DEP0025031DA - Herstellung von hochwertigen Betonbewehrungsstäben - Google Patents

Description

Zur Herstellung von Eisenbeton, das ist also mit Eisen bewehrtem Beton, wird vor allem Stabeisen in den Abmessungen von etwa 6 - 26 mm Durchmesser und in einer Güte entsprechend der Deutschen Normbezeichnung St 37.12 verwandt. Stabeisen dieser Art ist auch unter der Bezeichnung Moniereisen bekannt und ist unlegierter Stahl mit einem C-Gehlat von etwa 0,12 %. Dieser Stahl wird in der Regel nach dem Thomasverfahren erschmolzen.

Um nun die Güteeigenschaften eines solchen Moniereisens zu steigern und damit den Stabstahlquerschnitt bei gleicher Beanspruchung kleiner als sonst nötig halten zu können, wurden schon verschiedene Verfahren angewandt. So hat man bereits, um die sogenannte Haftfestigkeit zwischen Beton und Stabstahl zu vergrössern, statt eines einfachen Rundquerschnittes die verschiedensten Sonderprofile für Betoneisen vorgeschlagen, immer mit dem Ziel, durch Beseitigung der z.B. bei normalem Rundeisen glatten Stabstahl-Oberfläche, etwa durch längs der Stabachse in irgendeiner Form verlaufende Rillen oder Kanten, eine bessere Verbundwirkung zu erreichen. Außerdem ist man dann noch dazu übergegangen, durch das Drallen von gewöhnlichem oder solchem Stabstahl in kaltem Zustand, und zwar insbesondere unter Verwendung entsprechender Sonderprofile, einerseits diese Verbundwirkung noch zu steigern und andererseits durch die so erzielte Kaltverfestigung auch noch die Stabstahlfestigkeit und -streckengrenze wesentlich zu erhöhen. Allerdings mußte man in letzterem Falle einen stärkeren Abfall der Bruchdehnung und der Dauerfestigkeit in Kauf nehmen. Dieser Mangel gegenüber dem z.B. auf Grund der Verwendung eines bereits der Stahlanalyse nach höherwertigen und daher teuereren Einsatzes erzeugten "Hochwertigen Betonstahles" von mind. 50 kg/mm(exp)2 Festigkeit und 20% Dehnung kann nur durch die höhere Haftfestigkeit eines verdrallten Stabstahles mit Sonderprofil aufgewogen werden.

Das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Betonbewehrungsstäben mit einer Mindestbruchdehnung von 20% bei einer Mindestfestigkeit von 50 kg/mm(exp)2 vermeidet nicht allein die Mängel dieser bekannten Verfahren zur Steigerung der Güte eines üblichen Moniereisens, sondern weist noch derartige weitere Vorzüge auf, daß nach ihm hergestellter Betonstahl als besonders hochwertig anzusehen ist. Obwohl ferner die Einzelvorgänge dieses neuen Verfahrens als bekannt oder naheliegend angesehen werden können, so stellt doch ihre Zusammenfassung zu einem völlig neuen, bisher nicht angewandten Verfahren einen außerordentlichen technischen Fortschritt dar.

Dieses Verfahren ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß der für gewöhnliches Moniereisen bisher verwandte übliche Thomasstahl, entsprechend St 37.12, ebenfalls verwendet werden kann. Ein Zurückgreifen auf den wesentlich teuereren "Hartstahl" mit einer sogenannten Naturfestigkeit von mind. 50 kg/mm(exp)2 und mind. 20% Dehnung im normalen Walzzustand wird so vermieden. Eine für die Erzielung einer hohen Haftfestigkeit bzw. Verbundwirkung mit Beton besonders gut geeignete Stabstahloberfläche wird durch ein im warmen Zustand erfolgendes Verdrallen nicht-runder Walzquerschnitte im bzw. unmittelbar hinter dem letzten Walzkaliber erreicht. Durch ein ebenfalls unmittelbar anschließendes Abschrecken des so verdrallten Stabstahles in noch ganzer Walzaderlänge von der betriebsmäßig üblichen Walzendtemperatur auf eine Temperatur unterhalb des Arl-Punktes werden ferner auf diese Weise bei einer Festigkeit von mind. 50 kg/mm(exp)2 gesteigerte Güteeigenschaften hinsichtlich Zähigkeit bei Raum- und Tieftemperatur, Dauerfestigkeit und Kerbunempfindlichkeit der Oberfläche in einer solchen Höhe erreicht, wie sie in ihrem Zusammenwirken von keinem einzigen der bisher bekannten Verfahren erwartet werden können. Darüber hinaus ist dieses Verfahren ein ausgesprochen kontinuierlich arbeitendes und verbürgt daher trotz seiner Anwendung zur Herstellung eines Massenstahles wie Betoneisen eine besonders hohe Gleichmäßigkeit hinsichtlich aller Güteeigenschaften.

