Свежий номер

Новости

Колонка редактора

Приветствуем  Вас,
уважаемые партнеры!

 

Мы подготовили электронную версию журнала«МеталлТрейд», 
чтобы она всегда была у вас «под рукой» и держала вас в курсе последних событий в области металлургии: помогала отслеживать предложения российского и новости 
международного рынка, знакомила с аналитическими материалами ведущих специалистов и представляла итоги конференций, выставок и форумов.

подробнее »

13.01.2010
Холоднодеформированная арматура в современном строительстве

В условиях непростой экономической ситуации повсеместно обострились вопросы повышения эффективности используемых технологий и снижения затрат на приобретение материалов. Поэтому для строителей несомненный интерес представляет возможность снижения металлоемкости железобетонных изделий при сохранении их прочностных характеристик.

Историческая справка

До середины прошлого столетия единственными видами арматуры железобетонных конструкций в нашей стране были гладкая горячекатаная арматура из стали марок Ст 0 класса А I (А240) и периодического профиля из стали марки Ст 3 класса А-II (А300). Из них строители собственными силами изготавливали в небольших количествах различного вида арматуру, упрочненную в холодном состоянии: витую, крученую, сплющенную, калиброванную. Поскольку указанный передел осуществлялся в кустарных условиях, объемы и стабильность качественных характеристик оставляли желать лучшего.

С 50-х годов прошлого века в строительстве начал применяться арматурный прокат класса А-III (А400) из низколегированных сталей (типа 35ГС, 25Г2С). Применение этого проката было вызвано необходимостью снижения себестоимости железобетона за счет увеличения прочности арматуры и соответствующего снижения процента армирования. Поскольку в это время началось массовое жилищное строительство, то экономические задачи, как правило, решались за счет качества. Арматура класса А-III из-за высокого содержания углерода является ограничено свариваемой. Эта арматурная сталь опасна в применении из-за возможности локального разрушения в местах электродуговой сварки. За рубежом арматурный прокат с содержанием углерода более 0,22 % был запрещен к использованию при наличии сварных соединений. Следующим шагом стало внедрение в строительстве горячекатаной арматуры А500С, широко используемой и в настоящее время. Общепризнано, что для современных непреднапряженных железобетонных конструкций класс прочности арматуры 500 МПа является оптимальным.

В последнее время в России наблюдается расширение производства и применение в железобетонных изделиях и конструкциях холоднодеформированного арматурного проката периодического профиля класса В500С, главным образом номинальным диаметром от 6,0 до 12,0 мм. До 2007 года в России не было специализированного государственного стандарта (ГОСТ Р), регламентирующего технические требования к холоднодеформированному арматурному прокату класса В500С. В действующем с 1993 года отраслевом стандарте СТО АСЧМ 7-93 было предусмотрено производство арматурного проката такого класса как «механически упрочненного в холодном состоянии».

В постперестроечное время в России вопросам стандартизации уделялось недостаточное внимание, что приводило к использованию устаревших нормативных документов. Так, до сих пор широко используются обозначения А I, А II , А III и т.д., вместо А240, А300, А400 и т.д.

С 2007 года в России введен национальный государственный стандарт ГОСТ Р 52544 на свариваемый арматурный прокат периодического профиля, изготавливаемый как горячей прокаткой (А500С), так и холоднодеформированным (В500С), что позволило четко разделить свойства арматурного проката по способу его производства. Эти виды проката полностью взаимозаменяемы. Таким образом, была сформирована нормативная база для всех производителей свариваемого арматурного проката класса прочности 500 МПа. Этим же стандартом принята прокатная маркировка арматурного проката для заводов-изготовителей России.

Характеристики холоднодеформированной арматуры

Холоднодеформированная арматураБезопасное пластическое деформирование железобетонных конструкций и здания в целом зависят от диаграммы деформирования арматуры. Чем выше отношение временного сопротивления к условному пределу текучести (σ в / σ 0,2) и максимальное растягивающее усилие, тем надежнее сопротивление арматуры внешним воздействиям. Оптимальным уровнем характеристик обладает холоднодеформированная арматура класса прочности 500МПа, а именно: В500С, выпускаемая также и ООО «Сланцевский арматурный завод» по ТУ 14-1-5552-2007. Технические условия разработаны головным отраслевым институтом НИИЖБ (Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона, г. Москва). Следует отметить, что в Западной Европе холоднодеформируемая арматура применяется с 90-х годов ХХ века.

Как отмечалось, по мнению строителей и проектировщиков, класс прочности арматуры 500МПа для непреднапряженных железобетонных конструкций в массовом строительстве является оптимальным. Ведется активная работа по массовому применению в строительстве арматуры класса В500С с полной заменой на него арматуры классов Вр, А240, А400. Арматура класса В500С производится ООО «Сланцевский арматурный завод» с трехсторонним профилем «КАРИ» по немецкому стандарту DIN 488, что позволяет улучшить сцепление арматуры с бетоном.

