книги из ГПНТБ / Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры
.pdfИ. А. ЮХВЕЦ
ПРОИЗВОДСТВО
ВЫСОКОПРОЧНОЙ
ПРОВОЛОЧНОЙ
АРМАТУРЫ
МОСКВА «МЕТАЛЛУРГИЯ» 1973
УДК |
621.778.1—426 |
|
|
|
|
|
|
УДК 621.778.1—426 |
|
|
|
|
|
|
Производство |
высокопрочной |
проволочной |
арматуры. |
||
|
Ю х в е ц И. А. М., «Металлургия», |
1973. 264 с. |
||||
|
Изложены основы теории и практики, а также особен |
|||||
|
ности производства стальной проволочной арматуры для |
|||||
|
предварительно |
напряженных железобетонных |
конструк |
|||
|
ций —• проволоки, канатов |
н катанки. Описаны важней |
||||
|
шие свойства, современные варианты производства арма |
|||||
|
турной стали и катанки, применяемые для изготовления |
|||||
|
проволочной арматуры. Детально рассмотрены специаль |
|||||
^?J?"f |
ные методы упрочнения арматурной проволоки, арматур- |
|||||
н ы х канатов и арматурной |
катанки. |
Особое |
внимание |
|||
/ 1 ? ^ ^ |
уделено отпуску и механико-термической обработке. |
|||||
|
Предназначена для инженерно-технических работников, |
|||||
|
занятых в областях производства, применения, проекти |
|||||
|
рования и исследования высокопрочной проволочной ар |
|||||
|
матуры, а также для учащихся |
соответствующих вузов. |
||||
|
. Ил. 91. Табл. .114.l Список лит.: |
140 назв. |
|
с * . * . ; л л - о 6wn OCOi* I
аЭКЗЕМПЛЯР
I Ч И Т А Л Ь Н О Г О З А Л А
Израиль Абрамович Юхпец
ПР О И З В О Д С Т В О В Ы С О К О П Р О Ч Н О Й П Р О В О Л О Ч Н О Й АРМАТУРЫ
Редактор издательства С. Л. Зингер Художественный редактор Д. В. Орлов Технический редактор Л. В. Добужинская
Корректоры В. Б. Левин, Т. А. Рюмина
Обложка художника Е. Г. Байтмана
Сдано в набор |
2 / I V 1973 г. |
Подписано в печать |
2 3 / V I I I |
1973 г. |
Т-14603 |
|
Формат бумаги 8 4 х Ю 8 ' / к . |
Бумага типографская N° 2. |
Усл . печ. л . 13,86 |
||||
Уч . - изд . л. 13,75 Тираж 2100 экз. Заказ № 217. Изд . № 4898 |
Цена |
69 коп. |
||||
|
Издательство «Металлургия» |
|
|
|
||
|
119034, Москва, Г-34, 2-й Обыденский пер. 14 |
|
|
|||
|
Владимирская типография «Союзполиграфпрома» |
|
|
|||
при |
Государственном комитете Совета Министров СССР |
|
||||
по |
дела м издательств, полиграфии и книжной торговли |
|
||||
|
Гор. Владимир, ул . Победы , |
д . 18-6. |
|
|
|
(Е) Издательство «Металлургия», 1973.
3123—162 Ю 040(01)—7384—73
Посвящается славным |
кол |
|||
лективам |
|
Харцызского |
ста- |
|
лепроволочно-канатного |
за |
|||
вода |
и |
Белорецкого |
метал |
|
лургического |
комбината |
|||
им. М. |
И. |
Калинина |
— пио |
|
нерам |
производства |
высоко |
||
прочной |
проволочной |
арма |
||
туры в |
СССР. |
|
ВВ Е Д Е Н ИЕ
Врешениях XXIV съезда КПСС и в пятилетнем пла не развития народного хозяйства СССР на 1971 — 1975 гг. намечена грандиозная программа строительства, реали зация которой требует повышения уровня индустриали зации и непрерывного развития промышленности строи тельных материалов. Для выполнения этой задачи зна чительно расширяется выпуск наиболее прогрессивной
разновидности сборного железобетона — предваритель но напряженных железобетонных конструкций. При из готовлении таких конструкций все шире применяют вы сокопрочную стальную проволочную арматуру, что по зволяет намного снизить расход металла, а также уменьшить массу конструкций.
