Прокат арматурный свариваемый периодичского профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций по ГОСТ 52544-2006. 5 страница

Линия 7880/1 укомплектована более производительной многоэлек-тродной сварочной машиной МТМ-88, устройством для размотки, правки и подачи поперечной арматуры, ножницами для продольной и поперечной резки сетки и др.

Плоские каркасы и тяжёлые сетки шириной до 500 мм сваривают на одноточечных машинах МТ-2201 и др. с предварительной заготовкой продольных и поперечных стержней, которые раскладываются и передвигаются вручную. Сварка арматурных сеток и каркасов массой более 25 кг на одноэлектродных машинах нерациональна, так как из-за утомляемости рабочего быстро падает производительность труда. Тяжёлые сетки и каркасы шириной до 2000 мм любой длины сваривают с помощью подвесных сварочных машин типа МТПГ-75. Для сварки двухстержневых каркасов шириной 70…900 мм предназначены автоматизированные линии типа И-2АМ-1, И-2АК-1 и др. производительностью до 360 м/час.

Для сварки арматурных сеток и каркасов, требующих доработки (вырезки отверстий, приварки дополнительных стержней, монтажных петель и др.) создают специальные линии, оснащённые передвижными сварочными клещами, ножницами, подвижными шаблонами-кондукторами и др.

Созданы линии изготовления пространственных арматурных каркасов для стеновых панелей и плоских плит перекрытий. Из плоских элементов пространственные арматурные каркасы могут собираться на вертикальных установках типа СМЖ-286Б, СМЖ-54В и др., оснащённых подвесными сварочными машинами типа МТМ-1110 со сварочными клещами типа КТП-8-6 (рис.28).

Рис. 28. Вертикальная установка для сборки пространственных каркасов. 1 – колонна, 2 – трансформатор подвесной сварочной машины, 3 – привод перемещения сварочной машины по монорельсу, 4 – монорельс, 5 – поворотная консоль, 6 – сварочные клещи, 7 – рама, 8 – подвижная площадка с кондуктором, 9 – арматурная сетка, 10 – привод механизма подъёма площадки.

Механизированное изготовление пространственных каркасов основано на максимальном применении контактной точечной сварки и серийного сварочного оборудования, гибочных машин, специальных кондукторов.

Для сварки объёмных каркасов прямоугольного или круглого сечения (для колонн, свай, опор ЛЭП, безнапорных труб) используют специальные арматурно-навивочные машины типа СМЖ-331, СМЖ-332 и др., в которых арматуры продольная заготавливается и закрепляется во вращающихся бабках станка, а спиральная распределительная арматура автоматически поступает с бухтодержателя, установленного на перемещающуюся вдоль продольных стержней каретку. В местах пересечения спиральной и продольной арматуры (в каждом, или через одно, или через два) арматура сваривается, если сварка недопустима, то происходит вязка мягкой проволокой диаметром 2 мм.

Для санитарно-технических кабин пространственные каркасы изготавливаются гибкой плоских сеток с последующей сваркой пересечений клещами и доработкой.

2.4 Изготовление закладных деталей.

Закладные детали служат для соединения сборных железобетонных изделий при монтаже и устанавливаются при изготовлении сборного железобетона. На 1 м³ сборных железобетонных конструкций в среднем расходуется 8 кг закладных деталей, в некоторых колоннах и ригелях расход закладных деталей достигает 90 кг на 1 м³.

При производстве сборного железобетона целесообразно для снижения себестоимости продукции применять унифицированные закладные детали, изготавливаемые на специализированных линиях. Закладные детали как правило состоят из элементов проката или гнутого листа и анкерных стержней, соединённых сваркой.

Технологический процесс включает чистку, стыковку, резку и изгиб анкерных стержней и элементов проката, выполнение отверстий, сварку тавровых и нахлёсточных соединений, нарезание резьбы в фиксирующих устройствах, штамповку рельефа и др. При заготовке элементов закладных деталей резка стержней и плоских деталей должна осуществляться под прямым углом, заготовленные детали очищаются от ржавчины в пескоструйных аппаратах. Для тавровых соединений анкерных стержней из стали классов А-1…А-Ш диаметром 10…40 мм с плоскими элементами применяют сварку под флюсом на полуавтоматических станках АДФ-2001, производительностью до 1000 соединений в смену.

