Физико-механические свойства сталей

Характеристики прочности и деформативности сталей устанавливают по диаграмме σ_s – ε_s, получаемой из испытаний образцов на растяжение. Горячекатаная арматурная сталь, имеющая на диаграмме площадку текучести, обладает значительным удлинением до разрыва (мягкая сталь) (рис. 13, а). Напряжение, при котором деформации развиваются без заметного увеличения нагрузки, называется физическим пределом текучести арматурной стали .

а) б)

Рис. 13. Диаграммы σ_s – ε_s при растяжении арматурной стали:

а – мягкая малоуглеродистая сталь с площадкой текучести;

б – высокопрочная, легированная сталь с условным пределом текучести.

Повышение прочности сталей достигают следующими методами:

• путем введения углерода и легирующих добавок (марганец, хром, кремний, титан и др.);
• термическим упрочнением - закаливание стали (нагрев до 800…900^оС и быстрое охлаждение), затем частичный отпуск (нагрев до 300…400^оС и постепенное охлаждение);

· холодным деформированием – при вытяжке в холодном состоянии до напряжения сталь упрочняется; при повторной вытяжке пластические деформации уже выбраны, напряжение становится новым искусственно поднятым пределом текучести ;

· холодным волочением - волочение через несколько последовательно уменьшающихся в диаметре отверстий в холодном состоянии для получения высокопрочной проволоки.

Высоколегированные и термически упрочненные арматурные стали переходят в пластическую стадию постепенно без ярко выраженной площадки текучести (рис. 13, б). Для таких сталей устанавливают условный предел текучести , при котором относительные остаточные деформации составляют 0,2%.

К физическим свойствам сталей относятся:

• пластические свойства – характеризуются относительным удлинением при испытании на разрыв. Снижение пластических свойств приводит к хрупкому (внезапному) разрыву арматуры;
• свариваемость – характеризуется надежностью соединения, отсутствием трещин и других пороков металла в швах. Хорошо свариваются малоуглеродистые и низколегированные стали. Нельзя сваривать термически упрочненные и упрочненные вытяжкой стали, т.к. теряется эффект упрочнения;
• хладноломкость - склонность к хрупкому разрушению при отрицательных температурах (ниже -30^оС);
• реологические свойства – характеризуются ползучестью и релаксацией;
• усталостное разрушение – наблюдается при действии многократно повторяющейся знакопеременной нагрузке и имеет характер хрупкого разрушения;
• динамическая прочность – наблюдается при кратковременных нагрузках большой интенсивности.

Классификация арматуры

Наименование и класс арматуры	d, мм	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение, %	Модуль упругости, МПа
Стержневая горячекатаная:   гладкая класса A-I   периодического профиля классов:   A-II   A-III   A-IV   A-V   A-VI	6…40     10…40   6…40   10…22   10…32   10…22			21 · 10^4     21 · 10^4   20 · 10^4   19 · 10^4   19 · 10^4   19· 10^4
Стержневая термически упрочненная классов:   Ат – IIIс   Aт – IVс   Ат – V   Aт - VI	10…38   10…28   10…28   10…28		-	20 · 10^4   19 · 10^4   19 · 10^4   19· 10^4
Обыкновенная арматурная проволока периодического профиля класса Вр-I	3…5		-	17· 10^4
Высокопрочная арматурная проволока:   гладкая класса В-II   периодического профиля класса Вр-II	3…8     3…8		4…6     4…6	20 · 10^4 20 · 10^4

П р и м е ч а н и е: дополнительной буквой «С» указывается на возможность стыкования сваркой, буквой «Т» - на термическое упрочнение арматуры.

 

Применение арматуры в конструкциях

В качестве ненапрягаемой рабочей арматуры применяют A – III. Для косвенного армирования используют Bp – I. Иногда может применяться в качестве рабочей арматуры A – II. A - I используют в качестве монтажной и для поперечных стержней каркасов.

В качестве напрягаемой арматуры применяют: Aт - IVс, Aт – V, Aт – VI, A - IV, A – V, A – VI, В – II, Вр – II, К – 7, К – 19.

Хорошо свариваются: А–I – A–VI, Aт – IIIс, Aт – IVс, Вр – I.

Нельзя сваривать: Aт – V, Aт – VI, В – II, Вр – II, т.к. теряется эффект упрочнения.

Арматурные сварные изделия

1. Сварные сетки (Вр – I d = 3…5 мм; A – I, A – III d = 6…10 мм):

а) рулонные (d _max = 5 мм);

б) плоские.

Максимальная ширина сетки – 3800 мм; длина ограничивается массой сетки не более 900…1300 кг и не более 9000 мм.

Основные параметры сеток в соответствии с ГОСТ 8478-81 (рис. 14):

а)

 

а) б)

 

б)

 

		Рис. 15. Сварные каркасы: а – плоский; б – пространственный.
	Рис. 14. Сварные сетки: а – рулонная после развертки; б – плоская.

 

 

1. Сварные каркасы (рис. 15):

а) плоские;

б) пространственные.

Соотношение диаметров свариваемых поперечных и продольных стержней должно быть не менее 1/3…1/4.