Арматурные стержни: Арматурные стержни – ru – ArcelorMittal

alexxlab | 01.03.1998 | 0 | Разное

Содержание

арматурные стержни – это… Что такое арматурные стержни?

арматурные стержни

Armatura syryklary

Краткий русско-туркменский словарь строительной терминологии. 2013.

  • арматурные работы
  • арматурная сетка

Смотреть что такое “арматурные стержни” в других словарях:

  • арматурные материалы — Высокопрочные материалы, вводимые в др. материал с целью его усиления; напр, металлич. стержни и проволока, стекл. нити, углеродные волокна и др. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN reinforced materials …   Справочник технического переводчика

  • арматурные материалы — [reinforced materials] высокопрочные материалы, вводимые в другой материал с целью его усиления; например, металлические стержни и проволока, стеклянные нити, углеродные волокна и др.; Смотри также: Материалы шихтовые материалы формовочные… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • Изделия арматурные — – изделия из арматуры, используются при изготовлении и монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций. Сварные арматурные изделия подразделяют на следующие типы: арматурные сетки, арматурные каркасы, отдельные стержни… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Сварные арматурные каркасы — – изготовляют из продольных и поперечных стержней, соединенных в местах пересечений сваркой (крестообразное соединение). Продольные и поперечные стержни каркасов в одном направлении имеют стержни одинакового или разных диаметров. [ГОСТ… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Сварные арматурные сетки — – изготовляют из стержней, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях и соединенных в местах пересечений сваркой (крестообразное соединение).   Сетки изготовляют с квадратными или прямоугольными ячейками.   В одном… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Арматура (железобетон) — У этого термина существуют и другие значения, см. Арматура. Арматурный каркас панели перекрытия перед заливкой бетоном Арматура  совокупность соединенных между собой элементов, которые при совместной работе …   Википедия

  • прочность — 3.19 прочность : Свойство затвердевшего строительного раствора, не разрушаясь воспринимать различные виды нагрузок и воздействий. [ГОСТ 4.233 86, приложение 2] Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • прочность арматуры — 3.6 прочность арматуры: Сопротивление металла разрушению или пластическим (остаточным) деформациям от внешних нагрузок (предел прочности или предел текучести). Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Методика расчетного прогнозирования срока службы железобетонных пролетных строений автодорожных мостов — Терминология Методика расчетного прогнозирования срока службы железобетонных пролетных строений автодорожных мостов: Безотказность Свойство сооружения непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени Определения термина …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • железобетонные конструкции — элементы зданий и сооружений, выполненные из железобетона. Являются основным видом конструкций при строительстве жилых и промышленных зданий, водопроводных и канализационных сооружений, мостов, эстакад, плотин и т. д. Широкое распространение… …   Энциклопедия техники

  • АРМАТУРНЫЙ СТАНОК — станок для резки, гибки и правки арматурной стали. Стержни диам. от 14 до 70 мм разрезают на А. с., снабжённых вращающимися ножами, ножами гильотинного типа, дисковыми пилами или автогенными резаками. На гибочных А. с. можно изгибать и править… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

Арматурные сетки, каркасы, стержни

Уточнить цену на кладочную сетку и наличие Вы можете, позвонив нам или отправив заявку на эл. почту.

Сварные плоские арматурные сетки соответствуют требованиям ГОСТ 23279-2012, предназначены для армирования сборных и монолитных железобетонных конструкций и изделий.
Изготовление арматурной сетки осуществляется методом точечной контактной либо электродуговой сварки.
Сетка сварная кладочная с диаметром стержней 4 – 5 мм относится к классу лёгких:

  • Диаметр прутка 
4 – 5 мм 
  • Размер ячейки
25 – 300 мм, либо согласно спецификации или чертежа
  • Применяемая арматура 
проволока Вр1
  • Максимальный раскрой
1х3 м

Стандартные размеры ячейки могут варьироваться.

Арматурная сетка,  изготовленная из арматурных стержней  диаметром более 6 мм, относится  к классу тяжёлых.

Сварная сетка применяется для:

  • кирпичной кладки;
  • армирования дорожных покрытий, стяжки и др.;
  • армирования железобетонных конструкций;
  • изготовления каркасов парников и теплиц;
  • ограждения дачных и приусадебных участков;
  • изготовления клеток

Арматурная сварная сетка получила широкую популярность и применение в строительстве, промышленности и сельском хозяйстве. Сетка сварная удобна при крепеже. Изделия и конструкции с применением сварной сетки доступны по цене, легки в монтаже.

Основные преимущества использования сварной сетки:

  • отсутствие отходов;
  • возможность изготовления нестандартных размеров;
  • увеличение производительности работ в 12 раз;
  • сокращение затрат на персонал.

Арматура: стержни, пряди, канаты – Статьи

Арматурой в строительстве называют стальные стержни различные по сечению и форме, а так же стальные канаты и пряди, растягивающие напряжение, возникающее в железобетонных элементах от различного рода нагрузок.

Арматурные стержни могут быть гладкими и периодического профиля.

Арматуру с диаметром стержней до двенадцати миллиметров иногда называют легкой, а от двенадцати до сорока — тяжелой.

Арматура, используемая в железобетонных конструкциях, подразделяется на рабочую, монтажную, распределительную и анкерную.

Рабочая арматура воспринимает возникающие в железобетоне растягивающие усилия от собственного веса конструкций и внешних нагрузок.

Функции распределительной арматуры сводятся к удерживанию рабочих стержней арматуры в требуемом положении и распределению нагрузки между ними.

Под анкерной арматурой подразумевается арматура, применяемая при изготовлении стальных закладных деталей. При помощи анкерной арматуры рабочая поверхность закладной детали надежно закрепляется в теле железобетонного элемента.

Монтажная арматура никакие нагрузки не воспринимает, а служит только для сборки арматурного каркаса и обеспечения точного расположения рабочей и распределительной арматуры при бетонировании.

Для предотвращения скольжения арматуры в бетоне арматурные стержни, работающие на растяжение, загибаются на концах в виде крюков. Использование же арматуры периодического профиля, благодаря хорошему сцеплению с бетоном, дает возможность в большинстве случаев отказаться от загибов на концах, что приводит к экономии материала.

По способу установки арматуру подразделяют на следующие виды: штучная арматура, арматурные каркасы, арматурные сетки и арматурные конструкции.

Использование штучной арматуры имеет смысл при незначительных объемах работ, а так же при необходимости подгонки арматурных стержней по месту.

Арматурная сетка выполняется в виде взаимно перекрещивающихся стержней, соединенных в местах пересечений вязальной проволокой или сваркой. Арматурные сетки используются в основном при армировании плит.

Плоские арматурные каркасы обычно состоят из продольных арматурных стержней и соединяющей их арматурной решетки. Другой разновидностью стальных арматурных каркасов являются пространственные каркасы, которые собираются из нескольких плоских. Арматурные каркасы в целом используются при армировании колонн, балок и т.п.

Стержневая арматура производится на металлургических заводах прокатным способом. Проволочная арматура получается в результате холодной протяжки прокатных стержней через группу последовательно уменьшающихся по диаметру отверстий — фильеров. При многократной протяжке происходит не только уменьшение диаметра стержня и увеличение его длины, но и изменяется структура самой стали, в результате чего значительно увеличивается ее прочность на разрыв.

Стальная арматура может быть упрочнена, как вытяжкой, так и при помощи термической обработки.

Необходимо отдельно отметить, что, кроме металлической арматуры, также существует и композитная арматура. Её ещё называют базальтовой, пластиковой или полимерной.

По сечению арматура подразделяется на гладкую круглую и арматуру периодического профиля. Арматура периодического профиля представляет собой равномерно рифленые стержни. Гладкая арматура рифления не имеет.

В зависимости от расположения в конструкции арматура может быть поперечной и продольной.

По условиям применения арматура бывает ненапрягаемой и напрягаемой.

В случае, когда арматура подвергается предварительному натяжению, её называют напрягаемой. Натяжение производится в целях увеличения прочностных характеристик железобетонных конструкций. К тому же, в случае применения предварительного натяжения арматуры, снижается собственная масса конструкции, так как по весу требуется значительно меньшее количество арматуры для достижения требуемых прочностных характеристик изделия.

Напрягаемая арматура в предварительно напряженных железобетонных конструкциях может быть только рабочей.

При армировании предварительно напряженных конструкций помимо штучной высокопрочной арматуры так же используются пряди и пучки, изготавливаемые из высокопрочной проволоки или канаты из нескольких прядей.

В зависимости от своих механических свойств стержневая арматура подразделяется на классы: А-I, A-II, A-III, A-IV, A-V и A-VI.

Арматура диаметром менее десяти миллиметров в основном поставляется в мотках, а диаметром десять миллиметров и более — в виде прутков длиной от шести до двенадцати метров.

Требуемые механические свойства арматуры обеспечиваются химическим составом используемой для её изготовления стали. Для этих целей при производстве арматуры применяются не только углеродистые виды стали, но и стали с присутствием таких легирующих элементов, как марганец, кремний, хром или титан.

Арматура находит своё применение при изготовлении практически всех видов железобетонных конструкций. Развитие строительной индустрии и постоянный рост количества объектов строительства неизбежно приводит к увеличению потребностей в железобетоне, что в свою очередь обуславливает необходимость увеличения объемов производства арматуры. В связи с этим, помимо основных поставщиков арматуры – крупнейших металлургических комбинатов, определенные перспективы развития ожидают и множество мини-заводов по производству арматуры, находящихся в стадии подготовки к началу запуска производства.
 

Виды правка резка и гибка стальной арматуры

Арматура применяется для повышения несущей способности бетонных конструкций. В зависимости от материала, из которого она изготавливается, арматура подразделяется на стальную и неметаллическую.

Для производства стальной арматуры используется стержневая горячекатаная гладкая и периодического профиля сталь диаметром 6…80 мм (поставляется в мотках, или бунтах, и прутках), проволока обыкновенная гладкая и периодического профиля, высокопрочная периодического профиля диаметром 3…8 мм (поставляется в мотках — бунтах) и спиральные арматурные канаты (пряди) с диаметром проволок 4,5…14 мм (поставляются на катушках — барабанах), фибра металлическая диаметром 0,3…1,6 мм длиной 15… 192 мм. Арматурная сталь разделяется по классам (A-I, А-II, A-III и др.) в зависимости от механических свойств, а внутри каждого класса — по маркам (Ст 3, 18Г2С и др.) в зависимости от ее химического состава (рис. 6.10, е).

В качестве неметаллической арматуры могут использоваться стеклопластиковая проволока, стекложгуты и другие материалы, для дисперсного армирования применяется рубленое стеклянное или асбестовое волокно.

На строительный объект поступает арматура в виде отдельных стержней, плоских и пространственных каркасов, армоблоков, плоских и рулонных сеток либо арматурная сталь, из которой арматура изготавливается непосредственно на строительной площадке (рис. 6.10).


Рис. 6.10. Виды стальной арматуры : а — арматурные стержни; 6 — плоский каркас; в — пространственный каркас: 1 — рабочие стержни прямые; 2 — то же, отогнутые: 3 — монтажные стержни; 4 — хомуты; 5 — распределительные стержни; г — арматурные сетки: I — плоская; II — рулонная; д — армоблок: 1 — сетки; 2 — пространственный каркас; е — стержневая арматура — горячекатаная сталь; I — гладкая; II — периодического профиля; ж — проводка периодического профиля; з — прядевая арматура

По назначению арматуру подразделяют на рабочую — для восприятия в основном растягивающих или сжимающих усилий в конструкции; распределительную — для фиксирования рабочей арматуры в зависимости от действующих на нее нагрузок; монтажную — для сборки элементов каркаса и удержания всей арматуры в проектном положении; хомуты — для восприятия тангенциальных и скалывающих напряжений и одновременно с целью их распределения (рис. 6.10, б, в).

По принципу работы в железобетонной конструкции различают арматуру ненапрягаемую и предварительно напрягаемую (для более полного использования ее механических свойств).

Процесс арматурных работ состоит из четырех основных этапов: заготовка арматурных элементов; транспортировка арматурных заготовок и стали; установка арматуры в проектное положение; контроль и приемка смонтированной арматуры.

Конструктивные элементы арматуры изготавливают в основном централизованно в арматурных цехах предприятий стройиндустрии или на районных заводах и в виде товарной продукции   поставляют   на   строительные   объекты.   Размеры арматурных элементов назначают, согласно проекту, с учетом условий транспортировки, вида транспортных средств, габарита и массы элементов. Процесс заготовки арматурных стержней состоит из правки, чистки, гнутья и сварки стыков арматуры.

Очистку арматурной стали от ржавчины и грязи выполняют электрощетками или ручными стальными щетками.

Стержневую арматуру выправляют как на станках, так и вручную, используя для этого стальные плиты с упорами (рис.6.11, а). Арматуру в мотках насаживают на вертушки и разматывают, подавая в правильно-отрезной станок (рис. 6.11, в). Резку стержневой арматуры диаметром до 10 мм выполняют ручными ножницами, диаметром до 80 мм — на приводных станках (рис. 6.11, б). Полная длина отрезаемого стержня определяется по разметке участков арматуры с учетом некоторого удлинения стали в местах изгибов. Такое удлинение принимается: для отгиба под углом 90° — приблизительно равным одному диаметру, под углом 45° — половине диаметра, под углом 180° — полутора диаметрам стержня. Гнут арматурные стержни в холодном состоянии на гибочном станке с вращающимся рабочим диском и сменными центральным  и гибочным пальцами (рис. 6.11, г).


