Дослідження взаємозв’язку між межею міцності і тривалою втомленістю сталевої арматури залізобетонних конструкцій тривалого терміну експлуатації в агресивних середовищах

Автор(и)

  • Оксана Бердник Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна http://orcid.org/0000-0001-5321-3518
  • Валерій Макаренко Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна http://orcid.org/0000-0001-6668-3957
  • Наталія Амеліна Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна http://orcid.org/0000-0002-3076-8120

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.125-135

Ключові слова:

Тріщиностійкість, наводнення, втомленість, циклічність, арматура

Анотація

Відомо, що процес втомленості починається з пластичної деформації поверхневих шарів металу арматури. Причому, переміщення дислокацій в умовах повторно-змінних навантажень спостерігається при навантаженнях нижче границі пружності металу. Швидкість локальної пластичної деформації при циклічному деформуванні на декілька порядків перевищує швидкість деформування при статичному навантаженні. 

Ковзання дислокацій починається в зернах із сприятливою орієнтацією поблизу концентраторів напружень. Зі збільшенням числа циклів в поверхневих шарах зростає щільність дислокацій і кількість вакансій.

При досягненні базової кількості циклів NR формується поверхневий зміцнений шар металу з великою кількістю зародкових тріщин, розмір яких не досягає критичного значення.

Підвищення числа циклів не може спричинити подальший розвиток  руйнування  в такому шарі.  Тільки,  коли напруження перевищують границю витривалості тріщини досягають критичної довжини, після чого починається процес їх зливу в магістральну тріщину з розповсюдженням останньої.

Результати експериментальних досліджень  свідчать про сильний вплив дифузійного водню на статичні і циклічні параметри тріщиностійкості. 

Встановлено, що з ростом наводнення, особливо, коли вміст водню перевищує 5 см3100г, різко знижується як статична міцність, так і тривала міцність (втомленість).

Причому, для цих областей розчину водню в арматурній сталі характерні в’язкий характер руйнування, в  той час як для сильно наводненої арматури (від 5 до 12 см3100г притаманне крихке руйнування по механізму мікровідколу в загартованій (мартенситній чи трооститній структурі).

Аналіз отриманих експериментальних  результатів дозволив визначити оптимальний вміст водню в арматурній сталі ( 3-5 см3 100г),  перевищення якого спричинить зниження тріщиностійкості арматури в процесі тривалої експлуатації, особливо в корозійно-агресивних середовищах.

Питання втомленості арматурних сталей на сьогоднішній день, дуже актуальне.

Біографії авторів

Оксана Бердник, Київський національний університет будівництва і архітектури

доцент кафедри технології будівельних конструкцій і виробів,

к.т.н., доцент

Валерій Макаренко, Київський національний університет будівництва і архітектури

прфесор кафедри технології будівельних конструкцій і виробів

д.т.н., професор

Наталія Амеліна, Київський національний університет будівництва і архітектури

доцент кафедри технології будівельних конструкцій і виробів

к.т.н., доцент

Посилання

Gots V.I., Lastivka O.V., Berdnyk O.Yu., Tomin O.O., Shilyuk P.S. Corrosion resistance of polyester powder coatings using fillers of var-ious chemical nature. – Key Engineering Mate-rials.–Vol.864.115-121 (Scopus) DOI: https://doi.org/10.4028/www.sci-enific.net/KEM.864.115

https://www.scintific.net/KEM.864.115

Berdnyk O Yu, Lastivka O V, Maystrenko A A, Amelina N O. Processes of structure formation and neoformation of basalt fiber in an al-kaline environment. – IOP Conf. Series: Mate-rials Science and Engineering. – Innovative Technology in Architecture and Design (ITAD 020). – Vol. 907. – 012036. (Scopus)

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/907/1/012036/pdf

Lipatov Y. V., Gutnikov S. I., Manylov M. S., Zhukovskaya E. S., Lazoryak B. I. High alkali-resistant basalt fiber for reinforcing concrete // Materials & Design. – 2015. – V. 73. – P. 60–66

Jun Z. Application and research status of concrete canvas and its application prospect in emergency engineering. - Journal of Engineered Fibers and Fabrics. 2020. 15 р.

Xu J., Design of functional cotton fabric via modified carbon nanotubes. - Pigment and Resin Technology. 2020. Vol. 49 (1). рр. 71-78.

Kundu C.K. Sol-gel coatings from DOPO-alkoxysilanes: Efficacy in fire protection of polyamide 66 textiles. - 2020. Vol. 125. 109483.

Malucelli G. Sol-Gel and layer-by-layer coatings for flame-retardant cotton fabrics: Recent advances. - Coatings. 2020. Vol. 10 (4). pp. 333.

