ir.Th.BreedijkEstel Hoogovens BV, IJmuidenLid CUR-VB-commissie C 40'Lasbaarheid betonstaal FeB 500'Cement XXXIII (1981) nr. 4Betonstaal, fabricage- enlasbaarheidsaspecten1. InleidingBij de fabricage van betonstaal is een nieuwe produktiemethode tot ontwikkeling gekomen,het zgn. geforceerd gekoeld of watergekoeld betonstaal.ln de onderstaande beschouwing iser naar gestreefd om van de verschillende soorten betonstaal een algemeen overzicht tegeven rnet betrekking tot de metaalkundige aspecten bij de fabricage en de metallurgischelasbaarheidsaspecten.2. Globale fabricagegangVoorde fabricage van betonstaal wordt tegenwoord ig meestal het zuurstofgeblazen oxystaaltoegepast in plaats van het vroegere Siemens-Martinstaal. Het elektrostaal (met een hoogpercentage schrotinzet) breidt zich voor bepaalde omstandigheden en toepassing nog uit.Voor de diverse betonstaalsoorten wordt meestal nog het in blokvormen gegoten halfrustigestaaltype toegepast, dat wil zeggen staal met een halfrustige blokstolling (halfgekalmeerd),verkregen door desoxydatie met weinig silicium ?0,1%) en eventueel wat aluminium?0,01 %). Daarnaast wordt ook het rustige staaltype toegepast, dat is staal met een rustigestolling (gekalmeerd) doordetoevoeging van hogere silicium-en/of aluminiumgehaltes, metname in het geval dat het staal continu gegoten wordt. Hierbij worden vierkante knuppelsgegoten of eventueel eerst grotere stangen die dan direct verder tot knuppels wordengewalst. Bij het blokgieten worden de staalblokken na verhitting, door blok- en knuppelwal-sen tot knuppels gewalst.Het uitgangsproduktvoorhet walsen van betonstaal, vierkante knuppelsvan ca.1Zl1 00 mm en12 m lengte, wordt eerst opnieuw verhitto Ca. 1100 ?C en vervolgens uitgewalst tot bijv:06 -12 mm, na walsen opgehaspeld tot rollen draad (draadwalsen);08 - 40 mm, gewalst als rechte staven naar een koelbed (staafwalsen).In moderne staaf- en draadwalserijen verloopt het walsen continu en met hoge walssnelhe-den voor met name de kleine diameters. Het temperatuurverlies tijdens walsen blijft danbeperkt waardoor meestal bij relatief hoge temperaturen (900 ? 1000 ?C) wordt afgewalst.Afhankelijk van de gewensteeinddiameterworden meer of minderwalstuigen ingezet.Bij hetwalsen van geprofileerd materiaal zijn alleen de walsrollen van het laatste walstuig vankalibers met groeven voorzien.OraadwaJsenBij moderne draadwalserijen worden voornamelijk de afmetingen 0 5,5 -12 mrn gewalst metwalssnelheden voor 05,5 mm tot 50 ? 80 m/sec. Hierbij vormen de draadsoorten bestemdvoor draadtrekkerijen verreweg hetbelangrijkste pakket, zoals walsdraad voor autobanden-draad, kabeldraad, voorspanstaal, bouten- en moerenstaal enz. Bij deze draadwalserijenwordt altijd direct na het walsen geregelde waterkoeling toegepast en wordt de walsdraadhierna bij ca. 800?C in gespiraliseerde windingen uitgelegd op een transportband, richtinghaspel.Bijdezgn.Stelmorkoelingwordendewindingenopdetransportband vervolgens nogmet lucht geforceerd gekoeld. Het doel van deze werkwijze is het verkrijgen van verbeterdehomogene eigenschappen door de gehele rol en vermindering van oxydeverliezen. Derolgewichten kunnen 1 ? 