ГОСТ 12004-81

ГОСТ 12004-81 Сталь арматурна. Методи випробування на розтяг (зі змінами N 1, 2)

ГОСТ 12004-81

Група В09

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СТАЛЬ АРМАТУРНА

Методи випробування на розтягування

Reinforcing-bar steel. Tensile test methods

МКС 77.140.15
ОКСТУ 1909

Дата введення 1983-07-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством металургії СРСР

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 15.12.81 N 5419

3. ВЗАМІН ГОСТ 12004–66

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

5. Обмеження терміну дії знято за протоколом N 5-94 Міждержавної ради стандартизації, метрології та сертифікації (ІВС 11-12-94)

6. ВИДАННЯ (вересень 2009 р.) із Змінами N 1, 2, затвердженими у червні 1985 р., серпні 1990 р. (ІВД 9-85, 11-90)


Цей стандарт встановлює методи випробувань на розтяг при температурі (20 ) °C арматурної сталі номінальним діаметром від 3,0 до 80 мм (дроту, стрижні та арматурні канати) круглого та періодичного профілю, призначеної для армування звичайних та попередньо напружених залізобетонних конструкцій для визначення механічних властивостей:

повного відносного подовження при максимальному навантаженні;

відносного подовження після розриву;

відносного рівномірного подовження після розриву;

відносного звуження після розриву;

тимчасового опору;

межі плинності (фізичної);

меж плинності та пружності (умовних);

модуля пружності (початкового).

Терміни, позначення та визначення наведені у додатку 1.

1. МЕТОДИ ВІДБОРУ ЗРАЗКІВ

1.1. Для випробування на розтяг застосовуються зразки арматури круглої або періодичного профілю з необробленою поверхнею номінальним діаметром від 3,0 до 80 мм. Допускається проводити випробування зразків гарячекатаної стрижневої арматури номінальним діаметром більше 20 мм на обточених зразках циліндричної форми з головками наскільки можна зі збереженням на головках поверхні прокату. Форма, розміри та вимоги до обробки робочої частини зразків – за ГОСТ 1497 .

Виточувати зразки слід так, щоб поздовжні осі стрижня та зразка були паралельні. При діаметрі стрижня до 40 мм включно поздовжні осі стрижня і зразка можуть збігатися, при діаметрі стрижнів від 45 до 60 мм і від 70 до 80 мм відстань від осі стрижня до осі зразка повинна відповідно становити 1/8 і ¼ (чорт.1).

Чорт.1

(Змінена редакція, Зм. N 2).

1.2. Допускається перед випробуванням проводити правку зразка плавним тиском на нього або легкими ударами молотка на зразок, що лежить на підкладці. Підкладка та молоток повинні бути з м'якшого матеріалу, ніж зразок.

Неприпустимість виправлення зразків має бути обумовлена в НТД на арматурну сталь.

1.3. Повна довжина зразка арматури вибирається залежно від робочої довжини зразка та конструкції захоплення випробувальної машини.

Робоча довжина зразка повинна становити:

для зразка з номінальним діаметром до 20 мм включно – не менше 200 мм;

для зразка з номінальним діаметром понад 20 мм – не менше 10 ;

для арматурних канатів всіх діаметрів – не менше 350 мм.

Початкова розрахункова довжина для зразків стрижневої арматури та дроту має бути встановлена за нормативно-технічною документацією на готову продукцію, а для зразків арматурних канатів має становити 300 мм.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

1.4. Початкову площу поперечного перерізу необроблених зразків арматури періодичного профілю , мм , обчислюють за формулою

,

де - Маса випробуваного зразка, кг;

- Довжина випробуваного зразка, м;

- Щільність сталі, 7850 кг/м .

1.5. Для обточених та круглих зразків арматури номінальним діаметром від 3,0 до 40,0 мм визначають площу поперечного перерізу вимірюванням діаметра по довжині зразка у трьох перерізах: у середині та по кінцях робочої довжини; у кожному перерізі у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Площу поперечного перерізу зразка обчислюють як середньоарифметичне значення цих шести вимірювань.

1.6. Площа поперечного перерізу каната визначають як суму площ поперечного перерізу окремих дротів, що становлять канат.

Допускається використовувати номінальну площу перерізу канатів, зазначену у нормативно-технічній документації на канати.