При сварке под слоем флюса сварочная дуга закрыта слоем сыпучего вещества – флюса (рис. 29). Дуга горит в газовом пузыре 2, образованном парами металла и компонентами флюса 6. Газовый пузырь окутан слоем жидкого флюса 5, создающего давление на дугу и обеспечивающего лучшее проплавление основного металла. Благодаря флюсовой защите снижаются потери тепла на излучение и потери металла на угар и разбрызгивание. Это позволяет увеличить силу тока до 3000 Адляэлектрода 1 диаметром 5 мм.Высокое качество сварного соединения получается благодаря раскислению и легированию жидкого металла 3компонентами флюса. Металл шва 4содержит 80 % основного металла, что делает сварное соединение более однородным.

Флюсы для сварки могут быть плавленые, полученные путем сплавления составляющих шихты в электрических или пламенных печах с последующим охлаждением в воде и дроблением, и неплавленые (керамические), получаемые измельчением составляющих аналогично приготовлению качественных электродных покрытий

Рис. 29. Сварка под слоем флюса, 1 – электродная проволока, 2 – газовый пузырь, 3 – расплавленный металл, 4 – сварной шов, 5 – жидкий флюс, 6 – твёрдый флюс.

Изготовление закладных деталей дуговой сваркой вследствие её большой трудоёмкости допускается только тогда, когла нельзя применять сварку под флюсом или контактно-рельефную.

Завершающей технологической операцией изготовления закладных деталей является их антикоррозионная обработка. В заводских условиях наиболее часто используют металлизацию – нанесение на защищаемую поверхность тонкого слоя цинка, алюминия или другого защитного металла. Долговечность покрытия зависит от качества подготовки поверхности – она должна быть сухой, чистой и шероховатой, что достигается дробеструйной обработкой частицами чугуна 0,5…2,5 мм в металлическом шкафу.

При нанесении цинкового покрытия проволока из цинка диаметром 1…2 мм расплавляется в вольтовой дуге и распыляется в металлизаторе струёй воздуха под давлением 0,4…0,6 МПа. Защитное покрытие наносят на обе стороны пластины закладной детали, анкерные стержни покрывают на длину 50 мм от места приварки к пластине.

Основными проблемами при производстве закладных деталей являются:

· Высокая металлоёмкость, вызванная применением дуговых процессов сварки с высоким отношением толщины листа к диаметру анкера (0,75…0,8), а также излишними размерами пластинчатых частей, не соответствующих несущей способности анкеров, и их излишей длиной;

· Широкая номенклатура закладных деталей из-за проектирования их многими проектными организациями при отсутствии общегосударственных норм проектирования;

· Низкий технический уровень производства закладных деталей из-за мелкосерийности и ручных процессов сварки.

Для совершенствования производства рекомендуется применение штампованных (ШД) и штампосварных (ШСД) деталей, что позволяет уменьшить толщину листа с 12 до 8 мм, а в отдельных случаях с 25 до 8 мм, что снижает металлоёмкость ШСД до 30 %. Для уменьшения номенклатуры закладных деталей нужны каталоги унифицированных изделий, что позволит изготавливать их централизованно на специализированных линиях.

2.5 Контроль качества арматурных изделий.

Входной контроль включает в себя в первую очередь проверку документа о качестве поступающей партии арматуры, в котором указываются вид, класс арматуры и соответствие требованиям стандарта. Как правило, входной контроль включает в себя также испытание арматуры по ГОСТ 12004-81 механических свойств стали ( и по полученным характеристикам подтверждается класс арматурной стали. Не допускается армировать сборные железобетонные конструкциир сталью, покрытой отслаивающейся ржавчиной или окалиной, маслом, краской, грязью, льдом, что ухудшает или полностью предотвращает сцепление арматуры с бетоном.

