитывается упругое удлинение. Оба эти метода включают дополнительное локализованное удлинение в суженной области плюс удлинение вдоль не суженных частей стержня в пределах измерительной длины. Равномерное удлинение – это деформация, возникающая, когда стержень достигает своего пикового напряжения (прочность при растяжении), выраженная в процентах. Его название связано с тем, что это наибольшая деформация испытательного стержня, при этом деформации растяжения одинаковы по всей длине между испытательными захватами. Это происходит непосредственно перед началом образования шейки в баре. Равномерное удлинение обычно измеряют экстензометром во время испытания образца стержня. Она включает в себя как пластическую деформацию, так и деформацию, которая восстанавливается при разгрузке стержня. Его также можно определить путем измерения пластического удлинения после извлечения образца стержня из испытательной машины и последующего добавления восстановленной деформации. В этом случае пластическая деформация измеряется вдали от суженной области, и к ней добавляется восстановленная деформация для получения равномерного удлинения. Равномерное удлинение, рассчитанное с использованием «Стандарта канадских ассоциаций CSA G30.18 (CSA, 2009)», предполагает линейную разгрузку с модулем, равным начальному модулю стали Es, равному 200 000 МПа. Однако данные испытаний арматуры класса прочности 415 МПа показывают, что (i) модуль разгрузки уменьшается с увеличением деформации растяжения, (ii) кривая разгрузки является линейной только в начальной фазе разгрузки, и (iii) реакция постепенно становится нелинейный, так как стержни полностью разгружены. Линеаризация отклика на разгрузку может привести к тому, что модуль разгрузки составит около двух третей от начального модуля нагрузки. Для высокопрочных арматурных стержней восстановленная деформация может достигать 1 %. Некоторые стандарты (например, Австралийский/Новозеландский стандарт 4671, 2001 г.) требуют указывать равномерное удлинение. Равномерное удлинение является полезным свойством для расчетов на сейсмостойкость, поскольку оно более тесно связано с максимальным удлинением (полезным удлинением), которое зависит от места деформации, т. е. в области пластического шарнира. Полезное удлинение следует принимать равным 75 % или менее от равномерного удлинения, поскольку в условиях циклического нагружения арматурные стержни могут достичь эквивалентного поврежденного состояния, связанного с равномерным удлинением, при меньшем удлинении. Арматурные стержни обычно имеют характерное отношение равномерного удлинения к удлинению при разрыве, которое зависит от типа арматуры. Пластичность – Испытания на изгиб и изгиб-повторный изгиб представляют собой два способа оценки пластичности арматурных стержней. Обычно спецификации арматурного стержня включают испытание на изгиб, при котором стержни изгибаются вокруг штифта или оправки определенного диаметра и до определенной степени изгиба. Диаметр изгиба зависит от диаметра стержня. Испытательный образец выдерживает испытание, если на внешней стороне изогнутой части стержня не появляются трещины. Три основные категории экспериментальных испытаний полезны для изучения поведения изгибов в арматурных стержнях, при этом каждая категория испытаний предназначена для ответа на определенный набор вопросов. Эти категории включают (i) визуальный осмотр изгибов (испытания на изгиб ASTM), (ii) испытания на изгиб/повторный изгиб и (iii) испытания на изгиб в бетоне. Спецификации ASTM для арматурных стержней определяют требования к изгибу как «Образец для испытаний на изгиб должен выдерживать изгибание вокруг штифта без образования трещин на внешней стороне изгиба». Требуемое испытание на изгиб, следовательно, включает в себя изгибание стержней на 180 градусов (или 90 градусов для стержней диаметром 43 мм и более) при указанном диаметре изгиба штифта. Затем проводится визуальный осмотр для выявления трещин на изгибе. Если визуально трещин не наблюдается, считается, что образец выдержал испытание на изгиб. Испытание, хотя и простое в выполнении, не обеспечивает меру запаса прочности и пластичности изгибов стержня, как это может сделать испытание под нагрузкой. Возможно, что микротрещины, невидимые глазу, могут ухудшить характеристики арматурных стержней на месте. При испытаниях на изгиб и повторный изгиб образцы стержней изгибают до требуемого угла и диаметра изгиба, а затем выпрямляют либо при квазистатической, либо при динамической нагрузке. Для стержней с пределом прочности 415 МПа деформационное упрочнение увеличивает прочность стали на изгибах и обычно приводит к пластичному разрушению образцов вдали