4.2. Виготовлення арматурних сіток і каркасів

Основною механічною характеристикою арматурної сталі є її міцність при розтягу, яка визначається нормативним опором. Для стержневої арматури його беруть залежно від межі текучості; для високоміцного дроту - від умовної межі текучості. Для звичайного арматурного дроту нормативний опір складає 75 % тимчасового опору розриву.

Пластичні властивості сталі визначаються відносним видовженням при випробуванні її на розрив, а також на згин у холодному стані. Важливою характеристикою арматурної сталі є її здатність зварюватися без зниження механічних властивостей.

Фізико-механічні, експлуатаційні та інші властивості сталей залежать від їх хімічного складу, способу переробки.

Так на механічні властивості вуглецевих сталей, в основному, впливає вміст вуглецю у сталі. При його збільшенні підвищуються міцність, твердість та зносостійкість сталі, але знижуються пластичність й ударна в'язкість, а також погіршується зварювальність.

При введенні легуючих елементів одержують леговані сталі.

За хімічним складом ці сталі поділяють на три класи:

• низьколеговані з загальним вмістом легуючих елементів до 2,5 %;

• середньолеговані - 2,5... 10 %;

• високолеговані, які містять більш як 10 % таких елементів.

Середні і високолеговані сталі використовують для виготовлення обладнання і інструменту.

Низьколеговані сталі застосовують для виготовлення будівельних сталевих конструкцій (ферм, мостів, нафто- та газопроводів) та арматури для залізобетоних конструкцій. В залізобетонних конструкціях застосовують дріт і стержні гладкі або періодичного профілю. Ненапружені залізобетонні конструкції, в яких сталь сприймає невеликі напруження, армують простими вуглецевими сталями та низьколегованими сталями. Попередньо напружені конструкції армують високоміцними середньо- і високовуглецевими низьколегованими сталями у гарячекатаному або термічно зміцненому стані за допомогою загартування та відпускання.

Арматурна сталь може бути гарячекатаною (стержнева) та холодно- тянутою (дротова).

За формою сталь випускають круглого, а для покращення зчеплення - періодичного профілю. Стержневу арматуру, залежно від механічних властивостей, поділяють на класи: А240С, А300С, А400С та інші.

До арматурних виробів належать: окремі стержні заданих розмірів, арматурні сітки, плоскі арматурні каркаси, просторові арматурні каркаси, монтажні петлі, закладні деталі, арматурні елементи для попереднього напруження.

Сітки - це арматурні вироби, що складаються зі стержнів одного діаметра- їх використовують як робочу й монтажну арматуру.

Плоскі каркаси складають з повздовжньої арматури, що створює один чи два пояси, і поперечних стержнів, які з'єднують їх. Плоскими каркасами армують конструкції в площині, перпендикулярній до діючих навантажень.

Просторові каркаси складають з робочих, розподільних і монтажних елементів, які становлять повну систему армування конструкцій. Залежно від призначення вони можуть бути прямокутного, квадратного, таврового і круглого перерізів.

Монтажні петлі використовують для стропування виробів при транспортуванні і встановленні в робоче положення.

Закладні деталі потрібні для з'єднання збірних залізобетонних елементів між собою. Вони є зварними або штампованими елементами різної конструкції з листового, сортового чи фасонного прокату.

Арматурні елементи для попереднього напруження - це окремі стержні або групи стержнів і дротів з анкерними пристроями на кінцях для закріплення після натягання в упорах чи на затверділий бетон.

Виробництво арматурних виробів і конструкцій здійснюється, головним чином, в спеціалізованих цехах, які входять до складу залізобетонних заводів. В окремих випадках їх виробництво може бути організоване на централізованих арматурних підприємствах. Радіус обслуговування такого підприємства встановлюється на основі розрахунку техніко-економічних показників. На виготовлення різних арматурних каркасів і виробів, що використовуються в збірному залізобетоні, витрачається більше 10 % прокату, який виробляється металургійною промисловістю або 40...50 % усієї сталі, що використовується у будівництві. Вартість арматури в збірних залізобетонних конструкціях, які використовують у цивільному виробництві складає 20...25 %, а в промисловому - 30...35 % від загальної вартості виробів і це, незважаючи на те, що ступінь армування залізобетонних виробів металом складає 1 ...3 %.

На виготовлення арматурних конструкцій і їх встановлення витрачається до 30 % усього часу потрібного для виробництва збірних залізобетонних виробів і конструкцій. Звичайний дріт і катанку діаметром до 14 мм, а також сталь періодичного профілю діаметром до 12 мм на підприємства доставляють у бухтах масою до 1000 кг. Арматурну сталь більших діаметрів доставляють у прутках завдовжки 4...12 м, зв'язаних у пучки масою до 10 т. (Рис. 4.1).

Арматурну сталь, що надходить на завод, зберігають у неопалюваних приміщеннях, розрахованих, як правило, на місячний запас.

Для виготовлення арматурних елементів арматурну сталь, в разі необхідності, вирівнюють, очищають; нарізають стержні, дріт і профільний прокат; гнуть деякі елементи; виготовляють напружувані арматурні елементи (стрижні, пучки, пакети) з арматурними пристроями на кінцях.