2 ton bedragen.Van de betonstaalsoorten volgens NEN 6008 (1977) worden in deze moderne draadwalserijenvrijwel nog alleen enkele halfprodukten geproduceerd, zoals glad walsdraad bestemd voorkoudgetrokken FeB 500 HKN (gepuntlaste netten) en geprofileerd 0 6-1 0 mm voor koudge-tordeerd HK. In sommige draadwalserijen wordt ook geprofileerd warmgewalsteindproduktHW(L) geproduceerd, zoals 0 6 -8 mm dat vervolgens vanaf de rol fabriekmatig koud wordtgericht tot rechte staven. Dit ter completering van het pakket naar koelbed gewalste stavenvanaf0 10 mmo Eventueel kan geprofileerd HW(L)ookals rol worden geleverd,mogelijktot012 ? 16 mmo Hierbij moet men wel bedenken dat door koudrichten tot rechte staven demechanische eigenschappen, met name de vloei- ofrekgrens, sterk kunnen veranderen.StaafwaJsenHet grootste deel van de betonstaalsoorten volgens NEN 6008 wordt direct als staven gewalstin diameters 01 0(somsook08)tot040 mm.ln modernestaafwalserijen wordtafgewalst met267bijv. 20tot5 m/sec. (resp. voor010en40 mm)waarbijdirect na einde walsen het materiaal inkoelbed-staaflengtes van bijv. 100 mwordt geknipt. Deze lengtes worden via een rollenbaannaar het koelbed getransporteerd, aldaar afgeremd en opgevangen, waarna vanaf ca. 950?Cvolledige afkoeling in lucht plaatsvindt. Vervolgens worden de koelbedlengtes verder koud-geknipt tot handelslengtes van 8 tot 20 m en daarna gebundeld.Recent bij staafwalsen is de ontwikkeling van intensieve gecontroleerde waterkoeling directna walsen. Na een waterkoeltraject komt hetstaafmateriaal met ca. 650?C op het koelbed enkoelt verder af in lucht. Deze werkwijze levert een aanzienlijke verhoging van de sterkte dooreen specifieke structuurverbetering van het staal.Staven kunnen voorverhoging van desterkteookeen verdere nabehandeling van koudtorde-ren ondergaan (HK). De handelslengtesworden hierbij aan beideeinden ingeklemden toteenspoed van ca. 10 maal de staafdiameter om de lengte-as getordeerd. Zoals hiervooraangege-ven wordt deze nabehandeling voor0 6 -10 mm vanaf de rol uitgevoerd.3. Metaalkundige aspecten bij de fabricageDe betonstaalnorm NEN 6008 toont betonstaalsoorten van diverse sterkteniveaus en in deverschillende leveringstoestanden (tabel 1).Voor het verkrijgen van de gewenste sterkte van betonstaal wordt in alle gevallen uitgegaanvan de basissterkte uit de chemische samenstelling en de warmwalsbehandeling van hetstaal. Globaal kunnen drie fabricagemogelijkheden worden onderscheiden.a. Warmgewalst betonstaal (zgn. natuurhard), dat zijn mechanische eigenschappen uitsluitendverkrijgt op basis van de chemische samenstelling, de warmwalsbehandeling en volledigeafkoeling in lucht.b. Koudvervormd betonstaal (koudgetrokken of getordeerd), dat zijn mechanische eigen-schappen verkrijgt door warmgewalst betonstaal een nabehandeling van koude verstevigingte geven.c. Watergekoeld betonstaal, dat zijn mechanische eigenschappen verkrijgt door het warmge-walste materiaal direct vanuit de walshitte een specifieke structuurverbetering te geven. Ditdoor middel van een gecontroleerde waterkoeling direct na einde walsen en verdere afkoe-ling in lucht.Deze fabricagewijze betreft een nieuwe ontwikkeling die sedert enkele jaren in praktijk wordtgebracht.Tabel 1Eigenschappen verschil/ende soortenbetonstaal