книги из ГПНТБ / Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры

Г Л А В А V

ПРОИЗВОДСТВО АРМАТУРНЫХ КАНАТОВ

1.ПРЕИМУЩЕСТВА И ОСОБЕННОСТИ АРМАТУРНЫХ

КАНАТОВ

Арматурные канаты находят все большее применение при изготовлении предварительно напряженных железо­ бетонных конструкций. Преимущества их по сравнению с равнопрочной стержневой арматурой следующие: а) значительно меньшая масса благодаря большему вре­ менному сопротивлению, что дает значительную эконо­ мию стали; б) во много раз большая длина, позволяю­ щая применять канаты в конструкциях большой протя­

при различных способах армирования, в том числе и при непрерывном.

Преимущества арматурных канатов по сравнению с арматурной проволокой: а) возможность получать более мощные арматурные элементы, что позволяет значитель­ но сократить их количество (в тех случаях, когда это конструктивно выполнимо) при равной прочности; б) значительно меньшая трудоемкость армирования же­ лезобетонных конструкций не отдельными проволоками, а их комплексами — канатами; в) допустимость сварки отдельных проволок в канате и, следовательно, возмож­ ность получения арматуры любой необходимой длины.

Использование канатов упрощает процессы подготов­ ки и натяжения арматуры, укладки и уплотнения бето­ на, а также позволяет употреблять более жесткие бетон­ ные смеси, что дает экономию цемента.

Наиболее широко как в СССР, так и за рубежом при­ меняются арматурные канаты (пряди) конструкции 1X7 (см. табл. 11).

Арматурные канаты 1X7, производимые в нашей стране по ГОСТ 13840—68, по сравнению с обычными канатами обладают следующими особенностями: 1) зна­

184

техническим требованиям для обычных канатов по ГОСТ 3241—-66; 2) высоким уровнем предела текучести Оо,г и относительного удлинения бзоо; 3) иераскручиваемостью и прямизной при разматывании бунта («самовыпрямляемостью»); 4) большим размером внутреннего диаметра бунта (1200—2000 мм).

На поверхность каната нельзя наносить смазок, пре­ пятствующих сцеплению арматуры с бетоном. Кроме то­ го, арматурные канаты должны обладать также высоким пределом пропорциональности, большой релаксационной стойкостью и выносливостью, большим сопротивлением коррозии под напряжением и хорошим сцеплением с бе­ тоном.

2. СХЕМЫ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА АРМАТУРНЫХ КАНАТОВ КОНСТРУКЦИИ 1X7

Основные технологические операции, их последова­ тельность и режимы изготовления стандартных арматур­ ных канатов конструкции 1X7 регламентируются соот­ ветствующей типовой технологической инструкцией, раз­ работанной автором и М. Н. Петровым (ЦНИИЧМ). Согласно этой инструкции, канаты необходимо изготов­ лять по следующей схеме: 1) намотка проволоки на шпу­ ли непосредственно на волочильных машинах (рекомен­ дуется) или на специальных намоточных станах (если проволока из волочильного отделения поступает в мот­ ках), а также сварка концов проволоки; 2) свивка про­ волок в канат на шестишпульных прядевьющих маши­ нах; 3) агрегатный отпуск канатов; 4) испытание кана­ тов, упаковка и маркировка.

Операции технологического процесса могут выпол­ няться раздельно или в потоке.

Нестандартные арматурные канаты подвергают вы­ тяжке без применения отпуска, отпуску в сочетании с вытяжкой (МТО), дополнительной деформации волоче­ нием или прокаткой после свивки каната.

3. ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АРМАТУРНЫХ КАНАТОВ

Стальная проволока, применяемая для производства арматурных канатов, после свивки из нее прядей и кана­ тов и термической обработки каната должна обеспечить ему заданные свойства, в частности приведенные в

185

табл. 11. При этом нужно гарантировать в исходной про­ волоке необходимый запас прочностных и пластических свойств, так как при свивке и низкотемпературном от­ пуске механические характеристики металла несколько изменяются. В отличие от обычной канатной проволоки, поставляемой по ГОСТ 7372—66, в данном случае не рег­ ламентируются числа скручиваний, потому что арматур­ ные канаты не подвергаются скручиванию в процессе эксплуатации. В отличие от арматурной проволоки, по­ ставляемой по ГОСТ 7348—63, проволока, идущая на из­ готовление арматурных канатов, не должна подвергаться отпуску.

Основные методы изготовления канатной проволоки подробно изложены в работах [43; 116; 123].

4. ГЕОМЕТРИЯ АРМАТУРНЫХ КАНАТОВ

натов конструкции 1X7 и некоторых других, намеченных к изготовлению в ближайшие годы.

Свивка этих канатов производится по обычной техно­ логии производства канатов других назначений [117], но с учетом специфических требований, предъявляемых к арматурным канатам (см. табл. 11).

Потерю прочности при свивке канатов, т. е. разницу между разрывным усилием проволок до и после их свив­ ки в канат, по опыту отечественных заводов принимают 3—4% [118]. Снижение агрегатной прочности (разрыв­ ного усилия в целом) по сравнению с его суммарной прочностью (суммой прочностей всех отдельных прово­ лок свитого каната) по нормам стандарта составляет 8—9%. Эти данные соответствуют результатам испытаний канатов, свитых из неотпущенных проволок и не подверг­ нутых завершающей термообработке после свивки ка­ ната.

Рациональный шаг свивки проволок в канатах для предварительно напряженных железобетонных конструк­ ций устанавливают с учетом максимального удовлетво-

1 По данным исследований, выполненных ЦНИИЧМ и НИИЖБ под руководством автора и К. В. Михайлова [119].

186

Т а б л и ц а 86

Характеристика оборудования для свивки круглопрядных арматурных канатов различных конструкций и диаметров

187

Продолжение табл. 86

рения следующих основных требований: наиболее пол­ ного использования механических свойств составляющих проволок, нераскручиваемости каната, большей произво­ дительности прядевьющих машин (обеспечивающей низ­ кую стоимость свивки каната) и надежной анкеровки его в бетоне. •

Для исследования на ХСПКЗ были изготовлены опытные образцы арматурных канатов конструкции 1X7 диаметром 4,5 мм с шагом свивки, равным 9, 11, 13 и 18 диаметрам каната. Все канаты свили из стальной прово­ локи одной и той же партии. Диаметр наружных прово­ лок был 1,5 мм, а центральной (сердечника) 1,6 мм. Ма­ териалом для проволоки служила катанка диаметром 6,5 мм из стали с 0,86% С и 0,65% Мп. Свивку произво­ дили на шестикатушечной прядевьющей машине сигар­ ного типа 6/500 при рабочей скорости волочения крутиль­ ной части 180 об/мин.

Все канаты были нераскручивающимися. Этого дости­ гали путем преформации свиваемых проволок ролико­ вым преформатором. С увеличением шага свивки нераскручиваемость каната обеспечивалась более интенсивной преформацией.

В табл. 87 приведены результаты механических испы­ таний канатов.

Из данных табл. 87 и результатов заводской практи­ ки можно сделать следующие выводы:

1) механические свойства наружных проволок, под­ вергаемых свивке и преформированию при шаге свивки 18dK, выше, чем.при шаге свивки 9dK;

188