DE2439784C2

DE2439784C2 - Verfahren zur Herstellung von geripptem Betonstahl, insbesondere für Bewehrungsmatten

Info

Publication number: DE2439784C2
Application number: DE19742439784
Authority: DE
Inventors: Helmut DDR 1422 Hennigsdorf Haferkorn; Gunther DDR 1542 Finkenkrug Lankau; Kurt Dipl.-Ing. Welfle; Albert Dipl.-Ing. DDR 1422 Hennigsdorf Widmer
Original assignee: VEB STAHL- und WALZWERK "WILHELM FLORIN" DDR 1422 HENNIGSDORF DD
Current assignee: VEB STAHL- und WALZWERK "WILHELM FLORIN" DDR 1422 HENNIGSDORF DD
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1984-01-05
Also published as: DE2439784A1; DD106661A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geripptem Betonstahl, insbesondere für Bewehrungsmatten, die durch kreuzweises Verschweißen von Quer- und Längsstäben aus warmgewalztem, warmprofiliertem und gerichtetem Betonstahl gefertigt werden.

Betonbewehrungsmatten finden eine ständig steigende Anwendung im Bauwesen. Für ihre Herstellung werden vorteilhafterweise Stahlstäbe mit über 50 kp/mm* Streckgrenze verwendet. Es ist bekannt, diese Stahistäbe durch mehrere Verfa.irensschritte für den vorgesehenen Verwendungszweck geeignet zu c/achen, bevor sie durch WiderstandspunktschweiPen zu Matten verarbeitet werden.

Es wurde bereits vorgeschlagen, durch Kaltziehen, Kaltwalzen, Kaltrecken, Kalttordieren und/oder Kaltprofilieren und Anlassen von vorher warmgewalzten Stäben geeignete Stahlstäbe zu erzeugen. In machen Fällen wird auch ein Anlassen der aus solchen Stäben hergestellten Bewehrungsmatten vorteilhaft angewendet, wenn z. B. die Sprödbruchanfälilgkeit abgebaut werden soll.

Um die hohen Gestehungskosten beim Kaltverftstigen. Kaltprofilieren und Anlassen derartiger Stäbe zu vermeiden, sieht ein anderer Vorschlag vor, die Stäbe nach dem Warmwalzen einer gefügeverbessernden Vergütung zu unterwerfen und mit einer profilierten Außenform zu versehen, wodurch die Stäbe ohne die aufwendige Kaltverfestigung und Kaltproflllerung hergestellt werden können.

Hierbei ist es üblich, die Stäbe aus der Walzhitze mit einer mittleren Abkühlungsgeschwindigkeit, zur Vermeidung von martensiilschem Geföge, in mehreren Stufen abzukühlen, wobei die Stäbe eine balnltische Umwandlung über dem gesamten Querschnitt erfahren und eine gleichmäßige Härteverieilung über dem Querschnitt erzielt wird.

Nun werden für Belonbewehrungsmatten vorteilhaften Stäbe dünnen Durchmessers, z. B. von 6 oder 8 mm, verwendet. Das Warmwalzwerk liefert ein solches Material In aufgewickelten Bunden (Coils). Bevor die Stäbe In Mattenschweißautomaten zu Matten verschweißt werden können, muß dieses Ringmaterial getrennt und durch Richten in eine langgestreckte gerade Stabform gebracht werden.

Es Ist bekannt, bei unprofilierten Stäben mit glatter Oberfläche das Richten des Rlngmaterlals und das Schweißen In einem kontinuierlichen Arbeltsgang durchzuführen, indem vor dem Schweißautomaten die Richtmaschine angeordnet ist. Die warmprofilierten Stäbe nach der obenbeschriebenen Art können auf diese maschinelle Weise nicht gerichtet werden, da die auf der Staboberfläche befindlichen erhabenen Rippen von den rotierenden Richtflügeln der Maschine zerstört werden. Dadurch wird die für den Verbund mit dem Beton wichtige Kenngröße der »bezogenen Rippenfläche« stark verringert und der wirtschaftliche Vorteil der Wirmprofilierung weitgehend zunichte gemacht. Daher werden dieses Stäbe in einem gesonderten Verfahrensschritt durch einen aufwendigen diskontinuierlichen Reckvorgang gerichtet.

Die gleichen Schwierigkeiten Jreten auf, wenn Bewehrungsmatten aus bereits vorgeschlagenen Stäben, die durch entsprechende Legierungszusätze die erforderiichen Eigenschaften nach dem Warmwalzen erfahren und ebenfalls warmprofiliert werden, hergestellt werden sollen.