Требования, предъявляемые к высокопрочной прово лочной арматуре (проволоке, канатам и катанке), а так же способы использования ее в изделиях из железобето на подробно изложены в соответствующей литературе [1—5]. Однако по весьма актуальным вопросам произ водства этого вида арматуры нет ни одной монографии как в СССР, так и за рубежом, несмотря на большую потребность в такой литературе.
К настоящему времени накоплен обширный специфи ческий опыт изготовления и исследования высокопроч ной арматурной проволоки и арматурных канатов на отечественных заводах и в Центральном научно-исследо вательском институте черной металлургии им. И . П . Б а р дина (ЦНИИЧМ), занимающемся как стержневой арма турой из высокопрочных сталей [6], так и высокопроч ной проволочной арматурой [7].
1* |
3 |
В данной работе обобщены результаты разработки, опробования и внедрения научно обоснованной техноло гии производства проволочной арматуры, а также мате риалы исследований новых, перспективных процессов ее изготовления в СССР. Кроме того, освещен зарубежный опыт в этой области.
Объем производства проволочной арматуры для пред варительно напряженных железобетонных конструкций составляет примерно 30% выпуска товарной стальной высокоуглеродистой и среднеуглероднстой проволоки в нашей стране.
За период с 1957 г. (начала промышленного произ водства) по 1970 г. в СССР изготовлено около 1,5 млн. т высокопрочной проволочной арматуры общей стоимо стью выше 300 млн. руб. Выпуск этой продукции позво лил сэкономить около 1 млн. т стали марки Ст.З, ранее часто применявшейся в качестве арматуры для железо бетонных конструкций.
Специализированное производство проволочной ар матуры началось на Харцызском сталепроволочно-ка- натном заводе (ХСПКЗ), а затем на Белорецком метал лургическом комбинате (БМК), сыгравших большую роль в развитии производства сначала арматурной про
волоки, а позднее |
арматурных канатов. |
Разработка |
||||
и |
освоение |
технологии |
производства |
проводились |
||
ЦНИИЧМ под руководством и при участии |
автора в тес |
|||||
ном |
содружестве |
с металлургическими |
и метизными |
|||
предприятиями |
и некоторыми другими |
организациями. |
||||
В этих совместных |
работах |
в разные |
периоды времени |
активно участвовали ХСПКЗ, БМК, завод «Красная Эт на», Ленинградский сталепрокатный завод (ЛСПЗ), московский металлургический завод «Серп и молот», Одесский сталепроволочно-канатный завод (ОСПКЗ), Орловский сталепрокатный завод (ОСПЗ), Волгоград ский сталепроволочно-канатный завод (ВСПКЗ), а так же Всесоюзный научно-исследовательский институт электротермического оборудования (ВНИИЭТО).
Часть исследований проводилась вместе с научно-ис- •следовательскимн институтами потребителей арматуры, в первую очередь с Научно-исследовательским институ том бетона и железобетона (НИИЖБ) и институтом «ВНИИЖелезобетон» управления «Моспромстройматериалы», а также (эпизодически)- с Донецким институтом надшахтного строительства (ДонНИИ) и др.
4
Ряд работ, проведенных ЦНИИЧМ, заканчивался выдачей технических заданий, в основном Государствен ному институту по проектированию метизных заводов (Гипрометиз) и частично ВНИИЭТО, разработавшими на их основе соответствующие проекты.
К сожалению, автор не может здесь указать даже основных участников работ от перечисленных выше пред приятий и институтов и по возможности отмечает их в соответствующих главах и разделах книги и в ссылках на совместно опубликованные работы.
В ЦНИИЧМ наряду с автором в работах участвовали сотрудники" руководимой им группы проволочной арма туры: К. С. Романов, Л. Ш. Писаревский, А. Я. Сартан, М. Н. Петров, Б. Ф. Канарейкин, В. Я. Гурьев, Д. Д. Ще локов и др. Разработка и внедрение некоторых новых методов механических испытаний арматуры в основном' проводились при участии криплаборатории (под руко водством Б. М. Овсянникова).
