Арматура стальная А5 (А800) 20ХГ2Ц: термомеханически упрочнённый прокат для ответственных ЖБК
Арматура класса А5 с нормативным пределом текучести 800 МПа, маркируемая как А800, из стали 20ХГ2Ц — это горячекатаный стержневой прокат периодического профиля, упрочнённый термомеханической обработкой (ТМО) непосредственно в потоке стана. Марка 20ХГ2Ц относится к низколегированным конструкционным сталям системы Cr–Mn–Zr и содержит 0,20 % углерода, до 2 % марганца, хром и цирконий. Именно цирконий в сочетании с ТМО обеспечивает дисперсионное твердение и стойкость к отпуску при нагреве до 400 C, что отличает А800 20ХГ2Ц от арматуры А800 из стали 20ГС2 или 25Г2С, упрочнённой обычной закалкой с отпуском.
Сортамент и геометрические параметры
Прокат выпускается по ГОСТ 5781-82 (класс А-V) и ГОСТ 34028-2016 (класс А800) в виде стержней длиной 6–12 м и мотков. Номинальные диаметры — 10–40 мм. Профиль — четырёхрядный винтовой или серповидный с углом наклона рёбер 45–60, что обеспечивает сцепление с бетоном классов B25–B60. Овальность не превышает 0,9 допуска на диаметр, кривизна стержней — не более 0,6 % длины.
| Номинальный диаметр, мм | Площадь сечения, мм | Масса 1 м, кг | т, МПа, не менее | в, МПа, не менее |
|---|---|---|---|---|
| 12 | 113,1 | 0,888 | 800 | 1000 |
| 16 | 201,1 | 1,578 | 800 | 1000 |
| 20 | 314,2 | 2,466 | 800 | 1000 |
| 25 | 490,9 | 3,853 | 800 | 1000 |
| 32 | 804,2 | 6,313 | 800 | 1000 |
| 36 | 1017,9 | 7,990 | 800 | 1000 |
Механические свойства и релаксационная стойкость
Для стали 20ХГ2Ц после ТМО нормируются: предел текучести — 800–950 МПа, временное сопротивление — 1000–1150 МПа, относительное удлинение — не менее 6 %, равномерное удлинение р — не менее 2 %. Ключевое преимущество марки — низкая релаксация напряжений: потеря предварительного натяжения при 20 C за 1000 ч не превышает 4 %, при 100 C — 8 %. Это критично для предварительно напряжённых конструкций, эксплуатируемых в условиях переменных температур.
Ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 30 Дж/см. Хладостойкость обеспечивается мелкозернистой структурой (балл зерна 9–11 по ГОСТ 5639) и отсутствием свободного феррита по границам. Склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением ниже, чем у кремнийсодержащих аналогов, за счёт легирования цирконием.
Технологические особенности применения
- Предварительно напряжённые железобетонные конструкции: балки, фермы, плиты перекрытий пролётом свыше 12 м.
- Монолитные каркасы высотных зданий, где требуется снижение расхода стали на 25–30 % относительно А500С.
- Фундаменты под турбоагрегаты и прокатные станы с динамическими нагрузками.
- Мостовые пролётные строения автодорожных и железнодорожных мостов.
- Обделки тоннелей, сооружаемых горным способом, и анкерные крепи.
- Ёмкости АЭС и гидротехнические сооружения с повышенными требованиями к трещиностойкости.
Сварка и механическая обработка
Сварка А800 20ХГ2Ц ограничена: стыковые соединения выполняют контактной стыковой сваркой (КСС) с последующей термообработкой зоны соединения либо ванной сваркой под флюсом. Дуговая сварка не рекомендуется из-за локального отпуска и падения т ниже 600 МПа. Резка — абразивная или гидроабразивная; гибка — только в холодном состоянии с радиусом не менее 5d при температуре не ниже –10 C. Гнутьё с нагревом запрещено — ТМО-структура необратимо деградирует.
Вопросы и ответы
Чем А800 20ХГ2Ц отличается от А800 из 20ГС2?
Сталь 20ХГ2Ц легирована цирконием и хромом, что даёт более высокую стойкость к отпуску и меньшую релаксацию напряжений при рабочей температуре до 400 C. Арматура из 20ГС2 склонна к потере натяжения при нагреве свыше 200 C.
Допускается ли сварка стержней диаметром 32 мм?
Да, контактной стыковой сваркой с последующей местной термообработкой. Дуговая сварка не допускается без снижения расчётного сопротивления.
Какой минимальный радиус гибки в холодном состоянии?
Не менее 5 номинальных диаметров при температуре окружающего воздуха не ниже –10 C. При меньшем радиусе возможно образование трещин.
Применяется ли А800 20ХГ2Ц в сейсмических районах?
Да, при расчёте на особые сочетания нагрузок и соблюдении требований СП 14.13330 к пластичности и анкеровке. Относительное удлинение не менее 6 % обеспечивает необходимую деформативность.
