2.1.3 Арматура

Арматура (от лат. armatura - вооружение, снаряжение) – это горячекатаная сталь круглого сечения, гладкого и периодического профиля. Арматура в строительстве представляет из себя стальной каркас из железобетонных конструкций, это соединенные между собой элементы, которые принимают на себя растягивающее напряжение при работе с бетоном. Строительная арматура активно применяется в гражданском и промышленном строительстве. Чаще всего арматура используется при производстве строительных деталей, и для армирования железобетонных конструкций.

В строительстве применяется арматура 12 двух видов: строительная арматура гладкая и строительная арматура рифленая. Гладкая арматура представляет это круглые стержни с гладкой поверхностью, без рифления, а рифленая арматура это стальные пруты с расположенными на их поверхности под углом к продольной оси поперечными выступами, что обеспечивает лучшие сцепления с бетоном.

Строительная арматура должна выдерживать огромные нагрузки так как используется для производства ответственных строительных деталей и конструкций,  для ее изготовления используется специальная арматурная сталь, легированная хромом и титаном.

К качеству арматуры предъявляются самые высокие требования:

- арматура должна быть прочной и иметь идеальное сцепление с бетоном

- арматура должна хорошо свариваться

- обладать высокой коррозийной стойкостью

- иметь высокие прочностные и пластические механические свойства.

Арматура классифицируется по различным признакам:

по назначению: рабочая арматура,  конструктивная, распределительная, монтажная, анкерная и так далее.

по ориентации в железобетонных конструкциях:

• поперечная — это арматура, используемая для предотвращения образования наклонных трещин вблизи опор и связывания бетона сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне;

• продольная — арматура, препятствующая образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции и воспринимающая растягивающие напряжения.

По условиям применения арматура классифицируется как: напрягаемая арматура или ненапрягаемая арматура.

Основными виды арматурных изделий на сегодняшний день это

• плоские арматурные решетки (сетки)

• объемные арматурные каркасы

Арматура работает в контакте с бетоном. Качество сцепления зависит от прочности бетона, от его усадки и  формы сечения арматуры и вида ее поверхности.

Арматура используется в следующем виде:

• штучная арматура - это прутковая арматура из круглых стержней и жесткая из профильной прокатной стали.

• арматурные сетки, это взаимно перекрещивающиеся стержни, которые соединены в местах пересечений сваркой или вязкой.

• арматурные каркасы, состоящие из продольной арматуры и соединяющей их решетки.

2.2 Технология производства бетонных изделий

Технология производства бетонных изделий состоит из следующих последовательно выполняемых стадий: приготовление бетонной смеси, подготовка формы, укладка арматуры в форму, укладка бетонной смеси, твердение бетона, распалубка формы.

Приготовление бетонной смеси включает подготовку исходных материалов, их дозирование и перемешивание. Подготовка заполнителей сводится к дроблению, разделению на фракции по размерам зёрен, удалению вредных примесей. Отдозированные на замес составляющие бетона поступают в бетономешалки, где тщательно перемешиваются. Наиболее важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость или формуемость, то есть способность смеси растекаться и принимать заданную форму, сохраняя при этом однородность.

Приготовленная бетонная смесь поступает на формовку. Процесс формования изделий складывается из подготовки форм, укладки в формы арматуры, укладки бетонной смеси и её уплотнения.

Подготовка включает приёмку форм на соответствие размерам изготавливаемым в них изделий, очистку от остатков бетона, смазку форм с целью снижения величины сцепления бетона с формой. В очищенную и смазанную форму производится укладка арматуры. Различают армирование обычное (ненапряжённое) и предварительно напряжённое. Обычное армирование сводится к установке в форму готового арматурного каркаса и его закреплению. Цель предварительного напряжения арматуры – создание в бетоне по всему сечению в зоне растягивающих напряжений предварительного обжатия, которое превышает напряжение растяжения, возникающее при эксплуатации бетона. При изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций натяжение арматуры производят механическим или электротермическим способом. При механическом способе стержни или проволоку растягивают гидравлическими домкратами. При электротермическом используют свойства стали разогреваться и удлиняться при пропускании через нее электрического тока. Разогретый до температуры 300 – 400 °С стержень закрепляют по концам, после охлаждения он оказывается растянутым (напряженным). Преимущества этого способа перед силовым заключаются в простоте оборудования и сравнительно малой трудоёмкости.