Рис. 6.11. Правка, резка и гибка арматуры : а — приспособление для правки арматурных прутков: I — арматурный стержень; 2 — упорные пальцы; 3 — неподвижное основание; и — схема станка с электромеханическим приводом для резки арматурной стали: 1 – стержень; 2, 3 — подвижный и неподвижный ножи; 4 — электродвигатель; 5 — приводной вал; 6 — коленчатый вал; в — схема правильно-отрезного станка: 1 — тянущие ролики; 2 — устройство для правки; 3 — рычажные ножи; 4 выключатель отмеривания длины стержня; 5 — приемное устройство отрезанных прутков; 6 — моток арматурной стали; 7 — электродвигатель; г — схема гибки стержней на механическом станке (I и II — стадии работы): 1 — рабочий диск; 2 — съемный гибочный палец; 3 — отверстия для сменных пальцев; 4 — осевой ролик; 5 — направляющие ролики; 6 — стержень для сменных пальцев

Для стыковки арматурных стержней по длине может применяться сварка контактная стыковая, трением, электродуговая одноэлектродная, многоэлектродная ванная, электрошлаковая, голой легированной и порошковой проволокой.

Арматуру на строительную площадку перевозят автомобильным и железнодорожным транспортом. Погрузочно-разгрузочные работы и транспортирование должны обеспечивать полную сохранность арматурных элементов и соединений стержней. Арматура поставляется комплектно на каждый конструктивный элемент и складируется на приобъектном складе или сборочно-комплектовочном участке.

Армирование конструкций отдельными стержнями осуществляют, учитывая пространственное положение арматуры в конструкции (колонны, балки, плиты и т. д.). Почти во всех вариантах монтаж арматуры начинается с установки рабочих стержней.

При армировании колонн первоначально устанавливают и закрепляют вертикальные рабочие стержни, присоединяя их нижние концы к выпускам и объединяя хомутами. Далее снизу вверх ставят остальные хомуты и фиксируют вертикальные стержни. Две стороны опалубки колонны оставляют открытыми.

В процессе армирования балок, прогонов, ригелей и других конструкций при высоте их до 60 см сборку арматурного каркаса производят на прокладках или козелках над коробом опалубки, начиная с раскладки нижних рабочих стержней и установки хомутов. Затем собранную часть поворачивают на 180° рабочими стержнями вниз, хомутами вверх и устанавливают верхние рабочие и монтажные стержни. Готовый каркас опускают в короб. При высоте конструкции более 60 см сборку каркаса производят на днище короба с открытой стороны опалубки.

Арматура – особенности использования и виды

 Арматура – это стальные стержни, имеющие различную форму и сечение. Назначение арматуры – препятствовать растяжению и появлению трещин в конструкциях из железобетона.

 

Строительную арматуру принято делить на следующие типы:
  • Рабочая арматура
  • Распределительная арматура
  • Монтажная арматура

 Рабочая арматура способна снизить напряжение от веса блока и внешние нагрузки.  Распределительная арматура сохраняет правильное положение стержней и точно перераспределяет вес на каждый стержень.  Хомуты предохраняют бетон от трещин у опор и связывают в единый каркас арматурные стержни.

 Монтажная арматура нужна, чтобы собрать арматурный каркас. Она помогает придать пруткам правильное положение при бетонировании.

 По способу установки арматуру делят на: штучную, каркас, сетку и конструкцию. В свою очередь  штучная арматура бывает жесткой(сделанной из профильной прокатной стали) и прутковой(состоит из круглых стержней).  При помощи сварки штучную арматуру можно собрать в каркас. Ее удобно использовать при небольших объемах работ.

 Арматурную сетку делают из перекрещивающихся стержней, которые соединяются с помощью сварки или вязки. Сетку обычно используют для армирования плит, а также на ее основе делают плоские и пространственные каркасы.

 Кроме того, арматура бывает продольной и поперечной. Продольная арматура препятствует возникновению в конструкциях вертикальных трещин, а поперечная – наклонных. Обычно стержни диаметром 10 мм и меньше поставляют в мотках, а от 100 мм – в прутках. Самая популярна арматура, купить которую можно практически на любой строительной базе,  арматура 12 мм (она обычно называется арматура d12  или арматура д12).

 Применение арматуры при изготовлении железобетонных конструкций усиливает прочность бетона. Наиболее востребована гибкая арматура, такая как каркасы, сварные сетки и стержни. Но иногда требуется применение жесткой арматуры – швеллеров, уголков и двутавров. 

 Самые крупные в России заводы по производству арматуры, продажей продукции которых занимается ООО “Первая Строительная База”:

  • ОАО «Челябинский металлургический комбинат» (ЧМК)
  • ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат»
  • ОАО «Северсталь»
  • ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

 

 

Возможно, вам будут также интересны следующие статьи:

Разнообразие строительной арматуры

Вязка арматуры для фундамента

Сетка арматурная

Арматура и железобетон

Классы строительной арматуры

Арматура ЖБК

Продажа арматуры А1, А3, А500С

Арматура 12

 

 

 

Спецификация изделий из арматуры

Арматурными изделиями можно назвать практически любой элемент из арматуры, который применяется для сооружения сборных и монолитных железобетонных конструкций, в том числе может быть и мезонин.

Все арматурные изделия можно разделить на следующие группы:

  • Сетки из арматуры. Эти элементы бывают двух типов: сварные и вязанные.
  • Каркасы – сооружении, которые разделяют на плоские и объемные (пространственные).

К отдельной категории стоит отнести канаты и пучки напрягаемых арматурных стержней, в том числе и с анкерами, и без них. Также арматурными изделиями можно назвать хомуты, монтажные петли и закладные элементы.

О некоторых применениях арматуры мы поговорим дальше.

Сварная арматурная сетка

Наиболее популярным типом изделий из арматуры можно считать арматурные сетки, выполненные из крестообразных соединений путем сварочных работ. Основным материалом для производства металлопродукции является арматурная проволока или стержни, диаметр которых не больше 3 мм. Рулонные и плоские сетки состоят из стержней, диаметр которых для продольных не больше 5-ти мм, для поперечных – не больше 10-ти мм. Если стержни имеют больший диаметр, то сетки выпускаются только плоскими. Ячейки сетки могут быть прямоугольными или квадратными.

Все сетки можно разделить на легкие и тяжелые, в зависимости от диаметра стержня. К легким принято относить сетки, диаметр основных элементов у которых до 10-ти мм. Если в любом из направлений применяются стержни диаметром свыше 12-ти мм, то такие сетки можно отнести к категории тяжелых.

В зависимости от расположения рабочей арматуры сетки можно разделить на 2 вида:

  • Рабочая арматура расположена только в перпендикулярном направлении – так монтируют только распределительную арматуру.
  • Рабочие арматурные стержни для обоих направлений.

Для соединения арматурных элементов применяется точечная сварка.

Арматурная вязаная сетка

Если объемы проводимых строительных работ небольшие, то часто применяется вязка арматуры ручным способом. Для этого используют мягкую проволоку. Диаметр такой проволоки составляет 0,8-1,0 мм. Инструмент для осуществления вязки – арматурные кусачки, зубцы которых немного затуплены.

Арматурные каркасы

Все каркасы можно разделить на плоские и объемные. Для соединения стержней используют контактную сварку, которая осуществляется при помощи высокопроизводительных сварочных машин. Если оборудование такого плана отсутствует, то можно применять электродуговую сварку или ручную вязку.

Применение готовых каркасов имеет свои преимущества:

  • Отсутствие отходов арматурной стали.
  • Быстрота выполнения строительных работ.
  • Нет потребности в применении услуг специалистов.

Даже представленной выше информации достаточно, чтобы понять, насколько большой выбор изделий из арматуры, и сколько нюансов существует в применении металлических стержней. Перед применением арматуры обязательно ознакомьтесь с этой информацией, поскольку от этого будет зависеть надежность и долговечность сооруженных зданий.

Арматурные работы | Строительная Компания “Призвание”

  • Арматурные работы включают два основных процесса: заготовку арматурных изделий и их установку в опалубку бетонируемой конструкции.

Арматура изготавливается в виде отдельных стержней и укрупненных элементов (сеток, плоских и пространственных каркасов, арматурно-опалубочных блоков), соединяемых между собой с помощью электросварки. Для предварительно напряженных железобетонных конструкций арматуру изготавливают в виде пучков, прядей или канатов из высокопрочной холоднотянутой стальной проволоки диаметром 3—8 мм.

Арматуру для железобетонных конструкций различают:

  • по материалу — стальная и стеклопластиковая;

  • по профилю — круглая гладкая и периодического профиля. Арматура периодического профиля имеет фигурную поверхность, что обеспечивает лучшее сцепление ее с бетоном и исключает необходимость устройства крюков на концах стержней;

  • по принципу работы в конструкции — ненапрягаемая и напрягаемая;

  • по назначению в конструкции — рабочая арматура, воспринимающая в основном растягивающие напряжения, возникающие при работе железобетонной конструкции; распределительная, предназначенная для распределения нагрузки между стержнями рабочей арматуры; монтажная для сборки арматурных каркасов;

  • по способу установки — одиночная арматура, арматурные каркасы и сетки.

Арматурная сталь в зависимости от механических качеств (предел прочности и предел текучести) может быть отнесена к одному из четырех классов: A-I, А-П, А-Ш и A-IV. В свою очередь для каждого класса горячекатаной арматурной стали устанавливаются определенные марки (сталь СтЗ, сталь Ст5, 351С и т. д.).

Штучная арматура имеет вид стержней, которые сваривают в арматурный каркас на месте бетонирования. Для заанкеривания в бетоне арматура (кроме арматуры периодического профиля) имеет на концах стержней крюки.

Для армирования балок, прогонов и ригелей применяют плоские или пространственные каркасы.

Арматурные сетки используют для армирования тонкостенных железобетонных конструкций (плиты покрытий, пространственные покрытия, стенки бункеров и т. д.). Их изготавливают из арматурной стали диаметром 3—10 мм длиной 3700 мм и доставляют на площадку в рулонах.

Заготовка арматуры. Арматурные изделия изготавливаются на специальных заводах, а также в арматурных цехах на заводах сборного железобетона или крупных строительных площадках. Большие арматурные каркасы и арматурно-опалубочные блоки, как правило, производятся на открытых механизированных стендах.

Процесс производства арматурных изделий состоит из заготовительных и сборочных операций.

Процесс заготовки арматурных изделий из тяжелой арматуры (диаметром от 14 мм и больше) включает следующие операции:

  • правку арматуры, удаление ржавчины и зачистку контактных поверхностей;

  • стыковую сварку;

  • при необходимости резку на стержни заданной длины;

  • гнутье в соответствии со спецификацией.

Сборочные операции — это сварка тяжелых сеток и каркасов, укрупнительная сборка плоских каркасов в пространственные блоки и при необходимости сборка арматурно-опалубочных блоков.

Резка стержневой арматуры осуществляется с помощью приводных станков-ножниц. Они имеют два ножа, один из них крепится неподвижно на станке, другой — на ползуне или кулисе, которые вместе с шатуном совершают возвратно-поступательное движение.

Гнутье арматурных стержней производится на механических и ручных гибочных станках. На механических станках гибка осуществляется между тремя пальцами — центральным, гибочным и упорным. Центральный (осевой) и гибочный пальцы устанавливаются в отверстие гибочного диска. При вращении диска гибочный палец изгибает стержень или пакет стержней вокруг осевого упора, а упорный удерживает их от поворота.

Тонкая арматура поступает в бухтах. Процесс ее заготовки состоит из чистки, правки и резки на прутки заданных размеров. Эти операции производятся на правильно-резальном станке, работающем в автоматическом режиме.

 

 

Сварка арматуры. Сварка применяется для стыкования арматурных стержней при изготовлении каркасов и сеток, креплении к арматурным каркасам закладных частей, стыковании между собой арматурных блоков и т. д.

Наиболее широко применяются контактно-точечная, контактно-стыковая и электродуговая электросварки, реже — электрошлаковая и ванная.

При контактной сварке электрический ток проходит по металлическому стержню, обладающему определенным сопротивлением. При этом выделяется тепло и металл в местах контакта стержней и их соединений плавится.

Контактно-точечная сварка применяется при изготовления сеток и плоских каркасов для соединения пересечений стержней. Для этого используют специальные стационарные одно — или многоэлектродные сварочные машины.

Принцип работы сварочных машин заключается в том, что при замыкании электрической цепи в местах контакта стержней металл расплавляется и стержни свариваются.

При сборке пространственных арматурных каркасов для приварки отдельных стержней к сеткам и плоским каркасам и для сборки непосредственно у места установки арматурных сеток и каркасов применяют передвижные подвесные сварочные клещи. Они представляют собой подвесную сварочную машину, имеющую электроды, механизм сжатия и гибкий шланг длиной до 3 м, позволяющий сварщику свободно манипулировать клещами.

С помощью контактно-стыковой электросварки наращивают арматурные стержни из горячекатаной стали. При этом используются сварочные машины, имеющие токовозбуждающие устройства, зажимы для закрепления свариваемых стержней, один из которых подвижен, что позволяет прижимать стержни друг к другу.

Электродуговая сварка применяется при изготовлении арматурных каркасов из стержней большого диаметра, а также для стыкования стержней внахлестку и с накладками.

Ванная сварка используется для стыкования стержней больших диаметров непосредственно на месте установки арматуры. Стержни укладываются с необходимым зазором в стальную или медную форму, в зазор вставляется гребенка электродов. При прохождении тока между формой и электродами возникает дуга и образуется ванна расплавленного металла, плавятся торцы стержней и свариваются.

Перевозка и установка арматуры. Арматуру или крупноразмерные арматурные конструкции доставляют на строительный объект железнодорожным или автомобильным транспортом. Чтобы при транспортировке арматура не деформировалась, между пучками арматуры или каркасами укладываются деревянные прокладки.

Установка арматуры производится только после проверки и приемки по акту опалубки.

При установке арматуры необходимо обеспечить предусмотренные проектом толщину защитного слоя и расстояние между рядами арматуры. Защитный слой в железобетонных конструкциях предохраняет арматуру от огня и защищает от коррозии. В плитах и стенках из тяжелого бетона толщиной до 100 м защитный слой должен быть не менее 10 мм; до 1500 мм — 15; в балках, прогонах и колоннах при диаметре рабочей арматуры 20—32 мм — 25; при большем диаметре — не менее 30 мм.

