Раздобрєєв Валерій Гурійович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-7402-7992. Е-mail: v_razdobreev@ukr.net

Паламар Дмитро Григорович, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-9503-3248

Лещенко Олександр Іванович, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-0662-6448

Ключніков Кирило Юрійович, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0003-2465-3244

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ ВИРОБНИЦТВА КОРОЗІЙНОСТІЙКОГО І ВОГНЕСТІЙКОГО НАПРУЖЕНОГО АРМАТУРНОГО ПРОКАТУ

Анотація. Метою роботи є дослідження сучасних способів виробництва в світі корозійностійкого та вогнестійкого напруженого високоміцного арматурного прокату, призначеного для попередньо напружених залізобетонних конструкцій. Питома вартість арматури визначається відношенням її вартості до розрахункового опору і знижується при підвищенні класу міцності прокату. В Україні для виготовлення попередньо напруженого високоміцного арматурного прокату діаметром 6-40 мм періодичного профілю за ДСТУ 3760:2019 використовують економнолеговані марки сталі. Можливо також використовувати термічне зміцнення прокату з прокатного нагріву в потоці прокатного стану, або зі спеціального (окремого) нагріву. Застосовується також загартування, відпуск та також холодне деформування гладких профілів з подальшим нанесенням періодичного профілю. За Міждержавним ГОСТ 34028-2016 для країн Митного союзу напружений високоміцний арматурний прокат періодичного профілю класу А600п виготовляють в прутках і мотках діаметром 10-40 мм, а класів А800 і А1000 тільки в прутках діаметром 10-40 мм з економнолегованих марок сталей.  В залежності від діаметру арматурного прокату використовують різні способи виробництва. В ГОСТ 34028-2016 записано чіткі вимоги до корозійної стійкості та методи її випробування.

В багатьох закордонних вимогах на виробництва високоміцного попередньо напруженого арматурного прокату в залежності від діаметру профілю (6-50 мм) та способу виробництва використовують вуглецеві сталі з різним максимальним вмістом вуглецю від 0,37 до 0,8 %, максимальним вмістом кремнію від 0,55 до 2,0 % та максимальним вмістом марганцю від 1,8 до 2,0 %. При цьому використовують термомеханічне зміцнення арматурного прокату з прокатного нагріву в потоці прокатних станів, загартування з окремого (спеціального) нагрівання з наступним відпуском та зміцнення механічною витяжкою з наступною низькотемпературною відпуском.

Корозія – головна причина пошкодження і руйнування залізобетонних конструкцій і будівель з попередньо напруженого арматурного прокату з вуглецевих сталей. Цю проблему у світі сьогодні вирішують із застосуванням нержавіючих сталей, які мають високу корозійну стійкість і вогнестійкість. Попередньо напружений арматурний прокат з нержавіючої сталі має більш високу міцність і, особливо, пластичність, ніж з вуглецевої сталі. Для виробництва попередньо напруженого арматурного прокату діаметром від 5 до 75 мм використовують марки нержавіючих сталей. При виробництві періодичних профілів арматурного прокату з нержавіючої сталі існують два основні технологічні маршрути: гаряча прокатка і холодна прокатка. Перспективним шляхом є використання контрольованої гарячої прокатка та термомеханічна обробка. Зі зниженням температури прокатки підвищується твердість фази аустеніту. Для двофазних нержавіючих сталей це дозволяє досягти високих показників міцності та пластичності. Прикладом застосування попередньо напруженого високоміцного арматурного прокату у світі є: будівництво герметичних оболонок, які забезпечують запобіганню виходу радіоактивних речовин в навколишнє середовище при важких аваріях на атомних електростанціях;  будівництво резервуарів для ядерних відходів; будівництво морських платформ для видобутку нафти; будівництво морських і річкових мостів, великопрольотних перекриттів, висотних споруд, доріг та інших подібних об’єктів.

Ключові слова: арматурний прокат, корозійна стійкість, економнолегована сталь, нержавіюча сталь, гаряча прокатка, холодне деформування.

Посилання для цитування: Раздобрєєв В. Г., Паламар Д. Г., Лещенко О. І., Ключніков К. Ю. Сучасні тенденції виробництва корозійно стійкого і вогнестійкого напруженого арматурного прокату. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2021. Вип. 35. С. 108-133. (In Ukrainian).

