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Zugprüfung an Spannlitzen nach ISO 15630-3 / ASTM A416 / ASTM A1061

Bei der statischen Zugprüfung nach ISO 15630-3, ASTM A416 und ASTM A 1061  wird die Spannlitze gedehnt bis sie reißt. Bei Spannlitzen sind mehrere Drähte ineinander gewunden, die sich unter Zugbelastung zu entwinden versuchen. Während des Zugversuchs wird die Kraft und die Dehnung der Probe gemessen. Da Spannstahl ein hochfester Stahl ist werden hauptsächlich Prüfmaschinen mit großen Prüfkräften verwendet.

Spannlitzen mit einem Durchmesser von 3 bis 20 mm können im Zugversuch geprüft werden. Je nach Erzeugnis- oder Prüfnorm kann die Messlänge L0 beispielsweise 500 mm oder 610 mm betragen. Die Gesamtdehnung kann Werte bis 20 % erreichen.

Weiter können auch Umlenk-Zugversuche, z.B. nach EN ISO 15630-3, durchgeführt werden. Hierfür ist die Prüfmaschine mit einer Durchgangsbohrung in der Fahrtraverse ausgestattet.

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Die wichtigsten Kennwerte aus dem Zugversuch an Spannlitzen nach ISO 15630-3 und ASTM A416

  • Die Streckgrenze als Dehngrenze (Rp0.2), die in aller Regel bei 0,2 % plastischer Dehnung als „Ersatzsteckgrenze“ bestimmt wird
  • Streckgrenzen-Dehnung; genauer die Streckgrenzen-Extensometer-Dehnung, weil sie nur mit Hilfe eines Extensometers bestimmt werden kann (Ae)
  • Zugfestigkeit (Rm)
  • Gleichmaßdehnung (Ag)
  • Bruchdehnung (A), wobei die normativen Festlegungen in Bezug auf die Messlänge von entscheidender Bedeutung sind

Probenklemmung

Aufgrund der hohen Zugfestigkeit der Einzeldrähte einer Spannlitze bis 2000 Mpa und der glatten Oberfläche ist beim Klemmen der Probe besonders darauf zu achten, dass die Probe nicht beschädigt wird (beispielsweise durch ein Pyramidenmuster der Backeneinsätze). Dazu sind hydraulische, parallel schließende Probenhalter mit einstellbarem Klemmdruck erforderlich. Zusätzlich sollte die Geometrie der Spannbacken so gestaltet sein, dass ein zuverlässiges und homogenes Spannen der Probe möglich ist, ohne dass diese während der Prüfung zu rutschen beginnt.

Zur Vermeidung von Probenbrüchen außerhalb der Messlänge L0 ist auch die Produktqualität der Litzenprobe selbst entscheidend. Nur ein Zerreißen der Probe innerhalb der Messlänge kann als verlässliches Prüfergebnis gewertet werden. Eine beschädigte Probenoberfläche oder stark inhomogene Zugfestigkeit der Einzeldrähte führen oft zu Probenbrüchen außerhalb L0 in Backennähe.

Dehnungsmessung

Ein Bruch der Spannlitze führt häufig zum Ausschlagen einzelner Drähte. Dadurch besteht die Gefahr, dass ein berührender Extensometer beschädigt wird. Deshalb wird eine Dehnungsmessung mit optischem Extensometer empfohlen. Zur Markierung der Messlänge wird dabei ein spezielles Markierungsband verwendet.

Zugversuch an Betonstahl und Spannlitzen

Betonstahl und Spannlitzen werden im Zugversuche nach ISO 6892-1 mit der Prüfmaschine bis 600 kN geprüft. Dabei kommen berührende und optische Extensometer zum Einsatz.

Was ist Spannstahl?

Spannstahl ist ein hochfester Stahl, der überwiegend im Spannbetonbau zum Vorspannen eingesetzt wird. Durch die Verwendung von Spannstahl besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften von Betonbauteilen für statische und dynamische Beanspruchungen enorm zu steigern.

Spannstahl wird aus einem Langerzeugnis hergestellt und kann je nach Herstellungsnorm in seiner Oberflächenform unterschiedlich ausgeführt werden. Ein Einzeldraht wird bspw. nach der Herstellernorm DIN EN 10138-1 ausgeführt, wobei eine Spannlitze nach DIN EN 10138-3 ausgeführt werden kann. Der Einzeldraht hat dabei Festigkeiten bis zu 2000 N/mm² und ist in seiner Form rund ausgeführt, wobei es auch trapezförmige Querschnitte gibt, die dann als Kompaktlitze bezeichnet werden.

Unter dem Oberbegriff Spannstahl werden je nach Erzeugnis-Norm drei Lieferformen unterschieden:

  • Stabstahl (Durchmesser 15 bis 36 mm)
  • Draht (Durchmesser 5 bis 16 mm)
  • Spannlitzen aus 3, 7 oder mehr gewundenen Einzeldrähten (Dreidrahtlitze: 5,2 bis 7,5 mm, Siebendrahtlitze 7 bis 18 mm)

Diese unterschiedlichen Lieferformen stellen hohe Ansprüche an die Materialprüfung und es werden dafür die unterschiedlichsten Prüfnormen (beispielsweise ISO, ASTM…) eingesetzt, um den erforderlichen Qualitätsstandard sicherzustellen.

Weitere Prüfverfahren nach ISO 15630

Betonstahl EN ISO 15630-1, ASTM E488, BS 4449

Die Prüfung von Betonstahl nach ISO 15630-1 / ASTM E488 / BS 4449 erfolgt im Zugversuch, Biegeversuch und Rückbiegeversuch sowie im Dauerschwingversuch.
zu Betonstahl EN ISO 15630-1, ASTM E488, BS 4449

Geschweißte Matten / Gitterträger ISO 15630-2

Die Prüfung von geschweißten Matten und Gitterträgern nach ISO 15630-2 erfolgt im Zugversuch, Biegeversuch und Knotenscherversuch sowie im Dauerschwingversuch.
zu Geschweißte Matten / Gitterträger ISO 15630-2

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