Для випрямлення і розрізання арматурної сталі діаметром 3...14 мм застосовують правильно-відрізувальні автомати з безперервним подаванням і гільйотинними ножами, що забезпечує достатню точність розмірів відрізаних прутків. Очищають стрижні на верстаках, які мають механізм подачі і сталеві щітки, що швидко обертаються. Застосовують також піскоструйні установки і механізований ручний інструмент зі щітками.

Рис. 4.1. Подача аматури

Якщо неможливо раціонально розрізати стержневу арматуру (коли відходи перевищують 2 %), то використовують напівавтоматичні лінії безвідходного заготовлення, на яких виконують стикування стержнів та мірне їх різання.

Гнуть арматурні стержні на верстатах, основним робочим органом яких є привідний вал і диск зі змінними пристроями, що забезпечують заданий радіус вигину. Заготовляючи попередньо напружені арматурні елементи їх не тільки випрямляють, очищують, ріжуть, а й утворюють анкерні пристрої на кінцях. У напружених стержнях і дротах найчастіше на кінцях утворюють тимчасові анкери - анкерні головки. На стержнях з гарячекатаної арматурної сталі діаметром до 40 мм анкерні головки утворюють гарячим осадженням кінця стержня на стискових електрозварювальних апаратах.

При виготовленні плоских сіток і каркасів, застосовують контактне точкове зварювання (Рис. 4.2), а для стержнів великих діаметрів (30...40 мм) - електродугове зварювання (Рис. 4.3).

Рис. 4.2. Виготовлення арматурної сітки методом контактного зварювання

Рис. 4.3. Пост зварювання арматурного каркасу вручну

Залежно від тривалості зварювання, сили й густини зварювального струму розрізняють м'який і жорсткий режими зварювання.

М'який режим характеризується порівняно тривалим проходженням струму (від 0,5 до кількох секунд), силою струму (4...8)х10³А. Жорсткий режим доцільніший у техніко-економічному відношенні й відрізняється короткою тривалістю зварювання (0,01 ...0,5) с, при силі струму (8...20)х10³А. Арматуру з маловуглецевої сталі можна зварювати при жорстких і м'яких режимах зварювання; для низьколегованих сталей, зварюваність яких дещо гірша, ніж маловуглецевих, рекомендують м'які режими.

Технологія виготовлення просторових каркасів визначається видом їхньої конструкції, залежно від чого вони підрозділяються на чотири групи:

• Каркаси циліндричного або прямокутного перерізу з поперечною арматурою у вигляді спіралі чи дротяних хомутів.

• Важкі каркаси для довгомірних виробів.

• Каркаси для плоских залізобетонних конструкцій заввишки до 30 см.

• Каркаси для об'ємних залізобетонних конструкцій.

Технологічний процес виготовлення зварних закладних деталей складається з операцій попереднього заготовлення елементів, з'єднання їх зварюванням і антикорозійної обробки.

Попередня обробка і заготовлення елементів закладних деталей з прокатних профілів складається з послідовного виконання таких операцій: очищення і розрізання прокатного профілю та анкерних стержнів, гнуття анкерних стрижнів; виштамповування в листовій штабовій сталі рельєфів чи отворів, нарізання в деяких випадках різьби.

Виготовляючи деталі з штампованих елементів, листову сталь завтовшки 5...6 мм нарізають на мірні заготовки, пробивають отвори і вигинають.

Завершальною технологічною операцією виготовлення закладних деталей є їх антикорозійна обробка, яку здійснюють нанесенням на поверхні деталі тонкого шару цинку чи алюмінію. Наносячи цинкове покриття, дріт Ц-1 розплавляють вольтовою дугою і розпилюють у металізаторі струменем повітря. Попередньо напружені збірні залізобетонні конструкції армують окремими стержнями і дротинами, дротяними канатами, а також пучками і пакетами з різної кількості дротин.

Вибір конструктивного типу напруженої арматури залежить від виду виробу і обладнання, яке застосовують для натягування.

Арматурні елементи для армування напружених конструкцій складаються з арматури, різноманітного обладнання для її закріплення при натягуванні і пристроїв, що забезпечують проектне положення окремих стержнів і дротин у конструкції.

Обладнання для закріплення напруженої арматури поділяється на затискачі, тимчасові анкери і постійні анкери.

Тимчасові кінцеві анкери виготовляють приварюванням на кінцях арматурних стрижнів коротких (завдовжки 3...6 діаметрів стрижня) відрізків арматури з круглого чи періодичного профілю.

Постійні анкери є частиною конструкції і передають натягання від напруженої арматури до затверділого бетону. Окремі стержні періодичного профілю після натягування закріплюють на бетоні різьбовими анкерами, пучки з 8...24 дротин закріплюють клиновими анкерами.

Різьбові анкери є відрізками стержнів з різьбою і гайкою на кінці. До напруженої арматури вони приварюються контактним зварюванням.

Арматурні елементи з різьбовими анкерами - це канати, на кінцях яких напресовані гільзи з різьбою і гайкою.