Новые стандарты качества строительной арматуры

Общий объем российского рынка строительной арматуры в 2014 г. составил около 8,7 млн. тонн, превысив показатели 2013 г. на 200 тыс. тонн (почти на 2%). Специалисты отмечают, что за последние полтора-два десятилетия в этой сфере значительно изменилась структура потребления металлопроката и стройматериалов. Новые стандарты строительства требуют более высоких эксплуатационных качеств стальной продукции, и прежде всего – прочности. Средний предел текучести используемой арматурной стали по сравнению с аналогичными показателями рубежа 1980-1990-х годов увеличился примерно на 35%, составляя в настоящее время более 500 мегапаскалей (МПа). Примерно 20 лет назад на смену горячекатаной арматуре А400 пришла термомеханически упрочненная арматура А500С. Сейчас наступает новый этап, когда востребованной становится арматура класса А600С (прочность – до 600 МПа). Использование этого материала при строительстве зданий и сооружений позволяет снизить металлоемкость железобетонных конструкций на 10-20% по сравнению с арматурой более низкого класса прочности.

Помимо высоких прочностных характеристик от современной стальной арматуры требуются и другие конструктивные особенности. В частности, она не должна терять первоначальных свойств при сварке. Несмотря на то, что согласно действующим стандартам этому требованию должна соответствовать практически любая арматура, по факту, высокотемпературная сварка зачастую приводит к разупрочнению металла.

Новый класс арматуры содержит множество компонентов: медь, марганец, хром, никель, ванадий, ниобий и другие химические элементы. Их содержание, на первый взгляд, может выглядеть совсем незначительным (от тысячных долей до 1-1,5%). Однако за счет такого состава достигаются максимальные показатели устойчивости не только к сварке, но и к коррозии. Также арматура А600С обладает высокой огнестойкостью.

Некоторые известные российские металлургические компании начали в 2014 г. целенаправленную комплексную работу по внедрению в производство данного вида металлопроката. К разработке были привлечены научно-исследовательские учреждения и строительные фирмы. Для того, чтобы определить реальные перспективы применения инновационной арматуры в строительной сфере, были изготовлены опытные партии продукции и проведен ряд испытаний (в строгом соответствии с ГОСТами и иными нормативными документами): на коррозионную устойчивость, огнесохранность, растяжение, изгиб, выносливость при циклических нагрузках и т.д.

В качестве образцов использовалась арматура диаметром 16, 20 и 32 мм. Механические характеристики изучались путем растяжения полуметровых отрезков на специальном оборудовании.

Степень противопожарной устойчивости выявлялась посредством постепенного нагревания от 20 до 800 °С (с шагом в 100 °С) с выдержкой в печи. Эта методика в наибольшей степени позволяет смоделировать условия реального пожара и его последствия для конструкционного материала. На практике перепады температур могут привести к снижению прочности арматуры и необратимым деформациям. Однако достаточный запас прочностных характеристик позволяет металлу даже после экстремальных воздействий сохранять свои первоначальные качества.

Испытания на изгиб производились путем сгибания арматуры под углом 90° с последующим разгибанием в противоположную сторону на 20° (при этом не допускается возникновение разрывов на изгибаемых участках арматуры).

В рамках изучения способности арматуры А600С противостоять коррозионному растрескиванию образцы помещались в горячий раствор (около 100 °С), содержащий азотнокислый кальций и аммоний, на 100 часов.

Показатели обеспеченности гарантированных характеристик, предусмотренных стандартами, в части прочностных характеристик и относительного удлинения составили более 95% (что является отличным результатом). Испытания на изгиб без возникновения трещин и разрывов выдержали абсолютно все образцы. В агрессивной коррозионной среде арматура без признаков разрушения выдерживала от 41 до 48 часов (при установленном нормативе не менее 40 часов). Нагрев до 500-600 °С не привел к изменению основного показателя – предела текучести металла. Также не было отмечено разупрочнения арматуры в ходе экспериментальных сварочных работ, моделировавших все применяемые в современном строительстве типы сварки. Таким образом, арматура показала полное соответствие требованиям российских и международных стандартов качества и безопасности.

По мнению экспертов компании «Метсплав», сталь, легированная ванадием и ниобием, является лучшим материалом для изготовления арматуры класса А600С. Однако даже для ведущих металлургических предприятий России не всегда представляется возможным использовать идеальные дорогостоящие составы.

Практика компании «Метсплав» показывает, что качественную металлопродукцию, в полной мере соответствующую всем действующим стандартам, можно изготавливать и с применением вторичного сырья. Прием лома черных и цветных металлов и его последующее использование дает возможность создать полноценную материальную базу для выпуска любых изделий, востребованных на рынке. Современные технологии и оборудование позволяют обеспечить продукции, изготовленной из переработанного металла высокий уровень качества.