При изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций, армированных высокопрочной проволокой, возникает необходимость в испытании проволоки на релаксацию напряжений.
Релаксация характеризуется падением напряжений в образце при постоянной начальной деформации и является следствием постепенного перехода упругой деформации в пластическую. Испытания на релаксацию в отличие от других методов испытаний являются длительными и обычно осуществляются с помощью приборов и установок, обеспечивающих поддержание постоянной деформации образца. Определение релаксации может производиться с помощью специальных рычажных установок с вертикальным и горизонтальным расположением образца.
Установка для испытания проволоки на релаксацию, разработанная в НИИ черной металлургии, состоит (черт. 43) из станины с рычажной системой захватов, экстензометрического устройства и нагрузочного устройства. Образец закрепляется в захватах машины и растягивается постоянно действующей и переменной нагрузками. Нагружение образца осуществляется через рычажную систему с помощью гидравлической подвески.
При удлинении образца контакты индикатора экстензометрического устройства замыкаются, автоматически открывается клапан сосуда гидравлической подвески и происходит истечение жидкости, нагрузка уменьшается. Истечение жидкости продолжается до размыкания контактов индикатора, а величина падения нагрузки определяется по уровню оставшейся в сосуде жидкости.
В Академии строительства и архитектуры разработана установка для длительных испытаний на ползучесть и релаксацию одновременно пяти образцов диаметром 3,0-16 мм. Установка состоит из нагружающего рычажного устройства с грузами зубчатой пары, захватов для образца и автоматического пульта управления с контрольно-измерительными приборами. Образцы укрепляются в захватах машины и нагружаются через зубчатую и рычажную систему до необходимой нагрузки. Рычажная система с грузами обеспечивает поддержание постоянной нагрузки при изменении длины образца.
При деформации образца порядка 0,002-0,003 мм контакты в тензометре замыкаются и включают водяной электромагнитный клапан водяного бачка — происходит слив воды. В результате нагрузка на образец уменьшается, образец укорачивается, контакты размыкаются и слив воды прекращается.
Деформацию образца во время испытаний измеряют при помощи тензометров, установленных на измерительном устройстве. Максимальное усилие, развиваемое установкой на образец, составляет 12 000 кГ.
Рычажная установка с горизонтальным расположением образца при автоматическом сокращении постоянной длины образца за счет уменьшения нагрузки показана на черт. № 44. Установка состоит из опорной части, рычага балансира с передвижным грузом, электродвигателя и записывающего устройства.
Образец закрепляется одним концом на неподвижном упоре, а другим -на рычаге-балансире, который занимает горизонтальное положение. Со временем напряжения в образце падают, длина проволоки начинает увеличиваться. С увеличением длины проволоки рычаг опускается и замыкает контакт, который, в свою очередь, включает электродвигатель подвижного груза. Перемещение груза по рычагу продолжается до тех пор, пока длина проволоки (вследствие уменьшения нагрузки) не возвратится к первоначальной величине и рычаг не займет горизонтального положения. В этом положении контакты двигателя разомкнутся.
черт. № 43, Схема установки для испытания образцов арматурной стали на релаксацию:
1 — станина; 2 — рычажная система; 3 — захваты; 4, 5 — экстензометрическое устройство; 6,7 — нагрузочное устройство; 8 — устройство автоматики; 9 — образец; 10 — клапан; 11- шкала
Рис 44. Схема рычажной установки для определения релаксации напряжений арматуры:
1 — опорная часть установки; 2 — шарнир; 3- испытуемый образец; 4- электродвигатель подвижного груза; 5 — подвижной груз; 6 — рычаг-балансир; 7 — грузы при использовании установки для испытания арматуры на ползучесть
Перемещение груза фиксируется специальным записывающим. устройством, с помощью которого получают кривую «нагрузка — время». Эта кривая служит для вычисления релаксации напряжений в зависимости от времени испытаний.
Релаксация напряжений может быть также определена по измерению усилий в образце с помощью электротензометрических динамометров, а также измерением степени натяжения арматуры но величине прогиба либо По частоте свободных колебаний.