Г Л А В А I
СОРТАМЕНТ И СВОЙСТВА ВЫСОКОПРОЧНОЙ ПРОВОЛОЧНОЙ АРМАТУРЫ1
1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Важнейшие технические требования, предъявляемые к проволочной арматуре при изготовлении из нее пред варительно напряженных железобетонных конструкций и эксплуатации последних, следующие [1—5]:
1) высокое временное сопротивление (предел прочно
сти) |
ов, снижающее расход арматурной стали; |
|
2) высокие предел упругости Сто.оь предел текучести |
||
OQO |
Н модуль упругости |
Е , позволяющие применять пред |
варительное напряжение |
большой интенсивности; |
3)высокая реологическая стойкость — малые удлине
ния ползучести 6П О лз и релаксация напряжений Л р е л в ус ловиях продолжительной (измеряемой десятками лет) эксплуатации высоко напряженного железобетона, не обходимые для обеспечения длительной трещмностойкости конструкций;
4)достаточная пластичность, характеризуемая отно сительным удлинением б (отчасти также относительным сужением ty), которое обеспечивает предварительно на пряженным конструкциям стойкость против хрупкого
разрушения арматуры вследствие разрыва и в извест ной мере «сигнализирует» об опасности разрушения их (конструкций);
5) достаточная вязкость, о которой обычно судят по числам перегибов п и скручиваний т до разрушения, характеризующим технологичность механической обра ботки арматуры при изготовлении конструкций;
1 Высокопрочная проволочная арматура и отдельные виды ее да лее именуются сокращенно — проволочная арматура, арматурная проволока, арматурные канаты, арматурная катанка.
6
6) прочное сцепление с бетоном п надежная анкеровка главным образом благодаря рациональному профилю арматуры и отсутствию на арматуре загрязнений (напри мер, технологической смазки), препятствующих сцепле нию;
7)высокий предел циклической прочности (выносли вости) для арматуры в конструкциях, работающих под воздействием многократно повторных нагрузок;
8)хорошая самовыпрямляемость — свойство, благо
даря которому изделие, развернутое из мотка (бунта) и свободно уложенное, сохраняет прямолинейность, что устраняет необходимость его выпрямления, а также об легчает укладку арматуры и другие работы с ней при прерывном армировании;
9) отсутствие зон сварки в мотках проволоки и бун тах арматурной катанки, опасных при высоких рабочих напряжениях арматуры в конструкциях вследствие су щественного снижения прочности в этих зонах; значи тельно меньшие ограничения по сварке проволок уста навливают для арматурных канатов, где ослабление прочности сечения одной проволоки не сказывается в большой степени на снижении прочности поперечного сечения комплекса проволок каната;
10)высокая стойкость против коррозионного рас трескивания под напряжением и коррозионных пораже ний других видов;
11)высокая тепло- и хладостойкость в условиях по
вышенных и пониженных температур работы арматуры
вконструкциях;
12)возможно большая рациональная однородность свойств по длине и сечению изделий.;
13)большая масса мотков и бунтов проволочной ар матуры, снижающая трудоемкость работ;
14)значительная технико-экономическая эффектив ность применения проволочной арматуры.
Конкретные показатели качества по отдельным при веденным выше основным требованиям, например на прочность, пластичность и т. п., устанавливают в стан дартах или технических условиях для соответствующих видов арматуры. Ряд дополнительных характеристик — реологических, коррозионных и др. обычно не регламен тируют, либо из-за большой трудоемкости определения их, либо из-за недостаточной изученности способов ре гулирования этих показателей. Накопление и обобще-
7
мне необходимой документации и экспериментальных данных по характеристикам качества проволочной арма туры, изготовляемой в СССР и за рубежом, имеет боль шое значение при выборе состава н свойств арматурной стали, технологии ее выплавки и прокатки и особенно при разработке оптимальных процессов производства проволочной арматуры различных видов и назначений.