Экономия без потери качества

Одним из путей повышения экономической эффективности в строительстве является массовое использование холоднодеформированного арматурного проката с промежуточными диаметрами, что невозможно при производстве горячекатаной арматуры. (Известно, что при холодной деформации точность получения проката заданных размеров значительно выше, чем при горячей деформации).

Холоднодеформированная арматураООО «Сланцевский арматурный завод» имеет необходимое оборудование для производства промежуточных диаметров 5,5; 7; 7,5; 9 и 11 мм. Замена в конструктивном армировании горячекатаной арматуры класса А-I (А240), А-III (А400) и А500С диаметрами 6, 8,10 и 12 мм на арматуру классов В400С или В500С диаметрами 5,5; 7; 7,5; 9 и 11 мм обеспечит экономию металла без снижения прочностных характеристик конструкций. Подсчитано, что для арматуры классов прочности 500 и 400 МПа введение промежуточных размеров в диапазоне от 5,5 до 12 мм может принести строителям экономию стали в среднем на 15-20%. Например, вес 1 метра погонного арматуры номинальным диаметром 7,0; 8,0; 9,0; 10,0; 11,0 и 12,0 мм составляет, соответственно, 302; 395; 499; 617; 746 и 888 граммов.

Холоднодеформированный прокат (В500С) производят в весьма узком поле допусков (±4,5%), причем возможна поставка только в минусовом поле, 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 в тоннаже. При работе с допуском (-) 4,5 % 1 м погонный арматуры номинальным диаметром 8,0 мм (факт - 7,82мм) весит не 0,395 кг, а 0,377 кг. Таким образом 1 тонна арматуры диаметром 8,0мм имеет длину 2532 м, а 1 тонна арматуры диаметром 7,82 - 2652 м, то есть из каждой тонны получается «лишних» 120 метров! Также следует иметь в виду, что при производстве холоднодеформированной арматуры на ее поверхности не образуется окалина, что экономит еще 0,5 - 1,0 % металла (еще около 30 м с 1 тонны).

Холоднодеформированная арматураХолоднодеформированная арматура В500С, по сравнению с горячекатаной или термоупроченной арматурой, не имеет продольного лампаса. Поэтому при дальнейшей переработке арматуры В500С имеет место уменьшение износа правильного, скобогибочного, сварочного оборудования, то есть увеличивается срок службы быстроизнашивающихся деталей (электродов, правильных блоков, направляющих роликов и др.). Арматура В500С является низкоуглеродистой, что позитивно сказывается на ее свариваемости. Таким образом, совокупная экономия металла при использовании холоднодеформированной арматуры В500С составляет 15-30 % по сравнению с арматурой других классов того же номинального диаметра.

Нормативная база отстала от прогресса

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. При возведении зданий из монолитного железобетона, как правило, не бывает возможности выделения больших площадей для приобъектного складирования и раскроя арматуры. При этом современные проекты обычно предусматривают использование достаточно широкой номенклатуры диаметров арматурного проката. Арматура должна поставляться периодично в соответствии с графиками бетонирований, небольшими партиями стержней требуемых длин и диаметров. Среди производителей холоднодеформированного проката распространенной практикой является первичная переработка мотков: раскрой на мерные длины, изготовление сварных сеток и каркасов, закладных деталей и т.п. по чертежам строителей (как это принято за рубежом).

Конечными потребителями холоднодеформированная арматура применяется в виде готовых изделий, в частности, сварных арматурных сеток и каркасов, поэтому многие ее производители с целью получения дополнительной прибыли «уходят» в более глубокий передел, устанавливая также оборудование для изготовления сеток. Упомянутые преимущества холоднодеформированного проката В500С, по данным НИИЖБ, приводят к реальному снижению расхода арматуры в проектах, что является хорошим аргументом для составления заявок строителями на поставку арматурной продукции класса В500С вопреки консерватизму проектировщиков. Следует отметить, что в РФ сметнонормативная база сегодня сильно отстает от технического прогресса. Вместе с этим еще с 1991 года все европейские страны полностью перешли на производство и применение в обычном железобетоне арматуры класса В500С с пределом текучести выше 500 Н/мм2. Настало время решить этот вопрос и в России.

Отметим, что внедрение в строительство качественной арматуры В500С оказалось весьма серьезной проблемой. Не решает ее и упомянутый ГОСТ Р 52544 - 2006. Только при помощи авторитета НИИЖБ решение вопроса сдвинулась с мертвой точки. Получение холоднодеформированной арматуры с повышенными пластическими свойствами поставило задача разработки нового ГОСТа и внесения изменений в СНиП, где арматура класса В приравняется к арматуре класса А. Подготовка к разработке нового стандарта продолжается и есть надежда, что в 2009 году начнется процедура его регистрации. Специалистами ООО «Сланцевский арматурный завод» ведется работа по составлению Регионального Методического Документа. Большое влияние на ускорение внедрения арматуры класса В500С в строительство окажет новый справочник железобетонных изделий и конструкций, который подготовил НИИЖБ.

Редакция благодарит
к.т.н, Технического директора
ООО «Сланцевский арматурный завод»
Александрова А.С.