Архив автора
Наряду с испытанием ненапряженной проволоки на влияние нагревания были испытаны образцы проволоки 1, 2 и 3 в состоянии предварительного натяжения, соответствующего 0,55—0,65. Эти образцы были установлены в печи между зажимами. Образцы находились в напряженном состоянии и в процессе их нагрева до температуры 300° С с выдержкой при этой температуре в течение 30 мин. Затем образцы испытывали в печи при этой температуре на растяжение. Как видно из графика , а, при нагреве до температуры 2003С заметного снижения прочности проволоки не наблюдалось; при нагреве до 300° С проволоки некоторых видов показывают снижение прочности на 15—25%, но не ниже величины произведенного предварительного напряжения. После охлаждения прочность проволок восстанавливается. Таким образом, изменение механической прочности проволок в напряженном и в ненапряженном состоянии при продолжительном нагревании идентично. В такой же степени, как прочность, изменяется и предел упругости проволоки, в то время как ее удлинение при разрыве от нагревания увеличивается. В частности, жесткая проволока при разрыве также удлиняется более чем на 5%. Характерно, что временное сопротивление и предел пропорциональности проволоки, продолжительно нагреваемой при температуре 200—300°С, несколько
увеличиваются, а удлинение при разрыве становится равным 5% и более.
Прочитать остальную часть записи »
Высокоуглеродистая проволока приобретает большую прочность в результате холодного волочения. Но достигнутая таким образом высокая прочность очень неустойчива. Она
значительно снижается как в процессе нагрева, так и после остывания, когда обнаруживается, что восстанавливается только небольшая часть потерянной прочности. Современные методы изготовления предварительно напряженных конструкций и последующая эксплуатация их предусматривают возможность неоднократного нагревания
арматуры конструкции. Проволоку нагревают: на заводе-изготовителе для улучшения ее пластических свойств; в момент установки ее в формы при весьма прогрессивном
электротермическом методе натяжения; при эксплуатации конструкции в горячих цехах и, наконец, проволока может нагреться при пожаре.
В связи с различными стадиями и условиями нагрева проволоки выше 100° С изучали поведение и изменение ее свойств в зависимости от температуры, продолжительности и
быстроты нагревания и охлаждения. В первое время применения высокоуглеродистой проволоки для предварительно напряженных конструкций ее нагревание было категорически запрещено в связи с безвозвратной потерей прочности от нагрева. В вопросе действительного спада прочности при продолжительном нагреве полную ясность внесли исследования НИИ-200 (В. Г. Чернашкин и Н. А. Попова), в которых изучались пять видов высокопрочной проволоки, марки, химический состав и механические качества которой представлены напряжение — деформация этих проволок показывает, что наряду с проволоками очень жесткими — с удлинением при разрыве в 1,5%, изучали и
проволоки с удлинением при разрыве 6%. Проволоки в напряженном и ненапряженном состоянии испытывали в печи при высокой температуре и после охлаждения.На
графиках показано влияние на прочность проволоки нагрева до температуры 600° С в течение 30 мин и последующего отпуска в течение 20 мин (нагрев проволоки производился в ненапряжен-ном состоянии).При нагреве до 100° С заметных изменений прочности ненапряженной проволоки не наблюдается. При дальнейшем нагреве прочность непрерывно уменьшается и к 600° С падает до 10% от временного сопротивления. После охлаждения часть прочности проволоки восстанавливается, однако в различной степени, в зависимости от температуры нагрева и отпуска. Практически при температуре нагрева 200—300° С заметного снижения прочности не наблюдается:
значительно уменьшается временное сопротивление для всех видов проволок при нагреве выше 300° С и при 600° С составляет 40—50% от его начального значения. Исключение
составляет проволока № 5 (см. 3.28) с удлинением 1,6%, которая уже при нагреве до 200°С и после охлаждения дает заметное снижение прочности порядка 15%, а в процессе
дальнейшего нагрева —до 40%.
Однако для предварительно напряженных конструкций пластическая деформация ползучести арматуры не играет столь большую роль, как ползучесть бетона, исключительно потому, что деформация ползучести стали ограничена деформациями бетона и свободно проявляться не может.
