Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.23 Mб
Скачать

 

 

Химический состав стали образцов проволоки зарубежных

 

 

 

арматурных канатов конструкции 1X7

 

 

 

 

 

 

 

Содержание элементов, %

 

Страна

dK, мм

 

 

 

 

 

 

 

с

Мп

S i

S

Р

Си

Англия

15

0,66

0,22

0,25

0,020

0,09

 

 

0,70

0,33

0,33

0,038

0,12

 

 

0,79

 

 

0,030

 

 

Голландия

7

0,80

0,56

0,23

0,021

0,014

Италия

9,5

0,82

0,59

0,29

0,016

0,018

0,10

 

11,1

0,83

0,66

0,27

0,015

0,015

0,09

 

12,7

0,83

0,51

0,28

0,017

0,013

0,07

Япония

9

0,86

0,47

0,014

 

 

 

15

0,77

0,47

 

0,016

Т а б л и ц а 12

Других

Ni — 0,04

Al —0,012

 

Ni — 0,07,

 

Mo — 0,04

 

В — 0,001;

Cr —

следы

 

Al — следы,

Zn —

следы

 

 

Фактический шаг свивки и механические свойства образцов зарубежных арматурных канатов конструкции 1X7

 

 

Кратность

 

 

 

 

 

 

 

 

шага

р а г р

„СУМ

 

 

 

 

Страна

dK, мм

свивки

max

max

° в

°"0,2

ст0,01

Е, М н / м 2 Х №

 

 

мм

 

 

 

 

 

(кГ/мм2 ХЮ«)

 

 

dK/d

н (кГ)

 

 

 

 

 

 

 

М н / ы г

( к Г / ы м 2 )

 

 

Англия 15,2

15,2

Голландия 7

9

12,3

Италия 9,45

10,9

13,2

США 12,6

230

15

230

15

115

16,5

150

16,5

150

12

140

15

150

14

185 ,

14

185

14,5

208950

(20895)

213800

(21380)

99200

(9920)

140000

(14000)

162000

(16200)

 

1710

1500

910

 

(171)

(150)

(91)

 

1735

1535

1395

 

(173,5)

(153,5)

(139,5)

 

2060

1740

1300

 

(206)

(174)

(130)

2070

1900

930

(207)

(190)

(93)

 

 

1960

1780

660

 

(196)

(178)

(66)

100000

1920

 

 

(10000)

(192)

 

 

142600

1930

(14260)

(193)

 

 

165700

1720

 

 

(16570)

(172) .

 

 

198800

1900

1700

630

(19880)

(190)

(170)

(63)

3,5 1,7

4,7 2,07

2,13

2,08

2,01

3,93 1,85

3,94 1,89

3,59 1,94

ления а п н других характеристик) образцов заграничных арматурных канатов конструкции 1X7, исследованных в ЦНИИЧМ, даны в табл. 12 и 13.

Конструкции арматурных канатов, производимых, оп­ робуемых и намечаемых к изготовлению в СССР, иллю­ стрирует рис. 3. Некоторые конструкции арматурных канатов, изготовляемых за рубежом, приведены на рис. 4; 5 и в работах [1, 8].

Рис. 3. Конструкция арматурных

канатов, производимые, опробуемые и наме­

 

чаемые

к

изготовлению

в

СССР

[3]:

 

/ — канаты однопрядные

спиральные

(пряди);

а, б — к р у г л ы е

конструкции

1X7 и

1X19; в, г — 18- и

 

25-проволочные;

д

— прямоугольные;

/ / — канаты

двойной

свивки: а, б, в—двупрядные

конструкции 2X3,

2X7 и 2X19;

г, д, е—трех-

прядные

конструкции 3X3,

3X7

и

3X19;

ж,

з — семнпрядные конструкции 7X3

и 7X7; / / / — к а н а т ы тройной

свивки (двухстренговые)

конструкций: а — 2X2X4;

 

6 — 2Х2Х7;

0 — 2X4X7; г — 2 X 7 X 7

 

Простейшими по сравнению с семппроволочными ка­ натами— прядями разновидностями однопрядных арма­ турных канатов являются двух- и трехпроволочные ка­ наты (пряди). Обстоятельные исследования таких кана­ тов, свитых из проволоки диаметрами 5—8 мм, проведенные А. И. Семеновым и В. Д. Г р и н е в ы м п о к а ­ зали целесообразность применения такой арматуры в предварительно напряженном железобетоне ввиду луч­ шего сцепления ее с бетоном, что позволяет снизить мар­ ку бетона в плитах с 300 до 200 и, следовательно, сэко-

1 Г р и н е в В. Д. Автореферат диссертации. Ростов-на-Дону,

1971.

