CC BY
21
1С I г: дашглтгт:
■ и/ а (89), 2017-
Г:
УДК 669.184.244 Поступила 20.11.2017
СИНТЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННОЙ АРМАТУРЫ С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ТНПА И ПОТРЕБНОСТЕЙ РЫНКА
SYNTHETIC APPROACH TO THE DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR MANUFACTURE OF COLD-DEFORMED REINFORCEMENTS IN ACCORDANCE WITH THE REQUIREMENTS OF TECHNICAL REGULATIONS AND MARKET
В. В. БЕЛАШ, ОАО «БМЗ - управляющая компания холдинга «БМК», г. Жлобин, Гомельская обл., Беларусь, ул. Промышленная, 37. E-mail: [email protected]
V. BELASH, OJSC «BSW- Management Company of Holding «BMC», Zhlobin city, Gomel region, Belarus, 37, Promyshlennaya str. E-mail: [email protected]
В статье отображен синтетический подход к разработке технологии изготовления холоднодеформированной арматуры с учетом потребностей рынка, который нуждается в холоднодеформированной арматуре с минусовым полем допуска по линейной плотности.
The article represents a synthetic approach to the development of technology for manufacture of cold-deformed reinforcement tailored to the needs of the market, which needs to have cold-worked reinforcement with negative field of tolerance on the linear density.
Ключевые слова. Холоднодеформированная арматура, унификация требований. Keywords. Cold-deformed reinforcement, unification of requirements.
Строительная арматура применяется для усиления железобетонных конструкций. Название «железобетон» предполагает наличие в нем двух компонентов: стали и бетона. Бетон хорошо выдерживает лишь один вид нагрузки - сжатие. Остальные, такие, как кручение, растяжение, изгиб - воспринимают арматурой. Только при совместной работе они обеспечивают свойства железобетона, необходимые в строительстве. Строительная арматура является одним из наиболее востребованных строительных материалов на сегодняшний день.
Арматурой в строительстве называют стальные стержни различного сечения и формы, стальные канаты и пряди, воспринимающие растягивающие напряжения, возникающие в железобетонных элементах от внешних нагрузок и собственной массы конструкций. В строительстве используют два вида арматуры: гладкую и с периодическим профилем. Цель нанесения периодического профиля - увеличение силы сцепления бетона с арматурой. По трудоемкости изготовления арматура диаметром до 12 мм называется легкой, а от 12 до 40 мм - тяжелой.
По физико-механическим свойствам и другим показателям качества строительная арматура подразделяется на классы прочности в зависимости от минимального значения предела текучести. Поскольку она используется для производства ответственных строительных деталей, к ней предъявляются весьма жесткие требования:
• высокие прочностные и пластические механические свойства;
• прочность и жесткость сцепления с бетоном;
• хорошая свариваемость;
• коррозионная стойкость и усталостная прочность.
Прочность и жесткость сцепления арматуры с бетоном и другими материалами, а также ее рас-порность в бетоне во многом определяются видом и геометрическими параметрами профиля по-
_ДГГГ^гтт^ГШ^ГГГГ /17
-а (89),2017 /II
верхности арматурного стержня, а также свойствами бетона и технологическими параметрами его укладки.
Механические свойства и свариваемость арматурной стали зависят от ее химического состава и способа упрочнения (термомеханическая или термическая обработка, холодная деформация). Механические свойства, химический состав, способы прокатки и упрочнения, параметры и вид профиля в той или иной степени определяют коррозионную стойкость и усталостную прочность арматуры.
Холоднодеформированная арматура для ненапрягаемых железобетонных конструкций (класс 500 МПа) на рынках заняла достойное место по следующим причинам: повышенные характеристики прочности; высокие коррозионные характеристики; улучшенная свариваемость на автоматических линиях контактной сварки вследствие пониженного содержания углерода, обеспечивающая снижение энергопотребления; благодаря конфигурации нанесенного трехстороннего профиля арматура не скручивается при размотке и обеспечивает лучшее прохождение арматуры в рихтующих устройствах и сварочных машинах; арматура производится в бухтах и при ее технологическом переделе практически отсутствуют отходы, что ведет к сокращению непроизводственных затрат и снижению себестоимости изделий; возможность применения автоматических линий для изготовления арматурных изделий, так как не требуется остановка линий для заправки арматуры.
Каждая страна-потребитель устанавливает свои требования к свойствам арматуры в соответствии со своими строительными нормами, что связано с месторасположением, а также с сейсмической активностью.
В настоящее время на ОАО «БМЗ» холоднодеформированная арматура сертифицирована и производится в соответствии с требованиями 10 стандартов (см. таблицу).
Перечень используемых стандартов на арматуру, производимую на ОАО «БМЗ»
Номер стандарта Стандарт Класс Страна
1 DIN 488 ч. 1, 3: 2009 г, ч. 6: 2010 г. В500А Германия
2 DIN 488 ч. 1: 1984 г, ч. 4: 1986 г. BSt500M Латвия
3 SFS 1257 В500К Финляндия
4 NS 3576-1 B500NA Норвегия
5 IBDiM №АТ/2010-02-2641/3 В500А Польша
6 TO-09/0174-Z1/10 BSt500KR, BSt500M, В500А Чехия
7 LST EN10080; BSt500KR(А), BSt500M, В500^ Литва
8 NEN6008-2008, BRL 0501-2010 В500А Голландия
9 ГОСТ Р 52544-2006 В500С Россия
10 СТБ 1704-2012 S500 Беларусь
Как видно из таблицы, основными потребителями холоднодеформированной арматуры являются страны ЕС.