volgens NEN BOO? (1977)soortleveringtoestand:FeB 220stavenFeB 400stavenFeB 500staven4)FeB 500gepuntlastenettenHW 1111111/HW 1/1///111 HWN '1/1/1/11HWL1)HW = warmgewalstHWL = lasbaar HWHK=koudgetordeerdHWN, HKN == nettendiameters (mm)vloei-/rekgrens (N/mm2)treksterkte (N/mm2 )breukrek A-5 (%)gelijkmatige rek (%)buigdoorn (0:;;; 12 mm)terugbuig (0 > 12 mm)max. % koolstof (lading)voor lasbaarheidHW _glad6-40220340243)2x0n.v.t.0,27HK 'lIJ81/1, HK If!.Jh1l/i6-40 6-40400 500500 55014 123) 3), HKN:2,53x0 4x06-12x0 8-14x0HWHWL, HK: 0,274-14500550122,54x08x00,27Cement XXXIII (1981) nr. 41) 2) 3) 4)met lasbaarheidswalsmerk nog vast te stellen ruim hoger dan 2,5% ook HKN 04-14 mm3.1. Warmgewa/st-natuurhard betonstaalBij deze betonstaalsoort berust de sterkte vrijwel geheel op de chemische samenstelling vanhet staal. De treksterkte is bijvoorbeeld te berekenen volgens:theoretische treksterkte (N/mm2) = 280 + 600 x %C + 80 x %Mn + 170 x %Si (ingekort).Naast hetsterkteverhogende effect van de legeringselementen C(koolstof), Mn (mangaan)enSi (silicium) kan extra sterktewinst verkregen worden door toevoeging van de microlege-ringselementen Nb (niobium) .en V (vanadium).Deze betonstaalsoort toont bij kamertemperatuur een homogene structuur over de staaf-doorsnede, bestaande uit een mengsel van de structuurbestanddelen ferriet en periiet (meerferriet dan periiet). De sterktevan dezestructuur neemt onder meer toe meteen relatief hoger% perliet (via hoger %C en Mn), een fijnere ferrietkorrelgrootte (via C, Mn, Nb en V), eengrotere oplosharding van ferriet(via Mn en Si) en eventueel precipitatieharding van de ferriet(via Nb en V).Enkele voorbeelden van de chemische samenstelling van warmgewalst-natuurhard beton-staal uit een halfrustig staaltype met ca. 0,05% Si:268FeB 220 HW : - 0,23% C, 0,50% MnFeB 400 HW : - 0,32% C, 1,40% Mn, 0,03% Nb.FeB 400 HWL : - 0,22% C, 1,40% Mn, 0,03% Nb, 0,05% V.FeB 500 HW : - 0,35% C, 1,40% Mn, 0,03% Nb, 0,08% V.De vloeigrens van natuurharde betonstaalsoorten bedraagt 0,60 ? 0,75 maal de treksterkte,afhankelijk van onder meer staaltype, chemische samenstelling, walsbehandeling en staaf-diameter.Nadelen van deze staalsoorten zijn:? legeren is duur, met name de Nb- en V-toevoegingen.? hoge C + Mn-gehalteszijn nadelig voorde hechtlasbaarheid. HetC-equivalent(ingekort: %C+ %Mn/6) bedraagt bijv. voor FeB 400 HW - 0,55% en voor FeB 400HWL - 0,45%.Voordeel van deze staalsoorten is, dat bij gloeibehandelingen tot hogere temperaturen hetsterkteverlies relatief klein blijft.0,70% Mn,1,40% Mn,0,50% Mn,: - 0,23% C,: - 0,25%C,: - 0,18% C,tordeergraad - 10 x 0-staaf.0,03% Nb, tordeergraad -10 x 0-staaf.koudreductie - 30% vanstaafdoorsnede-oppervlak.De rekgrens van koudvervormde betonstaalsoorten bedraagt 0,80 ? 