22

номить до 100 кг цемента на 1 м3

бетона и

сократить

себестоимость работ.

 

 

В последние годы все больше применяют

однопряд-

ные канаты более сложных конструкций, чем

1X7. Так,

в СССР организовано производство

арматурных канатов

Рис. 4. Некоторые конструкции

однопрядных арма­

турных канатов,

изготовляемых

в Англии:

а — семнпроволочные

круглые

конструкции

1X7;

й — семнпроволочные

пластически

о б ж а т ы е

кон­

струкции 1X7; в и

г — девятнадцатипроволочные

«Уоррингтон» и «Сил»

конструкции 1X19 линейного

касания по

техническим

условиям ТУ ОСПЗ

14-14-22—71.

 

 

Механические

свойства

этих

канатов

приведены

ниже:

 

 

 

 

 

 

 

 

Условный диаметр каната, мм

 

 

14

Диаметр проволок, мм:

 

 

 

 

центральной

 

 

 

 

4,2

первого

слоя

 

 

 

2,0

второго

слоя

 

 

 

3,5

Площадь поперечного сечения всех прово­

 

лок F,

мм2

 

 

 

 

128,7

Минимальные

механические свойства

ка­

 

ната:

 

 

 

 

 

 

 

 

суммарное

разрывное

усилие

проволок

 

Р^'х

. к

( к Г )

 

 

 

241500

(24150)

усилие

при условном

пределе

текучести

 

Р0,2

к

(кГ)

 

 

 

185000

(18500)

23

 

 

 

 

 

Продолжение

относительное удлинение

при разрыве

 

бзоо,

%

 

механические

- •

4,0

Минимальные

свойства про­

 

волок из каната: 0D ,

Мн/м2

(кГ/мм2 ):

(175)

центральной .

 

1750

первого

слоя

 

1950

(195)

второго

слоя

 

1850

(185)

п з а

центральной

проволоки

5

Пю первого

слоя

 

 

6

«зо

второго

слоя

 

 

6

б 100,

%

 

 

 

 

4

Однопрядные арматурные канаты, описанные выше, обладают круглым поперечным сечением, не являющим­ ся оптимальным при сцеплении их с бетоном. Исследо­ вания [9, 10] показали целесообразность использования однопрядных арматурных канатов с треугольной и «звездочной» формой поперечного сечения. Такие кана­ ты, имея слегка развитую поверхность соприкосновения с бетоном, благодаря спиральным выступам обладают исключительно высоким свойством самозаанкеривания даже тогда, когда сцепление их с бетоном частично на­ рушено, в то время как конструкции, армированные гладкой арматурой или арматурой периодического про­ филя, при нарушении сцепления их с бетоном теряют свою несущую способность. Промышленное производст­ во этих канатов еще не организовано.

За рубежом наряду с канатами конструкции 1X7 ис­ пользуют также однопрядные арматурные канаты кон­ струкций 1X37 и 1X61 (ПНР, Англия) с точечным или, что более рационально, с линейным касанием проволок. В последнем случае канаты компонуют из проволок разного диаметра (см. рис. 4, в, г).

Для повышения коррозионной стойкости применяют спиральные канаты полузакрытой или закрытой конст­ рукции.

Более радикальной защиты можно достигнуть путем применения соответствующих покрытий. При этом дол­ жна гарантироваться заданная величина сцепления с бетоном.

Обычно хорошими защитными покрытиями для про­ волочной арматуры считают цинк1 и эпоксидные смолы.

1 На БМК. изготовлен опытный канат конструкции 3X7 с допол­ нительно оцинкованной проволокой — протектором (вариант защиты от коррозии) [11].

24

Однако при коррозионных испытаниях предварительно напряженных конструкций оцинкованная арматурная проволока показала недостаточно удовлетворительные результаты, несколько лучшие — проволока с эпоксид-' ным покрытием и оптимальные — арматурная проволо­ ка, покрытая смесью синтетического воска с органиче­ скими фосфатами.

Двупрядные арматурные канаты изготовляют и по­ ставляют по техническим условиям ЧМТУ/ЦНИИЧМ 258—60 (конструкций 2X7 и 2X19) и ТУ/БМК 401—68 (2X12), трехпрядные (кордовые)—по ВТУ 2-351—65 (конструкции 3X3 и 3X19 опытные партии). Все эти канаты производят на БМК [1;3; 132].

