Investigation of mechanical properties and crack resistance parameters of steel reinforcements of reinforced concrete structures of long-term special term

Автор(и)

  • Петро Куліков Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine
  • Юля Макаренко Університет Манітоби, Canada
  • Віктор Хоружій Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5314-0483
  • Валерій Макаренко Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6668-3957

DOI:

https://doi.org/10.32347/uwt2021.11.1801

Ключові слова:

трещиностойкость, затопление, усталость, цикличность, арматура

Анотація

Известно, что процесс усталости начинается с пластической деформации поверхностных слоев металлической арматуры. Причем смещение дислокаций в условиях знакопеременных нагрузок наблюдается при нагрузках ниже предела упругости металла. Скорость локальной пластической деформации при циклической деформации на несколько порядков превышает скорость деформации при статическом нагружении. Дислокационное скольжение начинается в зернах с благоприятной ориентацией вблизи концентраторов напряжений. С увеличением количества циклов в поверхностных слоях увеличивается плотность дислокаций и количество вакансий. При достижении базового числа циклов NR образуется поверхностно-армированный слой металла с большим количеством зародышевых трещин, размер которых не достигает критического значения. Увеличение количества циклов не может привести к дальнейшему развитию разрушения в таком слое. Только когда напряжения превышают предел выносливости трещины, достигают критической длины, после чего начинается процесс их разряда в магистральную трещину с распространением последней. Результаты экспериментальных исследований указывают на сильное влияние диффузионного водорода на статические и циклические параметры трещиностойкости. Было обнаружено, что с увеличением затопления, особенно когда содержание водорода превышает 5 см3/100 г, как статическая прочность, так и длительная прочность (усталость) резко снижаются. Причем для этих участков раствор водорода в арматурной стали характеризуется вязким характером разрушения, тогда как для сильно обводненной арматуры (от 5 до 12 см3/100 г характерно хрупкое разрушение по механизму микроделения в закаленной (мартенситной или трооститовой конструкции). позволили определить оптимальное содержание водорода в арматурной стали (3…5 см3/100г), превышение которого снизит трещиностойкость арматуры при длительной эксплуатации, особенно в агрессивных средах. Результаты исследований подтверждают приведенные выше данные, структура бейнита резко снижает трещиностойкость арматурной стали, что делает невозможным использование при изготовлении арматуры железобетонных конструкций, рассчитанных на длительную эксплуатацию (более 50…60 лет). Полученную схему можно рекомендовать проектировщикам железобетонных конструкций гидротехнического назначения, так как она значительно облегчает обоснованный выбор конструкции. армирование при разработке железобетонных конструкций ответственного и длительного использования.

Посилання

Makhutov N.A., 1981. Deformation criteria of destruction. Moscow: Mashinostroenie, 272 (in Russian).

Archakov Yu.I., 1980. Hydrogen corrosion of steel. Moscow: Metallurgy ,192 (in Rus-sian).

Atomic mechanism of destruction, 1983, trans., ed. MA Stremel. Moscow: Mir, 660 (in Russian).

Kalachev B.A., (1985). Hydrogen brittleness of metals. Moscow: Metallurgy,216. (in Rus-sian)

Meshkov Yu.Ya.,1985. Physical foundations of the strength of steel structures. Kiev: Naukova Dumka, 266 (in Russian).

Petrov L.N. Sopronyuk N., 1988. Corrosion-mechanical destruction of metals and alloys. Kiev: Naukova Dumka ,488 (in Russian).

Moskvin V.M., 1980. Corrosion of concrete and reinforced concrete methods of their protection. Moscow: Stroyizdat. 538.

Makarenko V.D., Mangura A.M., Sizonen-ko A.V., Litvyak O.L., 2019. Mechanisms of corrosion-carbon corrosion of structural tubular steels for oil and gas application Modernization and engineering development of resource-saving technologies in mining and processing of minerals. Collective monograph. Petroshan, Romania UNIVERSITAS Publishing, 424 (57 - 70).

Makarenko V., Vynnykov Y., Liashenko A., Petrash O., 2019. Hydrate Formations Modeling for the Oil and Gas Facilities Reconstruction , Proceedings of the 2nd International Conference on Building Innovations. ICBI. Lecture Hydrate Formations Modeling for the Oil and Gas Facilities Re-construction Notes in Civil Engineering, Vol.73. Springer, Cham. 651-658.

Boyko A.V., Makarenko V.D., Maximov S.Yu., 2021. On some mechanical characteristics of structural steels of cooling systems of long operation. Problems of durability, No.2 (470), 77-81.

Makarenko, V.D., & Morgun, I.D., 1991. Special features of the effect of bari-um on the mechanical properties of metal deposited in welding with calcium fluoride electrodes. Welding International, 5(9), 726-728.

Pokhodnya, I.K., Ponomarev, V.E., Milichenko, S.S., Skorina, N.V., Makaren-ko, V. D., Marchenko, A.E., & Gorpenyuk, V.N., (1987). Effects of type of binder and its composition on the welding and proper-ties of electrodes with basic coatings. Weld-ing International, 1(2), 116-118.

Petrenko E., Gharakhanlou M., (2015). Analysis of slope at increase of the static load. Underwater Technologies, Iss.02, 40.

Pushkarova K., Sukhanevych M., Bondar K., 2015. The principles of compo-site construction penetrability waterproofing mortars with increased service life. Under-water Technologies Iss.02, 46.

Mishchuk D., 2015. Research of the manipulator dynamics installed on an elastic basis. Underwater Technologies, Iss. 02, 54.

Sukach M.K., 2017. Elastic suspension of vehicles. Mining, construction, road and melioration machines, No.90, 73-78 https://doi.org/10.26884/mksu.a17293 (in Ukrainian).

Horbatenko Y., 2020. The production of the splash phenomenon, as a way of dissipating the energy of a gravitational wave. Underwater Technologies, Iss.10, 58

Sukach M.K., 2021. The Staple-ShapePlate Springs Engineering Calculation Method. Science and Technique, 20 (3), 268-274, https://doi.org/10.21122/2227-1031-2021-20-3 (in Russian).

Sukach M.K., Lysak S., 2017. Kinematics parameters of twosectional trencher's. Underwater Technologies, Iss.05, 16-22. https://doi.org/10.26884/uwt1705.1301.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-29

Як цитувати

Куліков, П., Макаренко, Ю., Хоружій, В., & Макаренко, В. (2021). Investigation of mechanical properties and crack resistance parameters of steel reinforcements of reinforced concrete structures of long-term special term. Підводні технології. Промислова та цивільна інженерія, (11), 78–87. https://doi.org/10.32347/uwt2021.11.1801

Номер

Розділ

Виробництво та технології