это технология натяжения арматуры. Специальные арматурные

Классификация арматуры
Стержневая горячекатаная арматура в зависимости от ее основных механических
характеристик подразделяется на шесть классов с условным обозначением: A-I, А-II, A-III,
A-IV, A-V, A-VI . Термическому упрочнению подвергают стержневую арматуру четырех
классов, упрочнение в ее обозначении отмечается дополнительным индексом «т»: Ат-III,
Ат-IV, AT-V, AT-VI. Дополнительной буквой С указывается на возможность стыкования
сваркой, К — на повышенную коррозионную стойкость.
Каждому классу арматуры соответствуют определенные марки арматурной стали с
одинаковыми механическими характеристиками, но различным химическим составам. В
обозначении марки стали отражается содержание углерода и легирующих добавок.
Например, в марке 25Г2С первая цифра обозначает содержание углерода в сотых долях
процента (0,25 %), буква Г — что сталь легирована марганцем, цифра 2 — что его
содержание может достигать 2%, а буква С — наличие в стали кремния (силиция).
Наличие других химических элементов, например, в марках 20ХГ2Ц, 23Х2Г2Т,
обозначается буквами: X — хром, Т — титан, Ц — цирконий.
Периодический профиль имеет стержневая арматура всех классов, за исключением
круглой (гладкой) арматуры класса A-I. Физический предел текучести = 230...400 МПа
имеет арматура классов A-I, A-II, A-III, условный предел текучести =600... 1000 МПа
имеет высоколегированная арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически упрочненная
арматура.
Относительное удлинение после разрыва зависит от класса арматуры. Значительным
удлинением обладает арматура классов A-II, A-III (6=14...19%), сравнительно небольшим
удлинением — арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически упрочненная всех классов
(6=6...8%).
Модуль упругости стержневой арматуры Es с ростом ее прочности несколько
уменьшается и составляет: 2-105 МПа для арматуры классов A-I, A-II; 2-105 МПа для
арматуры классов A-III, A-IVC; 1,9-105 для арматуры класса A-V и термически
упрочненной арматуры.
Арматурную проволоку диаметром 3—8 мм подразделяют на два класса: Вр-1 —
обыкновенная арматурная проволока (холоднотянутая, низкоуглеродистая),
предназначенная главным образом для изготовления сварных сеток; В-П, Вр-П —
высокопрочная арматурная проволока (многократно волоченная, углеродистая),
применяемая в качестве напрягаемой арматуры предварительно-напряженных элементов.
Периодический профиль обозначается дополнительным индексом «р»: Вр-1, Вр-П.
Основная механическая характеристика проволочной арматуры — ее временное
сопротивление, которое возрастает с уменьшением диаметра проволоки. Для
обыкновенной арматурной проволоки = 550 МПа, для высокопрочной проволоки =
1300...1900 МПа. Относительное удлинение после разрыва сравнительно невысокое
6=4...6 %. Разрыв высокопрочной проволоки носит хрупкий характер. Модуль упругости
арматурной проволоки классов В-П, Вр-П равен 2-105 МПа; класса Вр-1 равен 1,7-105
МПа; арматурных канатов равен 1,8-10 МПа.
Сортамент арматуры составлен по номинальным диаметрам, что соответствует для
стержневой арматуры периодического профиля диаметрам равновеликих по площади
поперечного сечения круглых гладких стержней, для обыкновенной и высокопрочной
арматурной проволоки периодического профиля — диаметру проволоки до
профилирования.
Арматура (от лат. armatura - вооружение, снаряжение)– это набор деталей и устройств,
которые не входят в состав основных частей конструкции, машины или иного сооружения
и обеспечивают правильную их работу. Это своего рода совокупность стальных стержней,
которые связанны между собой в железобетонных конструкциях и залиты бетоном.
Арматура - горячекатаная круглая сталь, которая предназначенная для армирования
железобетонных конструкций. На рисунке 1 показаны основные модели арматуры.
