Строительство и ремонт

Технология и организация сельского строительства

А.А. Алексеев

§ 26. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И УСТАНОВКА АРМАТУРЫ

Арматурная сталь, применяемая для армирования железобетонных конструкций, характеризуется двумя основными прочностными показателями: пределом текучести и пределом прочности. Пределом текучести называется максимальное растягивающееся напряжение, при котором происходит удлинение испытываемого образца без дальнейшего увеличения нагрузки; пределом прочности — то растягивающее напряжение при испытании образца, при котором сталь разрывается.

В зависимости от механических свойств арматурная сталь делится на четыре основных класса: A-I, A-II, A-III,. A-IV.

Арматурная сталь выпускается нашей промышленностью диаметрами 3—90 мм и подразделяется на стержневую и проволочную. Стержневая арматура может применяться без дополнительного упрочения после прокатки   и подвергаться  температурному упрочению с помощью термообработки или вытяжке в холодном состоянии.

Термически упрочненная арматура обозначается индексом Т (например, AT-I), арматура упрочненная вытяжкой — индексом В (например, AB-I).

Для изготовления стержневой арматуры применяют различные марки стали: СтЗ, Ст5, 35ГС, 20ХГ2Ц, 80С, 20ХГСТ и др.

Стержневая арматура бывает гладкого и периодического профиля. Горячекатаную периодического профиля арматуру изготовляют диаметром 10 мм и более. Некоторые виды арматурной стали приведены на рис. 1.62.

Арматурная сталь, пораженная, коррозией, к применению не допускается. Холоднотянутую проволочную арматуру подразделяют на арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия. Арматурная проволока делится на два. класса: B-I— предназначена для изготовления ненапрягаемой арматуры и B-II — для напрягаемой арматуры.

Из проволоки изготовляют арматурные изделия — проволочные пряди, канаты, сварные арматурные сетки, сетки для армоцемента (тканые или сварные).

Расход арматурной стали для обычных железобетонных конструкций составляет около 75 кг на 1 м3 конструкции. Учитывая большие объемы железобетонных работ в сельском строительстве, экономия арматуры имеет особо важное значение. Значительное уменьшение расхода стали можно достичь за счет применения более эффективных видов арматуры. Из рис. 1.63 видно, чем выше предел прочности стали, тем меньше ее расходуется. Для повышения предела прочности горячекатаную арматуру подвергают холодной обработке: волочению, холодному сплющиванию н силовой калибровке.

Волочение заключается в протяжке стали через коническое отверстие втулки, изготовленной из высокопрочной стали, превышающей, в несколько раз твердость упрочняемой стали. Чтобы не вызвать разрыва, проволоку протягивают несколько раз через последовательно уменьшающиеся отверстия. Холодное волочение повышает твердость и прочность металла на 20—25%, при этом пластичность и вязкость его понижаются.

Холодное сплющивание круглой стали ведут на специальных станках, в результате на заготовке образуются цилиндрические вмятины одинакового размера, расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Это повышает предел текучести на 30—40%.

Силовая калибровка состоит в растяжении стали на специальной установке, позволяющей растягивать арматурную сталь до заданной величины удлинения. При этом предел ее текучести повышается на 20—25%. Силовой калибровке подвергают сталь диаметром 6—12 мм.

Арматурную сталь подразделяют на ненапрягаемую и напрягаемую. Первую применяют для армирования обычных железобетонных конструкций, а вторую — для предварительно-напряженных. К напрягаемой арматуре относятся трехпроволочиые, семипроволочные и девятнадцатипроволочные арматурные пряди, а также двухпрядные и многопрядиые арматурные канаты.

Изготовление арматуры. Армирование железобетонных конструкций следует осуществлять укрупненными сварными арматурными каркасами (рис. 1.64), сделанными в заводских условиях. Изготовляют и вяжут арматурные каркасы и сетки на станках, на которых выполняют следующие операции: очистку, выпрямление арматурной стали, стыковую сварку стержней; резку их на прутки, гнутье прутков, изготовление каркасов и сеток и их сварку.

Легкую арматуру изготовляют из стали диаметром до 14 мм, выпускаемую заводами в мотках (бухтах) массой 80—100 кг; тяжелую — из стержневой стали, выпускаемой в пучках массой до 5 т, диаметром выше 14 мм.

Гнутье арматурных стержней для изготовления сварных и вязаных каркасов выполняют на приводных станках различных типоразмеров. Легкую арматуру до 12 мм можно гнуть на ручных станках. Из плоских сеток и каркасов в заводских условиях собирают пространственные каркасы, укрупненные арматурные и арматурно-опалубочные блоки.

Основными способами соединения арматуры являются контактная электросварка, которая подразделяется на стыковую и точечную, и электродуговая сварка (сварка плавлением).

Контактная стыковая сварка заключается в том, что при пропуске электрического тока большой силы через свариваемые детали в месте их соприкосновения металл плавится под действием выделяемого тепла, что приводит к прочному   соединению деталей.

При способе контактной точечной сварки элементы стыкуют внахлестку и они, сплавляясь в месте контакта, соединяются между собой. Сваривают элементы на одноточечных и многоточечных автоматических машинах.