При возведении тонкостенных конструкций (плит, стенок, бункеров и т. д.) из бетона на пористых заполнителях толщина защитного слоя должна быть не менее 15—20 мм. При эксплуатации железобетонных конструкций в условиях повышенной влажности и воздействия агрессивных сред нормативная толщина защитного слоя увеличивается не менее чем на 10 мм.

При устройстве фундаментов под колонны промышленного здания на бетонную подготовку краном укладываются готовые сварные сетки, к которым привариваются выпуски для крепления арматуры колонн. Для крупных фундаментов применяются изготавливаемые на заводе пространственные арматурные блоки, которые монтируются краном непосредственно с транспортных средств.

Армирование колонн, как правило, производится готовыми арматурными каркасами. В многоэтажных зданиях, где высота колонн ограничена, арматурные каркасы заводят в опалубочный короб колонны сверху. В высоких колоннах арматурный каркас колонны устанавливают с открытой стороны короба опалубки. После выверки положения каркаса колонны в опалубке стержни каркаса соединяются сваркой с выпусками арматуры из фундаментов.

Прогоны и балки армируются заранее заготовленными пространственными арматурными каркасами, которые устанавливаются в опалубочную форму монтажным краном. Плоские арматурные каркасы балок устанавливаются в опалубку и, чтобы исключить их смещение при бетонировании, скрепляются проволокой или монтажными скобами. В некоторых случаях (например, при значительной высоте балок) возникает необходимость изготовления каркасов прогонов и балок на месте их установки. При этом сборка арматурного каркаса производится непосредственно в опалубочной форме с открытыми боковыми щитами.

Армирование плит, стенок и других тонкостенных конструкций осуществляется сварными сетками, которые доставляются на строительную площадку в рулонах. При стыковании арматурных стержней, каркасов и сеток на месте их установки применяется электросварка и лишь в исключительных случаях — вязка при помощи мягкой отожженной проволоки. С помощью вязки или сварки необходимо соединять не менее 5 % всех пересечений, в том числе все пересечения стержней с хомутами в их углах.

 

 

Приемка смонтированной арматуры оформляется актом на скрытые работы. В акте указываются номера рабочих чертежей, отступления от проекта и основания для этого (поверочные расчеты, разрешение проектной организации и т. д.), а также приводится заключение о возможности бетонирования конструкций.

Контроль качества сварных соединений сводится к их наружному осмотру и последующему механическому испытанию сварных соединений, вырезаемых из конструкций, или к проверке их при помощи неразрушающих методов испытаний.

Отклонения при установке арматуры не должны превышать предусмотренных СНиПом.

Монтаж арматурных конструкций производить преимущественно из крупноразмерных блоков или унифицированных сеток заводского изготовления с обеспечением фиксации защитного слоя.
Отклонение от проектной толщины защитного слоя бетона не должно превышать:
а)    при толщине защитного слоя до 15 мм и линейных размерах поперечного сечения конструкции:
до 100 мм    + 4 мм
101 — 200 мм    + 5 мм

б)    при толщине защитного слоя от 16 до 20 мм включительно и линейных размерах поперечного сечения конструкции:
до 100 мм    + 4 мм, — 3 мм
101 — 200 мм    + 8 мм, — 3 мм
201 — 300 мм    + 10 мм, — 3 мм
свыше 300 мм    + 15 мм, — 5 мм

в)    при толщине защитного слоя свыше 20 мм и линейных размерах поперечного сечения конструкции:
до 100 мм    + 4 мм, — 5 мм
101 — 200 мм    + 10 мм, — 5 мм
201 — 300 мм    + 10 мм, — 5 мм
свыше 300 мм    + 15 мм, — 5 мм

Безсварочные соединения стержней производить:

  • Стыковые — внахлёстку или обжимными гильзами и винтовыми муфтами с обеспечением равнопрочности стыка;

  • Крестообразные — дуговыми прихватками или вязкой отожженной проволокой.

  • Допускается применение специальных соединительных элементов (пластмассовые и проволочные фиксаторы).

Отклонение в расстоянии между отдельно установленными стержнями не должно превышать:

  • для колонн и балок    ± 10 мм

  • для плит и стен фундаментов    ± 20 мм

  • для массивных конструкций    ± 30 мм

Отклонение в расстоянии между рядами арматуры не должно превышать:

 

Новые тенденции в арматурной стали для бетона

Новости

02 марта 2021 г.

Стоимость содержания национальной инфраструктуры продолжает расти, и перед производителями материалов стоит задача обеспечить более высокое качество, более экономичную и долговечную продукцию. С 1880-х годов стальная арматура использовалась для укрепления бетона, особенно в тяжелых конструкциях, таких как дороги, мосты и здания.Теперь новые инновации в отрасли делают эту проверенную технику еще лучше.

Например, определение коррозионно-стойких материалов является постоянной проблемой при использовании арматурной стали. Традиционные методы обеспечения коррозионной стойкости заключались в использовании покрытий, таких как эпоксидная смола или цинк, или в конструкциях бетонных смесей, препятствующих проникновению хлоридов. Однако технологические достижения показали, что такие альтернативы, как нержавеющая сталь, могут привести к увеличению ожидаемого срока службы продукта и повышению сейсмостойкости.

Запись критериев стандартов производительности для армированной стали находится в ведении ASTM International, Американского института бетона (ACI) и Института арматурной стали для бетона (CRSI). Эти организации существуют для защиты населения и стандартизации строительства, чтобы владельцы были уверены в построенных ими сооружениях.

Партнерство в области исследований и испытаний

Terracon проводит испытания материалов для владельцев по всей стране.Мы считаем важным идти впереди новых инноваций, проводя тестирование и проверку производителей материалов, которые разрабатывают альтернативные продукты, чтобы помочь им продемонстрировать, что они соответствуют установленным критериям.

Недавно компания Terracon заключила партнерское соглашение с компанией Contractor’s Materials Company (CMC) из Цинциннати, производителем арматурной стали из нержавеющей стали ASTM A955, чтобы помочь в количественном выражении и документировании преимуществ качества их продукции. Компания Terracon провела многочисленные испытания, чтобы определить, насколько гибкая, ковкая и гибкая новая стальная продукция соответствует требованиям ASTM A955, являющегося стандартом для деформированных и плоских стержней из нержавеющей стали для армирования бетона.Компания Terracon также провела испытания и предоставила данные испытаний для новых запатентованных конструкций различных видов метизов (например, стальных стержней). Участие в инновациях в области нержавеющей стали со стороны производства помогает нам лучше понять проект и гарантирует владельцу качественный продукт на протяжении всего срока службы конструкции.

Арматурная сталь и металлолом

Terracon также сотрудничает с компанией Byer Steel из Цинциннати в их подготовке к обращению в Комитет по техническим стандартам ASTM относительно модификации ASTM A615, который является стандартом для деформированных и простых стержней из углеродистой стали для армирования бетона.Byer Steel является единственным в США производителем стальных арматурных стержней для осей ASTM A996. Terracon предоставляет данные испытаний, чтобы продемонстрировать сравнительный характер этих арматурных стальных стержней со стандартными стержнями марки ASTM A615 класса 60. Byer Steel будет использовать данные испытаний, чтобы предложить объединить ASTM A996 с ASTM A615. В случае успеха стальная ось может стать одобренным источником лома для арматурной стали ASTM A615, что даст Байеру дополнительные возможности по сбыту продукции в соответствии с проектными спецификациями.

Terracon ранее проводила химический анализ осевых болтов и заглушек, установленных в списанных осях, доставленных в Byer Steel.В обоих случаях компания Terracon смогла предоставить данные испытаний, показывающие, что болты и заглушки химически сопоставимы с готовым изделием из арматурной стали, что позволило упростить производственный процесс. В результате от Byer Steel больше не требуется снимать крепежные болты и заливные пробки перед ковкой стержней, что снижает трудозатраты и позволяет компании увеличить производство.

Каково влияние отрасли?

Улучшения в области армированной стали способны изменить традиционные строительные спецификации.Фундаментальные альтернативы конструкции и состава материалов, а также исследования других типов арматурной стали с высокими эксплуатационными характеристиками относятся к сегодняшним металлургическим инновациям.

Являясь лидером в области услуг по тестированию материалов, Terracon предлагает знания и возможности для проведения испытаний и оценки различных типов материалов, включая изготовленную и существующую арматурную сталь. Поддерживая разработку и тестирование производительности новых инноваций, мы стремимся помочь производителям, дизайнерам, разработчикам и подрядчикам удовлетворить потребности в материалах будущего.

Анкеровка обычных и высокопрочных арматурных стержней с головками

Аннотация

Стержни с головкой часто используются для анкеровки арматурной стали в качестве средства уменьшения заторов, когда геометрия элемента не позволяет обеспечить адекватное крепление с помощью прямого стержня. В настоящее время имеются ограниченные данные о поведении стержней с головкой, а данных о высокопрочной стали или высокопрочном бетоне нет. Из-за отсутствия информации текущие расчетные положения для длины развертывания арматурных стержней с головками в ACI 318-14 ограничивают предел текучести арматурной стали с головками до 60 000 фунтов на квадратный дюйм, а прочность бетона на сжатие для расчета длины развертывания до 6000 фунтов на квадратный дюйм.Текущие проектные положения для разработки стержней с головками в ACI 349-13, которые основаны на ACI 318-08, применяют те же ограничения на прочность материала (60 000 фунтов на квадратный дюйм и 6000 фунтов на квадратный дюйм, соответственно, для стержней с головками и бетона). Эти ограничения ограничивают использование стержней с головкой и не позволяют в полной мере воспользоваться преимуществами высокопрочной арматурной стали и бетона от реализации. Цель этого исследования состояла в том, чтобы установить основные факторы, влияющие на длину разработки стержней с головкой, и разработать новые рекомендации по проектированию длины разработки, которые позволяют использовать более прочную сталь и бетон.В общей сложности было протестировано 233 образца, при этом четыре типа образцов использовались для оценки головок в различных областях применения. Двести два образца соединения балки с колонной, 10 образцов балок с стержнями с головками, закрепленными рядом с опорой в областях, известных как сжатие-сжатие-растяжение (узлы CCT), 15 образцов с неглубокой заделкой (каждый из которых содержит от одного до трех стержней с головками, в общей сложности 32 испытания) и 6 образцов для сращивания были оценены. Стержни № 5, № 6, № 8 и № 11 были оценены для охвата диапазона размеров стержней с головкой, обычно используемых на практике.Прочность бетона на сжатие варьировалась от 3960 до 16030 фунтов на квадратный дюйм. Также был исследован диапазон размеров стержней с головкой, с чистой опорной площадью от 3,8 до 14,9 раз больше площади стержня. Некоторые из этих головок имели препятствия большего размера, чем разрешено текущими требованиями Кодекса. Кроме того, количество ограничивающей арматуры, количество головок в образец, расстояние между головками и длина заделки были оценены в этом исследовании. Результаты этого исследования показывают, что положения ACI 318-14 и ACI 349-13 не учитывают точно влияние размера стержня, прочности на сжатие или расстояния между головками стержней в соединении.Влияние прочности бетона на сжатие на длину выработки стержней с буртиком точно представлена ​​прочностью бетона, увеличенной до степени 0,25, а не до степени 0,5, используемой в настоящее время в положениях ACI. Ограничивающая арматура увеличивает прочность анкеровки стержней с головкой пропорционально количеству ограничивающей арматуры на разрабатываемый стержень с головкой. Стержни с головкой с препятствиями, не отвечающими требованиям к головке класса HA согласно ASTM A970 (головки, разрешенные ACI 318-14 и ACI 349-13), работают так же, как головки HA, при условии, что свободная опорная площадь головки составляет не менее 4.в 5 раз больше площади стержня. Стержни с головкой демонстрируют снижение пропускной способности при значениях межцентрового расстояния менее восьми диаметров стержня. Эти результаты используются для разработки описательных уравнений для прочности анкеровки, которые охватывают широкий диапазон прочности материалов и свойств элементов. Уравнения используются для разработки дизайна условия для длины разработки, которые безопасно позволяют использовать арматурные стержни с головкой для сталей с пределом текучести до 120 000 фунтов на квадратный дюйм и бетонов с пределом прочности на сжатие до 16 000 фунтов на квадратный дюйм.Принятие предложенных положений значительно улучшит конструктивность и экономичность атомных электростанций и других строительных конструкций.

Цитата

Шао, Ю., Дарвин, Д., О’Рейли, М., Лекен, Р. Д., Гимире, К. П., Хано, Муна, «Анкеровка обычных и высокопрочных арматурных стержней с головкой», Отчет SM № 117, The Исследовательский центр Канзасского университета, Лоуренс, Канзас, август 2016 г., 234 стр.

.

• США: производство железобетонной арматуры 2019

• U.С.: производство железобетонной арматуры 2019 | Статистика

Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную. Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике через звездочку в шапке.

Зарегистрируйтесь сейчас

В настоящее время вы используете общую учетную запись. Чтобы использовать отдельные функции (например, пометить статистику как избранное, установить статистические оповещения) пожалуйста, войдите в свой личный кабинет.Если вы являетесь администратором, пожалуйста, авторизуйтесь, войдя в систему еще раз.

Авторизоваться

Сохранить статистику в формате .XLS

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Сохранить статистику в формате .PNG

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Сохранить статистику в формате .PDF

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Показать ссылки на источники

Как пользователь Premium вы получаете доступ к подробным ссылкам на источники и справочной информации об этой статистике.

Показать подробности об этой статистике

Как пользователь Premium вы получаете доступ к справочной информации и подробностям о выпуске этой статистики.

Статистика закладок

Как только эта статистика обновится, вы немедленно получите уведомление по электронной почте.