Рис. 1
Существуют такие виды арматуры:
Трубопроводная – предназначена для газа, топлива, воды, пара, а также для продуктов
переработки, как химической, так и пищевой промышленности. Трубопроводная арматура
бывает: предохранительная (различные клапаны), запорная (задвижки, краны), отводная
(конденсатоотводчики, воздухоотводчики), регулирующая (регуляторы давления),
аварийная (сигнальные гудки).
В электросетях арматура представлена в виде патронов, выключателей, щитках, розетках.
Печная арматура – предназначена для металлургических печей, представляет собой
совокупность различных частей из металла, которые служат для прочности самой печи, а
также для охлаждения её поверхности.
Арматура железобетонных конструкций делится на:
Напрягаемая арматура – это арматура, которая подвергнута натяжению, в результате чего
уменьшаются прогибы, трещины, уменьшается масса самой конструкции.
Поперечная арматура – это арматура, которая связывает бетон сжатой зоны с арматурой в
растянутой зоне, таким образом, препятствует образованию наклонных трещин.
Продольная арматура – это арматура, которая не позволяет трещинам образовываться в
растянутой зоне железобетонных конструкций.
Стеклопластиковая арматура – это арматура, которая состоит из специальных стеклянных
волокон. Эти стеклянные волокна склеены в одно целое полимером. Используется этот
вид в армировании бетонных конструкций.
Классификация арматуры:
Стальная арматура ГОСТ 5781-82. Различают этот вид арматуры по характеру самого
профиля, по целям использования в железобетонных конструкциях (напрягаемая и
ненапрягаемая), по технологии изготовления (горячекатаная, стержневая, холоднотянутая,
проволочная). Эта арматура представляет собой стержни, на поверхности которых
равномерно расположены под углом к продольной оси стержня рифления. Предназначено
это для лучшего сцепления с бетоном. Арматура гладкая представляет собой стержни с
гладкой поверхностью, без каких-либо рифлений. Арматура периодического профиля –
это профили круглой формы, которые имеют два продольных ребра и поперечные
выступления, которые идут по трех заводной винтовой линии.
Стержневая арматура делится на следующие подразделения: А-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, AVI.
Строительная арматура
Основным видом арматуры является арматура по ГОСТ 5781. На рисунке 2.а. изображен
кольцевой профиль. Он получается методом нанесением рифления на поверхность
круглого сердечника и имеет кольцевые поперечные ребра, которые пересекающиеся с
продольными ребрами. На рисунке 2.б. изображен серповидный профиль. И на рисунке
2.в. – профиль, который отличается от предыдущих двух. Этот вид профиля обеспечивает
высокую прочность и жесткость сцепления при условии низкой распорности в бетоне.
Рис. 2
На рис. 3 изображен образец нового профиля. Здесь также обозначены участки
поперечных ребер, которые участвуют в сопротивлении его выдергиванию из бетона.
Рис. 3
В 1990 году была создана конструкция под руководством И.Н. Тихонова арматурного
профиля рис. 4.
Рис. 4
По своим внешним параметрам арматурный профиль, который произведен с помощью
горячей прокатки, мы можем разделить на такие виды:
Напрягаемая арматура – это арматура, которая подвергнута натяжению, в результате чего
уменьшаются прогибы, трещины, уменьшается масса самой конструкции.
Кольцевой
Серповидный
Смешанный
Трефовый
Строительная арматура по своим показателям подразделяется на классы прочности. Так
как строительную арматуру используют в производстве стройдеталей, которые очень
важны, то к ней выдвигают жесткие требования. Например:
прочность и жесткость самого процесса сцепления с бетоном. Что же такое само понятие
«Сцепление арматуры с бетоном»? Сцепление арматуры с бетоном – это соединение
бетона по поверхности контакта с арматурой, которое обеспечивает их совместную
работу. Сам же процесс сцепления зависит в первую очередь от самой прочности бетона,
от формы сечения арматуры, от величины усадки бетона, а также от возраста бетона;
отличная свариваемость, высокие прочностные и пластические механические свойства.