(Змінена редакція, зміна N 1).

1.7. Початкову розрахункову довжину вимірюють з похибкою трохи більше 0,5 мм.

1.8. Діаметри круглих та обточених зразків арматури номінальним діаметром від 3,0 до 40,0 мм вимірюють штангенциркулем за ГОСТ 166 або мікрометром за ГОСТ 6507 .

1.9. Масу випробуваних зразків арматури періодичного профілю номінальним діаметром менше 10 мм визначають з похибкою не більше 1,0 г, зразків арматури діаметром від 10 до 20 мм - з похибкою не більше 2,0 г, а зразків діаметром більше 20 мм - з похибкою не більше 1% маси зразка.

Зразки арматурної сталі зважують на терезах за ГОСТ 29329 *, а довжину зразка вимірюють металевою лінійкою за ГОСТ 427 .
_______________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діє ГОСТ Р 53228-2008. - Примітка виробника бази даних.

2. АПАРАТУРА

2.1. Застосовують машини всіх систем за умови їх відповідності вимогам цього стандарту та ГОСТ 1497 .

2.2. При проведенні випробувань повинні дотримуватись вимог:

надійне центрування зразка;

плавність навантаження;

середня швидкість навантаження при випробуванні до межі плинності має бути більше 10 Н/мм (1 кгс/мм ) за секунду; за межею плинності швидкість навантаження може бути збільшена так, щоб швидкість переміщення рухомого захоплення машини не перевищувала 0,1 робочої довжини випробуваного зразка за хвилину; шкала силовимірювача випробувальної машини не повинна перевищувати п'ятикратного очікуваного значення найбільшого навантаження для випробуваного зразка арматури;

конструкція захватів випробувальної машини повинна унеможливлювати поворот повороту кінців каната навколо осі зразка.

2.3. Вимірювальні прилади мають відповідати вимогам цього стандарту та іншої НТД.

2.4. При визначенні умовних меж пружності та плинності за допомогою тензометра відносна довжина розподілу шкали тензометра не повинна перевищувати:

0,005% бази тензометра щодо ;

0,05% бази тензометра щодо .

3. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ І ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

3.1. Величину відносного подовження , %, обчислюють за формулою

.

Залежно від величини початкової розрахункової довжини зразка до літери додають індекс. Наприклад, при початковій розрахунковій довжині, що дорівнює 5 , - , При 100 мм - і т.д.

Для обточених зразків визначення відносного подовження - за ГОСТ 1497 .

3.1.1. Кінцеву розрахункову довжину зразка , Що включає місце розриву, визначають наступним способом.

Перед випробуванням зразок на довжині більше робочої довжини зразка розмічається на рівних частин за допомогою міток, що наносяться ділильною машиною, дужками або керном. Відстань між мітками для арматури діаметром 10 мм і більше не повинна перевищувати величину та бути кратним 10 мм. Для арматури діаметром менше 10 мм відстань між мітками приймається рівним 10 мм. Допускається при розмітці зразків відстань між мітками приймати більше 10 мм і перевищує величину але не більше величини початкової розрахункової довжини .

Якщо кількість інтервалів , Що відповідає початковій довжині зразка, виходить дробовим, його округлюють до цілого у велику сторону.

Після випробування частини зразка ретельно складають разом, розташовуючи їх по прямій лінії. Від місця розриву в один бік відкладають /2 інтервалів і ставлять мітку . Якщо величина /2 виявляється дробової, її округляють до цілого числа у більшу сторону. Ділянка від місця розриву до першої мітки вважається як цілий інтервал.

Від мітки відкладають у бік місця розриву інтервалів і ставлять мітку (чорт.2). Відрізок дорівнює отриманій за місцем розриву кінцевої розрахункової довжини .

Чорт.2

Чорт.3

Якщо місце розриву ближче до краю захвату машини, ніж величина /2 (чорт.3), отриману після розриву кінцеву розрахункову довжину визначають наступним чином:

від місця розриву до крайньої мітки у захоплення визначають кількість інтервалів, що позначають /2. Від точки до місця розриву відкладають інтервалів і ставлять мітку . Потім від мітки відкладають /2 - /2 інтервалів і ставлять мітку .

Кінцеву розрахункову довжину зразка , мм, обчислюють за формулою

,

де і - відповідно довжина ділянки зразка між точками і і і .