Да, сохранить как избранное!

…и облегчить мою исследовательскую жизнь.

Изменить параметры статистики

Для использования этой функции требуется как минимум одиночная учетная запись .

Базовая учетная запись

Знакомство с платформой

У вас есть доступ только к базовой статистике.
Эта статистика не включает в ваш аккаунт.

Один аккаунт

Один аккаунт

Идеальный учет входа для отдельных пользователей

    • Мгновенный Доступ до 1M Статистика
    • Скачать в XLS, PDF & PNG Формат
    • Подробные Список литературы

    $ 59 $ 39 / месяц *

    в первые 12 месяцев

    Корпоративный счет

    Полный доступ

    Корпоративное решение со всеми функциями.

    * Цены не включают налог с продаж.

    Самая важная статистика

    Самая важная статистика

    Самая важная статистика

    Самая важная статистика

    Самая важная статистика

    Дальнейшая дополнительная статистика

    Узнать больше о как Statista может поддержать ваш бизнес.

    Всемирная ассоциация производителей стали. (4 декабря 2020 г.). Производство железобетонной арматуры в США с 2000 по 2019 год (в миллионах метрических тонн) [График]. В Статистике. Получено 13 апреля 2022 г. с https://www.statista.com/statistics/191761/production-of-steel-concrete-reinforcing-bars-in-the-us-since-2000/

    World Steel Association. «Производство железобетонной арматуры в США с 2000 по 2019 год (в миллионах метрических тонн)». Диаграмма. 4 декабря 2020 г. Статистика. По состоянию на 13 апреля 2022 г.https://www.statista.com/statistics/191761/production-of-steel-concrete-reinforcing-bars-in-the-us-since-2000/

    Всемирная ассоциация производителей стали. (2020). Производство железобетонной арматуры в США с 2000 по 2019 год (в миллионах метрических тонн). Статистика. Statista Inc.. По состоянию на 13 апреля 2022 г. Стальная ассоциация. «Производство стальной арматуры для бетона в США.S. с 2000 по 2019 год (в миллионах метрических тонн)». Statista, Statista Inc., 4 декабря 2020 г., https://www.statista.com/statistics/191761/production-of-steel-concrete-reinforcing-bars- in-the-us-since-2000/

    World Steel Association, Производство железобетонной арматуры в США с 2000 по 2019 год (в миллионах метрических тонн) Statista, https://www.statista.com/statistics/191761 /production-of-steel-concrete-reparing-bars-in-the-us-since-2000/ (последнее посещение 13 апреля 2022 г.)

    Использование стальных арматурных стержней с эпоксидным покрытием для более тонкого дорожного покрытия с грунтовкой

    В отличие от покрытия с простым швом или покрытия со шпоночным соединением, непрерывно-армированное бетонное покрытие (НББК) строится без сформированных поперечных швов.Поперечные трещины затем развиваются по мере усадки бетона во время отверждения на равномерном расстоянии от 3 до 10 футов по центру. В CRCP используются непрерывные продольные арматурные стержни с нахлестом, которые обеспечивают ограничение и плотно скрепляют трещины. Стержни с эпоксидным покрытием обеспечивают защиту от коррозии, что приводит к значительному увеличению срока службы дорожного покрытия.


    При правильном проектировании и строительстве CRCP стальные арматурные стержни плотно скрепляют поперечные трещины. Когда колесо транспортного средства переходит с одного участка дорожного покрытия на другой, колесная нагрузка воспринимается как совокупной блокировкой трещины, так и действием штифта стального арматурного стержня.Для того, чтобы это происходило эффективно и с желаемой производительностью, решающее значение имеет относительно узкая ширина трещины. Напротив, дорожное покрытие со слишком широкими трещинами не может эффективно передавать нагрузки от колес. Следовательно, вероятны проколы дорожного покрытия и деформации грунтового основания.

    CRCP особенно подходит для транспортных артерий с интенсивным, интенсивным движением и где задержки, связанные с ремонтом и восстановлением, должны быть сведены к минимуму. В первом поколении автомагистралей между штатами в 1960-х годах использовались тротуары, рассчитанные на 0.4 миллиона ESAL (эквивалентная нагрузка на одну ось) на расчетную полосу движения. Сегодня ожидается 2,5 миллиона ESAL на расчетную дорожку.


    CRCP RESEARCH

    После этого исследования CRCP, проведенного в Иллинойсском центре транспорта, ожидается, что эта практика проектирования может быть изменена. Цель этого обширного исследования состояла в том, чтобы охарактеризовать критические параметры, влияющие на ширину трещины CRCP. Исследование включало в себя строительство 10 секций CRCP с тяжелыми инструментами с последующей погрузкой дорожной одежды.Была разработана и проверена новая аналитическая модель трещин по зарегистрированным измерениям.

    Критические параметры, влияющие на ширину трещины CRCP при нагружении покрытия до разрушения:

    1. Процент арматурной стали;
    2. Толщина плиты;
    3. Бетонное покрытие;
    4. Влияние равномерного расстояния между трещинами на производительность; и
    5. Эффект использования двух слоев арматурной стали.


    Кроме того, была создана новая аналитическая модель для определения ширины трещины для точного прогнозирования ширины трещины при различных температурных условиях.Модель, ранее использовавшаяся для прогнозирования ширины трещины на глубине стали, была адаптирована для прогнозирования ширины трещины на любой глубине.


    ВЫВОДЫ

    Наиболее важными параметрами ширины трещины были влияние температуры окружающей среды, средней температуры покрытия и перепада температур между верхней и нижней частью покрытия. Также было обнаружено, что арматурная сталь значительно увеличивает прочность дорожного покрытия и может позволить уменьшить толщину бетона в будущих спецификациях без потери преимуществ.А использование стальной арматуры с эпоксидным покрытием обеспечивает защиту от коррозии от нежелательного воздействия противогололедных солей и значительно увеличивает срок службы.

    Моделирование поведения одноосного сцепления при напряжении и проскальзывании арматурных стержней, залитых в бетон с различной прочностью

    Abstract

    Целью данной статьи является изучение характеристик одноосного сцепления при напряжении и проскальзывании арматурных стержней, залитых в бетон с различной прочностью. Испытания проводились на образцах растяжения и растяжения, которые имели размер поперечного сечения с арматурным стержнем, встроенным в центральную часть.Экспериментальной переменной была прочность бетона на сжатие (20, 40 и 60 МПа). Результаты испытаний показывают, что в образце, подвергнутом любой фиксированной нагрузке, максимальное значение деформации бетона произошло вокруг центрального положения, и его значение увеличивалось по мере увеличения прочности бетона на сжатие. В зависимости от заложенного положения стальных стержней соотношение между напряжением и скольжением сцепления также было различным. Кроме того, аналитические результаты показывают, что предложенное определяющее соотношение между напряжением сцепления и скольжением очень точно описывает истинное соотношение между напряжением и скольжением сцепления.

    Ключевые слова: арматурный стержень, напряжение сцепления, скольжение, испытание на одноосное растяжение

    1. Введение

    Железобетон (ЖБ) представляет собой композитный материал, который широко используется в гражданском строительстве благодаря своим преимуществам, таким как долговечность, пожаробезопасность. стойкость и экономичность [1]. Конструктивные характеристики железобетонных элементов в основном зависят от достаточной связи между арматурными стержнями и окружающим бетоном [2,3]. Для железобетонных элементов характеристикой проскальзывания сцепления является разница деформации материала в определенной точке вдоль арматурного стержня.Поскольку взаимосвязь сцепления и проскальзывания на границе раздела между сталью и бетоном очень сложна и включает в себя множество переменных, фактический структурный анализ обычно игнорирует влияние сцепления и скольжения на общие механические свойства железобетонных конструкций. Другими словами, предполагается, что сталь и бетон полностью связаны, поэтому относительное скольжение между ними игнорируется, что приводит к большому отклонению от результатов анализа.

    К настоящему времени многие ученые установили соответствующие определяющие отношения связи и проскальзывания и модели, основанные на большом количестве экспериментальных исследований при всестороннем рассмотрении различных факторов, влияющих на характеристики связи членов RC.На этой основе некоторые ученые объединили экспериментальные исследования и теоретический анализ, чтобы установить различные теоретические модели связи и скольжения железобетона и методы численной аналогии. Путем включения в структурный анализ определяющей зависимости сцепления-скольжения для учета эффекта сцепления-скольжения повышается точность аналогии структурного отклика. Что касается проблемы сцепления-скольжения между сталью и бетоном, в этом исследовании был проведен обзор соответствующей литературы по трем аспектам: механизм сцепления-скольжения, экспериментальные исследования, теоретическая модель и численное моделирование, как показано в следующих параграфах.

    Для деформированных стальных стержней передача усилия от стальных стержней к окружающему бетону происходит посредством следующих механизмов: химическая адгезия, сопротивление трению и механическая блокировка [3]. Химическая адгезия между стальными стержнями и бетоном оказывает незначительное влияние. Силы трения вызваны шероховатостью интерфейса, силами, поперечными к поверхности стержня, и относительным скольжением между стержнем и окружающим бетоном. Механическая блокировка из-за выступов или ребер на поверхности деформированных стальных стержней является наиболее важным механизмом.При проектировании конструкций очень непрактично определять прочность связи путем измерения трех составляющих напряжений связи с микроскопической точки зрения. Чтобы упростить расчет, многие ученые выдвинули концепцию среднего напряжения сцепления, чтобы отразить прочность сцепления между стальными стержнями и бетоном. Например, Филиппоу и др. [4] предположили, что напряжение сцепления равномерно распределено по длине заделки. Таким образом, на основе равновесия сил между нагрузками на стержень и доступным сопротивлением связи можно составить следующее уравнение: где τ — напряжение связи, а σs — напряжение арматурного стержня, db — диаметр арматурного стержня, а dx или Δx — длина заделки арматурного стержня.Тогда среднее напряжение связи может быть выражено следующим образом:

    τ(x)=ΔTπdbΔx=db4dσsdx

    (2)

    Существуют два широко используемых метода испытаний для экспериментального изучения отношения сцепления-скольжения компонентов RC. Один из них — испытание на отрыв, а другой — испытание на балку (испытание на осевое растяжение) [5,6]. В большинстве испытаний на выдергивание заложенная длина арматурного стержня должна быть небольшой (обычно не более чем в пять раз больше диаметра стального стержня), арматурный стержень более или менее поддерживается в упругом состоянии, а напряжение сцепления приблизительно постоянна [7].Когда закладная длина большая, с одной стороны, стальной стержень подвергается значительной деформации из-за большего напряжения, и стальной стержень проскальзывает из-за удлинения при проникновении деформации [8,9]. С другой стороны, при боковом удержании, как только происходит предел текучести при растяжении, поперечная сталь сжимается из-за эффекта Пуассона, который влияет на развитие радиального напряжения сжатия. По механизму трения снижается прочность связи [10]. Кроме того, текучесть стального стержня также влияет на геометрию ребра и еще больше ослабляет прочность соединения.Таким образом, принимая во внимание влияние предела текучести стального стержня и проникновения деформации, целесообразно установить связь между сцеплением и скольжением, подходящую для длительной анкеровки. Шима и др. [11] изучали характеристики сцепления стальных стержней после текучести путем проведения испытаний на отрыв железобетонных образцов с длиной анкера 50 дБ. Экспериментальное исследование показало, что деформация стального стержня оказала значительное влияние на связь сцепление-скольжение. На стадии упругости кривая деформации была очень гладкой, но когда стальной стержень поддался и начал входить в стадию упрочнения, напряжение сцепления резко снизилось.Для дальнейшего изучения взаимосвязей сцепления и скольжения при проникновении деформации Лян и Сритаран [12] разработали в общей сложности пять наборов образцов с встроенной длиной 48 дБ и провели испытания на отрыв с использованием монотонной нагрузки и циклической нагрузки. Также была создана соответствующая модель анализа.

    С развитием технологии бетона бетоны с различными свойствами стали последовательно применяться в реальных проектах. Ввиду этого ученые также исследовали определяющие отношения сцепления и скольжения этих бетонов, которые отличаются от традиционного состава бетона.Куи и др. [13] использовали стандартное испытание на отрыв конца балки для проведения экспериментального исследования прочности сцепления стальных стержней в конструкциях из армированного геополимерного бетона (GPC). Результаты показывают, что образцы GPC имели высокую жесткость сцепления. По сравнению с обычным бетоном на портландцементе, GPC показал, что он может выдерживать большие растягивающие нагрузки при том же значении относительного скольжения. Хуанг и др. [14] изучали прочность связи между деформированными стальными стержнями и бетоном, армированным гибридной сталью и полипропиленом (HFRC).В ходе серии монотонных/циклических испытаний на выдергивание были оценены преимущества гибридных волокон. Кроме того, была предложена аналитическая модель для оценки предельной прочности соединения, которая была хорошо подтверждена другими независимыми экспериментальными результатами.

    С другой стороны, в связи с растущим вниманием к защите окружающей среды состав бетона был заменен возобновляемыми ресурсами. Романацци и др. [15] изучали сцепление-скольжение между прорезиненным бетоном (RuC) и деформированными стальными стержнями.Было замечено, что при процентном содержании частиц каучука, замещающих натуральный мелкий заполнитель, превышающем 12 %, прочность сцепления снижалась (до 20 % по отношению к эталонной смеси). Гао и др. [16] изучали характеристики сцепления между деформированными стальными стержнями и переработанным заполнителем, армированным стальным полипропиленом гибридным волокном (HFRAC). Результаты ясно продемонстрировали, что гибридное волокно сталь-полипропилен может синергетически увеличить прочность связи между стальным стержнем и HFRAC. Роксон и др.[17] изучали прочность связи между стальными стержнями и конструкционным бетоном с использованием промышленных переработанных крупных и мелких заполнителей. Результаты показали, что при использовании переработанного бетона для проектирования конструкций текущие нормы проектирования и эмпирические формулы, найденные в литературе, были консервативными.