Эти характеристики зависят от химического состава стали и способа ее упрочнения. В
зависимости от механических свойств арматура делится на: горячекатаную и термически
упрочненную;
коррозионная стойкость определяется свойством, составом и способом прокатки.
Эксплуатационные характеристики арматуры по механическим свойствам
Горячекатаная арматурная сталь. В этом виде стали по ГОСТ 5781 – это те механические
свойства, которые обеспечиваются химическим составом стали. Для этого используют
углеродистые стали 3-5сп, а также стали, легированные марганцем и кремнием 35ГС,
25Г2С, а также более прочные стали, легированные хромом и титаном, — 23Х2Г2Т,
23Х2Г2Ц. Горячекатаная арматура производится обычно мерной длины 6,8– 11,2 м., но
можно встретить с длиной стержней до 25 м. В таблице 1 подробно расписаны все
механические характеристики горячекатаной арматуры.
Термически упрочненная сталь. Термическое упрочнение арматурной стали – это
повышение характеристик прочности арматурной стали методом ее закалки.
Характеристики термически упрочненной арматуры по ГОСТ 10884 подробно описаны в
таблице 2.
Все механические свойства термически упрочненной арматурной стали также должны
соответствовать конкретным требованиям, которые рассмотрены в таблице 3.
На сегодняшний день увеличилось количество выпуска холоднодеформированной
арматуры диаметром до 20 мм в бунтах. Она отличается от горячекатаной арматуры не
только по своему качеству, но и по внешнему виду. Этот вид арматуры имеет более
высокие прочностные свойства и коррозионную стойкость.
Холоднодеформированная арматура – это арматура представляет собой круглый профиль
в сечении с нанесенным трехсторонним рифлением по периметру сечения.
Рис. 5
Существует также холоднодеформированная с четырехсторонним периодическим
профилем для армирования железобетонных конструкций (см. рис. 6).
Рис. 6
Электротермический способ натяжения арматуры – это технология натяжения арматуры.
Специальные арматурные заготовки вначале нагревают с помощью электрического тока.
При этом происходит процесс удлинения. В этом положении эти заготовки фиксируют
для того, чтобы при охлаждении арматура не смогла сжаться.
Железобетон - строительный материал, в котором объединены вместе бетон и стальная
арматура. Арматуру располагают в растянутой зоне конструкции для восприятия
растягивающих напряжений. Сжимающие напряжения передаются на бетон. Соединение
бетона и стальной арматуры обеспечивает высокую прочность железобетонной
конструкции при сжатии, растяжении и изгибе. В отдельных случаях арматуру применяют
для усиления бетона против сжимающих усилий, для восприятия усадочных,
температурных, транспортных и других временных и постоянных нагрузок.
По назначению арматура железобетонных конструкций делится на рабочую, которая
воспринимает главным образом растягивающие усилия, возникающие в процессе
эксплуатации конструкции, распределительную - для распределения усилий между
рабочей арматурой, закрепления стержней в каркасе и обеспечения их совместной
работы, монтажную - для обеспечения проектного положения отдельных стержней при
сборке плоских и пространственных каркасов и хомуты - для восприятия поперечных
усилий и предотвращения косых трещин в бетоне.
По условиям работы арматуру подразделяют на ненапрягаемую и напрягаемую.
Ненапрягаемую арматуру применяют в обычных железобетонных конструкциях, а также
в предварительно напряженных, где она является нерабочей. В качестве напрягаемой
рабочей целесообразно применять арматуру из высокопрочной стали, которая может
воспринимать максимальные растягивающие
усилия.
В зависимости от способа изготовления арматуру подразделяют на стержневую,
изготовляемую горячей прокаткой стали, и проволочную, получаемую волочением в
холодном состоянии. Как стержневую, так и проволочную арматуру выпускают гладкой
и периодического профиля. Профильная арматурная сталь лучше сцепляется с бетоном.
Стержневую арматуру подразделяют на следующие типы:
- горячекатаную (классов А-I; А-II; А-III; А-IV; А-V);
- термически упрочненную (классов Ат-IV; Ат-V; Ат-VI);
- упрочненную вытяжкой (классов А-IIв и А-IIIв).
