Методы испытания арматурной стали

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний на растяжение при температуре от +10 до +35 С арматурной стали номинальным диаметром от 3,0 до 80 мм (проволоки, стержни и арматурные канаты) круглого и периодического профиля, предназначенной для армирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций для определения механических свойств: полного относительного удлинения при максимальной нагрузке; относительного удлинения после разрыва; относительного равномерного удлинения после разрыва; относительного сужения после разрыва; временного сопротивления; предела текучести (физического); пределов текучести и упругости (условных);модуля упругости (начального). Проведение испытаний и обработка результатов. Величину относительного удлинения вычисляют по формуле. В зависимости от величины начальной расчетной длины образца к букве добавляют индекс. Например, при начальной расчетной длине, равной 5d, -5, при 100 мм –?100 и т.д. Для обточенных образцов определение относительного удлинения по ГОСТ 1497-84. Конечную расчетную длину образца Ik, включающую место его разрыва, определяют следующим способом. Перед испытанием образец на длине, больше рабочей длины образца, размечается на n равных частей при помощи меток, наносимых делительной машиной, скобками или керном. Расстояние между метками для арматуры диаметром 10 мм и более не должно превышать величину d и быть кратным 10 мм. Для арматуры диаметром менее 10 мм расстояние между метками принимается равным 10 мм. Допускается при разметке образцов расстояние между метками принимать более 10 мм и превышающим величину d, но не более величины начальной расчетной длины l0.

Если число интервалов n, соответствующее начальной длине образца, получается дробным, его округляют до целого в большую сторону. После испытания части образца тщательно складывают вместе, располагая их по прямой линии. От места разрыва в одну сторону откладывается n/2 интервалов и ставят метку а. Если величина n/2 оказывается дробной, то ее округляют до целого числа в большую сторону. Участок от места разрыва до первой метки при этом считается как целый интервал. От метки а откладывают в сторону разрыва n интервалов и ставят метку b. Отрезок ab равен полученному по месту разрыва конечной расчетной длине Ik. Если место разрыва ближе к краю захвата машины чем величина n/2, то полученную после разрыва конечную расчетную длину Ik определяют следующим образом: от места разрыва до крайней метки q у захвата определяют число интервалов, которое обозначают т/2. От точки q к месту разрыва откладывают т интервалов и ставят метку с. Затем от метки с откладывают n/2 — т/2 интервалов и ставят метку е. Конечную расчетную длину образца Ik, мм, вычисляют по формуле

Ik=c*q+2*c*e,

где cq и ce — соответственно длина участка образца между точками с и q и с и e.

Если место разрыва находится на расстоянии от захвата, меньшем, чем длина двух интервалов или 0,3 l0 — для образцов диаметром менее 10 мм, величина расчетной длины не может быть достоверно определена и проводят повторное испытание. Конечную расчетную длину образца Ik арматурных канатов определяют с помощью тензометров, навешиваемых на канат линеек или специальных приборов, позволяющих измерять деформацию образца до разрушения. Перед установкой тензометра, линеек или других приборов к образцу прикладывают начальную нагрузку, составляющую 0,1 — 0,15% от ожидаемого разрывного усилия.

Относительное равномерное удлинение ?p определяется во всех случаях вне участка разрыва на начальной расчетной длине, равной 50 или 100 мм. При этом расстояние от места разрыва до ближайшей метки начальной расчетной длины для арматуры диаметром 10 мм и более не должно быть менее 3d и более 5d, а для арматуры диаметром менее 10 мм — от 30 до 50 мм.

Для определения величины относительного равномерного удлинения ?p конечная расчетная длина Iи определяется по меткам.

Величину относительного равномерного удлинения ъ

Конечные расчетные длины Ik измеряют с погрешностью не более 0,5 мм. Относительное удлинение и относительное равномерное удлинение после разрыва вычисляют с округлением до 0,5%. При этом доли до 0,25% отбрасывают, а доли 0,25% и более принимают за 0,5%.

Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке ?max может быть определено одним из способов:

- с помощью тензометров или иных специальных приборов позволяющих измерять деформации образца вплоть до разрушения;

- суммированием остаточной деформации после разрушения образца с упругими деформациями при максимальной нагрузке

Относительное сужение после разрыва определяется на круглых образцах проволоки и стержневой арматуры, а также на обточенных образцах цилиндрической формы в соответствии с требованиями ГОСТ 1497-84.