Приготовленная таким образом форма с арматурой передаётся на укладку. Укладка бетонной смеси выполняется с помощью бетонораздатчиков и бетоноукладчиков. Для равномерного распределения бетонной смеси в форме производят её уплотнение. Применяют следующие способы уплотнения бетонной смеси: вибрирование, центрофугирование, вакуумирование и др.

Следующей стадией процесса производства является твердение бетона, которое может осуществляться как в обычных условиях (продолжительность твердения – 28 суток), так и в условиях тепловлажностной обработки (пропаривание в камерах при температуре 250 °С и давления до 1,2 Мпа, твердение в бассейне с горячей водой, контактный обогрев изделий), значительно сокращающих твердение бетона до нескольких часов.

После тепловлажностной обработки железобетонные изделия приобретают 50-80 % проектной прочности и направляются на распалубку. Извлечённое из формы железобетонное изделие передаётся на отделку, а форма – на стадию подготовки.

Весь комплекс описанных операций, обеспечивающий формование железобетонных изделий, может быть осуществлён стендовым, поточно-агрегатным и конвейерным способами.

При стендовом способе изделия формуются и твердеют в стационарном положении на стенде или установку без перемещения. Тепловлажностную обработку производят непосредственно на стенде. Стендовый способ требует больших производственных площадей, усложняет механизацию и автоматизацию процесса, имеет высокую трудоёмкость вследствие периодичности процессов. Тем не менее стендовая технология целесообразна для изготовления крупногабаритных конструкций.

Одна из разновидностей механизированного стендового производства изделий – кассетный способ.

При поточно-агрегатном способе производства формы с изделиями последовательно перемещаются по отдельным технологическим постам с помощью кран-балок или других транспортных средств и проходят все технологические операции. Тепловлажностная обработка изделий осуществляется в пропарочных камерах, а формы при этом остаются неподвижными. При этом способе производства нет принудительного ритма, что позволяет перемещать каждое изделие независимо от степени готовности других изделий. Продолжительность отдельных операций колеблется от нескольких минут (вибрирование) до нескольких часов (пропаривание).

К достоинствам проточно-агрегатного способа производства относятся универсальность и возможность быстрой переналадки линий на различные виды изделия, а также простота металлических форм и пропарочных камер. К недостаткам этого способа следует отнести необходимость перемещения технологической оснастки с поста на пост, что приводит к увеличению её материалоёмкости.

Конвейерный способ – это усовершенствованный поточно-агрегатный способ формования железобетонных изделий, при котором технологический процесс расчленяется на элементарные процессы, которые выполняются на отдельных рабочих местах. При конвейерном способе формы с изделиями перемещаются от одного поста к другому со специальными транспортными устройствами, каждое рабочее место обслуживается закреплённым за ним звеном. Для конвейера характерен принудительный ритм работы, то есть одновременное перемещение всех форм по замкнутому технологическому кольцу с заданной скоростью. Процесс изготовления изделий делится на технологические операции, причём одна или несколько из них выполняются на определённом посту. Тепловые агрегаты являются частью конвейерного кольца и работают в его системе также в принудительном ритме. Это обусловливает одинаковые или кратные расстояния между технологическими постами, одинаковые габариты форм и развёрнутую длину тепловых агрегатов.

Конвейерный способ позволяет максимально механизировать и автоматизировать технологические операции. Его применяют при массовом изготовлении изделий одного вида и типа.

Технология производства бетонных и железобетонных изделий состоит из следующих последовательно выполняемых стадий: приготовление бетонной смеси, подготовка формы, укладка арматуры в форму (в том случае, когда получают железобетон), укладка бетонной смеси, твердение бетона, распалубка формы.

Форма

4

5

3

Затвердевшее изделие

Готовые изделия

Бетонная смесь в форме с арматурой

2

Подготовле-нная форма

Бетонная смесь

1

Вода

Вяжущие вещества

Заполнители

Рис.1 Технологический процесс производства бетонных и железобетонных изделий: 1 – приготовление бетонной смеси; 2 – укладка бетонной смеси в форму с арматурой и её уплотнение; 3 – твердение бетонной смеси; 4 – распалубка формы; 5 – подготовка формы; 6 – укладка арматуры в форму