0,95 maal de treksterkte,afhankelijk van vooral het %-koudreductie en de staafdiameter.3.2. Koudvervormd betonstaalBij koudvervormd betonstaal is de sterkte van het hiervoor beschreven warmgewalstebetonstaal verder verhoogd door koude versteviging van het materiaal via koudtorderen ofkoudtrekken/koudwalsen.Bij het koudtorderen kan men zich eenvoudigheidshalve voorstellen dat het spanningrekdia-gram van het warmgewalste betonstaal tijdens koudvervormen tot ongeveer de helft isdoorlopen. Bij opnieuw belasten van ditzelfde koudvervormde materiaal wordt de rekgrens(hetvloeigedrag isverdwenen), pasweerbij ongeveer de 'stopplaats' van het oorspronkelijkespanning-rekdiagrambereikt. Hierdoor wordt afhankelijk van het toegepaste koudvervor-mingspercentagevooral een aanzienlijkerekgrensstijging van bijv. 120 N/mm2 bereikt, maarzijn de rek en taaiheid van het staal duidelijk verminderd.Bij het koudtrekken/koudwalsen kan het koudverstevigingsproces veel verder doorgevoerdworden, zodat zowel rekgrens als treksterkte sterk stijgen met bijv. 250 N/mm2, maar de reksterk vermindert.Enkele voorbeelden van koudvervormd betonstaal uit een halfrustig staaltype met ca. 0,05%Si:FeB 400 HKFeB 500 HKFeB 500 HKNNadelen van deze staalsoorten zijn:? nabehandelingen zoals torderen zijn duur en arbeidsintensief;? koudvervormen gaat ten koste van rek en taaiheid;? bij gloeibehandelingen hoger dan 600 ? 650?C gaat de door koudvervormen verkregensterktewinst weer verloren. .Voordeel van dezestaalsoorten is, dat ook voor hogere sterktes de chemische samenstellingrelatief licht kan blijven (lager %C + Mn), waardoor deze een betere hechtlasbaarheidbezitten.3.3. Watergekoeld betonstaalBij watergekoeld betonstaal wordt de basissterkte uit de chemische samenstelling van hetstaal verder verhoogd door het warmgewalste staafmateriaal direct vanuit de walshitte eenspecifieke structuurverbetering te geven. Dit wordt gerealiseerd via een speciale versneldeafkoeling ten opzichte van normale volledige afkoeling in lucht. Het bij ca. 950?C afgewalstemateriaal met de bij deze temperatuur nog stabiele austenietstructuur wordt direct na eindewalsen gedurende korte tijd door een intensief koelend watertraject gevoerd. Hierbij wordthet staafoppervlak snel gekoeld tot beneden 250?C, zodat langs de staafomtrek een gehardestructuurschU wordt gevormd, bestaande uit fijnkorrelige martensiet en bainiet (zgn. har-dingsschil). Direct na de waterkoeling, tijdens de verdere afkoeling in lucht, vindt tempera-tuuregalisatie plaats over de staafdoorsnede. De warmtestroom vanuit de nog hete staafkern(ca. 900 0G) verhit hierbij de staafrandzone weer tot 600 ? 700?C, zodat de zojuist gevormdehardingslaag direct getemperd wordt tot een taaie sterke structuur (ontlaten martensiet).Verder zal de staafkern als gevolg van de versnelde afkoeling omzetten ineen fijnereferriet-perliet structuur dan bij volledige afkoeling in Iucht na het walsen. Eventueel kan in destaafkern een relatief verhoogd percentage perliet of wat bainiet gevormd worden, dussterkere structuurbestanddelen dan ferriet.De door waterkoeling gerealiseerde structuurverbetering kan direct worden gecontroleerden gestuurd doorhet meten van de temperatuur nade waterkoeling, bijv. bijaankomstvan destaven op het koelbed (of bij haspelen van de watergekoelde draad). De aan het staafopper-vlakgemeten temperatuur is dan ongeveerweer gelijkmatig verdeeld overdestaafdoorsnede(fig. 1).Deze speciale waterkoeling levert een aanzienlijke verhoging van de sterkte als gevolg vanvooral de fijnkorrelige ontlaten hardingsstructuren in de staafrandzone en in mindere matedoor de fijne ferriet-perliet structuur in de staafkern. De totale