Сортамент и механические свойства двупрядных и трехпрядных арматурных канатов приведены в табл. 14 и 15.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 14

Сортамент

и основные свойства двупрядных арматурных канатов

 

 

 

 

„сум

 

Конструк­

rfK. мм

. d, мм

F, мм*

max

Технические

ция каната

 

 

условия

 

 

 

 

кн (кГ)

 

2X7

9

1,5

25,4

50800

(5080)

ЧМТУ

 

12

2

45,2

85400

(8540)

(ЦНИИЧМ)

 

15

2,5

70,8

134000

(13400)

258—60

 

18

3

101,8

181600

(18160)

 

2X19

15

1,5

68

135600 (13560)

 

 

20

2

120,6

228000

(22800)

 

 

25

2,5

188,6

356000

(35600)

 

 

30

3

271,6

485000

(48500)

 

2X12

16

1,8; 2,0; 2,5

78,8

158000

(15800)

В ТУ/БМК

 

18

2,0;2,5;3,0

109,6

220000

(22000)

401—68

 

22

2,5;3,0;3,5

159,0

304000

(30400)

 

 

28

3,0; 4,0; 4,5

255,7

484000

(48400)

 

При производстве железобетонных конструкций, тре­ бующих применения особо мощных арматурных элемен­ тов, потребители используют несущие тяговые и подъем­ ные многопрядные канаты стандартных типов. Специфи-

25

ческие конструкции арматурных канатов рекомендуют­ ся Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства для предварительно напря­ женных железобетонных конструкций мостов.

Сортамент и важнейшие механические характеристи­ ки этих канатов даны в табл. 16.

Указанные канаты не в полной мере отвечают требо­ ваниям, предъявляемым к арматуре, и их поставку про-

Т а б л и ц а 15

Основные характеристики арматурных канатов кордовой конструкции (по техническим условиям ВТУ 2-351—65)

 

 

 

 

„ с у м

Конструкция

d„, мм

</, мм

F, мм-

max

каната

к

 

 

 

 

 

 

кн (кГ)

3X3

7

1,5

16

29250

(2925)

 

9,3

2

28

47920

(4792)

 

13,8

3

62

105530

(10553)

 

18,4

4

113

200000

(20000)

 

23

5

175

285640

(28564)

7X3

9,7

1,5

36

71360

(7136)

 

13

2

66

119000

(11900)

 

19,4

3

147

262940

(26294)

 

26

4

264

470190

(47019)

 

32,5

5

409

664710

(66471)

изводят по специальным техническим условиям, содер­ жащим дополнительные требования. При этом потреби­ тели пользуются Техническими указаниями ВСН 71—62 по применению стальных канатов для армирования пред­ варительно напряженных конструкций железобетонных мостов.

Невитые канаты [12] представляют собой плотную группу параллельно уложенных стальных высокопроч­ ных проволок или прядей, обвитых спиральной обмот­ кой или скрепленных обжимами.

Сортамент и конструкции высокопрочных невитых канатов, разработанных Львовским политехническим

26

 

 

 

Т а б л и ц а 16

Основные параметры рекомендуемых ЦНИИС арматурных

 

канатов для

мостостроения

 

 

 

 

 

рзгр

Конструкция каната

d , мм

d, мм

 

max

 

 

 

юг (Т)

1 X 7

6

2,0

42

(4,2)

1 X 7

7,5

2,5

64

(6,4)

1 X 7

9

3,0

89

(8,9)

1 X 7

12

4,0

154

(15,4)

I Х 7

15

5,0

234

(23,4)

2 X 1 9

25,5

2,5

339

(33,9)

2 X 1 9

30,6

3,0

461

(46,1)

3 X 1 9

28,0

3,3/1,9

580

(58,0)

3 X 7

33,0

5,0

670

(67,0)

1 Х 4 3

28,4

4,0

858

(85,8)

1X37

35,5

5,0

1118

(111,8)

1X43

35,5

5,0

1280

(128,0)

7 X 7

46,5

5,0

1430

(143,0)

1X61

45,5

5,0

1840

(184,0)

1X69

45,5

5,0

2020

(202,0)

7 X 1 9

61,2

4,0

2540

(254,0)

1X97

55,5

5,0

2910

(291,0)

7 X 1 9

76,5

5,0

3600

(360,0)

Закрытая

68,0

>3000(>300)

по ГОСТ 7676—55

 

 

 

 

институтом на основе исследований Я- Ф. Погребного,

весьма обширны

(табл. 17). Особым

видом невитых ка­

натов является металлопластовая

п

 

 

 

 

металлоцементная

 

арматура,

со­

 

 

 

 

стоящая

из

параллельно

уложен­

 

 

 

 

ных

проволок

или

прядей,

склеен­

 

 

 

 

ных пластмассовыми или цементны­

 

 

 

 

ми

составами

и обжатых

спираль­

 

 

 

 

ной

обмоткой

из мягкой

проволоки

 

 

 

 

(рис. 6).

