Определение прочностных и деформативных свойств арматурной стали

Определение прочностных и деформативных свойств арматурной стали на растяжение при кратковременном нагреве производили на стержнях арматуры длиной 1000 мм на разрывной машине. Опытные образцы испытывались при температурах 100, 200, 300, 400, 500, 600 и 700°С. Перед испытаниями на продольных ребрах арматурных стержней на делительной машине через каждые 10 мм по всей длине образца были нанесены риски. Измерение деформаций как при нормальной температуре, так и при кратковременном нагреве осуществлялось с помощью нихромовых удлинителей и индикаторов часового типа с ценой деления 0,01 мм на базе измерения в 100 мм. На концах нихромовых удлинителей имелись специальные сборные ножевые захваты, которые с помощью винтов надежно закреплялись на испытываемом образце и фиксировали измеряемую базу. Во время испытаний согласно ГОСТ 12004—81 находили значения усилий, соответствующих условным пределам упругости, текучести и временному сопротивлению разрыву. Также измерялись относительное удлинение после разрыва и равномерное удлинение на базе 100 мм в некотором удалении от места разрыва. Модуль упругости арматурной стали определяли по деформациям в пределах границы условного предела текучести, равного 0,15—0,4/у. Нагружение образцов арматурной стали при нормальной температуре производилось ступенями по 1000 кг до нагрузки, приблизительно соответствующей условному пределу упругости, а затем ступенями по 500 кг до достижения нагрузки, приблизительно равной условному пределу текучести, после чего измерительный прибор снимался. Время нагружения на каждой ступени составляло 40— 90 с, и. нагрузка выдерживалась постоянной до прекращения деформаций. После снятия измерительного прибора скорость нагружения увеличивалась и в течение 2—3 мин образец доводился до разрыва. Площадь поперечного сечения образцов подсчитывалась по фактическому весу и длине каждого образца. Испытание арматурной стали на растяжение при кратковременном нагреве производилось по методике горячих испытаний сталей. При проведении испытаний после установки нихромовых удлинителей к арматурным стержням в средней и нижней точках базы привязывали термопары. После этого образец вводился в электропечь, закреплялся в захватах разрывной машины и производилось крепление индикаторов к нихромовым удлинителям. Верхнее и нижнее отверстия печи тщательно изолировались листовым асбестом и шлаковатой, после чего образец нагревался до заданной температуры. Температуру в арматурном образце замеряли при помощи закрепленных хромельалюмелевых термопар и потенциометра типа КСП4. Равномерное распределение температуры по всей высоте образца достигалось благодаря увеличению высоты рабочего пространства печи примерно в 5 раз больше базы замера деформаций и малого внутреннего диаметра печи. После достижения заданной температуры образец загружался постепенно растягивающей силой, подобно проведенным испытаниям при нормальной температуре. Для определения полных деформаций и условного предела текучести арматурной стали при кратковременном нагреве в нагруженном состоянии были проведены испытания арматуры на установке ЦСТ 3/3520.10.Для проведения таких опытов были изготовлены образцы из исследуемой арматурной стали, обточенные на токарном станке с применением охлаждающих жидкостей. Общая длина стального образца составляла 165 мм, база измерения деформаций — 105 мм, диаметр в пределах базы 5 мм. Образец на концевых участках длиной 15 мм имел резьбу М10. На расстоянии 32 мм от торцов образца располагались кольцевые выступы диаметром 10 мм, фиксирующие измеряемую базу. Установка состоит из трех отдельных электропечей, шарнирно подвешенных к жесткой металлической раме, нагружающих устройств и нихромовых удлинителей для замера деформаций стального образца во время испытаний. Стальной образец ввинчивался в разборные тяги установки, образуя жесткий сборный стержень. На двух фиксирующих базу кольцевых выступах образца при помощи конических колец крепятся сборные зажимные головки нихромовых удлинителей. После крепления хромельалюмелевых термопар к средней части образца и к нихромовым удлинителям сборный стержень вводится во внутреннюю полость электропечи диаметром 45 мм и соединяется с нагружающим устройством установки. Нагружение образца производится с помощью рычажных грузовых подвесок и специального вращающегося маховика с автоматической сигнализацией, контролирующей заданную нагрузку и нормальное рабочее положение нагружающего устройства во время испытаний. Затем электропечь включается и происходит нагревание образца по заданному температурному режиму. Образцы испытывались при нагрузках, соответствующих 0,2; 0,4; 0,5; 0,6 и 0,8Лу условного предела текучести при нормальной температуре. Температурный режим нагрева стальных образцов примерно соответствовал интенсивности реального прогрева продольной арматуры в железобетонных элементах, имеющих толщину защитного слоя 20—30 мм при стандартном огневом испытании. При проведении испытаний непрерывно осуществлялся контроль развития полных деформаций арматуры. Для каждой степени напряженного состояния испытывали по два-три образца стали. Окончательный результат опыта определяли по среднему арифметическому из результатов двухтрех испытаний.