CC BY
66
17R ттг:г г: г/^гпштгг
If U / 3 (72), 2013-
г.
УДК 669.21 Поступила 29.08.2013
Т. А. АХМЕТОВ, И. Н. РАДЬКОВА, Я. В. ЧИКИШЕВ, А. В. КОЧЕТКОВ, Л. В. ЛОКТИОНОВА, ОАО «БМЗ - управляющая компания холдинга «БМК»
особенности технологии производства холоднодеформированной арматурной стали
класса в550А по стандарту ONORM B 4707:2010
Разработанная технология изготовления катанки с оптимизированным химическим составом позволяет изготавливать арматурную сталь класса В550А в соответствии с требованиями ONORMB 4707:2010 с учетом изменения ее качественных характеристик после механической правки и сертифицировать данную продукцию по данному стандарту.
The manufacturing technology for wire rod with an optimized chemical composition was developed. It allows to produce reinforced steel class V550A in accordance with the requirements of ONORM B 4707:2010 taking into account changes its quality characteristics after mechanical changes and certify these products on the standard.
Холоднодеформированная арматурная сталь в бунтах широко применяется в строительной индустрии . Это обусловлено ее комплексом пластических и прочностных свойств, которые являются оптимальными для железобетонных конструкций без предварительного напряжения . Основные качественные характеристики арматуры, которые обеспечивают безопасную эксплуатацию таких конструкций, - отношение временного сопротивления разрыву к условному пределу текучести (ств/а02), полное относительное удлинение при максимальной нагрузке (А^), условный предел текучести и временное сопротивление разрыву В качестве приведенной характеристики для оценки сцепления арматуры и бетона используют относительную площадь смятия ^г), величина
которой зависит от ее геометрических параметров (высота ребра, углы наклона ребер и т д )
На ОАО «БМЗ - управляющая компания холдинга «БМК» освоено производство холодноде-формированной арматурной стали с трехсторонним серповидным периодическим профилем диаметром 5,0-12,0 мм классов 500 и 550 МПа в соответствии с большинством стандартов ЕС, а также в соответствии со стандартами РБ и РФ . Для производства данной продукции на БМЗ были разработаны технология выплавки и проката заготовки (катанки) с определенным химическим составом и физико-механическими свойствами .
Тенденции в Европейской строительной индустрии направлены на изменение и уточнение тре-
Т а б л и ц а 1. Сравнительные характеристики арматуры класса В550А по ONORM B 4707:2010 и Bst 550 по ONORM В 4200-7
Параметры Класс арматуры
В550А по ONORM В 4707:2010* Bst 550 по ONORM В 4200-7
Предел прочности ств, Н/мм2, не менее - 620
Предел текучести ст0 2, Н/мм2, не менее 550-715 550
Отношение временного сопротивления к условному пределу текучести ств/ст0 2, не менее 1,03 (1,05 при квантиле 10%) 1,10
Относительное удлинение 85, %, не менее - 12,0
Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке А^, %, не менее 2,0 (2,5 при квантиле 10%) 2,0
Относительная площадь смятия Fr 0,35-0,56 (в зависимости от номинального диаметра арматуры)
* Требования для арматуры после механической правки .
бований качественных характеристик арматуры . Так, взамен австрийского стандарта ONORM В 4200-7 был выпущен стандарт ONORM B 4707:2010 . Основные изменения представлены в табл . 1.
Как видно из таблицы, существенно снижено требование по отношению временного сопротивления разрыву к условному пределу текучести . Кроме того, введено требование по относительной площади смятия (Fr) . Главным отличием от существовавшего стандарта и от иных стандартов ЕС является обязательное требование по испытанию качественных характеристик арматуры только после ее механической правки
Механическая правка может производиться в роторных (барабанных) или роликовых правильных устройствах . Роликовые правильные устройства не обеспечивают качественную правку стержней круглого сечения Они могут применяться в сочетании с машинами для сварки сеток и плоских каркасов Высокое качество правки благодаря объемному многократному пластическому изгибу достигается в роторных механизмах . Именно данный тип правки применяется в большинстве правильно-отрезных станков [1] .