Электродуговая сварка, которую в настоящее время выполняют вручную с помощью металлических электродов, малопроизводительна и трудоемка. Она служит для сварки стержней диаметром не менее 8 мм, так как при меньшем диаметре арматурной стали может произойти пережог арматуры.

Разновидностями электродуговой сварки арматурной стали являются дуговая ванная и электрошлаковая сварка. При этом сварной шов должен иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность без наплывов, прожогов, переваров и трещин.

В сельской местности на строительную площадку арматуру перевозят автомобильным транспортом с соблюдением мер предосторожности. Чтобы не повредить и не деформировать изделия, используют прокладки, надежное крепление и пр. Отдельные стержни перевозят в пучках, скрепленных вязальной проволокой и снабженных бирками. Правила строповки арматурных изделий при погрузочно-разгрузочных работах и укрупнительной сборке те же, что и при установке крупногабаритных щитов опалубки.

Монтаж арматуры. До начала монтажа должна быть установлена, проверена и принята опалубка с составлением соответствующего акта. Арматуру монтируют, как правило, укрупненными элементами в соответствии с проектом производства работ, в котором должна быть определена последовательность монтажа, при которой ранее уложенные элементы не затрудняют установки последующих.

Установленная в конструкцию арматура должна предохраняться от повреждения и смещений в процессе производства бетонных работ. Для этого ее временно закрепляют, а затем по мере укладки бетонной смеси крепления снимают.

При работе железобетонных конструкций в агрессивной среде арматуру покрывают антикоррозионным защитным слоем.

Стыковые соединения арматуры выполняют при помощи контактной стыковой и точечной сварки, дуговой полуавтоматической сварки под флюсом в инвентарных формах; дуговой одноэлектродной или миогоэлектродной ванной сварки в инвентарных формах.

Крестовые пересечения стержней арматуры, смонтированных поштучно, в местах их пересечения согласно проекту следует скреплять вязальной проволокой или с помощью проволочных соединительных скрепок. При диаметре стержней свыше 25 мм их скрепление следует выполнять дуговой сваркой.

Высокопрочную проволоку и арматурные канаты резать электрической дугой не допускается.

Приемку установленной арматуры оформляют актом, в котором указывают номера рабочих чертежей, обнаруженные отступления от проекта, оценивают выполненные работы (в соответствии с допускаемыми отклонениями при установке и варке арматуры) и дают заключение о возможности производства следующих работ.

Для предохранения арматуры от коррозии и других повреждений устраивают защитный слой из бетона, толщина которого зависит от диаметра продольной арматуры и размеров конструктивного элемента. При толщине конструкции до 100 м защитный слой принимают не менее 10 мм;

з конструкциях толщиной более 10 мм •— не менее 15 мм. В балках п колоннах, где диаметр продольной арматуры 20—32 мм, толщину защитного слоя назначают не менее 25 мм, а при диаметре арматуры свыше 32 мм — не менее 30 мм.

Напряжение арматуры. Напряженная арматура увеличивает несущую способность железобетонных конструкций, снижает появление трещин в изделии, экономит металл, уменьшает массу конструкций и сооружения в целом. Натяжение арматуры может производиться либо до укладки бетонной смеси в конструкцию, либо после твердения бетона. По первому способу напряжение арматуры производится с передачей усилия натяжения на упоры стенда или на формы, а по второму — на бетон конструкции. Может использоваться также способ предварительного напряжения арматуры с помощью электрического тока.

Для натяжения арматуры применяют гидравлические домкраты (рис. 1.65) мощностью 400—600 МПа. Для натяжения арматуры могут использоваться различные насосные установки. Получив заданную величину натяжения, стержень закрепляют упорными гайками натяжного устройства, домкрат снимают, после чего приступают к бетонированию конструкции. Когда бетон приобретает заданную прочность, зажимы натяжного устройства снимают. Натягивать можно по одному или по нескольку стержней сразу.

Натяжение арматуры после твердения бетона требует устройства специальных каналов в растянутой зоне элемента для пропускания напрягаемой арматуры. В качестве каналообразователей применяют гладкие или гофрированные металлические трубки. После достижения бетоном заданной прочности в каналы заводят пучковую или стержневую арматуру и натягивают ее гидравлическими домкратами, установленными строго по оси каналов. Натянутую арматуру закрепляют по торцам конструкции с помощью анкерных устройств, а в каналы под давлением 30—40 МПа нагнетают цементный раствор.

Этим споеобом на стендах укрупнительной сборки собирают составные железобетонные балки и фермы, изготовленные из отдельных блоков. Натяжение напрягаемой арматуры контролируют манометром, а также величиной упругого удлинения арматуры.

Электротермический способ натяжения арматуры допускается применять для железобетонных конструкций второй и третьей категории трещиностойкости. При этом надо выбрать такой режим электротермического натяжения (температуру и продолжительность нагрева стержней), который бы не изменял свойства стали после ее остывания.

Одновременно можно нагревать до трех стержней. Температура нагрева не превышает 400°С. Расход электроэнергии составляет 1,2—1,5 кВт/ч. Нагретые стержни снимают с установки, переносят на опалубочные стальные формы и путем сварки закрепляют на упорах. При остывании стержни передают напряжение на форму, затем конструкции бетонируют.