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

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 N_R 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.