Durch die Erfindung wird bezweckt, den Prozeß der Bewehrungsmattenherstellung zu vereinfachen und damit kostengünstiger zu gestalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Betonstahlstäbe mit einer erhöhten Härte der Rippen zu entwickeln, um beim kontinuierlichen Richten eine Beschädigung der Rippen zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die gestellte- Aufgabe dadurch gelöst, daß der Betonstahl nach dem Warmwalzen und -profilieren aus der Walzhitze mit einer Abkühlgeschwindigkeit von mindestens 1000° C/s mit Druckwasser in einer Stufe, in stiner Randzone auf 100 bis 300° C abgekühlt, anschließend in an sich bekannter Weise zu Bunden gehaspelt und an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt wird, derart, daß im Betonstahl eine hochfeste mit martensitischem Gefüge udn ein zäher Kern mit Ferrit-Perlit-Gefüge gebildet wird.

Die Randhärte der erfindungsgemäß hergestellten Stäbe entspricht der 1,2- bis 2,2fachen Kernhärte, bevorzugt der 1,4- bis ljfachen, das Gefüge in der Randschicht ist hoch angelassener Maneuslt, im Kern vorwiegend Ferrit-Perlit.

Es hat sich nun gezeigt, daß die aus den erfindungsgemäß hergestellten Stäben erzeugten Betonbewehrungsmatten durch die Kombination der genannten Gefüge hervorragende Eigenschaften besitzen.

Die erfindungsgemäße Art der Abkühlung der Stäbe aus der Walzhitze bringt es mit sich, daß die martensitische Randschicht einen doppelten Selbstanlaßeffekt erfährt, er erstens durch den auf Grund der chemischen Zusammensetzung bei hoher Temperatur gebildeten selbstangelassenen Marlensit im klassischen Sinne, und zweitens durch die starke Widererwärmung der Randschicht auf Grund des hohen Temperaturgefälles zwischen Kern und Rand hervorgerufen wird. Ebenfalls kann die sehr feinkörnige Ausbildung des Ferrit-Perllt-Gefüges Im Kern der Stäbe, dessen Korngröße sich wegen Ihrer Feinheit den entsprechenden TGL-Kennzahlen nicht zuordnen läßt, auf die erfindungsgemäße Art der Abkühlung zurückgeführt und zur Erklärung der ausgezeichneten Eigenschaften herangezogen werden.

Die Stäbe wurden kontinuierlich auf Drahlrichtmaschi= nen und Schweißautomaten gerichtet und wlderstandspunktgeschwelßt. Das warmgewalzte Rippenprofil wurde Infolge seiner erhöhten Härte durch die Richtflügel der Richtmaschine nicht verändert, so daß gerichtete einbetonierte Stäbe ausgezeichnete Verbundwerte ergaben. Die hohe Zugfestigkeit und Elastizitätsgrenze der Stäbe bleiben nach dem Widerstandspunktschweißen erhalten. Die

Bruchdehnung lag höher als bei den konventionell hergestellten Stäben. Die aus den Matten entnommenen Biegeproben erfüllten die geforderten Abnahmebedingungen. Die Stäbe zeigten eine universelle Schweißeignung und wiesen auch nach extremen Schweißbedingungen, z. B. beim Lichtbogenhandschweißen, ohne Zusatzbehandlung, im wesentlichen die gleichen Eigenschaften auf wie vor dem Schweißen.

Die Dauerfestigkeit der Stäbe lag unerwartet hoch. Eine besondere Auswirkung der Erfindung ist die Senkung der Gestehungskosten bei der Bewehrungsmattenherstellung. Durch eine geringfügige Änderung an der Walzstraße in Form einer einstufigen Abkühlzone mit hoher Abschreckintensität werden Stäbe mit einer hervorragenden Kombination von Eigenschaften mit niedri- '5 geren Gestehungskosten als bei herkömmlichen Methoden erzielt. Diese Stäbe lassen sich im Gegensalz zur herkömmlichen Methode auf bekannten Maschinen in einem kontinuierlichen Prozeß richten und schweißen, wodurch der Gestehungspreis der Bewehrungsmatten weiter verringert wird.

Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Zum Vergleich der erhaltenen Versuchsergebnisse kann auf die einschlägigen Normen der verschiedenen Länder verwiesen werden, z. B. auf DIN 488 vom April 1972, wo die Qualitätsanforderungen festgelegt sind.

