ЗАГОТОВКА И МОНТАЖ АРМАТУРЫ

Арматура для железобетонных конструкций может быть классифицирована:

1. по материалу — на стальную и неметаллическую; по технологии изготовления — на горячекатаную стержневую диаметром 6...90 мм и холоднотянутую круглую проволочную диаметром 3...8 мм в виде обыкновенной или высокопрочной проволоки, а также арматурных канатов и прядей;

2. по профилю — на круглую гладкую и периодического профиля. Арматура периодического профиля имеет фигурную поверхность, что обеспечивает ее лучшее сцепление с бетоном;

3. по принципу работы в железобетонной конструкции — на не напрягаемую и напрягаемую;

4. по назначению — на рабочую арматуру, воспринимающую в основном растягивающие напряжения; распределительную, предназначенную для распределения нагрузки между стержнями рабочей арматуры; монтажную, служащую для сборки арматурных каркасов;

5. по способу установки — на штучную арматуру, арматурные каркасы и сетки.

Особую группу составляет стальная жесткая арматура в виде тавровых балок и другого проката, применяемая для армирования высотных зданий, специальных сооружений, и так называемая дисперсная арматура в виде рубленого стекловолокна или асбеста, используемая главным образом для армирования цементного камня.

По своим механическим характеристикам арматурная сталь относится к нескольким классам: A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V и т. д. Каждому из них соответствует своя марка стали: например, для арматурной стали A-I—Ст3, для А-II—18Г2С, для A-V—20ГС и т. д.

В стандартах регламентированы требования, касающиеся удлинения стали при разогреве, ее химического состава и др. В частности, химический состав определяет такое качество, как свариваемость стали.

Горячекатаная сталь может быть подвергнута холодной обработке: волочению, холодному сплющиванию и силовой обработке. При этом в результате явления наклепа повышается предел текучести металла, что позволяет экономить арматурную сталь.

В строительстве для складов минеральных удобрений, опор ЛЭП, антимагнитных экранов и других конструкций, эксплуатирующихся в условиях агрессивных воздействий, начинает применяться высокопрочная стеклопластиковая арматура, имеющая противокоррозийные, диэлектрические и антимагнитные свойства. Эту арматуру изготовляют из стеклянного волокна на алюмо-боросиликатной основе с использованием в качестве связующего композиции эпоксидных смол. Арматура выпускается диаметром 3...6 мм и имеет периодический профиль. Предел прочности такой арматуры при растяжении 150...180 МПа, модуль упругости 45000...50000 МПа, плотность 1,9 т/м³. Относительно низкий модуль упругости этой арматуры делает обязательным ее предварительное напряжение в конструкциях.

Заготовка арматурных изделий производится, как правило, централизованно на бетонных заводах годовой мощностью 20...80 тыс. т или в арматурных цехах заводов железобетонных конструкций.

Арматуру для железобетонных изделий изготовляют в виде сеток, плоских и пространственных каркасов, арматурно-опалубочных блоков, закладных деталей. Арматуру для предварительно напряженных железобетонных конструкций изготовляют в виде пучков или канатов из высокопрочной стальной проволоки (рис. Х.16).

Широкое применение в строительстве находят унифицированные легкие товарные плоские сетки, доставляемые пакетами или в виде рулонов массой до 150 кг. Для армоцементных конструкций выпускают тканые сетки с ячейками, сторона которых может быть 5...20 мм.

Процесс заводского производства арматурных изделий полностью механизирован и частично автоматизирован. Он состоит из заготовительных и сборочных операций.

К заготовительным операциям относятся правка, чистка, резка, гнутье и сварка арматурной стали.

К сборочным операциям относятся сварка плоских или пространственных каркасов, укрупнительная сборка плоских каркасов в пространственные блоки, сборка арматурных и арматурно-опалубочных блоков (рис. Х.17), которую выполняют на специальных стендах.