Вместе с тем возникает другая опасность от пластической перестройки структуры стали, заключающаяся в уменьшении напряжений в стали при зафиксированной длине, — так называемая релаксация напряжений стали. Как показали опыты, потеря напряжения от релаксации напряжений может достигать большой величины и для высоких напряжений
составит 30% и более. Свойства релаксации напряжений стали известны давно. Однако появление все новых и новых видов высокопрочных проволок, и особенно с высокими
показателями временного сопротивления. Нагрузки, но и от способов и порядка ее приложения. По-видимому, опасения многих исследователей перед катастрофическими
размерами релаксации напряжений несколько преувеличены, как это мы увидим при более детальном рассмотрении этих вопросов. Во всяком случае рекомендуется избегать
применения в арматуре высоких предварительных напряжений, что иногда так настойчиво рекомендуется исследователями ряда европейских стран.
Пластические деформации различных видов проволоки при ее нагружении проявляются по-разному. Как указывалось выше, И. Гийон отмечал необходимость соблюдать сугубую осторожность при выборе вида проволоки для армирования предварительно напряженных конструкций. Разбор ранее приведенных графиков на рис. 3.40 и 3.43 для рассматриваемой арматуры показывает, что предел ее пропорциональности имеет разную величину. Еще более четко говорят об этом данные с диаграммой напряжение — деформация для. шести видов проволоки, показанных . Несмотря на то что эти виды проволоки имеют не столь уж различный химический состав, метод ее обработки кардинально меняет их упругие и пластические свойства. В то время как проволоки типов А, С и D имеют высокие упругие свойства, проволоки типов D, Е и F характеризуются
большей пластичностью Однако проявление пластических свойств проволоки не исчерпывается в процессе кратковременного нагружения. Проволока под нагрузкой продолжает деформироваться, показывая характерную ползучесть. Ползучесть, проявившаяся в двух-трехмесячном возрасте выдерживания конструкции под нагрузкой, составляет 60% от полной величины ползучести при неопределенно долгом выдерживании стали под нагрузкой.
В приведены данные о ползучести различных видов проволок, исследованных на специальном стенде Датского института металлов в течение 300 ч при различной степени нагружения от 45 до 94% от временного сопротивления проволоки при разрыве.
Как видно из указанной таблицы, при высоких нагрузках стабилизации ползучести проволоки не наблюдалось. В связи с этим исследования продолжены до 1000 ч, и даже в этом случае для высоких нагрузок также не отмечалось стабилизации ползучести. Это хорошо иллюстрируется графиками для проволоки типов А, В, С и D, где построение закономерностей ползучести дано в полулогарифмическом масштабе (логарифмическая шкала для времени). В этом случае все кривые для нагрузок не выше 0,8 имеют почти линейный характер и дают практически малую величину деформации ползучести. Следовательно, если не превышать определенного уровня нагрузки, можно не опасаться больших проявлений ползучести и заранее точно определять максимальный ее размер, как бы долго ни продолжалось действие такого нагружения.
Если временное сопротивление проволоки при профилировании изменяется сравнительно мало, то сопротивление ее перегибу падает почти катастрофически, что ясно видно из графика. Это должно всегда учитываться при выборе профиля вмятин, особенно если профилирование выполняется непосредственно на заводе-изготовителе (предварительно напряженных конструкций.
Размеры и технические характеристики проволоки периодического профиля регламентируются ГОСТ 8480—57. Нужно, однако, считать обязательным улучшение
технологических качеств проволоки, что легче будет достигнуто на сталепроволочных заводах, чем у потребителя на месте изготовления железобетонных конструкций. В дальнейшем, по-видимому, в первую очередь будут приняты меры к повышению пластических свойств проволоки периодического профиля, особенно при применении ее в механизированных производствах и, в частности, — при непрерывном армировании.
За границей производство профилированной арматурной проволоки (например, овальной с выступающими ребрами) также возрастает вследствие большого на нее спроса. В США профилированная проволока не производится и не применяется, поскольку там для предварительно напряженных конструкций применяется в большом количестве прядевая (семипроволочная) арматура.