staafdoorsnede blijft zichgedragen als een ideale parrallelschakeling, zodat deze warmgewalste-watergekoelde be"tonstaalsoort een rechtlijnig spanning-rekverloop in het elastische gebied en een duidelijkevloeigrens toont.Cement XXXIII (1981) nr. 4 2693.4. Spanning-rekdiagram van de verschil/ende betonstaalsoortenIn figuur 2 is een schematische vergelijking weergegeven van het spanning-rekdiagram vande betonstaalsoorten warmgewalst-natuurhard, koudgetordeerd en watergekoeld, alle FeB400 met een minimum vloei(rek)grens van 400 N/mm2.Voor de FeB 500-staalsoorten ligt het gehele sterkteniveau wat hoger en het rekniveau watlager, zie deschematische vergelijking van FeB 500 meteenminimum vloei(rek)grensvan 500N/mm2 (fig. 3).hardingsschil( ontladen martensiet~ en bainiet)~fijne ferriet-perlietstaafd?orsnedet~koelbedschaarwaterkoelinglaatste walstu igDoor deze specifieke structuurverbetering wordt vooral een aanzienlijke verhoging van devloeigrens van bijv. 100 ? 250 N/mm2 verkregen en een wat kleinere verhoging van detreksterkte van bijv. 50 ? 200 N/mm2 , terwijl de rek relatief weinig daalt. Door de fijnkorreligestructuur bezit het watergekoelde staal een relatief goede taaiheid. De door waterkoelenbereikte sterktewinst kan sterk vari?ren en is onder meer afhankelijk van de gekozenchemische samenstelling, de betreffende staafdiameter, dewalssnelheid en de gekozen c.q.beschikbare koellengte/koelintensiteit.Voorbeeld van watergekoeld betonstaal uit een halfrustig staaltype met ca. 0,05% Si:~:~ ~gg ~~~L)} 0,16-0,26% C, 0,50-1,00% Mn", eventueel 0,03% Nb", eventueel V".De vloeigrens van watergekoeld betonstaal bedraagt 0,80-0,95 maal de treksterkte, afhanke-lijk van de chemischesamenstelling, demate van waterkoeling en de staafdiameter.Voordelen van deze staalsoorten zijn:? bij hoge sterkte nog uitstekende rek- en taaiheidseigenschappen;? door relatief lichte chemische samenstelling uitstekende hechtlasbaarheid (laagC-equivalent van 0,30 ? 0,40%).Nadeel van deze staalsoorten is, evenals bij de koudvervormde staalsoorten nog in sterkeremate het geval is, dat door gloeibehandelingen bij temperaturen hoger dan 650 ? 700?C dedoor waterkoelen verkregen sterktewinst weer verloren gaat.4. Metallurgisc::helasbaarheidsaspectenMet betrekking tot de metallurgische lasbaarheid van de verschillende betonstaalsoorten ishet zinvol dit te beschouwen vanuit twee duidelijk te onderscheiden toepassingsgebiedenvan het lassen van betonstaal:a. Lassen met weinig laswarmte bij hechh. punt-, kruis- en overlaplasverbindingen. Dit isverreweg de belangrijkste toepassing van het lassen van betonstaal.b. Lassen met mat?ge tot grote laswarmte bij afbrandstuiklassen, overige stomplasverbindin-gen en eventueel overmatig gelaste kruis- en overlaplasverbindingen. Een en anderafhanke?lijk van de zwaarte van de lasuitvoering in relatie tot de betreffende staafdiameter(s).