Якщо місце розриву знаходиться на відстані від захоплення менше довжини двох інтервалів або 0,3 - для зразків діаметром менше 10 мм, величина розрахункової довжини не може бути достовірно визначена та проводять повторне випробування.

(Змінена редакція. Зм. N 2).

3.2а. Кінцеву розрахункову довжину зразка арматурних канатів визначають за допомогою тензометрів, які навішуються на канат лінійок або спеціальних приладів, що дозволяють вимірювати деформацію зразка до руйнування. Перед установкою тензометра, лінійок або інших приладів до зразка прикладають початкове навантаження, що становить 0,1% - 0,15% від розривного зусилля, що очікується.

(Запроваджено додатково, Зм. N 1).

3.2. Відносне рівномірне подовження визначається у всіх випадках поза дільницею розриву на початковій розрахунковій довжині, що дорівнює 50 або 100 мм. При цьому відстань від місця розриву до найближчої мітки початкової розрахункової довжини для арматури діаметром 10 мм і більше не повинна бути меншою за 3 та більше 5 , a для арматури діаметром менше 10 мм - від 30 до 50 мм.

3.2.1. Для визначення величини відносного рівномірного подовження кінцева розрахункова довжина визначається за мітками (див. рис.2 та 3).

Величину відносного рівномірного подовження , %, обчислюють за формулою

.

3.2.2. Кінцеві розрахункові довжини і вимірюють з похибкою трохи більше 0,5 мм.

3.2.3. Відносне подовження та відносне рівномірне подовження після розриву обчислюють із заокругленням до 0,5%. У цьому частки до 0,25% відкидають, а частки 0,25% і більше беруть за 0,5%.

3.3. Повне відносне подовження при максимальному навантаженні може бути визначено одним із способів:

за допомогою тензометрів або інших спеціальних приладів, що дозволяють вимірювати деформацію зразка до руйнування;

підсумовуванням залишкової деформації після руйнування зразка з пружними деформаціями при максимальному навантаженні за формулою

.

3.4. Відносне звуження після розриву визначається на круглих зразках дроту та стрижневої арматури, а також на обточених зразках циліндричної форми відповідно до вимог ГОСТ 1497 .

3.5. Тимчасовий опір , Н/мм (кгс/мм ), обчислюють з похибкою не більше 5 Н/мм (0,5 кгс/мм ) за формулою

.

3.6. Межа плинності , Н/мм (кгс/мм ), обчислюють з похибкою не більше 5 Н/мм (0,5 кгс/мм ) за формулою

.

3.7. Умовна межа пружності визначають, виходячи з величини допуску на умовно-миттєву пластичну деформацію, що дорівнює від 0,02% до 0,1% розрахункової довжини по тензометру включно. При цьому до літери додають індекс, що відповідає прийнятому допуску . Наприклад, при допуску, що дорівнює 0,05%, умовна межа пружності позначається і т.д.

3.7.1. Умовні межі пружності та плинності можуть бути визначені аналітичним та графічним способами.

Тензометр на зразок встановлюють після застосування початкового навантаження, що відповідає 0,05-0,10 очікуваної величини тимчасового опору .

При випробуванні арматурних канатів попередньо проводять не менш ніж дворазове навантаження - розвантаження в інтервалі 0,1-0,35 очікуваного розривного зусилля.

Навантаження прикладається рівними або пропорційними етапами так, щоб до навантаження, що відповідає шуканій межі, було не менше 8-10 етапів навантаження, рахуючи від початкового навантаження.

При досягненні сумарного навантаження, що відповідає 0,7-0,9 шуканої межі, рекомендується зменшити величину етапу навантаження у два або чотири рази.

Витримка при постійному навантаженні кожному етапі навантаження без урахування часу докладання навантаження має бути трохи більше 10 з.

3.7.2. Умовна межа плинності визначають аналітичним способом. Обчислюють величину залишкової деформації 0,2% основи тензометра; потім визначають середню величину пружної деформації на одному етапі навантаження, виходячи з величини середньої деформації, знайденої на етапах навантаження в інтервалі 0,10-0,40 передбачуваного зусилля, що відповідає межі плинності, а для арматурних канатів в інтервалі 0,10-0,40 тимчасового опору.

