Файл: Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 256
Скачиваний: 2
вариантов, когда фактическая температура нагрева про волоки была низкой, не удалось.
В дальнейшем была разработана технология теплого волочения с контактным электронагревом, обеспечиваю щая высокие пластические и реологические свойства проволоки.
Профилирование
Автором совместно с М. М. Холмянским и В. М. Кольнером были проведены исследования по двустороннему профилированию проволоки [81]. При этом опытные об разцы диаметром 3 и 5 мм имели профилировку пяти
Рис. 12. Схема опытных |
профилей |
проволоки: |
|||
а —с гладкой |
стороны; |
б — со стороны |
вмятин; / — V — т и п ы профи |
||
ля: / — прямоугольный; |
Я — трапецеидальный, |
=30°; / / / — трапе |
|||
цеидальный, |
га=60°; IV |
— полукруглый, |
Д = 5 |
мм; V — полукруглый, |
|
|
|
Я = 1 0 |
мм |
|
|
типов, схематически изображенную на рис. 12. Образцы каждого диаметра были изготовлены из одного мотка, причем в процессе профилирования через каждые 10— 12 м брали образец исходной гладкой проволоки. Все эксперименты по профилированию проведены в
69
Т а б л и ц а 37
Характеристика образцов профилированной проволоки (см. рис. 12)
|
|
D. |
профиля |
|
я |
|
о |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
£= |
|
|
3 |
|
|
к |
|
|
а |
|
|
о |
Тип |
|
ч |
|
и |
|
|
i |
> |
I1
2
3
II4
5
6
III7
8
9
IV |
10 |
|
11 |
|
12 |
V13
14
15
Ь
К
2 CD
31
5
5
5
9
9
|
Диаметр 3 мм |
|
Диаметр 5 мм |
||
длина вмяти ны L, мм |
глубина вмя тины Л, мм |
погонная пло щадь смятия F, ммг/см |
длина вмяти ны L, мм |
глубина вмя тины ft, мм |
погонная пло щадь смятия, F, мм2/см |
2,8 |
0,13 |
0,42 |
2,8 |
0,10 |
0,37 |
2,8 |
0,22 |
0,90 |
2,8 |
0,20 |
1,05 |
2,8 |
0,36 |
1,88 |
2,8 |
0,35 |
2,42 |
2,9 |
0,10 |
0,29 |
2,9 |
0,10 |
0,37 |
3,0 |
0,20 |
0,77 |
3,0 |
0,20 |
1,05 |
3,1 |
0,30 |
1,44 |
3,2 |
0,35 |
2,42 |
1,6 |
0,10 |
0,29 |
1,7 |
0,12 |
0,50 |
2,0 |
0,17 |
0,66 |
2,2 |
0,25 |
1,50 |
2,5 |
0,37 |
2,08 |
2,5 |
0,35 |
2,42 |
2,9 |
0,20 |
0,43 |
1,7 |
0,10 |
0,21 |
3,1 |
0,26 |
0,65 |
2,7 |
0,20 |
0,58 |
3,3 |
0,30 |
0,80 |
4,0 |
0,45 |
1,95 |
2,8 |
0,10 |
0,16 |
4,0 |
0,20 |
0,58 |
4,0 |
0,20 |
0,43 |
4,6 |
0,28 |
0,89 |
5,8 |
0,42 |
1,37 |
5,5 |
0,38 |
1,40 |
ЦНИИЧМ на опытном стане ЦНИИЧМ—ВНИИжелезо- бетон.
Характеристика образцов профилированной прово локи и их условные номера даны в табл. 37. В ней же приведены и значения F— площади поперечных сечений вмятин, отнесенные к единице длины арматуры, что поз воляет сравнивать профилировки с различными шагами вмятин.