    Литература показывает, что связь между напряжением сцепления и скольжением зависит от многих факторов или условий, которые можно условно разделить на четыре категории: свойства бетона; армирующие свойства; стрессовое состояние; и тип нагружения [18].В связи с этим в последние несколько десятилетий ученые предложили различные соотношения напряжения и проскальзывания связи и соответствующие модели связи. Элигехаузен и др. [7] предложил модель связи в 1983 году, утверждая, что прочность связи увеличивается с увеличением прочности бетона и может рассматриваться как функция квадратного корня из прочности бетона на сжатие. Более того, в 1983 г. Филиппоу и соавт. [4] создали аналитическую модель для описания характеристик гистерезиса железобетонных соединений балки-колонны.Поэтому эта модель получила общее название модели Элигехаузена-Филиппу. Затем код модели CEB-FIP 2010 [19] принял эту модель. Взяв в качестве примера нелинейную зависимость напряжения сцепления от проскальзывания Модельного кодекса CEB-FIP 2010, если это разрушение отрыва, напряжение сцепления (τ) между бетоном и стальным стержнем как функция относительного смещения (s ) можно рассчитать по следующим уравнениям: s2

    (5)

    где τu — пиковое напряжение связи; τf – остаточное напряжение связи; s — квитанция об облигации; s1, s2 и s3 — скольжение в начале пикового напряжения сцепления, скольжение в конце пикового напряжения сцепления и скольжение в начале остаточного напряжения сцепления соответственно; α — это параметр аппроксимации кривой, который не должен быть больше единицы, чтобы иметь физический смысл.В настоящее время зависимость местного напряжения сцепления от проскальзывания, рекомендованная модельным кодом CEB-FIP 2010, показана на , а соответствующие параметры на рисунке показаны в [19,20,21]. Зависимость локального напряжения связи от проскальзывания, предложенная Huang et al. [20] и Harajli et al. [21,22] аналогична таковой в , а соответствующие параметры на рисунке показаны в . С другой стороны, что касается прочности связи, литература показывает, что разные модели дают разные уравнения прогнозирования. показывает максимальную «местную» прочность сцепления, наблюдаемую в предыдущих экспериментальных испытаниях, в основном в испытаниях на отрыв.Из этого видно, что для разных марок бетона имеется явный разброс значений максимальной прочности сцепления и ее значение колеблется от 1,7fc′ до 5,7fc′.

    Аналитическая зависимость напряжения сцепления от проскальзывания (CEB-FIP Model Code 2010).

    Таблица 1

    Значения параметров для моделей прогнозирования зависимости напряжения сцепления от проскальзывания.

    Параметр Код модели 2010 [19] Huang et al. [20] Harajli et al.[21]
    Ограниченный бетон Бетон нормальной прочности Бетон
    s1 1,0 мм 1,0 мм 0,15 Ставка на расстояние. ребра
    s2 3,0 мм 3,0 мм 0,35 Ставка на расстояние. ребра
    s3 Ставка на расстояние. ребра Ставка на дистанцию. ребра Ставка на дистанцию. ребра
    α 0.4 0,4 ​​ 0,3
    τу 2,5fc′ 0,4 ф/см 2,57fc′
    τf 0,4τu 0,4τu 0,9fc′

    Таблица 2

    Общие результаты максимальной «местной» прочности сцепления в испытаниях на отрыв.

    4

    2(1979) [23]

    3 Kivelletal. 90 (2011) [27] 5 892 Бетон сверхвысоких характеристик6 9.2 (2.0fc ‘)
    Автор Тип бетона Прочность бетона (МПа) Длина анкеровки Максимальная прочность сцепления (МПа)
    Обычный бетон 30 15 (2,7fc′)
    Hawkins et al.
    (1982) [24]
    Нормальный бетон 4 D B 9 D B 34 (5,0FC ‘) 34 (5,0FC’)
    VOS и Reinhardt
    (1982) [25]
    Нормальный бетон 20 3 D 3 D B 8 (1.7FC ‘)
    35 17 (2.9fc’)
    45 25 (3.7fc′)
    Eligehausen et al.
    (1983) [7]
    Нормальный бетон 30 5 D B 14 (2.6FC ‘)
    55 19 (2.6fc’)
    Fang ET др. (2006) [26] Нормальный бетон 22–43 4 d b 22 (2.9fc′)
    Обычный бетон 65 4 d b 32 (4fc′)
    Арау.(2013) [28] Фибробетон 60 5 d b 20 (2,6fc′)
    al. (2015) [29] Высокопроизводительный бетон 40 4 D B 35.9 (5,7fc ‘)
    80262 37.1 (4.1fc’)
    100 35,3 (3,5fc′)
    120 36,4 (3,3fc′)
    Pishro and Feng (2017) [30]
    2 2 D B 17.7 (1.9FC ‘ 17.7 (1.9fc’)
    93.6 93,6
    107.6 25.1 (2.4fc’)
    113.6 27.0 (2.5FC ‘)
    Chu и Kwan (2019) [2] Fire Fire 51.6-61.3 4,2 D B 19.4-27.1 (3.1FC’)

    Guizani et al. [31] изготовили 43 умеренно закрепленных железобетонных образца с длиной анкеровки 5 90 240 d 90 379 b 90 380 90 241 и установили их взаимосвязь сцепления и скольжения посредством испытаний на отрыв.Чтобы рассмотреть влияние выхода стальных стержней, Marti et al. [32] предположили, что связь сцепление-скольжение является идеальной жестко-пластичной, и предложили модель натянутой хорды, которая может быть применена к трещинам, минимальному коэффициенту армирования, эффекту жесткости при растяжении и способности к вращению и так далее. Позже Лоус и соавт. [33] модифицировали соотношение сцепление-скольжение, основанное на более короткой длине анкеровки, введя понижающий коэффициент для учета влияния текучести стального стержня при длинной анкеровке.На основании вышеупомянутого исследования Fernández Ruiz et al. [34] внесли усовершенствования с учетом влияния формы стального стержня. Были предложены две модели (модель квадратного корня и модель жесткой пластичности), которые можно было бы использовать для описания связи сцепление-скольжение до и после текучести стального стержня. Из-за разницы граничных условий эмпирические формулы и модели, полученные в результате простых испытаний на выдергивание, неприменимы к некоторым частям конструкции и компонентам.Таким образом, Хонг и Парк [6] изучали связь между напряжением и скольжением железобетонных элементов при осевых растягивающих нагрузках. Была предложена аналитическая модель, в которой использовалась обычная теория напряжения-скольжения связи, характеристики деформированного стержня и площадь поперечного сечения бетона.

    При высоких температурах свойства сцепления между сталью и бетоном будут постепенно снижаться, что серьезно повлияет на механические свойства конструкции. Аслани и Самали [35] предложили модифицированную формулу для отношения местного напряжения сцепления к проскальзыванию кода модели CEB-FIP 2010 для анализа напряжения сцепления и относительного проскальзывания между бетоном и стальными стержнями после воздействия высоких температур:

    τ(T)=τu,T(s/s1)α для 0≤s≤s1

    (7)

    τ(T)=τu,T для s1

    (8)

    τ( T)=τu,T−(τu,T−τf,T)(s−s2s3−s2) для s2

    (9)

    τ(T)=0.4τu,T для s3

    (10)

    где τ(T)= прочность связи после воздействия высоких температур T °C, τu,T = предел прочности связи после воздействия высоких температур T °C; τf,T = остаточное напряжение сцепления после воздействия высоких температур T °C, с = проскальзывание сцепления; s1, s2 и s3 — скольжение в начале предельного напряжения сцепления, скольжение в конце предельного напряжения сцепления и скольжение в начале остаточного напряжения сцепления соответственно; α — параметр аппроксимации кривой, который не должен быть больше единицы.

    В дополнение к теоретической модели взаимосвязи сцепления и скольжения ученые провели обширные исследования по численному моделированию. Выбор метода моделирования может быть прямым или косвенным [10]. Прямой метод заключается, главным образом, в создании усовершенствованной модели конечных элементов и рассмотрении явления связи-скольжения путем вставки соответствующего элемента связи. Например, Лундгрен и Гиллтофт [36] разработали элемент трехмерного интерфейса, соединяющий сталь и бетон. В эту модель было включено напряжение расщепления из-за склеивания.Кроме того, напряжение сцепления зависело не только от скольжения, но и от радиальной деформации между стальным стержнем и бетоном. Вставив этот элемент интерфейса в программное обеспечение конечных элементов, можно было бы реализовать разумный прогноз разрушения при расколе и потери напряжения сцепления стального стержня после текучести. С другой стороны, непрямой метод начинается с влияния сцепления-скольжения на характеристики элементов конструкции путем изменения определяющих отношений стали или бетона или непосредственного добавления пружинных элементов на конце элемента, придающих элементу дополнительную жесткость. гибкость, чтобы косвенно учитывать эффект связи-скольжения.Дехестани и Мусави [37] рассмотрели эффект связи-скольжения путем изменения предела текучести и модуля упругости стального стержня и получили модифицированную модель стального стержня. Результаты показали значительное влияние сцепления-скольжения на общее поведение члена.

    Предыдущие исследования показали, что большинство предложенных взаимосвязей сцепления и проскальзывания были получены в результате испытаний на отрыв. Эти модели связи, которые различаются в зависимости от типа бетона и параметров арматурной стали, несовместимы друг с другом.Кроме того, начальная жесткость вышеупомянутых кривых напряжения-скольжения связи бесконечна, что нецелесообразно и может вызвать проблемы при численном анализе. В целом, используя испытание на отрыв, можно получить зависимость местного напряжения сцепления от проскальзывания. Однако это испытание не отражает изменения напряжения сцепления вдоль продольной оси встроенного стального стержня в фактической зоне растрескивания. На самом деле определяющее соотношение местного напряжения сцепления и проскальзывания изменяется по длине встроенного стального стержня.Для различных бетонов в существующей литературе предложены функции положения, которые отражают это изменение [38,39,40]. Тем не менее, еще есть возможности для исследования распределения напряжения сцепления между арматурной сталью и бетоном по длине встроенного стального стержня. Учитывая это, в данном исследовании использовалось испытание на осевое растяжение для моделирования поведения балки после образования трещин. В этом исследовании тензорезисторы были установлены в разных местах внутри стального стержня испытуемых образцов для измерения изменений напряжения стального стержня по длине заделки, а относительное смещение бетона и стального стержня в месте трещины измерялось. измеряется линейными регулируемыми дифференциальными трансформаторами (LVDT).Путем определения изменений напряжения и деформации, напряжения сцепления и проскальзывания стали и бетона внутри образца была получена функция положения, отражающая эти изменения, что позволило получить более точное описание поведения напряжения сцепления и проскальзывания.

    2. Детали эксперимента

    2.1. Материалы и пропорции смеси

    Материалы, использованные для изготовления образцов для извлечения, включали цемент, микрокремнезем, мелкие и крупные заполнители, суперпластификаторы и стальные стержни. В качестве цемента использовался местный обычный портландцемент, соответствующий стандарту ASTM C150/C150M [41], с удельным весом 3.15 и крупностью 3400 см 2 /г. Используемый микрокремнезем был закуплен за границей, и его удельный вес составлял 2,08. В соответствии со стандартом ASTM C33/C33M [42] были выбраны хорошо отсортированный заполнитель и промытый природный песок. Среди них мелким заполнителем был природный речной песок, а крупным заполнителем – щебень с максимальным размером частиц 19 мм. Физические свойства этих агрегатов перечислены в . Для обеспечения хорошей удобоукладываемости бетона были выбраны два различных суперпластификатора производства тайваньской компании Jong Shin.Среди них HICON HPC 1000 использовался для бетона средней прочности, а HICON MTP A40 использовался для бетона высокой прочности. Их основные свойства показаны на . Армирование представляло собой арматуру № 8 диаметром 25 мм, площадью поперечного сечения 5,07 см 2 , расстоянием между ребрами 30,4 мм, шириной ребер 3,7 мм, высотой ребер 1,7 мм и модулем упругости. 205 ГПа.

    Таблица 3

    Физические свойства заполнителей.

    Агрегатный тип Специфический вес (SSD) Водопоглощение (SSD) (%) единичный вес (сухой штанг) (кг / м 3 ) FM
    Крупный заполнитель 2.63 1.24 1.24 1532
    Дерехоженное совокупность 2.56 1.33 2,75 2,75

    Таблица 4

    Основные свойства суперпластификатора.

    Тип Специфический вес Значение рН Твердая композиция (%)
    HPC 1000275 1,20 7 ± 1 7 ± 1 3.37
    MTP A40 1.13 7 ± 1

    Для изучения влияния прочности бетона на характеристики сцепления бетону в течение 28 дней давали три расчетных значения прочности на сжатие: 20, 40 и 60 МПа. Пропорции бетонной смеси указаны в . В номере бетонной смеси буква С указывает на тип бетона (обычный бетон), а цифра на прочность бетона (20, 40 или 60 МПа). Все заполнители обрабатывали в помещении до достижения требуемого состояния насыщения поверхности сухим.Затем агрегаты выдерживали в помещении, в котором температура окружающей среды и относительная влажность (RH) контролировались на уровне 25 ± 3 °C и 50 ± 5% для предотвращения изменений влажности. При смешивании цемент (кремнезем), мелкий заполнитель и крупный заполнитель сначала заливали в смесительный барабан смесительной машины и тщательно перемешивали. Затем в смесительный барабан заливали воду и суперпластификатор и перемешивали до однородности бетонного раствора.

    Таблица 5

    Пропорции бетонной смеси.