Проволочную арматуру подразделяют на следующие виды:
- арматурную проволоку из низкоуглеродистой стали круглую класса В-I и
периодического профиля Вр-I из углеродистой стали (высокопрочную) круглую класса ВII и периодического профиля Вр-II;
- арматурные пряди семипроволочные класса К-7 и девятнадцатипроволочные класса К19;
- канаты двухпрядные класса К-2, трехпрядные - К-З и многопрядные - Кп.
Арматурные стали классов А-I, А-II, А-III, В-I, Вр-I используют в качестве ненапрягаемой
арматуры в обычных и преднапряженных конструкциях.
Высокопрочную арматуру горячекатаную класса А-V, термически упрочненную классов
Ат-IV, Ат-V и Ат-VI применяют в предварительно напряженных конструкциях. Рабочую
арматуру в предварительно напряженных конструкциях применяют в виде прядей канатов
и стержней.
Железобетонные конструкции армируют арматурными изделиями заводского
производства: плоскими и гнутыми сетками, плоскими и пространственными каркасами и
различными типами закладных деталей.
Некоторые арматурные изделия унифицированы, а их производство централизовано. К
таким изделиям относят тяжелые и легкие сетки. Тяжелые сетки выполняют с рабочей
арматурой диаметром 12; 14; 16; 18; 20; 22 и 25 мм с шагом 200 мм и монтажной
арматурой диаметром 8; 10 и 12 мм с шагом 600 мм. Рабочая арматура выполнена из
стали классов А-II и А-III, монтажная - класса А-I. Для изготовления легких сеток
используют проволоку диаметром 3; 4 и 5 мм классов Вр-I и В-I и горячекатаную сталь
диаметром 6 и 8 мм класса А-III. Сетки изготовляют в виде плоских элементов и в
рулонах.
Каркасы собирают из унифицированных тяжелых и легких сеток и стержней в виде
замкнутых, прямоугольных и криволинейных конструкций, а также с переменным
сечением по длине. Криволинейными каркасами армируют специальные конструкции
(например, сваи, трубы). Их изготовляют намоткой и сваркой арматуры в виде спирали
по образующим продольных стержней.
Металлические закладные детали (для соединения сваркой железобетонных и
монолитных конструкций со сборными с целью образования жесткого пространственного
каркаса) различной конфигурации выполняют из стальных пластин, к которым
приваривают анкерные стержни. С помощью анкерных стержней детали закрепляют в
бетоне. Допускается крепление закладной детали в бетоне без стержней путем сварки с
рабочей арматурой. Размеры пластин и анкеров зависят от нагрузок, воспринимаемых
закладными деталями, и вида стыкуемых элементов.
Закладные детали изготовляют из арматурной стали классов А-I...А-III. Для плоских
элементов применяют горячекатаную листовую, полосовую и фасонную сталь марки СтЗ.
Надежность и долговечность сооружений во многом зависят от метода антикоррозионной
защиты закладных деталей. Применением лакокрасочных покрытий (масляная краска на
железном сурике, эмаль и лак) не обеспечивают надежной защиты. В таких покрытиях
образуются трещины, и в местах их образования возникает интенсивная коррозия
металла, которая по истечении некоторого времени существенно ослабляет стыковое
соединение.
Эффективным методом защиты от коррозии является цинкование стали. Цинк обладает
большим отрицательным электрохимическим потенциалом, поэтому в присутствии влаги
между слоем защищаемого металла и цинка образуется гальванический элемент, в
котором цинк растворяется и защищает сталь от коррозии. Цинкование закладных
деталей выполняют гальванизацией, металлизацией или горячим способом.
В местах с повышенным содержанием сернистых соединений, например в городах,
цинкование производят методом металлизации: закладные детали очищают от коррозии
пескоструйными аппаратами, затем распылением наносят слой расплавленного цинка. Для
металлизации используют электрические или газопламенные металлизаторы.
