DE3626506A1 - Process for reducing surface cracking in rods and wires of concrete-reinforcing steels - Google Patents
Process for reducing surface cracking in rods and wires of concrete-reinforcing steelsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.The invention relates to a method in the preamble of claim 1 designated Art.
Die für die Stahlbetonbewehrung vorgesehenen Stähle werden in nicht vorgespanntem Zustand eingesetzt. Sie unterliegen im eingebauten Zustand indes vielfach einer dynamischen Belastung, so daß ihrer Dauerschwingfestigkeit eine erhebliche Bedeutung zukommt. Die statischen Festigkeitswerte lassen sich also nur zu einem Bruchteil in Ansatz bringen, der einerseits von der Höhe der Festigkeit und andererseits vom Oberflächenzustand des Stahls abhängt. Diesen, dem Fachmann geläufigen Beziehungen liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich Schwingungs- bzw. Ermüdungsrisse von oberflächlichen Anrissen ausgehend bilden.The steels intended for reinforced concrete reinforcement are in not pre-stressed. They are subject to built-in State of a dynamic load, however, so that their fatigue strength is of considerable importance. The static strength values can therefore only be one Approach a fraction, which depends on the one hand on the amount of Strength and on the other hand on the surface condition of the steel depends. These are the relationships familiar to the expert Understanding that vibrations or fatigue cracks starting from superficial cracks.
Zur Verbesserung der dynamischen Eigenschaftswerte der Stähle finden daher thermische sowie mechanische Verfahren der Randschichthärtung bzw. -beeinflussung Anwendung, die in der Regel an den Stahlherstellungsprozeß gebunden sind, indem sie entweder im Anschluß an den Austritt der Stähle aus den letzten Gerüsten eines Walzwerkes durchgeführt werden oder aber indem sie im kalten Zustand eine begrenzte Umformung erfahren, die zur Kaltverfestigung führt. Vom Verarbeiter, der beispielsweise Bewehrungsmatten aus warmgewalzten, gerippten Drähten herzustellen hat, sind derartige Verfahren daher nicht anwendbar.To improve the dynamic property values of the steels therefore find thermal and mechanical processes for surface hardening or influence application, which usually the steelmaking process, either by Connection to the exit of the steels from the last scaffolding a rolling mill can be carried out or by in cold state undergo a limited deformation, that for work hardening leads. From the processor, for example Manufacture reinforcement meshes from hot-rolled, ribbed wires Such methods are therefore not applicable.
Für Stähle höherer Festigkeit, wie Vergütungsstähle, die gehärtet werden, läßt sich durch das Kugelstrahlen die Ausbreitung von Schwingungsrissen unterhalb 0,65 mm Länge vermeiden. Beim Überschreiten der Wechselfestigkeit bilden sich jeweils unterhalb der Oberfläche neue Anrisse, die einen Bruch auslösen (VDI-Bericht Nr. 506, 1984, Seiten 32/33).For steels of higher strength, such as tempering steels, that hardened can be spread by shot peening Avoid vibration cracks below 0.65 mm in length. When crossing the fatigue strength is formed below the Surface new cracks that cause a break (VDI report No. 506, 1984, pages 32/33).
Bei für die Stahlbetonbewehrung vorgesehenen Stählen kennt man gleichfalls galvanische sowie kunststofftechnische Beschichtungsverfahren, durch welche insbesondere korrodierende Einflüsse, die auch zu Rissen führen können, verhindert werden sollen. With steels intended for the reinforced concrete reinforcement one knows also galvanic and plastic coating processes, through which in particular corrosive influences that can also lead to cracks, should be prevented.
In diesem Falle wird jedoch das Verankerungsverhalten der natürlichen Stahloberfläche im Beton beeinflußt.In this case, however, the anchoring behavior of the natural Steel surface affected in concrete.
Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, bei dem einleitend bezeichneten Stählen zu einer Herabsetzung der oberflächigen Rißbildung in einem derartigen Ausmaß zu kommen, daß man die dynamischen Belastungswerte entsprechend den statischen Eigenschaftswerten der Stähle wählen kann. Dabei soll das Verfahren nicht notwendigerweise an den Herstellungsprozeß gebunden sein, sondern gleichfalls vom Verbraucher ausgeführt werden können. Das Haftvermögen zwischen der Stahloberfläche und dem Beton soll dabei erhalten bleiben oder sogar eine Verbesserung erfahren.The invention is based on the task, in the introduction designated steels to reduce the surface Cracking to such an extent that the dynamic load values correspond to the static ones Property values of the steels can choose. The process is supposed to not necessarily tied to the manufacturing process be, but also carried out by the consumer can. The adhesion between the steel surface and the Concrete should be preserved or even an improvement Experienced.