Операционный контроль осуществляется при изготовлении арматурных изделий в соответствии с требованиями рабочих чертежей, а также указаний стандартов, технических условий. При этом в процессе изготовления контролируется:

· Качество и сортамент применяемой арматуры,

· Тип, габаритные размеры, шаг ячеек сеток и каркасов,

· Правильность выполнения операций доработки,

· Качество сварных соединений.

Выходной контроль предполагает контроль качества готовых арматурных изделий. Контрольной проверке подвергаются не менее трёх изделий от партии, содержащей до 100 однотипных изделий, изготовленных в одну смену. В отобранных изделиях и закладных деталях проверяют на прочность все сварные соединения, выполненные дуговой сваркой, и не менее 5 соединений выполненных другими видами сварки. Если хотя бы одно изделие или сварное соединение не соответствует требованиям рабочих чертежей, то проводят повторную проверку удвоенного количества изделий и соединений. Если и повторная проверка выявляет наличие брака, то изделия этой партии поштучно исправляются и принимаются.

Средние значения предела прочности (С) стыковых, тавровых и нахлёсточных соединений арматуры, а также крестовых соединений с нормируемой прочностью стержневой арматуры должны быть не ниже приведённых в табл.17.

Таблица 17

Крестообразные сварные соединения с нормируемой прочностью проволоки класса Вр-1 со стержневой арматурой при испытании на срез должны выдерживать без разрушения нагрузку не менее:

– при диаметре проволоки 3 мм – 355 кгс,

– при диаметре проволоки 4 мм – 630 кгс,

– при диаметре проволоки 5 мм – 985 кгс.

При сбрасывании с высоты 1м крестообразные соединения сварных арматурных сеток не должны разрушаться.

Контрольные образцы крестообразных соединений, подлежащие механическим испытаниям на срез, должны иметь размеры, указанные на схеме рис. 30 и в табл. 18.

Рис.30. Контрольные образцы крестообразных соединений, а - односрезное соединение; б ¾ двухсрезное соединение; 1, 2 - стержни арматуры; 3 ¾ граница закрепления в захвате разрывной машины

Таблица 18

Примечание. d_H — номинальный диаметр арматуры.

Образцы крестообразных соединений испытывают на разрывных машинах по схемам, указанным на рис. 31.

РРис.31Схемы испытания образцов на срез: а ¾ односрезное соединение; б ¾ двухсрезное соединение; 1, 2 ¾ стержни арматуры; 3 ¾ сжимы; 4 ¾ упор, препятствующий отгибу конца стержня 1; P ¾ испытательная нагрузка

По схеме рис. 31а должно быть обеспечено прочное закрепление стержня диаметром D_H, исключающее возможность его поворота вокруг своей оси. При испытании должна быть обеспечена также возможность свободного перемещения стержня диа­метром d_H под действием усилия Р. Отгибание ненагруженного конца стержня диаметром d_H в сторону, противоположную сварному соединению, не допускается. Сжим, расположенный со стороны нагруженного усилием P стержня, должен иметь вырез, обеспечивающий свободное перемещение стержня диаметром d_H под действием этого усилия. Зазор между боковыми стенками выреза и гратом в сварном соединении принимают 2-3 мм.

Образцы сварных тавровых соединений арматурных стержней с плоскими элементами закладных изделий следует испытывать на отрыв стержня от плоского элемента по схеме рис. 32 при расстоянии между сварным соединением и захватом разрывной машины не менее 10 номи­нальных диаметров стержня. Радиус сферы вкладыша принимают 150 — 200 мм, радиус отверстия во вкладыше — не более диаметра стержня.

Рис.32. Схема испытания на отрыв 1 — сферическая опора; 2 — сферический вкладыш; 3 — сменное опорное кольцо; 4 — плоский элемент закладного изделия; 5 ¾ анкерный стержень; 6 — граница закрепления в захвате разрывной машины;

Образцы нахлесточных соединений арматурных стержней с плос­кими элементами закладных изделий испытывают на срез по схеме рис. 33.