Сварка арматуры. Для соединения арматурных стержней, при изготовлении сеток,
пространственных и плоских каркасов применяют электродуговую, ванную,
электроконтактную точечную и стыковую сварку. В ряде случаев эти операции
производят вручную (например, при сварке крестовых соединений стержней большого
диаметра, при соединении стержней накладками и внахлестку).
Для соединения арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций применяют
типы сварных соединений.
Для изготовления широкой номенклатуры арматурных изделий в заводских условиях
применяют сварочные машины, работающие в полуавтоматическом или автоматическом
режимах, и только некоторую часть сварочных работ, связанных с устройством и
монтажом арматуры на строительной площадке, выполняют вручную.
Арматурные сетки и плоские каркасы изготовляют контактной точечной сваркой, что
позволяет механизировать и автоматизировать процессы, а также упростить изготовление
пространственных каркасов путем их сборки из плоских сварных сеток.
Объемные и плоские арматурные изделия
Изготовление плоских сварных сеток и каркасов
Арматурная сетка — это плоская арматурная конструкция с рабочими стержнями, в двух
взаимно перпендикулярных направлениях, свариваемых в пересечениях.
Арматурный каркас — это плоская арматурная конструкция, составленная из стержней
одного направления противоположных зон армирования железобетонного элемента,
соединяемых косыми стержнями, хомутами или поперечными монтажными стержнями.
Сетки имеют не менее пяти продольных стержней, а плоские каркасы — не более
четырех.
Плоские сварные сетки и каркасы изготовляют главным образом многоэлектродной
точечной сваркой, обеспечивающей примерно в 10 раз большую производительность, чем
соединение арматурных стержней при ручной дуговой сварке. При небольшом объеме
работ арматурные сетки и каркасы изготовляют одноэлектродной точечной сваркой, а в
некоторых случаях — ручной вязкой.
Сварные пространственные арматурные каркасы изготовляют сборкой и соединением
между собой дуговой или точечной сваркой плоских арматурных каркасов.
Бессварочные проволочные соединительные элементы при изготовлении арматурных
изделий выполняются из проволоки диаметром 1,6—1,8 мм и предназначены для одно- и
двустороннего соединения пересечений арматуры диаметром от 5 до 32 мм. Проволочные
элементы обеспечивают соединение пересечений арматуры за счет их пружинящей части.
Вязка арматуры
а — вязка проволокой в пучках без подтягивания, б — вязка угловых узлов, в двухрядный узел, г — крестовый узел, д — мертвый узел, е — скрепление стержней
соединительным элементом; 1, 3 — стержни, 2 — соединительный элемент; I — вид
спереди, II — вид сзади
Железобетонные конструкции армируют укрупненными арматурными изделиями
заводского изготовления, к которым относятся плоские и гнутые сетки и каркасы,
пространственные (объемные) каркасы и закладные детали. Часть арматурных изделий
унифицирована, и их выпускают централизованно. К таким изделиям относятся сварные
арматурные легкие сетки (плоские и рулонные) и тканые сетки для армоцемента. Легкими
сварными сетками условно принято называть сетки из арматуры диаметром от 3 до 12 мм.
Для изготовления сеток по ГОСТ 8478—81 применяют арматурную проволоку диаметром
3; 4 и 5 мм классов Вр-I и B-I и горячекатаную сталь диаметром 6 и 8 мм класса А-III.
Сетки состоят
из стальных стержней рабочей и распределительной или только рабочей арматуры,
расположенных на расстоянии 10-250 мм один от другого в двух взаимно
перпендикулярных направлениях и соединенных в местах пересечения контактной
точечной сваркой.
Длина плоских сеток не превышает 9 м, длина рулонных сеток зависит от массы рулона,
которая должна быть в пределах 900-1300 кг, ширина сеток — от 1 до 3,8 м. Благодаря
доборным шагам, расположенным с одного из краев по ширине и длине сеток, их можно
изготовлять любого, не кратного основным шагам размера по ширине рулонных сеток и
по ширине и длине плоских сеток.