Diese Aufgabenstellung löst die Erfindung nach dem Vorschlag des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1, für den die Unteransprüche 2 bis 6 vorteilhafte Weiterentwicklungen vorsehen.The invention solves this problem according to the proposal of Labeling part of claim 1, for which the subclaims Provide 2 to 6 advantageous developments.
Die Erfindung begrenzt mithin die zur Verwendung gelangenden Stähle sowohl analytisch als auch im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaftswerte. Dies schließt nicht aus, daß ein Teil des Kohlenstoffs durch bekannte Kohlenstoffäquivalente ersetzt sein kann, wie sie vorgesehen sind nach British Standard. Die Härte der genannten Stähle liegt unter etwa 400 HB bzw. HV. Aufgrund der herstellungsbedingten Randentkohlung und Oberflächentopographie ist die Dauerschwingfestigkeit üblicherweise verhältnismäßig gering. Überraschenderweise gelingt es nun hierbei mit einer rauheitsbildenden Kugelstrahlbehandlung, das Auftreten oberflächiger Risse unter dynamischen Belastungsverhältnissen weitgehend zu vermeiden. Eine Rauheit, wie sie für die Verankerung der Stähle im Beton wünschenswert ist, ist durch die vorgeschlagene Art der Kugelstrahlbehandlung gegeben. The invention therefore limits those used Steels both analytically and in terms of their mechanical Property values. This does not exclude that part of carbon is replaced by known carbon equivalents can be as intended by British Standard. The The hardness of the steels mentioned is below about 400 HB or HV. Due to the manufacturing decarburization and surface topography is the fatigue strength usually relatively small. Surprisingly, it now works here with a roughness-forming shot peening treatment Surface cracks appear under dynamic load conditions largely avoided. A roughness like that for the anchoring of the steels in the concrete is desirable by given the proposed type of shot peening.
Die Kugelstrahlbehandlung läßt sich zweckmäßig mit unter einem Druckfluid stehenden Strahlkörnern oder mittels durch Schleuderräder beschleunigten Strahlkörnern ausführen. Während bei dem letztgenannten Falle mehrere Schleuderräder zugleich aus unterschiedlichen Richtungen auf die Stahloberfläche zur Einwirkung zu bringen sind, werden im erstgenannten Falle die Kugelströme durch Düsen an die Stahloberfläche herangeführt.The shot peening can be conveniently carried out under one Pressurized fluid jet grains or by means of centrifugal wheels run accelerated abrasive grains. While at that the latter case, several centrifugal wheels made of different Directions to the steel surface for exposure bring are, in the former case, the ball currents Nozzles brought up to the steel surface.
Bei der Beaufschlagung mittels Düsen werden diese zweckmäßig in einer Ebene liegend radial auf den zu behandelnden Stahl ausgerichtet, wobei ihre Austrittsrichtungen in Bezug zueinander etwa gleiche Winkel bilden und die Innendurchmesser der Düsen im wesentlichen kleiner als der Durchmesser des zu behandelnden Stahles sind. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Bestrahlungsenergie optimal von dem zu behandelnden Stahl aufgenommen wird, wobei der Abstand zwischen Düse und Werkstück derart zu wählen ist, daß die Strahlentfaltung möglichst wenig über die Dicke des zu behandelnden Stahls hinausgeht.When applied by means of nozzles, these are expediently in lying radially aligned with the steel to be treated, with their exit directions about each other form the same angle and the inside diameter of the nozzles much smaller than the diameter of the to be treated Steel are. In this way it is ensured that the radiation energy optimally absorbed by the steel to be treated the distance between the nozzle and the workpiece is such to be chosen is that the beam unfolding as little as possible over the Thickness of the steel to be treated goes beyond.
Mit Sicherheit läßt sich eine gegenseitige Beeinträchtigung der Düsen vermeiden, wenn ihre Austrittsrichtungen zur Längsrichtung des zu behandelnden Stahles leicht geneigt sind. Beispielsweise kann dieser Neigungswinkel etwa 10° betragen.There can certainly be a mutual impairment of the Avoid nozzles if their exit directions are longitudinal of the steel to be treated are slightly inclined. For example this angle of inclination can be approximately 10 °.