    9 )
    Смесь № Соотношение воды / цемента (W / C) цемент
    (кг / м 3 )
    Вода
    (кг / м 3 )
    Совокупность
    (кг / кг / M 3 )
    SP
    (кг / м 3 )
    Вес сухого блока (кг / м 3 )
    FA CA
    C20 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 267 203 772 1054 0 2147
    C40 0.52 390 203 670 По 1054 0,78 2194
    С60 0,32 591 189 523 1063 6,50 2301

    2.2. Пропорциональное литье образцов

    Детали образцов для испытания на осевое растяжение показаны на . Поперечное сечение образцов для растяжения-натяжения представляло собой квадрат 150 мм × 150 мм. Закладная длина стального стержня №8 составила 300 мм.С одной стороны, это может гарантировать, что расстояние между трещинами будет достаточно большим, чтобы облегчить удовлетворительное изменение напряжения в стальном стержне № 8. С другой стороны, длина была достаточно короткой, чтобы избежать образования поперечной трещины в бетоне. Арматурный стержень №8 был заглублен в центр бетона, а длина выступающего с обоих концов арматурного стержня составляла 190 мм. В этом исследовании со ссылкой на литературу [43,44] арматурный стержень №8 был разрезан на две равные части по диаметру для получения фактического напряжения стали во время испытания, как показано на рис.Каждая распиленная половинка была отфрезерована с получением продольной канавки шириной 4 мм и глубиной 2 мм. В канавку устанавливали тензорезистор длиной 5 мм с шагом 50 мм по длине образца. Всего семь тензорезисторов были вклеены в две небольшие канавки напротив друг друга по центральной линии арматурного стержня. Верхняя и нижняя части арматуры были сварены точечной сваркой перед заделкой в ​​бетонный образец. Кроме того, на обоих концах арматурного стержня были подготовлены соответствующие резьбы для крепления гайки, чтобы плотно скрепить две половины вместе.

    Детали образца для растяжения и растяжения: ( a ) размеры и поперечное сечение и ( b ) обработанный арматурный стержень №8.

    Стальные формы использовались для отливки всех образцов для растяжения и растяжения. Свежезамешанный бетон медленно заливали в форму для растяжения и растяжения, а для уплотнения бетона использовали бетонный вибратор. Для каждой бетонной смеси отливали по два образца на растяжение, всего шесть. Для каждой бетонной смеси также отливали шесть цилиндрических образцов диаметром 100 мм и высотой 200 мм, именуемых в дальнейшем контрольными цилиндрами, для испытания на прочность при сжатии.Кроме того, для испытания на прочность на раскалывание отливали по шесть цилиндрических образцов каждой бетонной смеси диаметром и высотой 150 мм и 300 мм соответственно. После отливки образцы накрывали влажной льняной тканью и полиэтиленовой пленкой на 24 ч, а затем извлекали из формы. После извлечения образцов из формы их сразу помещали в лабораторную емкость с водой на 27 сут. Тестирование проводили через 28 дней после заливки.

    2.3. Приборы и процедуры испытаний

    В этом исследовании машина, управляемая сервоклапаном MTS на 500 кН, и специально изготовленный испытательный стенд использовались для проведения испытаний на одноосное растяжение образцов на растяжение.Схематическая диаграмма испытательной установки и соответствующие детали образцов показаны на рис. Из этого видно, что относительное проскальзывание связи между арматурным стержнем № 8 и окружающим бетоном измерялось парой линейных регулируемых дифференциальных трансформаторов (LVDT), установленных с обеих сторон арматурного стержня № 8 вблизи закладной части образца. При контроле смещения тянущее усилие применялось с постоянной скоростью 0,01 мм/с до тех пор, пока не была достигнута расчетная нагрузка. Нагрузку прикладывали монотонно к образцам растяжения-натяжения с шагом 10 кН от 0 до 180 кН.Во время испытания усилие выдергивания измерялось динамометром, установленным на испытательной машине. Кроме того, ход теста контролировался на экране компьютера. Помимо наблюдения за каждым приращением нагрузки и данными о перемещении, эти данные также сохранялись на жестком диске с помощью регистратора данных.

    Установка для испытания на одноосное растяжение.

    2.4. Анализ измерений

    В испытании на осевое растяжение к выступающим стальным стержням на обоих концах образца прикладывалась осевая растягивающая сила.С увеличением нагрузки меняется и распределение растягивающих напряжений в стали и бетоне в образце. Распределение растягивающего напряжения очень похоже на распределение зоны растяжения обычного гибкого элемента RC. Таким образом, общепризнано, что отношение сцепление-скольжение, полученное в результате анализа с помощью испытания на осевое растяжение, будет ближе к реальной ситуации, чем соотношение сцепление-скольжение, полученное в результате испытания на отрыв. В образце для испытаний на растяжение датчики деформации, установленные в разных местах внутри арматурного стержня, показаны на рис.Взяв бетон C20 в качестве примера, фактическая измеренная деформация стального стержня в каждой точке расчета в ходе испытания и процесс ее преобразования показаны на рис. Предполагая, что материал имеет линейное упругое поведение, распределение напряжения-деформации стального стержня, распределение напряжения-деформации бетона и напряжение сцепления-скольжение испытательного образца могут быть получены с помощью методов теоретического анализа. Метод детального анализа заключается в следующем.

    Точки расчета деформации стали.

    Деформация стали и процесс ее изменения в различных положениях внутри образца при растяжении во время нагрузки (на примере бетона С20).

    2.4.1. Определение модели

    Модель анализа бетонной призмы, используемая в этом исследовании, показана на . Эта модель не только учитывает определяющие отношения составляющих материалов, но также вводит связь сцепление-скольжение на границе раздела. Эта характеристика опровергает предположение об отсутствии проскальзывания между бетоном и сталью.Аналитическая формулировка, определяющая поведение элемента (отдельный стержень, залитый бетоном, с бесконечно малой длиной dx , как показано на рисунке a, со ссылкой на поперечное сечение по оси абсцисс x , резюмируется ниже.

    Аналитическая модель : ( a ) диаграмма растяжения-растяжения образца, ( b ) равновесие призмы, ( c ) равновесие на границе раздела и ( d ) совместимость деформаций

    2.4.2 Напряжение и деформация из стали

    Как упоминалось ранее, для определения напряжения связи вдоль стальных стержней можно использовать тензорезисторы, установленные в различных местах для измерения деформации стали ().Как показано на рисунке, существует семь расчетных точек для напряжения сцепления, то есть пять промежуточных точек и две граничные точки. Пять промежуточных точек расположены посередине вложенной длины, а две граничные точки расположены на краях начальной и конечной точек вложенной длины. В процессе загрузки вклеенный тензодатчик может стабильно отправлять данные в режиме реального времени в систему сбора данных. Предполагая, что стальные стержни внутри испытуемого образца все еще находятся в диапазоне линейной упругости, тогда измеренная деформация стального стержня εs в каждом положении подставляется в обобщенный закон Гука для получения соответствующего напряжения в стали в каждом положении, как показано в следующем уравнении. :

    где εs = деформация стали и Es = модуль Юнга стали.

    2.4.3. Напряжение и деформация бетона

    Как показано на рис. b, разрезав сегмент размером x и взяв свободное тело, мы получим

    где P = приложенная нормальная сила; σc = напряжение в бетоне; Ac = площадь поперечного сечения бетона; σs = напряжение в стали; и As = площадь поперечного сечения стали. Кроме того, как показано в b, должно выполняться следующее уравнение равновесия:

    Используя уравнение (13), напряжение в бетоне можно рассчитать по следующему уравнению: )(σs,i+1−σs,i)

    (14)

    где σc,i — напряжение бетона на и -м сечениях; σc,i+1 = напряжение бетона в ( i + 1)-м сечении; σs,i — напряжение стали в и -м сечениях; σs,i+1 = напряжение стали в ( i + 1)-м сечении.Поскольку бетон размером 90 240 x 90 241 = 0 не нагружен, граничное условие σc(0)=0. Предполагая, что бетон внутри образца по-прежнему имеет линейные упругие свойства, деформация бетона в каждом положении (εc(x)) может быть получена из обобщенного закона Гука и уравнения (14), как показано в следующем уравнении:

    где εc = деформация бетона, а Ec = модуль Юнга бетона.

    2.4.4. Bond Stress

    Используя равновесие сил (c), относительное напряжение связи может быть получено по формуле

    σs,i+1−σs,i = −dτ(πdbdx)

    (16)

    где dτ = относительное напряжение связи между двумя соседними положениями; db = диаметр стального стержня.Применяя граничное условие (т.е. при x = 0, τ(0)=0) [45], напряжение связи в любом сегменте призмы можно рассчитать по следующей формуле [46]:

    где τi = напряжение связи в i-м сечении, а τi+1 = напряжение связи в ( i + 1)-м сечении.

    2.4.5. Скольжение между бетоном и стальным стержнем

    Приращение местного скольжения (ds(x)) в пределах бесконечно малой длины стального стержня dx в положении x можно определить как разницу между деформацией стали εs(x) и деформацией бетона εc(x) (d), как показано в следующем уравнении:

    ds(x)=−[εs(x)−εc(x)]dx

    (18)

    где ds(x) = относительное скольжение.Применяя граничное условие (в центральной точке образца, скольжение = 0), скольжение в любом сегменте призмы можно рассчитать по следующему уравнению:

    где si = проскальзывание на i -м участке, а si+1 = проскальзывание на ( i + 1)-м участке.

    3. Экспериментальные результаты и обсуждение

    3.1. Механические свойства бетона

    В тот же день, что и испытание на одноосное растяжение, каждый контрольный цилиндр был закрыт крышкой, и было проведено испытание на сжатие, чтобы использовать результат в качестве прочности бетона на сжатие образца растяжения-натяжения.Среднюю прочность на сжатие рассчитывали, взяв среднее значение трех образцов. показывает, что средняя 28-суточная прочность на сжатие каждой бетонной смеси была близка к расчетному значению (т.е. 20, 40 и 60 МПа). Кроме того, также показаны средние значения прочности на разрыв при расщеплении и модуля упругости каждой бетонной смеси.

    Таблица 6

    Механические свойства бетона.

    025320
    № смеси Прочность на сжатие (МПа) Прочность на раскалывание (МПа) Модуль упругости (ГПа)
    2,40 23,32
    С40 40.97 2,91 30,22
    С60 59.46 3,23 30,72

    3.2. Распределение деформации стали

    В образцах, подвергнутых растяжению и растяжению, деформация стали измерялась с помощью тензорезисторов, установленных в различных запланированных положениях, как показано на рис. Взяв бетон C20 в качестве примера, взаимосвязь приложенной нагрузки и деформации стали представлена ​​на графике.Видно, что деформации стали в образце возрастали пропорционально увеличению нагрузки. В соответствии с различной прочностью бетона образцов распределение деформации стали вдоль продольной оси стальных стержней, фактически измеренное во время испытания, показано на рис. Видно, что деформации стали в образце возрастали с ростом нагрузки и менялись в зависимости от положения тензодатчика. По мере того, как положение тензорезистора перемещалось от двух концов испытуемого образца (т.е., х = 0 и х = 300) к центру, деформация стального стержня уменьшилась, и минимальное значение деформации было в центре ( х = 150). Кроме того, значения деформации, симметричные относительно центра, были одинаковыми (например, 90 240 x 90 241 = 0 и 90 240 x 90 241 = 300; 90 240 x 90 241 = 50 и 90 240 x 90 241 = 250; 90 240 x 90 241 = 100 и 90 240 x 90 241). = 200), что соответствовало характеристикам симметричного напряжения. На обоих концах образца ( х = 0, х = 300) значение деформации стального стержня было почти равно значению деформации растяжения стального стержня при той же нагрузке.Более того, из этого видно, что с увеличением прочности бетона на сжатие деформация стальных стержней в центре и с двух сторон от центра испытательного образца имеет тенденцию к значительному снижению. С этой точки зрения вблизи центра образца осевая растягивающая сила бетона была больше, чем вблизи двух сторон. Когда образец подвергался осевой растягивающей силе, бетон вблизи стального стержня также подвергался растягивающей силе из-за эффекта связи.Когда характеристики сцепления хорошие, бетон может выдерживать большее растягивающее напряжение. Поэтому по мере увеличения прочности на сжатие нашего бетона развитие деформации стального стержня вблизи центра образца стало меньше.

    Взаимосвязь прилагаемой нагрузки и деформации стали (на примере бетона C20).

    Распределение деформации в стальном стержне, подвергаемом растягивающей нагрузке: ( a ) C20, ( b ) C40 и ( c ) C60.

    3.3. Распределение деформации бетона

    Осевое напряжение и деформация бетона рассчитывались по уравнениям (14) и (15) соответственно.Результаты расчета деформации бетона образца при различных осевых растягивающих усилиях представлены на рис. Из этого хорошо видно, что в образце, подвергаемом любой фиксированной нагрузке, максимальное значение деформации бетона происходило вокруг центра, и ее величина увеличивалась по мере увеличения прочности бетона на сжатие. При этом, сравнивая с , видно, что деформация бетона была меньше деформации стали по всей закладной длине.

    Распределение деформации в бетоне, подверженном растягивающей нагрузке: ( a ) C20, ( b ) C40 и ( c ) C60.

    3.4. Распределение напряжения связи

    На схематической диаграмме баланса сил стального стержня по длине двух соседних позиций в c видно, что внутреннее напряжение связи образца в основном вызвано изменением напряжения стали. Напряжение связи, развиваемое стальным стержнем в любом сегменте призматического образца, рассчитывалось по уравнению (17), а граничные условия были установлены как τ (0) = 0 и τ (300) = 0. кривая распределения напряжения сцепления в зависимости от нескольких приращений статической растягивающей нагрузки в пределах рабочего диапазона.По мере увеличения растягивающей нагрузки напряжение сцепления почти во всех точках измерения также продолжало увеличиваться, как показано на рис. Распределение напряжения сцепления образца было неравномерным по длине заделки. Предыдущие исследования распределения напряжения сцепления в бетоне показали, что предположение о равномерном напряжении сцепления применимо только к образцам с короткой закладкой [47]. Кроме того, из этого видно, что изменение распределения напряжения связи имело синусоидальную форму волны; максимальное значение каждой кривой в основном имело место в центральной точке закрепления или рядом с ней, тогда как минимальное значение происходило в средней точке закрепления или нагруженном конце из-за симметрии.