Общая тенденция предприятий-производителей арматуры - попытка синтезировать требования различных стандартов и создание унифицированных арматурных сталей класса В500А по EN 1992-1 и EN 10080.
Отсутствие маневренности при изготовлении холоднодеформированной арматуры из-за большого числа разновидности ее классов требует от производителей больших складских запасов. Все эти причины обусловили выполнение следующих требований рынка:
унификация требований стандартов в один класс;
определение требований к унифицированным классам, обеспечивающие гарантированное получение качественных характеристик (химического состава, механических свойств геометрических размеров) с учетом методик проведения испытаний по каждому стандарту.
Получение стабильно высоких свойств арматуры позволило унифицировать наиболее высокие требования каждого из стандартов для удовлетворения требований по геометрическим и механическим параметрам арматуры вышеперечисленных стандартов в единый класс. В частности, на ОАО «БМЗ» был произведен класс арматуры У4, обеспечивающий требования четырех стандартов:
• DIN 488 ч.1, 3: 2009 г, ч.6: 2010 г.;
• IBDiM №°АТ/2010-02-2641/3;
• NEN6008-2008, BRL 0501-2010;
• TO-09/0174-Z1/10.
Wl гг.тг:г\: г^шггг
I fl (89), 2017-
f:
Расстояние между реорамп. мл
4.80 Германия | 5,80
4.25 f Польша : _ HJ 5.75
1 2.40 Голландия 1
3.94 |_ Чехия 5,34
7.20
Ширина pi орд. ми
0.30
0.60 0.60 Германия 1.20 1.20
Польша
1 Голландия 1 1,50
0.30 Чехия
Высота ребра, мм
0.1S
0.35 {_ Германия
ОМ Польша
1 Голланлия 0.90
0.34 Г Чехия
J f
Высота реора в 1 j , 'Л . мм
0.30
0.32
0.24
Польша
Германия
Чехия
Рис. 1. Пример объединения геометрических требований для арматуры унифицированного класса У4 диаметром 6,0 мм
Рис. 2. Пример объединения механических требований для арматуры унифицированного класса У4 диаметром 6,0 мм
Унификацию геометрических и механических характеристик холоднодеформированной арматуры проводили по принципу нахождения общего и наибольшего значения (рис. 1, 2).
Унификация требований арматуры позволяет получить уникальный класс арматуры, удовлетворяющий всем требованиям различных стандартов и складировать всю продукцию на одном складе без сортировки, исключая вероятность перепутывания классов арматуры.
В настоящее время продукция ОАО «БМЗ» отгружается потребителю тоннажем в бухтах, а при дальнейшей переработке арматуры в сетки перепродается мерной длиной. В связи с этим одним из требований рынка является использование арматуры только с минусовым допуском линейной массы арматуры. Холоднодеформированную арматуру производят в весьма узком диапазоне допусков линейной плотности (±4,5%), тогда как горячекатаный арматурный прокат сопоставимых диаметров, как правило, поставляют с плюсовым допуском, достигающим +8 %. Заводы ЖБИ, ДСК и сами строители оказываются в положении хронического перерасхода арматуры, поэтому поставка холоднодеформированной арматуры преимущественно осуществляется только в минусовом поле допуска линейной плотности. При работе с допуском - 4,5 % 1 м масса погонного метра арматуры номинальным диаметром 8,0 мм составляет не 0,395 кг, а 0,377 кг. Таким образом, с каждой бухты холоднодеформированной арматуры номинальной массой 1000 кг получается дополнительных 120 м.
Необходимо отметить, что, согласно указанным нормативным документам, механические свойства арматуры определяются исходя не из ее фактического, а номинального диаметра. Это позволяет характеризовать качество строительной конструкции, а не используемого материала. Разница между результатами
_/хггггг: г^штптг /10
-а (89),2017 I ШЧМ
испытаний составляет 10-25 Н/мм2 при одинаковой текучести, что уменьшает параметр отношение предела прочности к пределу текучести на 0,01-0,02 ед. и усложняет получение высоких механических свойств.
Для получения высоких механических свойств арматуры с минусовым допуском были внесены поправки в технологический процесс: определены требования к катанке (диаметр, марка стали) и прокатным профилировочным роликам.
При сохранении необходимого уровня относительной площади смятия внесенные изменения позволяют производить арматуру с высокими механическими характеристиками, удовлетворяющими требования четырех стандартов, и линейной массой -2-4% от номинального значения.
В дальнейшей перспективе на ОАО «БМЗ» планируется объединить все классы арматуры в один класс, удовлетворяющий всем требованиям различных стандартов и складировать всю продукцию на складе без сортировки, исключая вероятность перепутывания классов арматуры. Унификация классов также сократит количество испытаний при производстве и позволит сэкономить на дорогостоящих испытаниях.
