10.5. Технология армирования конструкций
Стальная арматура воспринимает растягивающие усилия, возникающие в строительных конструкциях, так как бетон хорошо работает лишь на сжатие (рис. 10.5). Сталь – материал дорогой, но его доля в конструкции составляет лишь 1…3 % (по объему).
Рис. 10.5. Схема работы балки при изгибе под нагрузкой: а – бетонной; б –железобетонной
Сталь в виде проволоки диаметром 3…10 мм и в виде арматурных стержней (прутков) диаметром 10…40 мм: гладкая или с выступами (периодического профиля) (рис. 10.7).
Для монолитного железобетона используется арматурная сталь классов А-I...А-IV (табл. 10.1). По мере повышения класса прочность стали возрастает примерно в два раза, в то же время стоимость увеличивается лишь на 50…75 %. Поэтому эффективно использовать стали высоких классов. Из арматурной стали изготавливают арматурные изделия: отдельные стержни, каркасы, сетки (рис. 10.8).
Изготовление. Производится, как правило, на заводах или арматурных цехах, оснащенных высокопроизводительным стационарным оборудованием: машинами для резки, для гибки прутков; сварочными автоматами и полуавтоматами, в т. ч. многоточечными (рис.10.6), а также мощными подъемно транспортными механизмами.
Процесс включает: разметку прутков или проволоки; резку по размеру; гнутье элементов (при необходимости); сборку арматурных изделий. Готовые арматурные изделия комплектуются по видам конструкций и отгружаются на объект.
В отдельных случаях: при малом объеме работ, стесненных условиях, больших габаритах изделий, удаленности завода, а также при экономической целесообразности изготовление арматурных изделий ведут на стройплощадке. Особенности: резка стали ведется огневым способом; соединение стержней выполняется ручной электроду го вой сваркой или с использованием вязальной проволокой (диаметром 1…1,5 мм). Данные соединения не являются рабочими, а служат лишь для предотвращения смещения отдельных стержней при перевозке и во время укладки бетонной смеси.
Установка. Доставленные на объект арматурные изделия устанавливают в проектное положение вручную или с помощью монтажного крана и надежно раскрепляют (рис. 10.9, 10.10). Одновременно в проектное положение устанавливают закладные детали в виде пластинок, скоб, болтов, которые необходимы для соединения – будущей конструкции с другими элементами. После соответствующей проверки все это сдается по акту.
Рис. 7.9. Установка каркасов вручную: а – подача; б – установка
Рис. 10.10. Установка арматурных изделий краном: а – подача; б – установка; 1 – сетка; 2 – каркас; 3 – траверсы; 4 – строп; 5 – кран; 6 – расчалка
Рис. 7.8. Виды арматурных изделий: а – арматурные стержни; б – плоский каркас; в – пространственный каркас; г – арматурные сетки: I – плоская; II – рулонная; 1 – рабочие стержни; 2 – хомуты
10.6. Бетонирование конструкций
10.6.1. Технологические характеристики бетонной смеси.
Подвижность (осадка стандартного конуса, см):
– жесткая 0...3 см;
– подвижная 3...12 см;
– литая 14...20 см.
Следует учесть, что чем выше подвижность бетонной смеси, тем легче и быстрее можно её уложить и уплотнить, однако сама смесь становится значительно дороже (больше расход цемента).
Крупность щебня (зерновой состав):
– 5...10 мм; 10...20 мм; 20...40 мм; 40...70 мм;
Следует учесть, что чем мельче фракция щебня, тем легче и быстрее можно уложить и уплотнить бетонную смесь, однако сам щебень становится значительно дороже (больше затрат на его дробление).
Вид заполнителя:
– щебень известковый, кирпичный, гранитный;
– гравий.
Время схватывания:
– 0,5…1,5 часа в зависимости от марки цемента и температуры смеси.
Приготовление бетонной смеси ведется на специальных бетонных заводах, на объектных растворно-бетонных установках (РБУ), на передвижных бетономешалках (миксерах), при малых объемах работ – на малогабаритных переносных бетономешалках, причем на заводах может приготовляться и отгружаться как готовая смесь, так и сухая бетонная смесь (без воды).
Доставка смеси на объект:
– доставить на объект к заданному времени;
– не допустить расслаивания смеси (щебень оседает на дно);
– не допустить потери воды (летом сильное высыхание);
– уложиться в определенное время (смесь схватывается через 0,5…1,5 часа).
Рис. 7.11. Автобетоносмеситель СБ-69; объем смеси – 2,5 м3
Эффективен для массивных конструкций простой формы, особенно заглубленных в грунт. Для усиления эффекта при приготовлении смеси используются цементы с повышенным тепловыделением.
Прогрев паром. Вокруг забетонированной конструкции устраивается «рубашка» из рубероида, деревянных или стальных щитов, под которую подается пар. Он обеспечивает необходимый прогрев и влажность (не высушивает бетон).
Электропрогрев внутренний: с помощью электродов. Тепло выделяется при прохождении электрического тока через сырую бетонную смесь (рис. 7.20). Наружный: тепло выделяется «греющей» опалубкой или греющими гибкими электрошнурами.
Бетонирование в «тепляках». Над бетонируемой конструкцией или частью ее устраивают легкое каркасное ограждение из брезента, пленки и т.п. (шатер) и под него подается теплый воздух или нагреватели ставятся внутри шатра. Под шатром бетонирование выполняется в обычных условиях.
В зависимости от задания тепляк может «работать» 3…16 суток, до набора бетоном 50 % проектной (расчетной) прочности или все расчетные 28 суток.
Рис. 10.20. Электропрогрев железобетонных конструкций при помощи стержневых электродов: 1, 2, 3 – стержневые электроды, присоединенные к фазам 1ф, 2ф, 3ф