    Распределение напряжения сцепления вдоль стальных стержней, подвергающихся растягивающей нагрузке: ( a ) C20, ( b ) C40 и ( c ) C60.

    3.5. Распределение скольжения

    В соответствии с диаграммой, показывающей совместимость деформаций в образце (с), относительное скольжение стального стержня между двумя соседними положениями, ds ( x ), может быть получено с помощью уравнений (18) и (19). Расчетная величина проскальзывания для каждого образца, подвергнутого различным силам осевого растяжения, представлена ​​на графике.Как показано на кривой распределения скольжения в образце, подвергнутом любой фиксированной нагрузке, величина скольжения варьировалась от нуля в закрепленной средней точке до максимума на концах из-за симметрии. Кроме того, с увеличением прочности бетона на сжатие величина кривых распределения скольжения в каждом положении образца имеет тенденцию к уменьшению.

    Распределение проскальзывания вдоль стальных стержней, подвергаемых растягивающей нагрузке: ( a ) C20, ( b ) C40 и ( c ) C60.

    3.6. Связь напряжение-скольжение

    Взяв образец C40 в качестве примера, при условии, что осевая сила нагружена до 100 кН, были получены кривые связи напряжение-скольжение различных положений образца, как показано на . Из этого ясно видно, что связь между напряжением сцепления и скольжением на границе раздела сталь-бетон не была последовательной, а менялась в зависимости от места измерения. Другими словами, соотношение между напряжением и скольжением сцепления менялось в зависимости от положения стального стержня; чем ближе напряжение было к центру образца, тем круче становилась кривая и тем больше увеличивалась жесткость связи.Напротив, жесткость связи в центре и на обоих концах образца для испытаний была нулевой. Другими словами, прочность связи и жесткость приближались к нулю на нагруженном конце или вблизи центральной точки крепления образца. В дополнение к измерению напряжения связи в разных положениях при одном и том же значении скольжения они также были связаны плавной кривой, как показано на рис. В целом максимальное значение жесткости связи образца произошло в районе x = 0,3la – 0,7la ( x = расстояние от нагруженного конца; la = половина длины образца).

    Кривая связи между напряжением сцепления и скольжением в различных положениях образца (в качестве примера взят бетон C20).

    Соотношение напряжения сцепления и проскальзывания по длине заглубленного материала с одинаковым значением проскальзывания: ( a ) C20, ( b ) C40 и ( c ) C60.

    3.7. Позиция Функция

    Из предыдущего анализа можно узнать, что отношение напряжения сцепления к проскальзыванию варьировалось вдоль продольной оси стального стержня. Чтобы описать это изменение, отношение локального сцепления к напряжению было получено с помощью общего локального теста на отрыв [48].Затем мы определили функцию положения ϕ(x) и выразили связь между напряжением и скольжением при различной встроенной длине стального стержня 90 240 x 90 241 в виде произведения двух величин. Кривая ϕ(x) каждого образца была построена, как показано на рис. Ясно, что форма функции положения образца связана только с относительным заглубленным положением, и распределение кривых при различных значениях скольжения в основном одинаково. Кроме того, сравнивая ϕ(x) каждого образца с его кривой жесткости сцепления, можно ясно видеть, что формы кривых двух образцов очень согласуются.

    Функция положения: ( a ) C20, ( b ) C40 и ( c ) C60.

    Функция положения ϕ(x) описывает жесткость связи в различных положениях и является относительной функцией. Другими словами, форма функции положения ϕ(x) используется для описания относительной величины прочности связи в различных положениях стального стержня. Приняв в качестве параметра отношение (x/la) расстояния от конечной точки образца ( x ) к полудлине образца (la), получили функцию положения ϕ(x) и коэффициент ее детерминации с помощью регрессионного анализа, как показано на рис.В зависимости от прочности бетона полиномы функции положения каждого образца представлены в виде уравнений (20)–(22):

    N20: ϕ(x)=3,05(xla)3−6,72(xla)2+3,68( xla)−3×10−14 (R2= 0,95)

    (20)

    N40: ϕ(x)=−10,50(xla)3−12,67(xla)2−2,16(xla)+2×10−14 (R2= 0,95)

    (21)

    N60: ϕ(x)=−5,93(xla)3+6,95(xla)2−1,02(xla)+6×10−15(R2= 0,98)

    ( 22)

    Фитинг функции положения: ( a ) C20, ( b ) C40 и ( c ) C60.

    3.8.

    Определяющее соотношение между напряжением и скольжением связи

    Мы можем определить определяющую связь между напряжением и проскальзыванием локальной связи τ(s), используя общий тест на отрыв локальной связи. Функция положения ϕ(x) также может быть определена, как указано выше. Таким образом, определяющая связь между напряжением сцепления и скольжением τ(s,x) может быть выражена следующим образом:

    соскальзывать.Кроме того, аналитические результаты показывают, что предлагаемое определяющее соотношение между напряжением сцепления и скольжением точно описывает истинное соотношение напряжения и скольжения сцепления. Другими словами, это имеет практическое значение.

    Машины для испытания стальной арматуры или арматурных стержней на растяжение

    Стальные арматурные стержни или арматура используются в бетонных конструкциях для повышения прочности на растяжение, дополняя превосходные свойства бетона на сжатие. Арматура также помогает поддерживать структурную целостность, поскольку бетон трескается от циклов расширения и сжатия.Прочность арматурной стали на растяжение и прочность связи арматуры с бетоном на растяжение являются чрезвычайно важными свойствами арматуры.

    Испытания на растяжение являются наиболее популярным типом испытаний арматуры. Другие испытания включают испытания на изгиб и испытания на усталость. Испытание арматуры на растяжение относительно просто. Никаких изменений в геометрии материала не требуется, поскольку длина фактического арматурного стержня используется для определения прочности и удлинения арматурного стержня.

    Испытание прочности сцепления бетона с арматурой является более сложным процессом, поскольку образцы железобетона должны быть залиты и выдержаны, чтобы обеспечить постоянную длину соединения между образцами.Затем образцы бетона закрепляют и прикладывают растягивающую нагрузку, зажимая и вытягивая открытый конец арматуры с помощью испытательной машины.

    Оборудование для испытания арматуры на растяжение

    В TestResources мы занимаемся продвижением, продажей и поддержкой наших испытательных машин за пределами нашего завода в Миннесоте, используя расширенные возможности Интернета. У нас нет дорогих выездных продаж и офисов обслуживания по всей территории США и мира. Это менее затратный и более эффективный способ обслуживать вас. Вы можете работать напрямую с нашими лучшими техническими экспертами с нашего завода в Миннесоте.Мы можем обслуживать вас с помощью удаленного управления вашей испытательной машиной через Интернет для быстрой диагностики любой проблемы и недорогого эффективного обучения. Это экономит деньги, и мы передаем эти сбережения вам.

    Эта серия разработана таким образом, чтобы вы могли купить именно то, что вам нужно для ваших текущих потребностей в тестировании. По мере роста ваших потребностей его легко и доступно модернизировать в полевых условиях. Это позволяет нам производить наши машины по более низкой цене, чем у наших конкурентов. Мы рекомендуем использовать одну из следующих машин для испытаний арматуры на растяжение и изгиб.Сначала определите испытательную машину и допустимую механическую нагрузку захвата на основе максимального и минимального размеров образцов и их классов. Эта информация повлияет на размер машины, который вам понадобится. Большие образцы ломаются при более высоких нагрузках, а образцы с высоким содержанием требуют высоких нагрузок. Необходимое оборудование зависит от ваших требований к тесту, пространства, предпочтений и бюджета.

    Наша электромеханическая испытательная машина серии 300 (рекомендуется для арматурных стержней № 2–6) предлагает напольные модели с усилием от 100 до 500 кН (от 22 до 112 тысяч фунтов).Испытательная машина серии 300 имеет одну траверсу, которая может перемещаться по всей вертикальной длине машины. Испытательная машина выполняет испытания на растяжение, когда крейцкопф перемещается вверх, а при испытаниях на сжатие, включая испытания на изгиб, крейцкопф перемещается вниз. Эти испытательные машины, как правило, более универсальны и могут выполнять больше задач, чем машины серии 600 или 900. И предлагаем нагрузочные рамы, которые испытываются при меньших усилиях, с более длинным ходом и более широким диапазоном испытательных скоростей. Испытательные машины серии 300 могут использоваться с более широким набором зажимов для растяжения, приспособлений для гибки и других принадлежностей.Могут быть испытаны арматурные стержни меньшего размера. Доступны как гидравлические боковые захваты, так и клиновые захваты. Электромеханические испытательные машины бесшумны, чисты, плавны и чрезвычайно точны. Доступен широкий ассортимент захватов и приспособлений для испытаний арматуры.

    Наша электрогидравлическая испытательная машина серии 600 (рекомендуется для всех арматурных стержней до №14) предлагает диапазон усилия от 300 кН до 2 мН (от 67 до 450 тысяч фунтов). Электрогидравлические системы серии 600 обеспечивают более высокую мощность и являются экономичными.Эта испытательная машина имеет две траверсы. Траверса в середине станка неподвижна. Привод находится в основании машины. Образец для растяжения крепится в верхней части захватов, входящих в комплект машины. Серия 600 имеет камеру для испытаний на растяжение со встроенными клиновыми захватами и отдельную камеру для испытаний на сжатие для испытаний на изгиб. Рама с двумя испытательными пространствами устраняет необходимость замены испытательных приспособлений от одного испытания к другому. Образец для испытаний на изгиб устанавливается в нижней части машины.Из-за высокой силы этих машин чрезвычайно важно убедиться, что вы используете правильную конфигурацию как для безопасности оператора, так и для испытуемого образца. Защитные кожухи доступны для дополнительной безопасности.

    Если вам нужна электромеханическая машина или она у вас уже есть, вам следует рассмотреть возможность использования захватов или приспособлений для испытания арматуры. Конструкция рукоятки резко меняется от диапазона малых усилий к диапазону высоких усилий для этого типа испытаний. Например, при испытании на максимальное усилие вам, скорее всего, понадобятся гидравлические захваты со сверхзакаленными губками, а на нижнем конце вы можете вручную зажать губки с помощью хорошего прочного ключа.Поскольку захваты с высоким усилием являются прочными и довольно большими, их нелегко заменить. Некоторые конструкции машин позволяют использовать сменные рукоятки, а другие нет. В отличие от машин с меньшим усилием, вес захватов и приспособлений значителен при испытаниях с высоким усилием. В зависимости от теста захваты могут иметь разную массу, и этот собственный вес может повлиять на результаты и может не подходить для выбранного тензодатчика. TestResources предлагает решение, наши контроллеры имеют регулировку веса тары для решения этой проблемы веса.

    Образцы для испытаний арматуры могут быть взяты из больших рулонов сыпучего материала. Поскольку материал скручен, перед испытанием образцы необходимо распрямить. Процесс выпрямления не идеален, в результате чего образцы слегка изогнуты. Гидравлические захваты бокового действия со сферическими посадочными губками улучшают выравнивание образца, уменьшая вероятность преждевременного разрушения образца за счет снижения вероятности высокой концентрации напряжений в результате изгиба образцов. Это также снижает потенциальный вред рукоятке за счет уменьшения боковой нагрузки на саму рукоятку.Гидравлические захваты бокового действия также идеально подходят для испытаний соединителей арматуры, как предписано в AC133, а также для других циклических испытаний. Свяжитесь с опытными инженерами TestResources, чтобы обсудить детали требований к захвату для вашего конкретного применения.

    В зависимости от объема испытаний могут потребоваться или не потребоваться экстензометры для арматуры. Экстензометры для арматурных стержней могут отличаться от экстензометров для соединения арматурных стержней и экстензометров для проволочных прядей. Например, многие арматурные стержни более высокого качества не имеют определенного предела текучести.В этих случаях обычно необходимо определить предел текучести методом смещения. Для этого необходимо измерить деформацию экстензометром и построить кривую напряжения-деформации, по которой можно определить предел текучести при смещении 0,2%. Мы поможем вам разобраться, что вам нужно, а что нет. Свяжитесь с нами сегодня, и один из наших инженеров по применению быстро поможет вам настроить вашу машину или подтвердит ваш выбор.

    Стандарты приложений

    ASTM и другие организации по отраслевым стандартам определили стандартные методы испытаний для проверки свойств стальной арматуры на растяжение.Наши испытательные машины и аксессуары для арматуры могут быть сконфигурированы в соответствии с конкретными требованиями ASTM, ISO, DIN, EN.

    Общие стандарты испытаний:

    Эти методы пытаются смоделировать использование арматуры в строительстве и измерить прочность в этих условиях. Популярными стандартами испытаний являются ASTM A370 для стальных изделий и ASTM A944 для прочности сцепления стальной арматуры и бетона. Машины и захваты для испытаний стальной арматуры на растяжение должны выдерживать очень высокие нагрузки.Согласно спецификациям ASTM для различных марок арматуры, предел прочности при растяжении для разрыва арматуры может варьироваться от 50 кН (11 тысяч фунтов) до 600 кН (135 000 фунтов силы) для арматуры одного размера. Мы работаем с вами, чтобы снизить риск выбора неправильной машины, проводя пробное тестирование, когда это уместно или необходимо, чтобы сэкономить время и помочь вам повысить рентабельность инвестиций (окупаемость инвестиций).