В л и я н и е п р о ф и л я на с ц е п л е н ие п р о в о л о к и с б е т о н о м
Сцепление арматуры с бетоном не является вполне жестким; при приложении нагрузки только к арматуре или только'.к бетону в некоторых зонах происходят
70
взаимные смещения арматуры и бетона. Качество сцеп ления в длинных железобетонных элементах вполне оп
ределяется величиной |
g0 взаимных смещений |
арматуры |
||
и бетона на торцах конструкции. |
|
|
||
Для проволочной |
арматуры |
наибольшее |
значение |
|
имеет сцепление |
при передаче предварительных напря |
|||
жений на бетон. Таким образом, |
испытания |
на сцепле |
||
ние сводились к |
замерам величины g0 в процессе пере |
|||
дачи. |
|
|
|
|
Эксперименты |
показали, что |
сцепление |
проволоки |
периодического профиля с бетоном характеризуется ве личиной F независимо от формы вмятин. Этот вывод справедлив только для нагрузок, не вызывающих раска лывания бетона.
Из полученных результатов следуют практически важные выводы: а) форма вмятин не влияет на сцепле ние проволоки с бетоном и, следовательно, должна при ниматься на основании механических свойств проволо ки; б) величина F должна быть такой, чтобы допуски на изготовление проволоки не влияли слишком резко на сцепление и чтобы бетой под выступами проволоки ра ботал в основном на смятие, а не на скалывание [81].
В л и я н и е п р о ф и л я н а м е х а н и ч е с к и е с в о й с т в а п р о в о л о к и
Так как сечение и физико-механические характерис тики исходной гладкой проволоки по длине мотка не яв ляются достаточно постоянными, свойства профили рованной проволоки целесообразно характеризовать не абсолютными значениями, а отношением этих показате лей к соответствующим свойствам исходной проволоки (рис. 13, а).
Из графиков рис. 13 видно, что меньше всего проч ность и пластические свойства арматурной проволоки снижаются при полукруглых вмятинах. Как и следовало ожидать, наихудшей оказалась профилировка, близкая к прямоугольной (тип I ) . При глубине вмятин 0,2—0,3 мм относительное удлинение во всех случаях снижается не более чем на 5—10%.
Так как в практически важных пределах физико-ме
ханические свойства монотонно падают |
с увеличением |
глубины вмятин, ее следует принимать |
минимально до |
пустимой по условиям сцепления. |
|
71
moo
о |
o,i |
о,? O,J 0,1 |
о |
o,i |
о.г о,з <s>« |
|
Глубина |
впятин, пн |
|
Гпубина |
ОНИтин, мм |
|
|
а |
|
|
6 |
Рис. 13. Изменение механических свойств образцов арматурной проволоки диаметром 3 (а) и 5 мм (б) в зависимости от геомет рии профиля:
I—V— типы профиля по рис. 12
В ы б о р п р о ф и л я а р м а т у р н о й п р о в о л о к и
Вмятины должны быть полукруглыми, так |
как имен |
но такая форма их обеспечивает оптимальные |
механичес |
кие свойства проволоки, а сцепление при этом не хуже, чем у проволоки с вмятинами другой формы. Кроме то го, при такой форме вмятин профилирующие валки наи более технологичны. Основными параметрами профиля, определяющими качество сцепления, следует считать глубину к, шаг и длину вмятин (см. рис. 1). Для назна чения параметров профилировки в качестве исходных принимаются величины Fun. Величина F должна наз начаться из условий сцепления. При этом необходимо
72
учитывать, чтобы принятые допуски на глубину и шаг профилировки не приводили к резким колебаниям каче ства сцепления.
П р а к т и ч е с к и е р е з у л ь т а т ы в н е д р е н и я р е к ом е п д о в а ни о г о п р о ф и л я
Предложенные рекомендации легли в основу профи ля арматурной проволоки, регламентируемого ГОСТ 8480—63. Сцепление с бетоном проволоки, обладающей этим профилем, оказалось в среднем на 30% лучше, чем проволоки с профилировкой по ранее действовавшему ГОСТ 8480—57 при значительно более высоких показа телях стали по пластичности (числу перегибов) и весь ма улучшившейся технологичности проволоки при ее производстве и применении.
