Строительные машины и оборудование, справочник





Основные сведения об арматуре и ее механической обработке

Категория:
   Производство бетонных и железобетонных изделий



Основные сведения об арматуре и ее механической обработке

Бетон хорошо работает на сжатие, но имеет плохую сопротивляемость растяжению и изгибу. Поэтому конструкции, работающие на растяжение и изгиб, изготовляют из армированного бетона — железобетона. В зонах конструкции, подверженных растяжению и изгибу, укладывают стальную арматуру, хорошо сопротивляющуюся растягивающим и изгибающим усилиям. Так, например, при нагружении железобетонной балки (или плиты) в верхней зоне появляются напряжения сжатия, а в нижней — напряжения растяжения. Отвердевшая бетонная смесь надежно сцепляется с арматурой, и изделие при его нагружении работает как одно целое.

Несущая способность железобетонных изделий (конструкций) определяется с учетом предельных состояний: в бетоне — по пределу прочности на растяжение, а в стальной арматуре — по пределу текучести.

При достаточно большом нагружении железобетонного изделия напряжение растяжения бетона в нижней его зоне может оказаться больше его предела прочности, а величина напряжения в арматуре меньше предела текучести. В этом случае в нижней (растянутой) зоне могут появиться трещины. С ростом нагрузки эти трещины увеличиваются, нарушается сцепление бетона с арматурой и изделие оказывается негодным к эксплуатации, несмотря на то, что растягивающие напряжения в арматуре не достигли предела текучести. При появлении трещин в результате воздействия атмосферной воды арматура корродирует. Основное требование, предъявляемое к железобетонным изделиям, — прочное сцепление бетона с арматурой. Прочностные свойства стальной арматуры используются более полно при применении арматуры периодического профиля, сварных сеток, каркасов.

Весьма эффективным методом повышения прочности и трещино-стойкости железобетонных изделий является предварительное напряжение арматуры. Благодаря сжатию в изделии создается внутреннее напряженное состояние и бетон освобождается от не свойственных ему деформаций растяжения. Величина предварительного обжатия изделий 50—60 кгс/см2 и для напорных труб 100— 120 кгс/см2.

Величина натяжения арматуры должна находиться в пределах упругих деформаций арматурной стали. Для обычных сталей она не должна превышать 85—90% предела текучести и для углеродистых сталей (не имеющих достаточно выраженной площадки текучести) 65—75% предела прочности на разрыв.

Преднапряженные железобетонные изделия по сравнению с обычными имеют преимущества: исключается появление трещин в растянутой зоне бетона, более рационально используются высокопрочные стали и бетоны, повышается жесткость самого изделия.

При производстве сборных и сборно-монолитных железобетонных изделий и конструкций применяют всевозможные закладные и накладные детали. Эти детали весьма ответственны, так как через них передаются нагрузки — они работают в местах соединений (стыках) и подвержены действию воды, сейсмических нагрузок и т. п.

В большинстве случаев закладные детали являются соединением плоских элементов проката со стержнями (прямыми или изогнутыми), закладываемыми в бетон.

Арматурную сталь, применяемую для обычных и преднапряжен-ных железобетонных изделий (конструкций), классифицируют по следующим признакам: – по технологии изготовления — на стержневую, получаемую способом горячей прокатки, и проволочную, изготовляемую волочением стали в холодном состоянии; – по профилю — на гладкую и периодического профиля (сечения); – по условиям применения — на обычную и напрягаемую.

Арматурную сталь диаметром менее 10 мм поставляют в мотках, а диаметром свыше 10 мм в пачках. Длина прутков в пачках обычно 6—12 м и по отдельным заказам — до 25 м.

В последнее время нашла применение неметаллическая арматура — стеклопластиковые стержни и плоские ленты, состоящие из параллельно собранных стеклянных волокон, связанных полимерами (эпоксидными, фенольными и др.). Временное сопротивление разрыву такой арматуры составляет 15 000 кгс/см2, а относительное удлинение к моменту разрушения — 2,5—3%.

Стержневую арматуру подразделяют на горячекатаную, которая не подвергается упрочнению, упрочненную вытяжкой в холодном состоянии и термически упрочненную.

Проволочную арматуру подразделяют на арматурную проволоку и проволочные изделия. Различают обыкновенную (низкоуглеро-дистую) и высокопрочную (углеродистую) арматурную проволоку.

Проволоку обоих видов изготовляют как гладкой, так и периодического рифления.

Проволочные изделия подразделяют на арматурные пряди (две и более проволок), имеющие правую свивку, арматурные канаты, сварные и тканые арматурные сетки. Арматурные (проволочные) канаты скручены из нескольких прядей. Канаты имеют левую свивку.

Известно, что прочность стали зависит от ее химического состава, т. е. содержания углерода и легирующих добавок. С повышением содержания углерода значительно возрастают ее временное сопротивление разрыву, а также (в меньшей степени) предел текучести. Одновременно с этим ухудшаются пластичность и свариваемость стали.

