7.2. Арматурные работы

Известно, что бетон, как материал конструкции плохо сопротивляется растягивающим напряжениям, которые возникают в конструкциях неизбежно. Для восприятия растягивающих напряжений используют арматуру из материалов, хорошо сопротивляющихся растяжению.

В качестве таких материалов используют в первую очередь сталь и в ограниченных размерах – неметаллическую арматуру. Надо кстати заметить, что иногда в тяжелонагруженных конструкциях, особенно при невозможности увеличивать размер их сечений, арматура воспринимает также и сжимающие усилия.

В качестве материала неметаллической арматуры используются стеклопластиковые прутья для стержневого армирования и рубленое синтетическое или асбестовое волокна при дисперсном армировании. Эти материалы прочны, не подвержены коррозии, но некоторые их свойства делают проблематичным их массовое использование для армирования бетона.

Исключение – асбестоцементные конструкции. Особенно незначителен опыт использования неметаллической арматуры в построечных условиях, которые рассматриваются в настоящем разделе курса. Поэтому пока исключим неметаллическую арматуру из нашего рассмотрения.

Стальная арматура может быть использована для:

линейного армирования – отдельными прутьями, арматурными прядями, канатами, отдельными проволоками и проволочными пучками;

плоского армирования – плоскими арматурными каркасами или сетками;

объемного армирования – объемными арматурными каркасами;

дисперсного армирования – рубленой проволокой диаметром до 2,5 мм.

При изготовлении железобетонных конструкций применяют отдельные арматурные изделия – закладные детали и монтажные элементы.

Для армирования железобетонных конструкций применяется арматура, отвечающая требованиям одного из следующих нормативов: СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции (старая НТД) или ГОСТ 10884-94 (новая НТД).

Согласно СНиП используется:

- стержневая арматурная сталь горячекатаная гладкая класса A-I;

- стержневая арматурная сталь горячекатаная периодического профиля классов A-I,A-II,A-III,A-IV,A-Vи А-VI;

- стержневая арматурная сталь термически и термомеханически упрочненная периодического профиля классов Aт-IIIС,Aт-IV,Aт-IVС,Aт-IVК,Aт-VAт-VAт-VКAт-VСКAт-VС, Ат-VIК,Aт-VII;

- арматурная холоднотянутая проволока обыкновенная периодического профиля класса Вр-I;

- арматурная холоднотянутая проволока высокопрочная гладкая класса В-II;

- арматурная холоднотянутая проволока высокопрочная периодического профиля класса Вр-II;

- арматурные канаты спиральные семипроволочные класса К-7;

- арматурные канаты спиральные девятнадцатипроволочные класса К-19.

Допускается применять также арматуру других видов, в том числе после упрочнения вытяжкой на предприятиях стройиндустрии, класса А-IIIв.

В обозначении классов термически и термохимически упрочненной стержневой арматуры с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением добавляется буква «К», к свариваемой – буква «С».

В обозначении горячекатаной стержневой арматуры буква «в» употребляется для арматуры, упрочненной вытяжкой, а буква «с» – для арматуры специального назначения.

Сталь арматурную термохимически упрочненную, изготавливаемую по межгосударственному стандарту, также подразделяют на классы в зависимости от механических свойств и эксплуатационных характеристик. Арматурную сталь изготавливают классов Ат400С, Ат500С, Ат600, Ат600С, Ат600К, Ат800, Ат800К, Ат1000, Ат100К, и Ат1200.

Классам арматурной стали по ГОСТ 10884-94 соответствуют следующие обозначении по СНиП 2.03.01-84: Ат400С – А-I, Ат500С – А-II, Ат600 – Ат-IV, Ат600С – Ат-IVС, Ат600К – Ат-IVК, Ат800 – Ат-V, Ат800К – Ат-VК, Ат1000 – Ат-VI, Ат1000К – Ат-VIК, Ат1200 – Ат-VI.

Арматурную сталь изготавливают с периодическим профилем согласно ГОСТ. Она представляет собой круглые стержни с двумя продольными ребрами или без них и с расположенными под углом к продольной оси стержня поперечными серповидными ребрами, идущими по многозаходной винтовой линии, имеющей на сторонах профиля разное направление. Профилирование арматуры осуществляется с целью увеличения сцепления ее с бетоном в конструкции.