Es wurden erfindungsgemäß Stäbe mit einer Fertigabmessung von 8 mm Durchmesser gewalzt. Die Endwalztemperatur betrug dabei 1050° C. Im letzten Waizstich wurden die Stäbe warmprofiliert. Die Stäbe durchliefen eine Kühlzone von 1,2 m Länge, wobei sie mit Wasser abgekühlt wurden. Die Staboberfläche kühlte auf 220" C ab und erreichte beim Aufhaspeln infolge der Selbstanlaßwirkung durch den erwärmten Stabkern 630" C. Danach kühlten die Coils an der Luft ab. Die Coils wurden kontinuierlich in Drahtrichlmaschinen gerichtet und auf Schweißautomaten zu Bewehrungsmatten verschweißt.

Zur Überprüfung der Qualität wurden Stababschnitte vor dem Richten und aus der geschweißten Bewehrungsmatte entnommen und den geforderten Tests unterzogen.

In Fig. 1 ist eine vergrößerte Aufnahme des Querschnittes eines Stabes zu sehen. Im unteren Teil von Fig. 1 ist der Härteverlauf über den Querschnitt dargestellt. Die harte, hochangelassene, martensitische Randschicht 1 hebt sich infolge der Oefügesichtbarmachung durch Ätzen vom ferritisch-perllMschen Kern 2 deutlich

Eine Vielzahl von Messungen ergab, daß sich infolge dieser harter. Randschicht l~die Stabdurchmesser über die warmprofilierten Rippen gemessen durch das Richten auf der Drahtrichtmaschine um weniger als 1/10 mm verringerten. Dadurch kann nach dem Richten eine »bezogene Rippenfläche« von über 0,060 gewährleistet werden, wodurch ein sehr guter Verbund mit dem Beton erreicht wird.

Die im Zugversuch ermittelten Mittelwerte der mechanischen Eigenschaften einiger Stäbe waren folgende:

Behandlungszustand	Streck	Zugfestig	Dehnung (5)
	grenze	keit	(%)
	(MPa)	(MPa)
Vor dem Richten	593	695	29,7
Nach dem Richten	607	700	28,8
Nach dem Richten	605	699	29,0
und Widers'cundspunkt-
schweißen

Die Stäbe wurden härtesten Schweiß-, Alterungs- und Verformungsbedingungen unterzogen. Dabei konnte eine Schweißeignung nicht nur für das Widerstandspunktschweißer, und Widerstandsstumpfschweißen, sondern auch für das Elektrohand- und Schutzgas-CO.-Schweißen nachgewiesen werden. Die Stäbe neigten weder im gealterten noch geschweißten (angeschmolzenen) Zustand zur Alterungsversprödung. Die Verformungsprüfungen waren weit schärfer gewählt worden als nach den entsprechenden Normen notwendig.

Faltversuche mit einem Biegedorndurchmesser von 3 d wurden nicht nur von unbehandelten Stäben ohne Anriß ertragen, sondern auch nach Vorbiegen auf 50\ einstündiger Alterung bei 250° C und Nachbiegen auf 150 .

Selbst ein Anschmelzen, Vorbiegen, Altern und Nachbiegen ergab bei Lage des Anschmelzpunktes in der maximalen Biegezone Biegewinkel von 150^ ohne bruch der Stäbe.

Ähnlich gute Ergebnisse wurden beim Rückbiegeversuch unter den genannten verschärften Bedingungen, die sonst nicht üblich sind, erbracht, sowie bei einem Biegetest nach der oben beschriebenen Art, bei dem die Stäbe vor dem Biegen 5% vorgereckt wurden.

Über das geforderte Maß hinausgehende Schlagbiegeversuche ergaben höhere Schlagbiegezähigkeitswerte als für vergleichbare andere Stäbe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von geripptem Betonstahl, insbesondere für Bewehrungsmatten, die durch kreuzweises Verschweißen von Quer- und Längsstäben aus warmgewalztem, wannprofiliertem und gerichtetem Betonstahl gefertigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonstahl nach dem Warmwalzen und -proiilieren aus der Walzhitze mit einer Abkühlgeschwindigkeit von mindestens 1000° C/s mit Druckwasser in einer Stufe in seiner Randzone auf 100 bis 300° C abgekühlt, anschließend in an sich bekannter Weise zu Bunden gehaspelt und an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt wird, derart, daß im Betonstahl eine hochfeste Randzone mit martensitischem Gefüge und ein zäher Kern mit einem Ferrit-Periit-Gefüge gebildet wird.