Die Erfindung sei weiterhin unter Bezugnahme auf das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel veranschaulicht.The invention is further with reference to the following Illustrated embodiment illustrated.
Als zu behandelnde Stähle wurden ein Betonstahl der Klasse III S, Durchmesser 16 mm, beim ersten Versuch und ein Betonstahl der Klasse IV S, Durchmesser 28 mm, beim zweiten Versuch zugrundegelegt.The steel to be treated was a class III S reinforcing steel, Diameter 16 mm, the first try and a reinforcing steel Class IV S, diameter 28 mm, used as the basis for the second experiment.
Die Kugelstrahlbehandlung wurde in beiden Fällen wie nachstehend angegeben ausgeführt: The shot peening treatment was as follows in both cases specified stated:
Strahlmittel S 230S (Gußstrahlschrot),
Durchmesser des Strahlmittels0,5 bis 1,0 mm
Härte des Strahlmittels 54 HRC
Strahlmittelmenge pro Flächem/A = 2 g/mm2
Abstand Düse/Werkstückh D = 100 mm
Düsendurchmesserd D = 10 mm
Strahlmittelmenge pro Zeit = 5 kg/min
Druck im Strahlsystemp = 5 bar
Beaufschlagung durch Druckluft.Blasting media S 230S (shot blasting shot),
Blasting media diameter: 0.5 to 1.0 mm
54 HRC abrasive hardness
Abrasive amount per surfacem / a = 2 g / mm2nd
Distance nozzle / workpieceH D = 100 mm
Nozzle diameterd D = 10 mm
Abrasive amount per time = 5 kg / min
Pressure in the blasting systemp = 5 bar
Pressurized air.
Als Ergebnis dieser Behandlung sind bei den beiden, mit A und B bezeichneten Proben im dynamischen Versuch die nachstehenden Ergebnisse erzielt worden:As a result of this treatment, the following results were achieved in the two samples designated A and B in a dynamic test:
-
A) Betonstahl III S, ○ 16 mm
Oberlast: (0,7 × Ist-Streckgrenze × Ist-Querschnitt)
Schwingbreite der Spannung: 2s a = 215 N/mm2
unbehandeltkugelgestrahlt 597 000≦λτ 2 013 000 761 000≦λτ 2 251 100 1 530 600≦λτ 2 017 800 A) Reinforcing steel III S, ○ 16 mm
Upper load: (0.7 × actual yield point × actual cross section)
Vibration range of the tension: 2 s a = 215 N / mm 2
untreated shot-peened 597 000 ≦ λτ 2 013 000 761 000 ≦ λτ 2 251 100 1 530 600 ≦ λτ 2 017 800 -
B) Betonstahl IV S, ○ 28 mm
Oberlast: (0,7 × Ist-Streckgrenze × Ist-Querschnitt)
Schwingbreite der Spannung: 2 a = 200 N/mm2
unbehandeltkugelgestrahlt 623 0002 460 000 589 6002 165 000B) Reinforcing steel IV S, ○ 28 mm
Upper load: (0.7 × actual yield point × actual cross section)
Stress range: 2 a = 200 N / mm 2
untreated shot peened 623 0002 460 000 589 6002 165 000
Während die unbehandelten Proben unter dynamischer Belastung bei Lastwechseln zwischen 350 000 und 1 530 000 zu Bruch gingen, konnten bei den behandelten Proben ausnahmslos bei Lastwechselzahlen von mehr als 2 000 000 noch keine Rißerscheinungen festgestellt werden. Somit löst die Erfindung die zugrundeliegende Aufgabenstellung.While the untreated samples under dynamic load Load changes between 350,000 and 1,530,000 broke, were able to use the treated samples without exception at load change numbers of more than 2,000,000 no cracks were found will. The invention thus solves the underlying problem.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863626506 DE3626506A1 (en) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Process for reducing surface cracking in rods and wires of concrete-reinforcing steels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863626506 DE3626506A1 (en) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Process for reducing surface cracking in rods and wires of concrete-reinforcing steels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3626506A1 true DE3626506A1 (en) | 1988-02-11 |
Family
ID=6306741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863626506 Withdrawn DE3626506A1 (en) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Process for reducing surface cracking in rods and wires of concrete-reinforcing steels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3626506A1 (en) |
-
1986
- 1986-08-05 DE DE19863626506 patent/DE3626506A1/en not_active Withdrawn
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