Рис33. Схема испытания на срез; 1 — сферическая опора; 2 — сферический вкладыш; 3 — сменное опорное коль­цо; 4 - плоский элемент закладного изделия; 5 — анкерный стержень; 6 - упор, препятствующий изгибу образца; 7 ¾ граница закрепления в захватах разрывной машины; d_H ¾ номинальный диаметр анкерного стержня;

Образцы крестообразных соединений для проверки величины ра­зупрочнения основного металла рабочей арматуры сваркой должны иметь форму и размеры, указанные на рис. 34.

При недостаточной длине стержня рабочей арматуры допускается испы­тывать образцы с двумя и более поперечными стержнями.

Рис.34. Образцы крестообразных соединений; 1 — граница закрепления в захватах разрывной ма­шины; 2 - стержень рабочей арматуры; d_H — номи­нальный диаметр рабочей арматуры; P ¾ испытательная нагрузка

Прочность крестообразных сварных соединений арматурных стержней может быть оценена по величине осадки стержней при сварке, величина которой приведена в табл.19

Качество контактной точечной сварки может определяться переносным прибором типа ПА-7 по результатам испытаний соединений пересекающихся стержней на срез непосредственно в изделиях. Перерезывающая сила должна быть не менее контрольной нагрузки, определяемой по формуле:

,

где номинальная площадь поперечного сечения стержня, по оси которого приложена контрольная нагрузка, мм²,

нормативное сопротивление стали, МПа,

коэффициент, зависящий от класса стали.

Для оценки качества сварных соединений применяются рентгеновский, ультразвуковой и другие неразрушающие методы контроля. Часто плохое качество каркасов и сеток является следствием неудовлетворительного хранения их на промежуточных складах. Это может привести и к нарушению геометрических формы и размеров изделий.

2.6 Принципы проектирования производства арматурных изделий.

Правильный выбор, разработка и обоснование технологии арматурных изделий, соответствующей специфике конкретного производства улучшает технико-экономические показатели предприятия в целом.

Процесс изготовления арматурных изделий складывается из следующей последовательности выполняемых операций:

· Разгрузка, складирование и хранение арматурной стали на складе,

· Транспортирование стали в арматурный цех,

· Заготовка арматурной проволоки и стержней, при необходимости упрочнение,

· Изготовление плоских арматурных сеток и каркасов, закладных и монтажных изделий, пространственных каркасов,

· Сборка и доработка арматурных изделий,

· Изготовление преднапрягаемых арматурных изделий,

· Транспортирование готовых арматурных элементов к постам армирования формовочного цеха.

На обработку стали (правка, чистка, резка, стыковка, упрочнение и др.) приходится до 30…35 % от общего объёма затрат труда. Сварка сеток и каркасов – наиболее трудоёмкая операция, на её долю приходится до 55 % от общих трудозатрат на арматурные работы. Применение автоматизированных линий с многоэлектродными сварочными машинами сокращает трудоёмкость с 70…80 чел.часов до 25 чел.часов на 1 т арматурных сеток. Много времени - до 25 % общих трудозатрат, занимает доработка изделий: вырезка отверстий в сетках, приварка дополнительных стержней, закладных деталей, установка и закрепление монтажных петель и др., так как эти операции обычно выполняются с использованием средств малой механизации.

Основная задача организации производства арматурных изделий, от успешного решения которой зависит и рациональное использование металла – экономия стали на всех стадиях производства.

Исходными данными для проектирования арматурных цехов являются: спецификация изготавливаемых арматурных изделий с учётом возможной переналадки производства и программа выпуска железобетонных изделий.

Таблица 19

Обозначение типа соединения, способа	Соединение арматуры	Класс арма-туры	dн, мм	Величина h/d¢н обеспечивающая прочность не менее требуемой ГОСТ 10922 для соединений с отношением диаметров d¢н/dн	Минималь-ная величи-на h/d¢н обеспечивающая ненор-ми руемую	a
сварки	До сварки	После сварки			1,00	0,50	0,33	0,25	прочность
К1 ¾ Кт			Вр-I   Вр-600   А-1   À-II   A-III	3 — 5   4 ¾ 6   5,5¾40   10—40   6—40	0,35—0,50   0,25¾0,50   0,33—0,60   0,40—0,80	0,28—0,45   0,21—0,45   0,28—0,52   0,35—0,70	0,24—0,40   0,18—0,40   0,24—0,46   0,30¾0,62	0,22—0,35   0,16—0,35   0,22—0.42   0,28—0,55	0,17   0,12   0,17
К2 — Кт			at-iiic   at-ivc	6—32     10¾32	0,40—0,60	0,35—0,46	0,30—0,46	0,28¾0,42	0,20	30—90°