Vachnina T.N. Improvement of fire protection of wood board and textile materials for premises with a massive stay of people. - IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 962 (2). 022008.

Dietzel Y. Development of a environmentally friendly, halogen-free flame-retardant coating on the basis of high-performance submicron metal hydroxides. - Gummi, Fasern, Kunststoffe. 2015. Vol. 68 (7). рр. 490-496.

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

Gots V.I., Lastivka O.V., Berdnyk O.Yu., Tomin O.O., Shilyuk P.S. Corrosion resistance of polyester powder coatings using fillers of var-ious chemical nature. – Key Engineering Mate-rials.–Vol.864.115-121 (Scopus)

DOI:https://doi.org/10.4028/www.scien-tific.net/KEM.864.115

https://www.scintific.net/KEM.864.115

Berdnyk O Yu, Lastivka O V, Maystrenko A A, Amelina N O. Processes of structure for-mation and neoformation of basalt fiber in an al-kaline environment. – IOP Conf. Series: Mate-rials Science and Engineering. – Innovative Technology in Architecture and Design (ITAD 020). – Vol. 907. – 012036. (Scopus)

Pokhodnya, I. K., Ponomarev, V. E., Mili-chenko, S. S., Skorina, N. V., Makarenko, V. D., Marchenko, A. E., & Gorpenyuk, V. N. (1987). Effects of type of binder and its composition on the welding and properties of elec-trodes with basic coatings. Welding Interna-tional, 1(2), p.116-118.

Jun Z. Application and research status of con-crete canvas and its application prospect in emer-gency engineering. /Wei X., Xingzhong W., Lihai S., Jiang W. //Journal of Engineered Fi-bers and Fabrics. 2020. 15 р.

Makarenko V. Hydrate Formations Model-ing for the Oil and Gas Facilities Reconstruc-tion. / Makarenko V.,Vynnykov Y., Liashenko A., Pet-rash O //Proceedings of the 2nd International Conference on Building Innova-tions. ICBI 2019. Lecture Hydrate Formations Modeling for the Oil and Gas Facilities Reconstruction Notes in Civil Engineering, vol 73. Springer, Cham. – p. 651-658.

Xu J. Synthesis and properties of cotton fabric functionalized by dimethyl phosphite and per-fluorohexyl group grafted graphene oxide. /Zhang J., Xu J., Zhang Z., Zhang H. //Pigment and Resin Technology. 2020. Vol. 48 (6). рр. 515-522.

Shi F. Study on UV-protection and hydrophobic properties of cotton fabric functionalized by gra-phene oxide and silane coupling agent. /Xu J., Zhang Z. //Pigment and Resin Technology. 2019. Vol. 48 (3). рр. 237-242.

Choi K. Fire protection behavior of layer-by-layer assembled starch-clay multilayers on cot-ton fabric. /Seo S., Kwon H., Kim D., Park Y.T. //Journal of Materials Science. 2018. Vol. 53 (16). рр. 11433-11443.

Dolez P.I. A quantitative method to compare the effect of thermal aging on the mechanical perfor-mance of fire protective fabrics. /Tomer N.S., Malajati Y. //Journal of Applied Polymer Sci-ence. 2019. Vol. 136 (6). 47045. 7 р.

Zhou S. Flame Retardancy and Mechanism of Cotton Fabric Finished by Phosphorus Contain-ing SiO2 Hybrid Sol. /Huangfu W., You F., Li D., Fan D. //9th International Conference on Fire Science and Fire Protection Engineering. 2019. 9055847. 7 р.

Kundu C.K. Sol-gel coatings from DOPO-alkoxysilanes: Efficacy in fire protection of pol-yamide 66 textiles. /Song L., Hu Y. //European Polymer Journal. 2020. Vol. 125. 109483.

Malucelli G. Sol-Gel and layer-by-layer coatings for flame-retardant cotton fabrics: Recent advances. //Coatings. 2020. Vol. 10 (4). pp. 333.

Vachnina T.N. Improvement of fire protection of wood board and textile materials for premises with a massive stay of people. /Susoeva I.V., Ti-tunin A.A. //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 962 (2). 022008.

Dietzel Y. Development of a environmentally friendly, halogen-free flame-retardant coating on the basis of high-performance submicron metal hydroxides. //Gummi, Fasern, Kunststof-fe. 2015. Vol. 68 (7). рр. 490-496.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-28

Як цитувати

Бердник, О. ., Макаренко, В. ., & Амеліна, Н. . (2024). Дослідження взаємозв’язку між межею міцності і тривалою втомленістю сталевої арматури залізобетонних конструкцій тривалого терміну експлуатації в агресивних середовищах. Будівельні конструкції. Теорія і практика, (14), 125–135. https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.125-135