Навантаження , за якої буде забезпечено рівність , відповідає умовній межі плинності в Н/мм (кгс/мм ), який обчислюється з похибкою не більше ніж 5 Н/мм (0,5 кгс/мм ) за формулою

.

Умовні межі пружності визначаються у тому порядку: обчислюють величину залишкової деформації, наприклад для рівну 0,02% бази тензометра, використовуючи середню величину пружної деформації на одному етапі визначають навантаження , що відповідає подовженню .

Умовна межа пружності , Н/мм (кгс/мм ), обчислюють з похибкою не більше 5 Н/мм (0,5 кгс/мм ) за формулою

.

3.7.3. Графічний спосіб визначення умовних меж плинності та пружності: будується діаграма розтягування «навантаження-подовження». По осі ординат відкладають навантаження, а осі абсцис - відповідне подовження (чорт.4).

Чорт.4

На діаграмі проводиться пряма, паралельна ділянці пропорційної залежності , на відстані від прямої частини діаграми вправо по осі абсцис у напрямку, що дорівнює заданій величині допуску на умовно-миттєву пластичну деформацію для умовних меж пружності або плинності. Сила, що відповідає межі пружності або плинності, визначається точкою перетину цієї прямої з діаграмою розтягування.

При визначенні умовної межі плинності та умовної межі пружності графічним способом діаграму розтягування будують у такому масштабі, при якому 0,1% деформації зразка відповідала ділянка осі ординат довжиною не менше 10 мм, а навантаженню, що приблизно відповідає умовній межі плинності, - ділянка осі абсцис не менше 100 мм.

Допускається визначення умовної межі плинності по машинній діаграмі за ГОСТ 1497 з проведенням періодичних контрольних випробувань за допомогою тензометрів.

Обсяг, періодичність та методика проведення випробувань мають бути встановлені за нормативно-технічною документацією на готову продукцію.

Приклади визначення умовних меж пружності та плинності наведено у додатках 2 та 3.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.8. Для стрижнів та дроту початковий модуль пружності дорівнює відношенню збільшення напруг в інтервалі від 0,1 до 0,35 щодо відносного подовження зразка в тому ж інтервалі навантаження.

Початковий модуль пружності визначається з похибкою трохи більше 1% за такою формулою

.

При цьому в інтервалі від 0,1 до 0,35 має бути не менше трьох послідовних етапів навантаження.

3.8.1. Для арматурних канатів початковий модуль пружності визначається за формулою п. 3.8 після дворазового навантаження та розвантаження в інтервалі 0,1 та 0,35 .

3.9. За результат випробування приймаються механічні властивості, отримані під час випробування кожного зразка. Кількість зразків для випробувань зазначається у нормативно-технічній документації на арматурну сталь.

3.10. Результати випробувань не враховуються у таких випадках:

при розриві зразка за нанесеними мітками, якщо при цьому якась характеристика механічних властивостей за своєю величиною не відповідає встановленим вимогам;

при розриві зразка у захопленнях випробувальної машини;

при виявленні помилок у проведенні випробувань чи запису результатів випробувань.

ДОДАТОК 1 (довідкове). ТЕРМІНИ, ПОЗНАЧЕННЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ДОДАТОК 1
Довідкове

ДОДАТОК 1. (Змінена редакція, Изм. N 1).

ДОДАТОК 2 (рекомендований). ПРИКЛАД ВИЗНАЧЕННЯ УМОВНОЇ МЕЖІ ПРУЖНОСТІ І УМОВНОЇ МЕЖІ ПЛИНИ ДЛЯ СТЕРЖНЕВОЇ АРМАТУРИ І ДРІТ

ДОДАТОК 2
Рекомендоване

ПРИКЛАД ВИЗНАЧЕННЯ УМОВНОЇ МЕЖІ ПРУЖНОСТІ І УМОВНОЇ МЕЖІ ТЕКУЧОСТІ ДЛЯ СТЕРЖНЕВОЇ АРМАТУРИ І ДРІТ

1. Аналітичний метод

1.1. Зразок гарячекатаної арматурної сталі марки A-IV періодичного профілю номінальним діаметром 14 мм. Повна довжина зразка 400 мм. Початкова площа перерізу 150 мм .

1.2. Випробування проводять з вимірюванням тензометрами деформацій по двох діаметрально протилежних ребрах зразка. База одного тензометра 100 мм, а сума баз двох тензометрів 2 200мм.