Проектирование арматурного производства разделяется на несколько этапов:

1 Конструктивно-технологическая классификация арматурных изделий, которая начинается с анализа их технологической однородности. В технологически однородные группы входят изделия из стали одинаковых или близких сортаментов, сходные по количеству стержней и шагов в одном элементе. Могут образовываться участки раскроя и заготовки стали, плоских сеток и каркасов, пространственных каркасов, закладных и монтажных деталей, напрягаемой арматуры и др.

2 Выбор расчётных арматурных элементов производится от каждой группы технологически однородных изделий по усреднённой массе и длине. Показатели расчётных представителей должны незначительно отличаться от усреднённых величин в каждой группе.

3 Для всех расчётных арматурных элементов разрабатываются операционные технологические схемы процесса, на которых отражаются последовательности выполнения рабочих, контрольных и транспортных операций.

4 В соответствие с операционными схемами изготовления расчётных арматурных элементов подбирают комплекты оборудования для арматурно-сварочных работ. Типы станков для правки и резки определяются с учётом диаметра перерабатываемых прутков, минимальной длины отрезка и допустимого отклонения от проектной длины. Станки для резки и гнутья арматуры должны соответствовать классу и диаметру стали, машины для стыковой сварки выбирают по диаметру стыкуемых стержней, сварочные машины для сеток выбирают исходя из требуемой ширины изделий и диаметра свариваемых прутков.

5 Помимо основного производят также выборку дополнительного оборудования технологических линий: тележки и подъёмно-транспортное оборудование, кондукторы, стеллажи, бункера, установки для упрочнения стали, высадки головок, устройства для резки, доработки и гибки сеток и каркасов.

6 Часовая потребность комплектов арматурных элементов определяется в зависимости от годового выпуска соответствующих изделий формовочным цехом:

Пч = Пг/(Вр.V)

где Пг – годовой объём выпуска однотипных железобетонных изделий м³/год,

Вр – расчётный фонд рабочего времени, час,

V – объём одновременно формуемых изделий, м³.

Часовой объём работ по каждому виду станков и машин для всех арматурных элементов рассчитывается с учётом часовой потребности в соответствующих арматурных элементах.

7 Рассчитывается необходимое количество однотипного оборудования для выполнения определённой операции:

q = Qчас/Порг,

где Qчас – часовая потребность в данной операции.

При расчёте потребности основного технологического оборудования необходимо знать организационную производительность машин (Порг), которая определяется по общим затратам времени на выполнение основных машинных и вспомогательных ручных операций (поднести арматурную заготовку, разметить, установить в машину и др.) элементного процесса:

Порг= Пмаш.Корг,

где Пмаш – машинная (указана в паспортной характеристике машины) производительность, шт., м², пог.м и др.

Корг – коэффициент организации процесса, зависит от уровня механизации и автоматизации операций процесса. Этот коэффициент принимают:

Для правильно отрезных станков = 0,7, для стыкосварочных и многоэлектродных автоматизированных линий = 0,85, для мноргоэлектродных не автоматизированных линий = 0,75, для одноэлектродных сварочных станков = 0,25.

8 Принимается компановочная схема арматурного цеха, которая зависит от вида железобетонных изделий и, главным образом, от объёма производства. Арматурное производство может располагаться на участве формовочного цеха при небольшой производительности, или в одном из пролётов формовочного цеха, или перпендикулярно пролётам формовочного цеха в примыкающем или отдельно стоящем здании.

Независимо от компоновочной схемы арматурного цеха станки и машины в нём устанавливаются в технологической последовательности. Для размещения технологических запасов стали и полуфабрикатов предусматриваются площадки, стеллажи и др. Отдельные посты связываются какими либо транспортными средствами: рольгангами, транспортёрами, кран балками и др.