Временное сопротивление e, МПа (кгс/м м²), вычисляют с погрешностью не более 5 МПа (0,5 кгс/м м²)

Предел текучести т, МПа (кгс/м м²), вычисляют с погрешностью не более 5 МПа (0,5 кгс/м м²)

Условный предел упругости ?i определяют исходя из величины допуска i на условно-мгновенную пластическую деформацию, равную от 0,02 до 0,1% расчетной длины по тензометру включительно. При этом к букве ? добавляют индекс, соответствующий принятому допуску i. Например, при допуске, равном 0,05%, условный предел упругости обозначается ?0.05 и т.д. Условные пределы упругости и текучести могут быть определены аналитическим и графическим способами.

Тензометр на образец устанавливают после приложения начальной нагрузки, соответствующей 0,05-0,10 ожидаемой величины временного сопротивления ?e. При испытании арматурных канатов предварительно проводят не менее чем двукратное нагружение — разгружение в интервале 0,1 — 0,35 ожидаемого разрывного усилия. Нагрузка прикладывается равными или пропорциональными этапами, так чтобы до нагрузки, соответствующей искомому пределу, было не менее 8-10 этапов нагружения, считая от начальной нагрузки.

При достижении суммарной нагрузки, соответствующей 0,7-0,9 искомого предела, рекомендуется уменьшить величину этапа нагружения в два или четыре раза. Выдержка при постоянной нагрузке на каждом этапе нагружения без учета времени приложения нагрузки должна быть не более 10 с. Условный предел текучести ?0,2 определяют аналитическим способом. Вычисляют величину остаточной деформации ?Iт = 0,2% базы тензометра; затем определяют среднюю величину упругой деформации ?Iy на одном этапе нагрузки, исходя из величины средней деформации, найденной на этапах нагружения в интервале 0,10-0,40 предполагаемого усилия, соответствующего пределу текучести, а для арматурных канатов в интервале 0,10-0,40 временного сопротивления.

Нагрузка Р 0,2, при которой будет обеспечено равенство ?I=??I_+?I0, соответствует условному пределу текучести ?0,2 в МПа (кгс/м м²), который вычисляется с погрешностью не более 5 МПа (0,5 кгс/м м²)

Условные пределы упругости определяются в том же порядке: вычисляют величину остаточной деформации, например для ?0,02 равную ?Iост=0,02% базы тензометра, используя среднюю величину упругой деформации ?Iy на одном этапе, определяют нагрузку Р 0,02, соответствующую удлинению. Графический способ определения условных пределов текучести и упругости: строится диаграмма растяжения «нагрузка — удлинение». По оси ординат откладывают нагрузку, а по оси абсцисс — соответствующее удлинение. На диаграмме проводится прямая, параллельная участку пропорциональной зависимости Р — ?I на расстоянии от прямой части диаграммы вправо по оси абсцисс в направлении, равном заданной величине допуска на условно-мгновенную пластическую деформацию для условных пределов упругости или текучести. Сила, соответствующая пределу упругости или текучести, определяется точкой пересечения этой прямой с диаграммой растяжения. При определении условного предела текучести и условного предела упругости графическим способом диаграмму растяжения строят в таком масштабе, при котором 0,1% деформации образца соответствовал участок оси ординат длиной не менее 10 мм, а нагрузке, примерно соответствующей условному пределу текучести, участок оси абсцисс не менее 100 мм. Допускается определение условного предела текучести 0,2 по машинной диаграмме по ГОСТ 1497-84 с проведением периодических контрольных испытаний с помощью тензометров. Объем, периодичность и методика проведения испытаний должны быть установлены по нормативно-технической документации на готовую продукцию. Для стержней и проволоки начальный модуль упругости равен отношению приращения напряжений в интервале от 0,1 до 0,35 Pmax к относительному удлинению образца в том же интервале нагружения. Начальный модуль упругости Eн определяется с погрешностью не более 1% При этом в интервале от 0,1 до 0,35Рmax должно быть не менее трех последовательных этапов нагружения. Для арматурных канатов начальный модуль упругости определяется после двукратного загружения и разгружения в интервале 0,1 и 0,35 Pmax. За результат испытания принимаются механические свойства, полученные при испытании каждого образца. Количество образцов для испытаний указывается в нормативно-технической документации на арматурную сталь. Результаты испытаний не учитываются в следующих случаях: при разрыве образца по нанесенным меткам, если при этом какая-либо характеристика механических свойств по своей величине не отвечает установленным требованиям при разрыве образца в захватах испытательной машины при обнаружении ошибок в проведении испытаний или записи результатов испытаний. Результаты замеров нагрузок и деформаций записывают в таблице испытаний (см. таблицу).Как видно из таблицы, в диапазоне от 1000 до 4000 кг одному этапу нагрузки в 1000 кг соответствует суммарная деформация 6?10 мм.