Электротермическое натяжение

Сущность этого метода заключается в следующем: арматурные стержни с анкерами на концах на специальных установках (рис. 6) нагреваются электрическим током до требуемого удлинения и фиксируются в жестких упорах форм или поддонов. При остывании в арматуре возникают напряжения, которые затем передаются на затвердевший бетон.

Рисунок 6. Установка для электронагрева стержней: 1 – неподвижная опора; 2 – подвижная опора; 3 – промежуточная опора; 4 – стрелка; 5 – конечный выключатель; 6 – шкаф; 7 – пневмоцилиндры; 8 – токопроводящие губки; 9 – прижимные губки; 10 – тележка; 11 – пружины; 12 – стержни.

Для большинства арматурных сталей рекомендуемая температура нагрева составляет 400 ºС, а продолжительность нагрева от 0,5 до 10 мин.

Контроль за натяжением арматуры заключается в измерении расстояний между упорами форм, длиной заготовляемых стержней и фактическим удлинением. А также, непосредственным определением напряжения с помощью приборов.

Задача. Определить величину удлинения арматурных стержней многопустотных настилов длиной 5,9 м и необходимую температуру их нагрева.

Исходные данные: в соответствии с чертежами на изделие величина предварительного напряжения арматуры должна находиться в пределах: σ_мин = 320 МПа, σ_макс = 520 МПа. Расстояние между упорами формы 6100 мм.

Решение.

1. Определение требуемой величины удлинения.

По заданным величинам σ_мин и σ_макс вычисляется минимальное и максимальное удлинение арматуры по формулам:

Δl_мин = (σ_мин /Е) · l_уп ; Δl_макс = (σ_макс /Е) · l_уп ,

где l_уп – расстояние между упорами, мм;

Е - модуль упругости стали, Е = 2 · 10⁵ МПа.

Величину Δl_т следует задавать с учетом технологических допусков, податливости форм и имеющегося производственного опыта. Для первой проверки принимается Δl_т = 0,3 l_мин + 0,7 l_макс . Затем эта величина уточняется и корректируется в производственных условиях.

Δl_мин = (320 / 2·10⁵) · 6100 = 9,8 мм;

Δl_макс = (520 / 2·10⁵) · 6100 = 15,9 мм;

Δl_т = 0,3 · 9,8 + 0,7 · 15,9 = 14,1 мм.

2. Определение температуры нагрева стержней.

Температура нагрева арматурных стержней зависит от величины удлинения при нагреве и длины нагреваемой части стержня. При подсчете последней длина каждого из холодных концов применяется равной 0,6 м. Для того чтобы арматурные стержни можно было уложить в упоры, их нужно удлинить нагревом на величину несколько большую, чем принятая величина технологического удлинения. Этот избыток Δl_т¹ рекомендуется принимать равным от 2 до 4 мм.

Температура нагрева стержней Т_н.с. определяется по формуле:

Т_н.с. = (Δl_т + Δl_т¹) / l_т λ + Т_ср, °С,

где l_т – длина нагреваемого участка стержня, мм;

λ – коэффициент температурного удлинения стали, принимается

равным 0,000013;

Т_ср – температура окружающей среды, °С.

Находим длину нагреваемого участка:

l_т = 6100 – 2 · 600 = 4900 мм.

Принимаем дополнительное удлинение при нагреве Δl_т¹ равным 3 мм.

Рассчитываем требуемую температуру нагрева стержня:

Т_н.с. = (14,1 + 3) / (4900 · 0,000013) + 18 = 286 °С.

Таким образом, стержень надо нагреть с 18 до 286 °С, или на

268 °С.