1.3. Величина залишкової деформації щодо умовної межі плинності дорівнює 0,2% від сумарної бази тензометрів чи 0,4 мм при довжині 200 мм. Розмір залишкової деформації щодо межі пружності дорівнює 0,02% від сумарної бази тензометрів чи 0,04 мм при довжині 200 мм.

1.4. На зразок після його встановлення в захоплення випробувальної машини прикладається початкове навантаження, що дорівнює 1000 кг, що становить приблизно 0,08 . Встановлюють тензометри та проводять подальше навантаження зразка етапами по 1000 кг до 7000 кг, що становить 0,7 і далі по 500 кг до загального подовження зразка близько 1,0%, що в даному випадку відповідає навантаженню 11500 кг.

Результати вимірювань навантажень та деформацій записують у таблиці випробувань (див. таблицю).

Як видно з таблиці, в діапазоні від 1000 до 4000 кг одному етапу навантаження 1000 кг відповідає сумарна деформація 6х10 мм. Визначення умовних меж пружності та умовної межі плинності аналітичним способом проводиться за допомогою даних, наведених у таблиці.

За даними досвіду величина залишкової деформації 0,04 мм відповідає навантаженню, що дорівнює 9000 кгс, тобто. 9000 кгс. Отже, умовна межа пружності дорівнює:

кгс/мм .

Величина залишкової деформації, що відповідає умовній межі плинності, у даному випадку становить 0,4 або 40 · 10 мм.

Як видно з таблиці, величина залишкової деформації 0,4 мм дещо більша за величину деформації при навантаженні 10000 кгс і менше, ніж при навантаженні 10 500 кгс. Тому визначаємо з інтерполяції

кгс;

кгс/мм .

2. Графічний метод

2.1. За даними вимірювань деформацій, наведених у таблиці, будуємо графік . По осі ординат відкладаємо навантаження, а по осі абсцис відповідне подовження (Див. рис.4). На графіку проводимо прямі, паралельні ділянці пропорційної залежності діаграми , на відстані від прямої частини діаграми в напрямку осі абсцис, що дорівнює умовній межі плинності 0,4 мм і для межі пружності 0,04 мм. У точках перетину цих ліній діаграмою розтягування визначаємо навантаження і , що відповідають умовним межам плинності та пружності .

10300 кгс;

68,7 кгс/мм 69,0 кгс/мм ;

9000 кгс;

60,0 кгс/мм .

ДОДАТОК 3 (рекомендований). ПРИКЛАД ВИЗНАЧЕННЯ УМОВНОЇ МЕЖІ ПЛИНИ АРМАТУРНИХ КАНАТІВ. АНАЛІТИЧНИЙ МЕТОД

ДОДАТОК 3
Рекомендоване

Аналітичний метод

1. Випробовування піддають зразок каната номінальним діаметром 15 мм і початковою площею поперечного перерізу 141,6 мм. . Вимірюють деформацію тензометрами з двох діаметрально протилежних сторін зразка. Ціна поділу шкали тензометра 0,01 мм. Основа тензометра 300 мм. Допуск на величину залишкової деформації щодо умовної межі плинності 0,2% від бази тензометра 300 мм становить 0,6 мм. Враховуючи, що вимір деформації виготовляють з двох сторін зразка, задане подвоєне відхилення становитиме 0,6х2=1,2 мм.

2. До зразка після його встановлення в захоплення випробувальної машини прикладають початкове навантаження, рівну 2000 кгс, яка відповідає приблизно 0,1 від очікуваного розривного зусилля 23000 кгс. Встановлюють тензометр, знімають початкові відліки і проводять дворазове навантаження - розвантаження зразка в інтервалі 0,10-0,35 . Потім зразок навантажують від 0,10 до 0,35 одним ступенем навантаження, від 0,35 до 0,8 не менше семи ступенів. Результати вимірювань навантажень і деформацій кожному етапі навантаження записують у таблицю.

Далі проводиться обробка показань тензометрів.

3. Задане відхилення від пропорційної залежності між напругою та деформацією дещо більше отриманої при навантаженні 20500 кгс і менше ніж при навантаженні 20000 кгс.

Тому визначаємо з інтерполяції

20472 кгс;

144,6 кгс/мм .