 

Кроме

того,

могут

так­

 

 

 

 

же

изготовляться

жесткие

невитые

Рис. 5. Канат,

свитый

канаты,

состоящие

из

проволок,

из

наружных

прово­

лок

овального

сече­

объединенных

(склеенных)

цинком,

ния

н

центральной

круглой

проволоки

эмалями

и обвитых, как в металло-

 

 

(США)

 

пластовой

и

металлоцементной

ар­

 

 

 

 

матуре,

и

пластически

обжатые,

производимые

путем

холодной прокатки параллельно уложенных высокопроч­ ных проволок и последующей обмотки.

27

Марки

канатов

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 17

Сортамент и технические характеристики невитых

 

арматурных канатов, рекомендуемых Львовским

 

:ло волок) анате

политехническим

институтом

 

 

dK, мм d, мм

F,

мм»

„сум

 

а в

 

 

 

 

max

 

T U B

 

 

 

ки (Т)

Мн/м*

(кГ/мм1

19-2;

19-4

19

10; 20

2; 4

59,6; 239

118;

426

1900;

1800

 

 

 

 

 

372; 539

(11,8; 42,6)

(190;

180)

19-5;

19-6

 

25; 30

5; 6

626;

 

850

1700;

1600

 

 

 

 

 

 

(62,6;

85)

(170;

160)

37-2; 37-5

37

14; 35

2; 5

116; 725

228;

1210

1900;

1700

 

 

 

 

 

 

(22,8;

 

121)

(190;

170)

37-6; 37-8

 

42; 56

6; 8

1048;1862

1685;

 

2540

1600;

1400

 

 

 

 

 

 

(168,5;

254)

(160;

140)

61-5; 61-8

61

45; 72

5; 8

1195;3080

1980;

4160

1700;

1400

 

 

91

 

 

 

(198;

416)

(170;

140)

91-5; 91-8

55; 85

5; 8

1780;4580

2940; 6200

1700;

1400

 

 

 

 

 

 

(294;

620)

(170;

140)

Основное преимущество невитых канатов перед ви­ тыми — отсутствие свивочных напряжений, а следова­ тельно, и потерь агрегатной прочности при свивке. Кро­ ме того, практически отсутствует и вытягивание каната под рабочей нагрузкой.

Рис. 6. НевитоЛ канат:

/— высокопрочная проволока; 2 склеивающий состав; Л—за­ щитное покрытие; 4 обмотка из мягкой проволоки

28

4. АРМАТУРНАЯ КАТАНКА

Выборочный сортамент н важнейшие механические свойства термически упрочненной арматурной катан­ ки 1 приведены в табл. 18. Геометрию профиля иллюст­ рирует рис. 7.

\

s

\ - х - х - ч 4

/

о

О

й

 

 

 

Рис.

7. Арматурная

катанка:

 

/ — СССР (ЦЫИИЧМ, «Красная Этна» и

БМК): а — круглая

гладкая;

б — круглая с ребрами;

/ / — ФРГ (завод « Р а н н х а у з е н » ) ,

овальная

 

с ребрами

 

 

Г Л А В А II

ИСХОДНАЯ СТАЛЬ

1. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ НА СВОЙСТВА ПРОВОЛОКИ И КАНАТОВ

Для производства высокопрочной проволоки и кана­ тов обычно используют основную мартеновскую сталь. Механические свойства проволоки из этой стали выше, чем из обычной электростали [13, 14].

Влияние состава шихтовых материалов, способов раскисления, рафинирования и разливки исходной стали при ее выплавке на свойства проволоки широко извест­ но [13—22]. В последние годы на БМК разработана и внедрена новая комплексная технология производства мартеновской стали особо высокого качества. По новой

1 Арматурной названа высокопрочная катанка, непосредственно применяемая для армирования предварительно напряженных железо­

бетонных

конструкций. Катанка, используемая в качестве

исходной

заготовки

для

последующей деформации или термической

обработки

и деформации,

названа катанкой-заготовкой (см. гл. I I I ) .

 

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