DOI: 10.52150/2522-9117-2021-35-108-133

Перелік посилань

  1. Кугушин А. А., Узлов И. Г., Калмыков В. В., Мадатян С. А., Ивченко А. В. Высокопрочная арматурная сталь. Москва : Металлургия, 1986. 272 с.
  2. Звездов А. И., Михайлов К. В., Волков Ю. С. Предварительно-напряженный железобетон: состояние и перспективы развития. Бетон и железобетон. 2000. № 5. С. 2-4.
  3. Звездов А. И., Михайлов К. В., Волков Ю. С. XXI век – век бетона и железобетона. Бетон и железобетон. 2001. № 1. С. 2-6.
  4. Асатрян Л. В. Эффективность строительства с применением технологии преднапряжения железобетона. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. № 2. С. 55-57.
  5. Юхвец И. А. Производство высокопрочной проволочной арматуры. Москва : Металлургия, 1973. 264 с.
  6. Мадатян С. А. Сравнительнй анализ применения арматуры в железнобетонных конструкциях в России и за рубежом. Вестник МГСУ. № 11. С. 7-18.
  7. Красовская Г. М., Крошков Б. В. Предварительно упрочненная арматура предварительно напряженных железнобетонных конструкций, стойкая против коррозионного растрескивания. Защита строительных материалов и конструкций от коррозии: материалы Всесоюзного научно-технического совещания, Киев, ноябрь 1973. С. 37-38.
  8. Узлов И. Г., Раздобреев В. Г., Сидоренко О. Г., Шеремет В. А., Кекух А. В. Высокоэффективный термомеханически упрочненный прокат разных уровней прочности. Сталь. № 6. С. 83-87.
  9. Узлов И. Г., Раздобреев В. Г., Сидоренко О. Г., Шеремет В. А., Кекух А. В., Мамаев А. В. Новые технологические решения термомеханического упрочнения арматурного проката различных классов прочности. Металлургическая и горнорудная промышленность. № 5. С. 61-64.
  10. Шеремет В. А., Кекух А. В., Раздобреев В. Г., Куваев В. Н., Иванов Д. А. Влияние режимов термомеханической обработки на структуру, механические и служебные свойства термоупрочненной арматуры класса А1000. Изв. ВУЗов. Черная металлургия. № 11. С. 40-43.
  11. Арматурный прокат для железобетонных конструкций и изделий. Справочное пособие. Под редакцией Ю. Т. Худика, А. В. Кекуха. Кривой Рог : СП “Мира”, 2003. 115 с.
  12. Подвальный А. М. Физико-химическая механика – основа научных представлений о коррозии бетона и железобетона. Бетон и железобетон. № 5. С. 23-27.
  13. Ягупов Б., Иванов А. К вопросу о силовом сопротивлении железобетона, поврежденного химкоррозией. Бетон и железобетон. № 4. С. 22-26.
  14. Калмыков В. В., Узлов И. Г., Гречная И. Я., Раздобреев В. Г. Влияние особенностей структурного состояния конструкционной стали на ее коррозию в кислой среде. Физико-химическая механика материалов. Т. 35. № 2. С. 119-120.
  15. Калмыков В. В., Гречная И. Я., Раздобреев В. Г. Влияние углерода и кремния на коррозионное поведение термически упрочненных арматурных сталей. Сб. научн. трудов Донецкого Государственного Технического Университета. Донецк : Изд-во ЛИК, 1998. С. 268-273.
  16. Калмыков В. В., Раздобреев В. Г. Влияние структурных особенностей конструкционной стали на ее коррозию в 3%-ном растворе NaCl при переменном погружении. Защита металлов. Т. 35. № 6. С. 600-602.
  17. РаздобрєєвВ.Г. Вплив вуглицю на корозійну поведінку термічно зміцненного прокату. Фундаментальні і прикладні проблеми чорної металургії, 2020. Вип. С. 170-189.
  18. РаздобрєєвВ.Г., Паламар Д. Г. Сучасні тенденції виробництва корозійностійкого і вогнестійкого ненапруженого арматурного прокату. Фундаментальні і прикладні проблеми чорної металургії, Вип. 34. С. 190-201.
  19. Bourgin C., Chauveau E., Dermelin B. Stainless steel rebar: the choice of service life. La Revue de Metallurgie. CIT, 2006, 2, p.p. 89-98.
  20. Пикеринг Ф. Б. Физическое металловедение и разработка сталей. Москва : Металлургия, 1982. 184 с.
  21. Stainless Steel in construction industry. BSSA Conference Report. Steel Times, 1996, 1, p.p. 21-
  22. Cochrane D. Y. Austenitic stainless steel – The solution to rebar corrosion. Steel Times, 1996, 1, p.p. 19-