(UV IUb-0,7 )(uv IUb-O,as )IUO,2/ub-0,asl(E = rek bij max. belasting"'gelijkmatige rek Eg)FeB 400 HWL-natuurhardfeB 400 HWL-gekoeldFeB 400 HKbegin insnoering600SOO400300200100O+~-+--t~+--t--+--+~-o 2 4 6 a 10 12 14E(%)--+Figuur 1tU{N/mm2)700600500400300200100o~--+~+--+-----1f-+---+-+-~o 2 4 6 a 10 12 14E(%l-+Figuur 3tu(N/mmLI700Figuur 2- - feB 500 HWL-gekoeld (uv / ub- 0,9 )-~-- feB 500 HK (?O,2/?b- 0,9 )_._,- feB 500 HKN (?o,2/ah~ 0,95)t begin insnoering (E= rek bij max. belasting...... ~elijkmatige rek Eg)Afhankelijk van de sterkte-soort, destaaf(draad)-diameter en de toegepastewaterkoeling4Kruislasverbinding bij watergekoeldbetonstaal4.1. Lassen met weinig laswarmte (zgn. hechtiasbaarheid)Bij dit soort lassen of lasverbindingen is voornamelijk het probleem van onvermijdelijkeverbrossi ng van de relatief kleine warmte-invloedzone direct onderhet lasmetaal aan de ordeals gevolg van de snelle afkoeling (N.B. er wordt immers g??n voorwarmen, noch nagloeientoegepast). Hierbij bestaat geen gevaar voor het eerder beschreven sterkteverlies door'gloeibehandeling' bijkoudvervormd of watergekoeld betonstaal. W?l van belang is, dat demate van brosheid (= hardheid) van de warmte-invloedzone niet zo hoog mag zijn, dat dezetijdens trekbeproeving (rekvervormen) plotseling scheurt en hier ter plaatse breuk van degelaste staaf veroorzaakt. Indien deze breuken een bros breukuiterlijk vertonen, kan de bijmaximale belasting opgetreden rek sterk spreiden, hetgeen vermeden moet worden.Aangezien de hardheid van de warmte-invloedzone voornamelijk gekoppeld is aan hetC-gehalte of Ceq = % C + % Mn/6 van het staal,wordt d.ekans op dergelijke breukinitiatie bijtrekbeproeving voorkomen door hetC-gehaltete beperken tot bijv. ca. 0,26%. Dit iseventueelaanzienlijk kritischer te onderzoeken doorbuigbeproeving met buigdoorn kleinerdan 10 x destaafdiameter (kruislasverbinding met de las aan de trekzijde).Uit het voorgaande volgt dat betonstaalsoorten met relatief lichte chemische samenstellin-gen (laag %C + Mn) en goede taaiheidseigenschappen een uitstekende hechtlasbaarheidbezitten. Hierbij zijn met name de watergekoelde betonstaalsoorten FeB 400 HWLen FeB 500HWL in het voordeel (foto 4),4.2. Lassen met matige tot grote laswarmte (zgn. stomplasbaarheid)Afgezien van eventueel overmatig gelaste kruis-en overlaplasverbindingen wordt van destompe lasverbindingen tot dusver all??n de afbrandstuiklasverbinding (foto 5) regelmatigtoegepast. Dit voornamelijk voor het eindloos doorverbinden van handelstaaflengtes. Hetafbrandstuiklassen geschiedt machinaal en hierbij is tevens een extra gunstige variabelebeschikbaar, namelijk stuiken. Dit levert een kwalitatieve verbetering van de las en enigecompenserende vergroting van de staafdoorsnede ter plaatse.Cement XXXIII (1981) nr. 4 2705Afbrandstuiklasverbinding bij watergekoeldbetonstaalLasverbindingen met matige tot grote laswarmte-inbrengleveren door de langzame afkoe-ling na lassen normaliter g??n gevaar voor verbrossing van de hier relatief grote warmte-invloedzone ten opzichte van destaafdiameter. Bij stompe lasverbindingen zijn echterw?l deproblemen aan de orde en wel:1. Kans op onvoldoende sterkte van het lasmetaal of de smeltlijn ('breuk in de las'). Dit vereistverbetering van de laselektrode-keuze, lasuitvoering, voorbewerking staafeinden, instellingmachine-parameters enz.2. Kans op verlies aan sterkte van hetstaafmateriaal door 'gloeibehandeling 'van hetstaafmate-riaal aan weerszijden van de las ('breuk vlak naast de las'). Bij te groot sterkteverlies en/ofonvoldoende rek bij maximale belasting (meestal bepalend) vereist dit beperking van delaswarmte-inbreng. Zoals door verbetering van de keuze lasverbindingstype,lasuitvoering,keuze elektrodediameter, instelling machine-parameters, eventueel tussenpauzes bij hetlassen en versnelde afkoeling direct na lassen enz.Opmerking: breuk van het lasmetaal of langs de smeltlijn, vooral breuk met een brosbreukuiterlijk, kan soms vrij onverwacht optreden (bijv. 