Сварные сетки долгий срок службы и его зависимость от качества исходного проката

Качество сварных металлических сеток определяет как технология сварки, так и характеристики исходного проката - стержневой арматуры или проволоки.

Для завода сварных сеток и металлической продукции это основное условие, от которого зависит прочность, свариваемость, стабильность геометрических параметров, долгий срок работы сетчатых метизов. Компания «Стройсет» производит качественные сварные сетки, также возможна быстрая доставка металлических сеток до 20 тонн. 

 

С позиции нормативных документов, условия для исходного проката регламентирует ГОСТ 34028-16. В нем есть химический состав, геометрические размеры и допуски, механические свойства, 4 типа периодических профилей.

Свойства, которые составляют качество проката

Класс исходного проката - это сочетание параметров, определяющих его эксплуатационные и технологические свойства.

Химический состав сплава

В зависимости от класса арматурных стержней ГОСТ 34028-16 т. 4 строго нормирует процентный состав химических элементов в сплаве.

• Углерод (С) - от 0,22 - 0,34 % в зависимости от сплава;
• Марганец (Mn) - 1,6 - 2,3 %;
• Кремний (Si) - 0,9 - 2,45 %;
• Примеси (S, P) - примеси - 0,04 - 0,05 %.

Сочетание химических элементов в процентной пропорции и добавление легирующих веществ определяют прочность, пластичность, свариваемость сплава для классов арматуры и проволоки Вр1.

Механические свойства

Свойства, которые определяют прочность стержней, выражаются показателями:

• предел текучести показывает максимальное механическое напряжение, которое выдерживает стержень без разрушения. Например, класс А400 выдерживает напряжение 390 Н/мм кв., А600 - 590 Н/мм кв.;
• временное сопротивление разрыву это нагрузка, которую выдерживает стержень перед разрушением. Для А400 это 5090 Н/мм кв., а для А600 - 883 Н/мм кв.;
• относительное удлинение, это показатель пластичности, который показывает, насколько сталь растягивается без разрушения. Измеряется в % прироста длины к исходной длине после напряжения. 

Эти показатели поддерживают работу сетки под нагрузками.

Геометрические размеры и профили

В ГОСТ есть:

• сортамент, в котором для каждого диаметра стержней задан точный вес п/метра, S поперечного сечения, что удобно при подсчете общего веса металла;
• 4 формы периодического профиля: кольцевой, серповидный, 4-х сторонний, смешанный. Профили создают прочное сцепление с бетоном. Разные формы профилей устанавливают при разных динамических и статических нагрузках.

Отклонения в размерах ведет к неравномерной работе сетчатой карты, концентрации локальных напряжений.

Качество сплава

• Однородность сплава дает равномерный предел прочности по всему стержню, однородное распределение нагрузки, исключает хрупкие участки.
• Отсутствие внутренних дефектов (раковин, трещин, примесей) обеспечивает арматуре проектные физико-механические показатели, исключает хрупкие разрушения.

Качество проката для сварных сеток по ГОСТ

Для проката, из которого будут сваривать сетки, требования к сплаву выше, чем для обычной арматуры. Для него закладывают хорошую свариваемость, так как он будет свариваться, то есть локально нагреваться.

Что ожидается?

Ограниченное содержание углерода

Сетки сваривают из арматурных стержней (А240, А400, А500С…), у которых разная прочность, пластичность и это зависит от процентного содержания углерода. Чем ниже процент углерода (меньше 0,25 %), тем более пластичная и вязкая сталь с хорошей свариваемостью. Рост содержания углерода в сплаве до 0,6 % и выше увеличивает прочность стали, ее твердость, но при этом она становится более хрупкой. 

Ограничение примесей

Сера и фосфор вредные примеси в сплаве для арматуры. Содержание серы (0,025-0,05 %) создает легкоплавкие сульфиды железа. Это ведет к трещинам при горячей прокатке (красноломкость), в итоге такая сталь не годится для арматурных стержней.

Фосфор повышает прочность, но при этом увеличивается хрупкость, снижаются ударная вязкость, пластичность.

Вместе S и P при их повышенном содержании снижают стойкость арматуры и надежность в ж/бетонных элементах.

ГОСТ ограничивает их содержание до 0,04–0,05%.

Nb, V, Mn - элементы для легирования стали

Легирование сплава Nb, V, Mn существенно повышает его прочность, пластичность, свариваемость. Характеристики улучшаются за счет образования мелкодисперсных соединений, которые делают структуру более прочной и повышают предел текучести.

Стабильность механических свойств

Чтобы гарантировать механические свойства арматуры, проводят выборочные испытания. Образцы испытывают проводя их электронагрев, растяжение, изгиб вокруг оправки.

Механические свойства проката по ГОСТ важны для равномерной работы сетчатых карт, особенно в армировании ответственных конструкций (плит перекрытий, фундаментов).

Качество проката влияет на свойства сварных сеток

Прочность сварных соединений

У арматурных стержней, которые отвечают нормам ГОСТ, сварные швы равнопрочные им ГОСТ 10922-12 о. 4/7.

При низком качестве проката образуются хрупкие зоны, прожоги, разъединение сварного шва.

Несущая способность сетки

Сетчатая структура работает как взаимосвязанная система стержней. При неоднородности стального сплава:

• образуется неоднородное распределение нагрузок;
• концентрируются локальные напряжения;
• уменьшается расчетная способность, на которую рассчитывали.

Пластичность и трещиностойкость

Сталь соответствующая нормам ГОСТ будет работать в упругопластической стадии и не допустит хрупкого разрушения. Если сплав некачественный, то возможен внезапный излом.

Здесь обращают внимание на относительное удлинение. Чем выше его значение, заявленное в техдокументации проката, тем длиннее у ж/бетонной конструкции будет период деформации. Это будет предупреждением о перегрузках, что значимо для сейсмостойкости и безопасности.

Геометрическая стабильность

Ровные стержни со стабильным овалом по всей длине обуславливает правильные геометрические параметры сетчатых карт и ровные ячейки. При этом уменьшается напряжения при сварке. 

Если в стержневом прокате есть отклонения от ГОСТ, то сетки из него выходят с короблением и с отклонениями от заданных размеров. В бетоне не плоская сетчатая карта (с короблением) спровоцирует трещины.

Влияние качества проката на срок службы сварных сеток

Как долго будет служить сварные сетки определяют:

• высокопрочная сталь;
• хороший защитный цинковый слой;
• устойчивость к механическим нагрузкам.

Устойчивость к коррозии

Сплошной защитный цинковый слой защищает сетку от коррозии и значительно продлевает срок ее работы. Слишком тонкое цинковое покрытие не защищает от коррозии сварные швы.

Примеси, неоднородность сплава, трещины, раковины на поверхности стержней уменьшают их свариваемость. Сварные соединения выходят непрочными и могут хрупко разрушаться.

Механическая прочность

Прокат из высокопрочной марки стали это условие для устойчивости сетки к циклическим нагрузкам, деформациям, например в плитах, дорожных покрытиях, промышленных полах.

Надежность сварных узлов

В ГОСТ 10922 есть условия к свариванию стержней, которые значительно продлят работу сеток в бетонных конструкциях.

Если технология контактно-точечной сварки нарушена, то перекрестные соединения могут разрушаться на этапе бетонирования, работы вибраторов или при схватывании бетона.