Нормативные и экспериментальные данные по сорта менту, геометрии, химическому составу, структуре, ме ханическим и физическим свойствам проволочной арма туры приводятся в следующих разделах настоящей главы,
2. АРМАТУРНАЯ ПРОВОЛОКА
Диапазоны диаметров d и пределы минимальных норм временного сопротивления aD арматурной проволо ки, поставляемой в СССР и в ряде иностранных госу дарств, приведены в табл. 1. Конкретные механические свойства, а также допускаемые отклонения по диаметру
Т а б л и ц а 1
Диапазон диаметров d и пределы минимальных норм временного сопротивления сгв гладкой арматурной проволоки
|
|
сгц , |
не менее1 |
Страна |
й, мм |
М н / м ! ( к Г / м м 2 ) |
|
|
|
||
СССР |
3 - 8 |
1900--1400 (190--140) |
|
ВНР |
2,5—7 |
1900--1500 (190--150) |
|
ГДР |
2,5—5 |
1500 |
(150) |
ПНР |
2,5—7 |
2200--1400 (220--140) |
|
СРР |
1—7 |
2250--1400 (225- -140) |
|
ЧССР |
2—7 |
2000--1400 (200--140) |
|
СФРЮ |
2,5—5 |
1800--1500 (180--150) |
|
Австралия |
3,25—7 |
2050--1500 (205- -150) |
|
|
2—7 |
2200--1500 (220--150) |
|
Бельгия |
2—9 |
1900--1400 (190140) |
|
Италия |
3—7 |
1850--1650 (185— 165) |
|
США |
2,7—7 |
2000--1650 (200165) |
|
Франция |
2—7 |
1900--1500 (190150) |
|
ФРГ |
2,3—10 |
2060--1600 (206160) |
|
|
2 - 8 |
2100--1550 (210155) |
|
Швейцария |
2—7 |
1900—-1350 |
(190— 135) |
Япония |
1—7 |
2400--1550 |
(240— 155) |
1 Большее значение ов |
для проволоки минимального диаметра, меньшее — |
для проволоки максимального диаметра .
8
Важнейшие характеристики |
гладкой арматурной проволоки |
диаметром |
|
Т а б л и ц а 2 |
|||||
3, 5 и 7 мм |
|
||||||||
|
|
Допускае - |
V |
а 0 | 2 - |
|
|
Испытание |
|
|
|
|
б " , |
Расчетная |
на |
перегиб |
Внутренний |
|||
|
|
мые откло |
|
|
|
|
|||
Страна, стандарт |
d, мм |
нения по |
|
|
% |
длина 1 |
|
диаметр |
диаметр D |
|
|
диаметру, |
|
|
|
|
мотка, мм |
||
|
|
мм |
М н / м г ( к Т / м м ! ) |
|
|
п |
валиков, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
СССР, ГОСТ 7348—63 |
3 |
± 0 , 0 6 |
1900(190) |
1520(152) |
4 |
100 ММ |
д * 2 |
30 |
1200*3 |
|
5 |
± 0 , 0 8 |
1700(170) |
1360(136) |
4 |
100 мм |
5*2 |
30 |
2000*3 |
|
7 |
±0,1 0 |
1500(150) |
1200(120) |
6 |
100 мм |
Заменено |
2500*3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
испыта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нием на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
загиб |
|
|
ПНР, PN-57/B-03320 |
5 |
|
1—1650(165) |
1200(120} |
4 |
20 d |
4*5 |
20 |
|
|
|
|
11—1500(150) |
|
3 |
|
|
20 |
|
|
7 |
— |
I — 1550(155) |
1050(105) |
4 |
|
|
30 |
|
|
|
|
I I — 1400(140) |
|
3 |
|
|
30 |
|
ЧССР, CSN 426441 |
3 |
± 0 , 0 5 |
1750(175) |
1400(140) |
3 |
20d |
|
|
600 |
5 |
± 0 , 1 0 |
1500(150) |
1100(110) |
3 |
|
|
|
1200 |
|
|
|
|
|
||||||
|
7 |
± 0 , 1 0 |
1400(140) |
1000(100) |
3 |
|
|
|
2000 |
Австралия, |
3,25 |
± 0 , 0 5 |
1890—2050 |
85% ав *6 |
4*5 |
254 мм |
3 |
20 |
760*5 |
ASA-141-1963 |
|
|
(189—205) |
|
|
|
|
|
|
Австралия, |
5,08 |
±0,0 5 |
1730—1890 |
|
|
|
|
30 |
1220*6 |
ASA-141—1963 |
7,01 |
±0,0 5 |
(173—189) |
|
|
|
|
40 |
1830*5 |
|
1575—1730 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
(157,5—173) |
|
|
|
|
|
|