Холоднотянутая арматура – проволока, упрочняемая в процессе протяжки через фильеры за счет получения наклепа, предел прочности такой арматуры зависит от ее диаметра – чем он меньше, тем выше предел прочности.

Для закладных деталей используется лист, прокатный профиль.

Заводами изготавливаются рулонные и тканые сетки.

В соответствии с требованиями ГОСТа арматурную сталь диаметром 10 мм и более изготавливают в виде стержней длины, оговоренной в заказе.

Арматурная сталь диаметром 6 и 8 мм поставляют в бухтах, что также допускается для стали классов Ат400С, Ат500С и Ат600С диаметром 10 мм.

Стержни изготавливают мерной длины от 5,3 до 13,5 м. Допускается изготовление стержней мерной длины до 26 м по требованию потребителя. Стержни упаковывают в связки массой до 10 т, перевязанные проволокой, по требованию потребителя – до 3 т. При поставке стали диаметром 5-8 мм в бухтах, каждая бухта должна состоять из одного отрезка арматурной стали, масса бухты – до 3 т.

Все арматурные работы можно объединить в две группы: предварительное изготовление арматурных элементов и установка их в проектное положение. Изготовление арматурных элементов производится, как правило, в заводских условиях централизованно и включает работы подготовительные и сборочные.

В состав подготовительных работ входят очистка, правка, резка, гнутье.

Очистка, правка и резка на нужные размеры арматуры, поставляемой в бухтах, осуществляется на правильно-отрезных станках. Арматура из пачек режется арматурными ножницами различных конструкций. Гнутье арматурных заготовок осуществляется гибочными станками различных конструкций, начиная от ручных и заканчивая станками с компьютерным управлением.

При подготовке арматуры к сборке желательно пользоваться безотходными технологиями – из отдельных прутьев сваривается бесконечная плеть на стыкосварочной машине, а затем от нее отрезаются заготовки необходимых размеров.

Сборочные работы – это сборка плоских сеток и каркасов и сварка закладных деталей. Сетки и каркасы варятся контактной сваркой на одноточечных и многоточечных сварочных станках. Закладные детали – дуговой сваркой или контактной под слоем флюса.

На строительной площадке производится укрупнительная сборка арматурных элементов и подготовка арматуры, монтируемой отдельными стержнями, устанавливают (монтируют) арматурные блоки, пространственные каркасы, сетки, стержни, соединяют монтажные единицы в проектное положение в единую армоконструкцию.

При установке арматуры в опалубку особое внимание необходимо уделять обеспечению проектной толщины защитного слоя арматуры, для чего используются подкладки бетонные или проволочные (лягушки), металлические или пластмассовые фиксаторы (Рис. 7.5, 7.6). Стальные фиксаторы в виде удлиненных стержней и скобок выходя на поверхность бетона и поэтому коррозируют. Пластмассовые подвержены старению, деформируются под нагрузкой, что приводит к образованию трещин.

Рис. 7.5. «Лягушка» и «козелок» для обеспечения защитного слоя бетона

в перекрытиях:

а — «лягушка», для обеспечении защитного слоя нижней арматурной сетки;

б — «коэелки», для обеспечении защитного слоя верхней арматурной сетки

Рис. 7.6. Способы обеспечения защитного слоя арматуры:

а, б – в балках и ребрах плит при помощи упоров; в — в балках посредством бетонной подкладки с проволочной скруткой; г — бетонной пробкой с пружинной скобой;

д — упругим пластмассовым фиксатором; е — металлическими штампованными подставками

Этих недостатков лишены растворные фиксаторы, но они при вибрации могут менять положение, вызывая нарушение толщины защитного слоя.

Армирование предварительно напряженных конструкций производится либо с натяжением арматуры на бетон, либо на форму (электротермическое или механическое с использованием домкратов, гаек, зажимов различных конструкций).

Одним из видов предварительного напряжения арматуры является непрерывное армирование арматурной проволокой или проволочными прядями с помощью навивочных машин.