от изгибов. Однако, если арматурные стержни имеют ограниченную пластичность, например высокопрочные арматурные стержни, требования к деформации на изгибах могут вызвать трещины, которые могут сделать изгибы более слабыми, чем несогнутые части арматурных стержней, и более восприимчивыми к хрупкому разрушению. Если арматурный стержень ломается хрупким образом при изгибе, считается, что он не прошел испытание на изгиб/повторный изгиб. Если, однако, арматурный стержень разрушается пластичным образом, то считается, что он прошел испытание. Преимущество этого типа испытаний заключается в том, что стержневые изгибы подвергаются нагрузке, и, следовательно, обеспечивает прямое измерение характеристик прочности и пластичности стержневых изгибов. В некоторых стандартах требуется испытание на изгиб-повторный изгиб для стержней меньшего диаметра и испытание на изгиб для стержней большего диаметра. Для испытания на изгиб-повторный изгиб образец стержня должен быть согнут вокруг оправки определенного диаметра под углом 90 градусов посередине длины образца. Делают два дополнительных изгиба под 45 градусов, чтобы образец был прямым на одной части, V-образным в средней части и прямым на другом конце, как показано на рис. 4. Затем образец выдерживается в масле в течение часа при 100°С. град С, охлаждали и перегибали в обратном направлении, прикладывая усилие натяжения к концам образца. Стадии старения и охлаждения необходимы для имитации пагубных последствий деформационного старения. При изгибе арматурных стержней из стали может выделяться азот, что может привести к ее охрупчиванию. При повторном изгибе охрупченная сталь с большей вероятностью треснет. Для прохождения испытания в перегнутом стержне не должно быть явных трещин. Рис. 4 Испытательные образцы арматурных стержней, демонстрирующие изгиб-повторный изгиб Следует отметить, что испытания на изгиб/повторный изгиб предъявляют более высокие требования к изгибам стержней, чем обычно предъявляются к бетонной конструкции. По этой причине лучше всего сравнивать показатели изгиба/повторного изгиба высокопрочной арматуры с показателями стержней класса прочности 415 МПа, которые использовались в течение десятилетий и показали адекватные характеристики в бетонных элементах. Изгибы арматурных стержней также можно проверить в бетоне. В таких испытаниях можно исследовать взаимодействие между бетоном и изгибами стержней. Упрощенные версии теста включают в себя встраивание стержня с крюком в бетонный блок и вытягивание его до разрушения. Возможные виды разрушения, которые можно ожидать при испытаниях блоков, включают (i) разрушение стержня снаружи блока, где требования к стержню самые высокие, (ii) разрушение стержня внутри блока ближе к изгибу или на изгибе или (iii) раскалывание бетона. блокировать. Такие испытания, однако, могут не подвергать изгибы наихудшей нагрузке, которую может испытать конструкция, поскольку окружающий бетон может снять с изгибов некоторую нагрузку. Напротив, некоторые из наихудших нагрузок на изгибы стержней могут возникать в замкнутых приложениях, где расширяющееся бетонное ядро ​​частично выпрямляет кольцевые изгибы, прикладывая к ним высокие растягивающие нагрузки. Еще одно важное применение изгибов стержней — в поврежденных областях, где сцепление с бетоном и его положительное влияние на изгибы уменьшены (например, соединения при сильной сейсмической нагрузке или области с сильными трещинами). Однако испытания изгибов стержней в бетонных элементах необходимы для подтверждения адекватных характеристик изгибов стержней в высокопрочных арматурных стержнях. Тем не менее, проведение таких испытаний является дорогостоящим и не позволяет легко определить минимальные диаметры изгиба при изучении многочисленных переменных, влияющих на характеристики изгиба стержня. Деформационное старение – Деформационное старение определяется как процесс, при котором сталь, деформируемая за пределами своего предела упругости, подвергается зависящим от времени изменениям механических свойств. Как правило, у арматурных стержней, нагруженных сверх предела упругости, со временем наблюдается увеличение их прочности на растяжение и снижение их пластичности (рис. 5). Также доказано, что деформационное старение влияет на температуру хрупкого перехода в стали. Факторы, влияющие на деформационное старение, включают состав стали, температуру и время, прошедшее с момента возникновения больших деформаций. Деформационное старение в основном связано с перераспределением азота в стальной матрице. Более высокие температуры ускоряют этот процесс. Следовательно, деформационное старение происходит намного быстрее в более теплых регионах.