Транспортирование и монтаж арматуры. Для перевозки арматуры используют автомобили общего назначения, полуприцепы, трайлеры или железнодорожные платформы. При перевозке негабаритные арматурные конструкции по согласованию с проектной организацией разрезают на отдельные транспортабельные элементы. Чтобы при транспортировании арматура не деформировалась, между ее пучками или каркасами укладывают деревянные прокладки. С этой же целью места строповки захвата арматурных конструкций или арматурно-опалубочных блоков в соответствии с проектом обозначают краской.

Арматуру устанавливают после проверки и приемки опалубки. Монтаж арматуры необходимо выполнять укрупненными элементами (рис. Х.18). При установке арматуры должны быть обеспечены предусмотренная проектом толщина защитного слоя и расстояние между рядами арматуры.

Защитный слой в железобетонных конструкциях предназначен для предохранения (в течение нормируемого срока) арматуры от воздействия огня при пожаре и от коррозии. В плитах и стенках из тяжелого бетона толщиной до 100 мм толщина защитного слоя должна быть не менее 10 мм; при бетоне толщиной до 150 мм — не менее 15 мм; в балках, прогонах и колоннах при диаметре рабочей арматуры 20...32 мм — не менее 25 мм, при большем диаметре — не менее 30 мм.

При возведении тонкостенных конструкций (плиты, стенки, бункера и т. д.) из бетонов на пористых заполнителях толщина защитного слоя должна быть не менее 15...20 мм. При эксплуатации железобетонных конструкций в условиях повышенной влажности, при воздействии кислот, солевых растворов и других агрессивных сред нормативная толщина защитного слоя должна быть увеличена не менее чем на 10 мм.

Необходимую толщину защитного слоя обеспечивают бетонными или цементными подкладками, которые остаются после бетонирования в теле конструкции, а расстояние между стержнями или рядами арматурных стержней — путем укладки обрезков стальной арматуры.

При устройстве фундаментов под колонны промышленного здания на бетонную подкладку краном укладывают готовые сварные сетки, к которым приваривают выпуски для крепления арматуры колонн.

Для крупных фундаментов применяют изготовленные на заводе пространственные арматурные блоки, которые монтируют краном непосредственно с транспортных средств.

Колонны, как правило, армируют готовыми арматурными каркасами. В многоэтажных зданиях, где высота колонн ограничена арматурные каркасы заводят в опалубочный короб колонны сверху. В других случаях арматурный каркас колонны устанавливают с открытой стороны короба опалубки. Когда возникает необходимость в поштучной сборке арматурных каркасов, армирование ведут в незамкнутом коробе опалубки колонны с легких переставных подмостей.

После выверки положения каркаса колонны в опалубке стержни его соединяют сваркой с выпусками арматуры из фундаментов.

Прогоны и балки армируют заранее заготовленными пространственными арматурными каркасами, которые устанавливают в в опалубочную форму монтажным краном. При армировании балок плоскими каркасами последние устанавливают в опалубку и, чтобы исключить их смещение при бетонировании, скрепляют проволокой или монтажными скобами.

В некоторых случаях (например, при значительной высоте балок) арматурный каркас собирают непосредственно в опалубочной форме с открытыми боковыми щитами. Каркас прогона или балки может быть собран на расположенных поперек короба прокладках. После окончания сборки каркаса прокладки поочередно удаляют и каркас опускают на днище.

Плиты, стенки и другие тонкостенные конструкции армируют сварными сетками, которые доставляют на строительную площадку в рулонах.

Приемку смонтированной арматуры оформляют актом на скрытые работы. В акте указывают номера рабочих чертежей, отступления от проекта и основания для этого (проверочные расчеты, разрешение проектной организации и т. д.), а также приводят заключение о возможности бетонирования конструкций.

Контроль качества сварных соединений сводится к их наружному осмотру и последующему механическому испытанию сварных соединений, вырезаемых из конструкций, или к проверке с помощью неразрушающих методов.