'plaklas'). Dittype breuk(1) is daaromminder gewenst dan breuk vlak naast de las (2) met een gering sterkteverlies en nogvoldoende rek bij maximale belasting. Het speelt onder meerbijhet afbrandstuiklassen voorde keuze van juist voldoende warmte-inbreng bij met name de koudvervormde en waterge-koelde betonstaalsoorten.Voor een gelaste staaf van bijv. een kruislasverbinding heeft de relatief kleine warmte-invloedzone weinig invloed op het rekgedrag van het niet"be?nvloede materiaal en zal bijhechtlasbaar staal meestal breuk buiten de las optreden. Voor een stompe-lasverbindingbetreft hetechtertweestaafhelften en zal de grote laszone doorandere eigenschappen en/ofoverdikteler plaatse meestal weinig rekken. Vergelijk de kruislasmet de stompe las (fig. 7)Bovenstaande betekent voor het meten met een rekmeter over bijv.meetlengte 300 mm (NEN6008) dat de relatief kleine kruislas binnen een meetlengte van 300 mm weinig invloed heeft,maar voor een grotere stompe-las veel. Bij een overlaplas moetzeker buiten de las gemetenworden. Voor het meten op de staaf nabreukmet bijv. meetlengte 100 mm moet de invloed vandestaafinklemming (??k bij de rekmeter), insnoering en eventueel de laszone (bij overlap-enstompe-lasverbinding) buiten beschouwing blijven. Figuur 8 geeft een voorbeeld van eenbreuk vlak naast de las.4.3 Te stellen eisen en beproeving van gelast betonstaalVolgens NEN 6008 punt 5.4.1. en de VB '74 art. A-801.2.1. geldt voor de mechanischebeproeving van de lasverbinding (gelaste staaf voor bijv. hechtlassen) dat de trekproefbepalend is. Deze is voldoende indien:a. breuk buiten* de las optreedt en voldaan wordt aan de vereiste mechanische eigenschappenvolgens tabel 1 van NEN 6008, ?fb. bij breuk in of vlak naast de las voldaan wordt aan de sterkte-eisen volgens tabel 1 van NEN6008?n datbuiten de laseengelijkmatige** rek (Eg)van tenminste2,5% wordtgemeten (VB '74stelt Eg '"" 5%, met factor 2 wegens spreiding).Verderkan bijkruislasverbindingen tenbehoeve van eenvoudige controle ophetwerk (hecht-en puntlassen) een buigproef worden uitgevoerd met buigdoorndiameter 10 maal de staaf-diameter en de las aan de trekzijde.Volgens NEN 6008 wordt onder gelijkmatige rek bij de trekproef verstaan, de som van deelastische en plastische rek op het moment dat de maximale belasting wordt bereikt enplaatselijke insnoering van de staaf begint. Deze kan bepaald worden met behulp van eenrekmeterop de staaftijdensde trekproef, ?f doormeting van de nabreukverkregen plastischerek buiten het insnoeringsgebied, waar de elastische rek dan nog bijgeteld wordt (ca. 0,3%).De eerste methode vereist een geschikte rekmeter die bestand is tegen plotselinge breuk. Bijde tweede methode moet v??r de trekproef voldoende lange proefstaaflengtes aan weerszij-den van de las voorzien zijn van merkstrepen op bijv. 10 mm afstand (fig. 6).Er kan discussie zijn omtrent de keuze van de plaats van de meetlengte, aangezien hetrekverloop over de staaf of lasverbinding niet regelmatig is ende invloed van de lasverschillend kan zijn. .tr?