Для оценки возможности производства арматуры класса В550А по ONORM B 4707:2010 необходимо было определить влияние механической правки на ее качественные характеристики Механическую правку арматуры диаметром 5,0-12,0 мм производили на правильно-отрезных станках роторного типа. Испытания образцов арматуры проводили в соответствии с требованиями стандартов B 4707:2010, ISO 15630-1:2010, ISO 6892:2009 на разрывной машине BT1-FR250SN . А4К после термообработки при 100 °C в течение 1 ч . Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке (Agt) измеряли с использованием экстензометра
/хгк: г г^гштлтп /177
-3 (72), 2013 I Iff
на базе 100 мм . Геометрические параметры определяли на профилометре типа RM 201. Результаты испытаний арматуры диаметром 12,0 мм, выпрямленной ручным и механическим способом, приведены в табл 2
После механической правки арматуры диаметром 12,0 мм в сравнении с ручной правкой происходит падение полного относительного удлинения при максимальной нагрузке до 1,5 %, повышение показателя св/с0 2 и падение относительной площади смятия на 10-12% . Аналогичные результаты были получены и на других типоразмерах арматуры
Так как потребители используют механическую правку для выпрямления арматуры, то знание и понимание процессов и закономерностей изменения ее пластических и прочностных свойств при данном способе воздействия на сталь - крайне важная задача Падение относительной площади смятия связано с деформацией ребер, которая неизбежно возникает при механической правке При металлографическом исследовании отличий микроструктуры арматуры после механической и ручной правки не зафиксировано . Вероятнее всего, изменение пластических свойств связано с накоплением напряжений в местах сопряжения тела и ребер арматуры при ее знакопеременном изгибе, а также с процессами, возникающими на поверхности арматуры при ее трении о правящий инструмент Очевидно, что степень изменения параметров арматуры в процессе механической правки существенно зависит от настройки и типа правильно-отрезных станков
Анализ статистических данных качественных характеристик арматуры показал, что при использовании катанки разработанных на БМЗ марок стали существует вероятность невыполнения требования ONORM B 4707:2010 по условному пределу
Т а б л и ц а 2 . Качественные характеристики арматуры диаметром 12,0 мм после ручной и механической правки
Параметры 1* 2*
Вид правки
ручная механическая ручная механическая
Предел прочности ств, Н/мм2 625-627 626 628-640 637 736-739 738 746-749 748
Предел текучести ст02, Н/мм2 589-598 593 585-602 593 651-657 654 629-634 632
Отношение временного сопротивления к условному пределу текучести ств/ст0 2 1,057-1,060 1,058 1,069-1,079 1,074 1,12-1,14 1,13 1,17-1,19 1,18
Относительное удлинение 65, % 10,5-10,9 10,7 9,3-9,8 9,5 11,9-13,4 12,7 12,0-12,4 12,2
Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке А^ % 5,3-5,6 5,5 3,6-4,5 4,1 2,8-3,0 2,9 2,4-2,6 2,5
Относительная площадь смятия Fr 0,075 0,068 0,071 0,062
* Разработанные на БМЗ марки стали для производства холоднодеформированной арматуры .
17я /¿г:гг:гг:кгтшггтп:п_
II и I 3 (72), 2013-
Т а б л и ц а 3 . Результаты испытания арматуры трехстороннего периодического профиля диаметром 12,0 мм
выпрямленной ручным способом
Параметры Требования О№ОИМ В 4707:2010 Среднее СКО Минимальное Максимальное
Относительная площадь смятия мин . 0,040 0,086 0,0087 0,065 0,098
Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 мин . 600 652 7,9 635 665
Условный предел текучести, Н/мм2 мин. 550 600 10,2 576 622
Отношение временного сопротивления разрыву к условному пределу текучести мин . 1,05 1,088 0,0093 1,079 1,102
Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке Аг, % 2,5 5,0 0,98 3,8 7,0
Линейная плотность, кг/м 0,888±°,°27 0,891 0,0080 0,872 0,910
Т а б л и ц а 4 . Результаты испытания арматуры трехстороннего периодического профиля диаметром 12,0 мм выпрямленной механическим способом (роторная правка)
Параметры Требования О№ОИМ В 4707:2010 Среднее СКО Минимальное Максимальное
Относительная площадь смятия мин. 0,040 0,076 0,002 0,072 0,079
Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 мин . 600 659 6 648 670
Условный предел текучести, Н/мм2 мин. 550 588 6,59 574 599
Отношение временного сопротивления разрыву к условному пределу текучести мин . 1,05 1,12 0,0076 1,11 1,13
Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке Аг, % 2,5 3,8 0,176 3,5 4,1
Линейная плотность, кг/м 0,888±0,027 0,896 0,0046 0,889 0,903
текучести и/или полного относительного удлинения при максимальной нагрузке
На основании результатов исследований пластических и прочностных свойств арматуры после механической правки и имеющемся опыте в производстве холоднодеформированной арматуры на БМЗ была разработана технология выплавки и проката катанки с оптимизированным химическим составом и физико-механическими свойствами для производства арматурной стали в соответствии со стандартом ОШИМ В 4200-7 .
На примере результатов испытания арматуры диаметром 12,0 мм, изготовленной из катанки с оптимизированным химическим составом, рассмотрим влияние механического способа правки на ее качественные характеристики (табл . 3, 4) .
Как видно из таблиц, изменение пластических свойств и геометрических параметров арматуры после механической правки коррелирует с данными, полученными при предварительных испытаниях В отличие от использовавшихся ранее разработанная марка стали позволяет стабильно получать все прочностные и пластические свойства арматуры в соответствии с требованиями ONORM В 4707:2010.
Таким образом, разработанная технология изготовления катанки с оптимизированным химическим составом позволяет изготавливать арматурную сталь класса В550А в соответствии с требованиями ONORM В 4707:2010 с учетом изменения ее качественных характеристик после механической правки и сертифицировать данную продукцию по данному стандарту
Литература
1. Физические основы рабочих процессов машин для изготовления арматуры железобетонных конструкций / С . А . Волков . Санкт-Петербург, 2001.