Армирование предварительно напряженных железобетонных конструкций. Предварительное напряжение арматуры при возведении зданий и сооружений в монолитном исполнении применяют для большепролетных ферм, балок, плит перекрытий, пролетных строений, контурных элементов оболочек, резервуаров и т. д.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции в зависимости от их типа армируют стальными стержнями периодического профиля, пучками высокопрочной арматуры или канатами спиральной свивки.

Концы стержневой арматуры должны быть приспособлены для надежного захвата их натяжным устройством. Арматурные пучки, изготовленные из высокопрочной проволоки, не должны иметь стыков по длине заготовки.

Имеются два способа натяжения арматуры: на упоры и на бетон. Первый используют в основном при изготовлении сборного железобетона, второй — преимущественно при бетонировании монолитных конструкций на строительной площадке.

При натяжении на упоры арматуру перед бетонированием конструкций натягивают на форму или специальные упоры до заданного натяжения и фиксируют зажимами. После того как конструкция забетонирована и бетон достиг проектной прочности, арматуру освобождают из зажимов и сжимающие усилия передаются непосредственно на бетон.

При натяжении на бетон в опалубке, подготовленной к бетонированию конструкции, устанавливают каналообразователи, диаметр которых на 10...15 мм больше диаметра стержня или арматурного пучка. Для этого применяют стальные трубы, стержни, резиновые рукава с проволочным сердечником и др. Так как каналообразователи извлекают через 2...3 ч после того, как конструкция забетонирована, то их, за исключением рукавов, во избежание сцепления с бетоном через каждые 15...20 мин проворачивают вокруг оси.

При напряженном армировании крупноразмерных конструкций каналы устраивают путем закладки стальных тонкостенных гофрированных трубок, которые остаются в конструкции. После того как бетон набрал проектную прочность, в каналы устанавливают арматуру и натягивают ее. Для этого применяют гидравлические домкраты одиночного или двойного действия (с рабочим давлением 20...25 МПа).

Арматуру натягивают в такой последовательности. На арматурный пучок надевают стальную шайбу, в которую через упорные лопасти упирается домкрат. Проволоки пучка закрепляют клиньями в зажимном кольце, которое закреплено на подвижном цилиндре. Арматурный пучок натягивают, причем степень натяжения контролируют манометром.

Натягивают арматуру плавно, ступенями по 3...5 МПа. После достижения давления, на 5% превышающего расчетное, его снижают до проектного, которое поддерживают в цилиндре до момента закрепления проволочного пучка в конструкции. Затем масло подают в неподвижный цилиндр, и с помощью штока поршня коническая пробка запрессовывается в шайбу и заанкеривает проволочный пучок. После освобождения проволок пучка из зажимного кольца и снижения давления подвижный цилиндр и поршень неподвижного цилиндра под действием пружины возвращаются в исходное положение и домкрат снимают.

При длине арматурной заготовки более 10 м натяжение рекомендуется производить с двух сторон конструкции одновременно двумя домкратами. Для защиты арматуры от коррозии и обеспечения монолитности конструкций сразу после натяжения арматуры в каналы нагнетают (инъецируют) цементный раствор, приготовленный на безусадочном или расширяющемся цементе.

При устройстве резервуаров используют способ непрерывного армирования (рис. Х.20), который заключается в навивке специальной машиной с одновременным натяжением на наружную поверхность резервуара высокопрочной стальной проволоки. Этот процесс автоматизирован. Для предохранения арматуры от коррозии на нее торкретированием наносят слой цементного раствора или штукатурный высокопрочный раствор.

Наряду с механическими применяют и электротермический способ натяжения. Он заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в канал бетонной конструкции, при пропускании через них переменного тока промышленной частоты в результате теплового расширения металла удлиняются, фиксируются гайками, а при остывании укорачиваются и передают сжимающие усилия на бетон.