~/\,I~I~----L," '".-1-"'\-_/ . '-- -7Kruislas en stompe lasrek{%lt403020106Trekproef op niet-gelaste staaf.. beschikbare staaflengten voor meting gelijkmatigerek Iexcl. elastische rek l, bijv. met meetlengte 100 mm...rek oVer breuk, bijv. breukrek A-S (gemeten over meet-lengte S maal de staafdiameter 1s ~6 kruislas?b i\ stompe las8Trekproef op gelaste staafbegin insnoering laszone~rekmeting t1x !J lxL~mingrekmeti..:..:ng:L-~--,txJBreuk buiten de las wil zeggen de afstandtussen breukvlak en smeltlijn-Ias bedraagttenminste 10 mm voor 0 ,,;; 10 mm, 25 mmvoor 10 < 0 < 20 mm en 40mm voor0 '"" 20mmoDeze 'gelijkmatige' rek is niet gelijk aan degelijkmatige rek van het niet-gelaste staaf-materiaal; bedoeld is hier: 'rek bij maximalebelasting'.NEN 6008 stelt: x '"" 3 0 en z '"" 5 0, hetgeen problemen geeft voor grote staafdiameters,Voldoende lijkt: x'"" 10 mmvoor0,,;; 12 mm,x,"" 20 mmvoor12t'Ec--_2~~*Figuur 94.4. Lasbaarheidsaspecten bij sterkteverlies door grote Jaswarmte-inbrengErvan uitgaande dat doorde gegeven lasomstandigheden en betonstaalsoortonvermijdelijksterkteverlies van het staafmateriaal door grote laswarmte-inbreng optreedt, dus breuk vlaknaast de las, dan wordt het goed- of afkeuren van de lasverbinding bepaald door desterkte-eigenschappen en de rek bij maximale belasting (zie voorgaande). Het wel of niet'Iasbaar' zijn van de betreffende betonstaalsoort wordt derhalve mede bepaald door:a. de rest-sterkte van de warmte-invloedzone (= breukplaats);b. het spanning-rekdiagram van de betreffende betonstaalsoort, dus het vloei(rek)grens- entreksterkteniveau, de verhouding vloei(rek)grens/treksterkteen de rek bij maximale belas-ting van het niet-be?nvloede staafmateriaal (de gelijkmatige rek).600 3 -------~-LtU~rr;t~ -~400' I I I , ~\20002468101214E{%)-+lage Uy en lilge Uy I Ubhoge Uy en hogeuy I ubt begin insnoering (E = rek bij max. belasting,breuk buiten de las 1Figuur 10OpmerkingBij bovenstaande beschouwingvan punt4.4.moet men wel blijven bedenken dat in depraktijk dergelijke situaties in het algemeenslechts voor bepaalde toegepaste lasverbin-dingen een rol spelen en dat hierbij de in-vloed van de lasuitvoering, keuze lasverbin-dingstype, enz. van veel groter belang is.Verder blijkt uit proeven en de praktijk datzeker ook met koudvervormde en waterge-koelde betonstaalsoorten goede afbrand-stuiklasverbindingen gemaakt kunnen wor-den.Rest-sterkte breukplaatsDe rest-sterkte (omax) van de warmte-invloedzone (WIZ) wordt voornamelijk bepaald door de'basissterkte' uit de chemische samenstelling en de mate waarin de eventueel door koudver-vormen of waterkoelen verkregen extra sterktewinst door hetlassen opgeheven is (invloed'gloeibehandeling',zie voorgaande).In het algemeen kan men stellen dat hoe Iichterde chemische samensteIling is (laag %C +Mn)en hoe groter de extra sterktewinst via koudvervormen of waterkoelen, des te groter kan hetsterkteverlies als gevolg van lassen met hoge warmte-inbreng zijn, dus een relatief lage