9 Определяются основные технико-экономические показатели проектируемого производства арматурных изделий:

· Годовая производительность, т, пог. м, и др.,

· Состав основных и вспомогательных рабочих (до 25% от общего состава),

· Выработка на одного рабочего,

· Трудоёмкость изготовления 1т арматурных изделий, чел.час,

· Съём изделий с 1м² производственной площади в год, т/м²,

· Себестоимость изготовления 1 т арматурных изделий, руб.

Эффективность арматурного производства определяется многими факторами: унификацией арматурных изделий, специализацией технологических линий, концентрацией производства. Специализированные автоматизированные линии наиболее эффективны при полном использовании их производительности.

2.7 Установка арматуры и закладных деталей в форму (опалубку) –ответственная операция, от качества выполнения которой зависят прочность и долговечность железобетонных конструкций. Арматура и закладные детали должны занимать строго проектное положение в железобетонных конструкциях. Расстояние между арматурными элементами должно обеспечить проход и уплотнение бетонной смеси при формовании изделий. Необходимо также обеспечить хорошее сцепление арматуры с бетоном, правильно назначить тощину защитного слоя бетона.

Защитный слой бетона в железобетонных конструкциях создаётся размещением арматуры на некотором удалении от поверхности жби и необходим для:

· Совместной работы арматуры с бетоном на всех стадиях изготовления, монтажа и эксплуатации,

· Защиты арматуры от внешних воздействий: высокой температуры, влаги, агрессивной среды.

Требования к толщине защитного слоя (ТЗС) бетона устанавливается в зависимости от класса и диаметра арматуры, размеров сечения элемента, вида и класса бетона, условий работы жбк.

Для продольной ненапрягаемой арматуры или напрягаемой на упоры ТЗС бетона должна быть не менее диаметра стержня или каната, в плитах и стенках толщиной до 100 мм – 10 мм, а более 100 мм, а также в балках высотой менее 250 мм – 15 мм, в балках высотой не менее 250 мм – 20 мм, в сборных фундаметах – 30 мм.

Толщина защитного слоя бетона у концов продольной напрягаемой арматуры на участке передачи усилий с арматуры на бетон должна быть не менее 2 диаметров арматурных канатов или стержней из стали классов А-1У, Ат-1У, и не менее 3 диаметров для стержневой арматуры классов А-У, Ат-У, А-У1, Ат-У1. причём ТЗС бетона на этом участке длины железобетонного элемента принимают не менее 40 мм для стержневой арматуры всех классов и не менее 20 мм для арматурных канатов. Защитный слой бетона при наличии стальных опорных деталей допускается у концов железобетонных конструкций принимать такой же толщины, как и для сечения в пролёте.

Расстояние от концов продольной ненапрягаемой арматуры до торца элементов должна быть не менее 10 мм, а для сборных конструкций большой длины (плит более 12 м, ригелей более 9 м, колонн более 18 м) – не менее 15 мм.

Минимальную ТЗС бетона для поперечных стержней каркасов и хомутов при высоте сечения элемента до 250 мм принимают 10 мм, при высоте сечения не менее 250 мм – 15 мм.

При эксплуатации железобетонных конструкций в агрессивных условиях повышается водонепроницаемость бетона и ТЗС (табл 20,21).

Таблица 20

Требования к толщине защитного слоя бетона (ТЗС) при воздействии жидких агрессивных сред.

Степень агрессивности среды	Категория жбк по трещиностойкости и предельная ширина раскрытия трещин мм для стали групп	ТЗС, мм, не менее	Марки бетона по водонепро-ницаемости для стали групп
Слабая					W4	W6	W6
Средняя					W6	W6	W8
Сильная			Не допу-скается		W6	W8	-

Примечания: 1. Под чертой – допускаемая ширина кратковременного раскрытия трещин, в скобках – продолжительного,

2 – ** Сталь класса Ат-ШС не допускается к применению.

Таблица 21.

Требования к ТЗС и водонепроницаемости бетона при действии твёрдых и газообразных агрессивных сред