Durch die besondere Art der Verdrallung ist der so hergestellte Stabstahl ferner als hochwertiger Betonstahl gegenüber allen Stabstahlarten besonders gekennzeichnet.

Im einzelnen besitzt dieses Verfahren folgende Merkmale:

Das Verdrallen der Walzader erfolgt durch eine unmittelbar hinter den Fertigwalzen bzw. dem Fertigkaliber angeordnete, feststehende Drallbüchse bzw. durch rotierende Führungsteile oder durch gleichzeitige Verwendung dieser beiden Vorrichtungen. Eine derartige feststehende Drallbüchse ist aus den Abb. 1 und 2 ersichtlich, wie sie beispielsweise für das Verdrallen von Sechskantstahl benutzt werden kann. Der vordere Führungsteil V der Drallbüchse kann auch rotierend um die Drallbüchesenachse a verwandt werden und die Masse dieses Teiles V so groß bemessen sein, daß sie sich mitbestimmend auf die sich einstellende Ganghöhe des Dralles auswirkt.

Zum Verdrallen eignen sich einfache Walzquerschnitte wie Vierkant, Sechskant und Achtkant, ebenso wie Sonderprofile (beispielsweise s. Abb. 3 bis 5). Die Oberfläche eines so verdrallten Sechskantstahles ist in Abb. 3 zu ersehen, und zwar mit einem Verdrallungsgrad

Hierbei ist d der Durchmesser des zu verdrallenden Walzquerschnittes und h die nach dem Verdrallen sich einstellende Ganghöhe.

Im unmittelbaren Anschluß an das Verdrallen, also ebenfalls unmittelbar hinter der Fertigwalze und in einem Arbeitsgang mit dem Fertigwalzen sowie Verdrallen, geht das Abschrecken der Walzader vor sich, und zwar unter Anwendung der für eine sog. Druckhärtung bekannten verfahrens- und einrichtungsmäßigen Voraussetzungen. Unter Druckhärtung ist die Vergütung des Werkstoffes im Walzverfahren durch Anwendung hoher spezifischer Walzdrücke bei kleinen Querschnittsveränderungen, vornehmlich unter Verwendung großer arbeitender Walzendurchmesser, zu verstehen. Abgeschreckt wird von der betriebsmäßig gegebenen Walzendtemperatur bis auf eine so weit unter dem Arl-Punkt liegende Temperatur, daß die bei diesem bekannten Abschreckverfahren sich einstellenden hohen Gütewerte mit Sicherheit gewährleistet sind. Unterstützt wird diese Abschreckwirkung in diesem Falle noch dadurch, daß die Walzader das Abschreckbad sich (infolge der Drallrichtung) um ihre Achse drehend, also rotierend, durchläuft.

Auf diese Weise ist es also möglich, aus unlegiertem Stahl mit 0,12 % C (entspr. St 37.12) in einem Arbeitsgang (Walzen, Drallen, Abschrecken) besonders hochwertigen Betonstahl in den üblichen Stabstahlquerschnitten mit einer Mindestfestigkeit von 50 kg/mm(exp)2 bei einer Mindestbruchdehnung von 20 % oder darüber, herzustellen. Ferner weist so hergestellter Betonstahl besonders ausgeprägte Zähigkeitseigenschaften bei Raum- und Tieftemperaturen auf und daher auch eine hohe Dauerfestigkeit, sowie außerdem eine weitgehende Kerbunempfindlichkeit der Staboberfläche. Durch die mehrgängige Verdrallung wird darüber hinaus eine hinsichtlich Haftfestigkeit bzw. Verbundwirkung besonders vorteilhafte Staboberfläche erzielt, da sie sich der oft sehr unterschiedlichen Betonkörnung anschmiegt. Alle diese Güteeigenschaften werden von keinem bisher bekannten Verfahren in dieser Gleichmäßigkeit und in diesem Ausmaß erreicht.

Der mehrgängige Drall stellt außerdem das besondere äußere Kennzeichen für diesen hochwertigen Betonstahl dar.

Claims (3)

1.) Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Betonbewehrungsstäben mit einer Mindestbruchdehnung von 20 % bei einer Mindestfestigkeit von 50 kg/mm(exp)2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe mit nichtrundem Walzquerschnitt durch Drallen in oder nach dem letzten Walzkaliber verwunden und durch unmittelbar anschließendes Abschrecken auf eine Temperatur unterhalb des Arl-Punktes gebracht werden.

2.) Die Verwendung von Stäben mit einem Vierkant-, Sechskant-, Achtkant- oder besonders ausgebildetem Walzquerschnitt als Ausgangswerkstoff für das Verfahren nach Anspruch 1.

3.) Vorrichtung zur Durchführung des Verwindens gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch feststehende Drallbüchsen oder rotierende Führungsteile.