    Рекомендуемые испытательные машины

    Электромеханические универсальные испытательные машины серии 300

    Диапазон усилий от 5 кН до 600 кН (от 1125 до 135000 фунтов силы)
    Регулируемое испытательное пространство
    Самый популярный выбор для испытаний на статическое растяжение и сжатие
    Эти двухколонные тестеры доступны как в настольном, так и в напольном исполнении

    Универсальные испытательные машины серии 600

    Диапазон усилий от 300 кН до 2000 кН (от 67 500 до 450 000 фунтов)
    Лучший выбор для статического растяжения и/или сжатия, когда требуется усилие от 300 кН (67 000 фунтов) или более
    Включает собственные захваты

    Рекомендуемые принадлежности для тестирования

    У вас уже есть машина для гидравлических испытаний? TestResources может помочь вам подготовить вашу текущую систему к испытанию арматуры, модернизировав существующее оборудование, просто модернизировав элементы управления, программное обеспечение или установив правильные захваты или приспособления для образцов.Это может быть чрезвычайно экономичным решением, если у вас ограниченный бюджет. Свяжитесь с инженерами по применению TestResources сегодня, чтобы обсудить ваши варианты.

    Ингибиторы коррозии на водной основе для арматурного проката

    Деформированная стальная арматура (арматура) является широко используемой стальной продукцией, особенно в строительной отрасли, используемой в зданиях, мостах, дорогах и т. д. 1 Однако в процессе транспортировки и хранения арматура без покрытия часто подвергается коррозии под воздействием агрессивные среды.Продукт коррозии поверхности арматуры снижает усилие сцепления с бетоном и влияет на качество всей конструкции.

    Ржавчина на поверхности арматуры является одним из основных факторов, влияющих на долговечность здания .2-3 В качестве антикоррозионной меры для арматуры использование масла имеет очевидные недостатки, такие как высокая воспламеняемость и сложная технология последующей обработки для восстановления надлежащего сцепления арматуры с бетоном. 4

    В настоящее время конверсионные покрытия на водной основе имеют очевидные недостатки.Некоторые покрытия на водной основе содержат высокотоксичные вещества, такие как хромат или нитрит, некоторые содержат большое количество фосфатов, что приводит к сильному загрязнению окружающей среды из-за эвтрофикации, некоторые содержат много молибдата или благородного металла, и их ингибирующий эффект не идеален. Другие антикоррозионные присадки на водной основе содержат смолу, которая образует толстую пленку на поверхности металла, отрицательно влияя на сцепление между арматурой и бетоном. 5-7  

    В связи с растущими требованиями к защите окружающей среды и качеству защиты традиционные транспортные покрытия не могут соответствовать требованиям строительства.Поэтому разработка экологически чистого покрытия для голой арматуры очень важна.

    Экспериментальные процедуры

    В ходе этого исследования был разработан и изучен экологически безопасный ингибитор коррозии для арматуры. В данной работе в состав раствора конверсионного покрытия входили: тринатрийфосфат (Na 3 PO 4 ) 10 г·л -1 ,силикат натрия (Na 2 SiO 3 ) 200 г·л -1 , Диэтаноламин [Hn (Ch₂ch₂oh) ₂] 60 г · L -1 , глюконат натрия (NAC₆H₁₁O₇) 60 г · L -1 , алкоголь этоксилат [RO- (CH 2 CH 2 O)n-H R=C16-18, n=10-30] 1 г·л -1, 1,4-бутандиол (HOCH2CH2CH2CH2OH) 100 г·л -1 тартрат калия-натрия (KNaC 4 H 4 O 6 · 4H · 4H 2 o) 100 г · l -1 , EDTA (C 10 H 16 N 2 O 8 ) 40 г · л -1 , тетраборат натрия [Na₂[B4O5(OH)4]·8H₂O] 10 г · L -1 , акриловая эмульсия на водной основе (содержание твердых веществ 42%) 40 г·л -1 , и пленкообразующая добавка 4 г·л -1 .

    Все реагенты были приобретены у Sinopharm и использовались без дополнительной очистки. Аликвоты раствора для покрытия (1000 мл) готовили следующим образом: тринатрийфосфат и силикат натрия растворяли в 600 мл деионизированной (ДИ) воды при 60°С. При постоянном перемешивании к раствору медленно добавляли диэтаноламин, глюконат натрия, этоксилат спирта, 1,4-бутандиол, тартрат калия-натрия, ЭДТА, тетраборат натрия, акриловую эмульсию на водной основе и пленкообразующую добавку в указанном порядке.

    Затем смесь перемешивали до тех пор, пока она не становилась прозрачной, и добавляли деионизированную воду до тех пор, пока общий объем раствора не составлял 1000 мл. Наконец, рН смешанного раствора доводили до 10 с помощью 0,1 моль·л-1 гидроксида натрия (NaOH). В этой работе для обработки образцов использовали раствор покрытия на водной основе с типичной концентрацией 30% от раствора смеси.

    Используемые образцы арматуры содержали 0,25 % C, 1,6 % Mn, 0,8 % Si, 0,045 % S, 0,045 P и остальное Fe. Образцы обезжиривали мыльным раствором, деионизированной водой и окончательно обезжиривали ацетоном в ультразвуковой ванне в течение 3 мин.Затем образцы нагревали при температуре от 130 до 180 ℃ в течение 10 минут, имитируя процесс горячей прокатки арматуры, а затем погружали в раствор конверсионного покрытия при температуре от 30 до 60 ℃ на 5 минут. После сушки на воздухе при комнатной температуре в течение 24 ч коррозионную стойкость необработанной и обработанной арматуры оценивали электрохимическими испытаниями в 3,5%-ном водном растворе хлорида натрия (NaCl), испытанием в солевом тумане (SST) и испытанием в солевой погружении. Электрохимические испытания проводили в ячейке объемом 300 мл с потенциостатом-гальваностатом VersaSTAT 3 .

    Образцы были иммобилизованы в ячейке в держателе, который подвергал воздействию электролита (3,5% раствор NaCl) 100 мм 2 поверхности образца. Использовалась стандартная трехэлектродная система, состоящая из рабочего электрода (обработанные или необработанные образцы), противоэлектрода (платиновая пластина, 15 на 20 мм) и насыщенного каломельного электрода сравнения (SCE). Все потенциалы были отнесены к SCE. Все образцы перед каждым электрохимическим испытанием погружали в электролит на 30 мин, что позволяло системе стабилизироваться.Значения потенциала холостого хода (OCP) образцов контролировали в 3,5% растворе NaCl в течение 600 с. Потенциодинамические кривые были получены путем изменения потенциала от -350 до 350 мВ по сравнению с SCE (по сравнению с OCP) при скорости сканирования 1 мВ/с. Тесты обычно повторялись три раза для обеспечения воспроизводимости.

    Коррозионную стойкость защитной пленки оценивали с помощью нейтральной SST, выполненной в соответствии с ASTM B117. 8 Образцы помещались под углом 45 градусов в коррозионно-стойкий самонесущий полиэтиленовый кожух внутри испытательной камеры, в которой распылялся солевой раствор (5% NaCl с pH ~7) при 35 ℃.Коррозионную стойкость образцов контролировали каждые 2 ч до 24 ч. Эксплуатационные характеристики обработанной арматуры также оценивались с помощью теста погружения в соль. Обработанную и необработанную арматуру погружали в 5% раствор NaCl при 25 ℃ и регистрировали условия коррозии арматуры в стационарном состоянии.

    Результаты и обсуждение

    ОСР

    На рис. 1 показано изменение E opc для обработанных и необработанных образцов в 3.5% раствор NaCl. На ранних стадиях погружения значение E opc обработанных образцов увеличивалось медленно, в то время как значение необработанных образцов медленно уменьшалось. Стационарное состояние для испытаний было достигнуто примерно через 10 минут, а значение E opc для обработанного образца было явно выше, чем для необработанного образца на протяжении всего процесса, что указывает на то, что термодинамически обработанный арматурный стержень имеет более низкий коррозионный потенциал, чем голый металл. . 9


    Кривые поляризации

    Кривые поляризации для типичных тестовых и контрольных образцов в 3.5% раствор NaCl показан на рис. 2. Электрохимические параметры, коррозионный потенциал (E corr ) и плотность тока коррозии (I corr ) были получены и представлены в таблице 1. E corr обработанного арматура значительно более положительна (0,31 В), чем у необработанного образца. С термодинамической точки зрения, чем более электроположительна E corr , тем меньше вероятность коррозии материала. Таким образом, арматура, обработанная раствором конверсионного покрытия, более устойчива к коррозии, чем необработанная. 10, 11


    Обычно считается, что кривые катодной поляризации отражают выделение водорода, а кривые анодной поляризации — растворение образца. Как показано на рис. 1, как анодная, так и катодная CD обработанного образца были значительно снижены по сравнению с необработанным арматурным стержнем. Коррозия CD I corr (табл. 1) для обработанного образца составляет ~1/29 от таковой для необработанного образца. Это свидетельствует о том, что скорость коррозии арматурного стержня в 3.5% раствор NaCl значительно уменьшился после обработки, и конверсионная пленка может эффективно защитить арматуру от коррозии. 12


    нержавеющая сталь

    SST обладает преимуществами простоты и точности и часто проводится для оценки защиты от коррозии пленок и покрытий на металлической поверхности. 5 На рис. 3 (слева) показана оптическая фотография частично обработанного арматурного стержня. Обработанная поверхность имеет однородную и гладкую конверсионную пленку с металлическим блеском.На рис. 3 (справа) показаны поверхности частично обработанного образца после 12-часового ТП. Голый арматурный стержень подвергся коррозии через 2 часа, после 12 часов SST он подвергся сильной коррозии, и поверхность покрылась слоем ржавчины, как показано на графике. Металлический блеск оставался на обработанном участке и почти не подвергался коррозии. Результат SST показывает, что конверсионная пленка может обеспечить эффективную защиту арматурного стержня, что согласуется с результатами электрохимических испытаний.

    Испытание на погружение в раствор NaCl

    Испытание погружением в раствор NaCl может отражать статическую коррозию металла, находящегося в прямом контакте с водой. 13 Коррозионная ситуация необработанной и обработанной арматуры, погруженной в 5% раствор NaCl на 2 ч и 12 ч, показана на рис. 4. Через 2 ч, как показано на рис. 4 (слева), поверхность необработанной арматуры и ее Окружающий раствор имел очень светло-желтый цвет, который был цветом иона железа, в то время как обработанный металл сохранял свой металлический блеск. Это показывает, что необработанная сталь протектора подверглась коррозии после 2-часового погружения в 5% раствор NaCl.

    На рис. 4 показано, что состояния коррозии для обработанных и обработанных материаловнеобработанная арматура сильно отличается после 12-часового погружения. В этом случае поверхность голой протекторной стали почти покрылась слоем желтой ржавчины, а цвет окружающего раствора стал более глубоким. Обработанный металл не имел видимых признаков коррозии на поверхности, а окружающий раствор обработанной протекторной стали оставался прозрачным и бесцветным после 12 часов погружения. Это указывает на то, что пленка на водной основе обеспечивает хорошую защиту подложки от коррозии, что согласуется с результатами потенциодинамических поляризационных испытаний и SST.

    Выводы

    Таким образом, в этой статье представлено экологически чистое покрытие, которое может образовывать однородную и гладкую конверсионную пленку на поверхности арматуры. Результаты электрохимических испытаний показывают, что по сравнению с необработанными образцами коррозионный потенциал обработанных образцов увеличился, а плотность тока коррозии уменьшилась. Результаты нейтральной SST показывают, что обработанная арматура по-прежнему сохраняет металлический блеск почти без коррозии после 12-часовой SST. Испытание погружением в 5% раствор NaCl показало, что обработанная металлическая поверхность не имеет коррозии после 12 ч погружения.Конверсионная пленка может обеспечить эффективную защиту арматуры. Благодарность

    Авторы благодарят за финансовую поддержку Научно-исследовательский фонд провинциального фонда естественных наук провинции Хунань (2018JJ4046).

    Торговое название.

    Каталожные номера

    1. Т. Фам, М.Н.С. Хади, «Прогнозирование напряжений и деформаций прямоугольных/квадратных колонн из стеклопластика с использованием искусственных нейронных сетей», Journal of Composites for Construction 64 (2014): с.279.

    2. Го Х. и др., «Механизм коррозии и защита железобетонных мостов», Инженерное строительство 38, 6 (2006): с. 13.

    3. Гэн Х. и др., «Оптимизация плана антикоррозионного проекта опоры моста», Henan Building Materials 1 (2012): с. 29.

    4. З. Тао и др., «Адсорбционные свойства и ингибирование коррозии мягкой стали в 0,5 М растворе h3SO4 некоторыми соединениями триазола», J , журнал Materials Engineering and Performance 22 (2013): с.774-781.

    5. Ф. Ву и др., « Силан-циркониевая предварительная обработка мягкой стали », MP 57, 4 (2018): стр. 48-51.

    6. K. Kowalczyk, «Безцинковые лаки и краски с высоким содержанием цинка, модифицированные ионными жидкостями», Corros. Наука . 78 (2014): стр. 111-120.

    7. C. An, «Исследование средства для удаления ржавчины и антикоррозийной жидкости для стальных деталей», Surf. Технол . 31, 2 (2002): с. 40.

    8. ASTM B117-16, «Стандартная практика эксплуатации устройства для распыления соли (тумана)» (Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International, 2016).

    9. Ф. Ву и др., «Влияние комбинированных ингибиторов коррозии на магниевый сплав AZ31», MP 55, 5 (2016): с. 42.

    10. З. Тао и др., «Производное тетраокса-дифосфаспиро в качестве подавителя для заполнения микропереходов медным гальванопокрытием в кислом растворе, электрохимическое/химическое осаждение», J. Electrochem. Соц . 164, 14 (2017): с. 1034.

    11. Ф. Ву, С. Чжан, З. Тао, «Коррозионное поведение магниевых сплавов 3C в смоделированном растворе пота», Mater.Коррос . 62, 3 (2011): с. 234.

    12. З. Тао и др., «Синергический эффект различных добавок на заполнение микроотверстий в кислом электрохимическом растворе для меднения», J.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.