Правка (рихтовка) и натяжение холоднотянутой проволоки
Исследованиями автора установлено, что обычная правка незначительно повышает относительное удлине ние наклепанной высокоуглеродистой проволоки и в большой степени снижает ее предел текучести и осо бенно предел упругости и сопротивление ползучести; остаточные напряжения и коэрцитивная сила холодно тянутой проволоки при правке также уменьшаются (табл.38).
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 38 |
|
Свойства холоднотянутой проволоки |
диаметром |
3 мм из стали У9А |
|||||||
|
|
без правки и после правки |
|
|
|
||||
Проволока |
|
ff0.2 |
ст0,05 |
ст0,01 |
5 100 |
Ф |
л |
"с- |
.70/100 |
|
|
|
|
|
|
кА/м |
полз |
||
|
|
Мн/м« |
(кГ/мм1 ) |
|
|
% |
|
О ) |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Нерих- |
1910 |
1630 |
1345 |
1168 |
2,8 |
55,6 |
15 |
1,64 |
0,034 |
тованиая |
(191) |
(163) |
(134,5) |
(116,8) |
(20,50) |
||||
Рихто |
1890 |
I4i5 |
1169 |
991 |
3,5 |
55,6 |
15 |
1,40 |
0,059 |
ванная |
(189) |
(141) |
(116,9) |
(99,1) |
(17,50) |
В отличие от правки вытягивание весьма существен но повышает реологическую стойкость проволочной ар матуры (рис. 14).
73
О |
20 |
40 |
60 |
60 |
ЮО 0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
||
|
|
Время, ч |
|
|
|
|
|
Время, ч |
|
|||
Рис. 14. Влияние натяжения стп |
па |
удлинение ползучести |
» п о л з |
про |
||||||||
волоки диаметром 4 |
мм |
из |
стали |
70 при |
стполэ='0% |
0"в: |
|
|||||
/ — холоднотянутая |
дополнительно необработанная |
|
проволока; |
|||||||||
2—холоднотянутая |
|
проволока, |
подвергнутая |
дополнительному натя |
||||||||
жению при |
(JH=85K> <*в в течение 5 |
мин; |
3— |
проволока, |
отпущенная |
|||||||
в соли при 450° С в течение 5 с; |
4— проволока, |
отпущенная |
в соли |
при |
||||||||
450° С в течение |
5 с |
и подвергнутая |
дополнительному натяжению |
при |
||||||||
|
|
|
О н = 8 5 % |
0"в в |
течение |
5 мин |
|
|
|
|
||
|
|
|
Холодная |
|
прокатка |
|
|
|
|
|||
В некоторых |
странах |
часть |
арматурной |
проволоки |
производят методом прокатки. Имеются данные, что хо лоднокатаная проволока превосходит холоднотянутую по релаксационной стойкости и по сцеплению с бетоном.
При холодной прокатке можно получить |
проволоку пе |
риодического профиля с выступами (см. |
рис. 1, 111 г) |
вместо вмятин, что позволяет не снижать ее статическую и ударную прочность по сравнению с круглой проволо кой. Весьма эффективной является прокатка заготовки на многовалковых калибрах — четырехвалковых и трехвалковых [72].
6. ЗАВЕРШАЮЩАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННОЙ АРМАТУРНОЙ ПРОВОЛОКИ — ОТПУСК
Деформационный |
отпуск — совокупность |
упрочняющих |
|
и |
разупрочняющих |
процессов |
|
Рациональный нагрев холоднодеформированной про волоки сохраняет (или почти сохраняет) ее высокое вре менное сопротивление и одновременно резко увеличива ет относительное удлинение, пределы упругости и теку чести, сильно снижает остаточные напряжения, обеспе чивает «самовыпрямляемость» (прямолинейность) и
74