Прочностные характеристики уже изготовленных арматурных сталей можно улучшить механическим упрочнением в холодном состоянии (вытяжкой, волочением и сплющиванием) или термическим упрочнением.

При механическом упрочнении арматурной стали повышается ее предел упругости, а тем самым и допускаемое напряжение арматуры, благодаря чему арматурную сталь можно более эффективно использовать в железобетонном изделии.

Под влиянием механического упрочнения стали в холодном состоянии в сечении прутка (стержня) создаются напряжения, превышающие предел текучести стали. Вследствие пластических деформаций изменяются механические свойства металла (явления «наклепа»), так как после прекращения механического воздействия структура металла не восстанавливается и металл приобретает новые механические свойства. После упрочнения предел текучести повышается, а показатели пластических свойств несколько снижаются.

Для механического упрочнения вытяжкой применяют специальные механические или гидравлические установки. Величина вытяжки определяется в зависимости от класса арматурной стали и колеблется в пределах 3,5—5,5%.

Для механического упрочнения волочением используют волочильные станки. Волочение заключается в протягивании арматурной стали через калибровочное очко — фильеру («волоку»); при этом поперечное сечение арматуры уменьшается, появляются пластические деформации и металл получает наклеп. Упрочненную волочением арматурную сталь (проволоку) называют холоднотянутой.

Рис. 4-1. Виды арматурной стали
а, б — горячекатаной периодического профиля; в — высокопрочной арматурной проволоки периодического рифления

Для механического упрочнения сплющиванием служат специальные прокатные станы с профилированными валками, при этом арматурная сталь не только упрочняется, но приобретает периодический профиль, что улучшает условия сцепления ее с бетоном.

Термическое упрочнение арматурной стали состоит в нагреве ее до необходимой температуры, в последующем отпуске и медленном охлаждении. Этому виду упрочнения можно подвергать углеродистые и низколегированные стали. Для термического упрочнения (нагрева) используют специальные установки, в которых применяется электрический ток.

Поступающая на заводы сборного железобетона арматурная сталь проходит механическую обработку: правку, чистку, резку, гнутье и холодное упрочнение.

Арматурная сталь, поступающая на завод в бухтах, на станках-автоматах разматывается, правится и режется на отдельные стержни требуемой длины.

Станок для правки и резки арматурной стали состоит из механизмов правки, подачи, резания и приемно-отмеривающего устройства. Арматурная сталь (проволока диаметром до 12 мм) с бухты поступает в устройство для правки (барабан), приводимое в движение электродвигателем через клиноременную передачу. В устройстве для правки проволока выпрямляется. Проволока подается тянущими роликами, а режется во время ее движения ножами, закрепленными на режущих роликах.

Тянущие и режущие ролики получают движение от одного электродвигателя. При движении по лотку проволока упирается в передвижной стержень электровыключателя, замыкает контакты цепи привода ножей. При быстром повороте режущих роликов ножи режут проволоку на требуемый размер. Прутки падают в приемный лоток, откуда их забирают вручную. Позиция — электропитание привода ножей.

На рис. 4-2, б приведена схема механизма правки и резки (барабан для правки), тянущих роликов и режущих ножей. Тянущими роликами арматурная сталь протягивается через вращающийся барабан для правки. Длина отрезаемого прутка регулируется передвижным упором 15, который электрически соединен с механизмом включения режущих роликов 6. Скорости подачи арматурной стали и режущих роликов 6 согласованы между собой.

На станках правки и резки другой модификации длина отрезаемых прутков отмеряется катящимся по арматуре роликом, связанным специальным устройством с муфтой включения режущих роликов с ножами.

Барабан для правки (рис. 4-2, в) представляет собой цилиндрический корпус, в котором имеются центральное (осевое) и десять радиальных отверстий с плашками и регулирующими пробками с резьбой. В торцах корпуса вмонтированы направляющие втулки. Плашки не только правят проволоку, но и очищают ее от окалины и коррозии. Барабан для правки имеет шкив для клиноременной передачи и вращается со скоростью 1200— 3000 об/мин.

Рис. 4-2. Принципиальная схема станка для правки и резки
а — схема станка; б — схема механизма правки и резки; в — барабан для правки

В некоторых конструкциях станков устройство для правки состоит из семи пар роликов, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и при протягивании между ними арматурной стали она изгибается и выправляется.

Для чистки арматурной стали применяют специальный ротор с металлическими щетками, установленный между тянущими роликами. Прутковая арматура диаметром свыше 12 мм и до 40 мм обычно правится и чистится вручную или на станках с металлическими щетками.

Кроме рассмотренного станка для резки арматурной стали применяют ручные (для стали диаметром до 20 мм) и приводные (для стали диаметром до 40 мм) станки. Используют также пресс-ножницы и станки с гидравлическим управлением (для стали диаметром 40— 70 мм).

Резка высокопрочной проволоки осуществляется на автоматической установке, состоящей из механизма подачи проволоки, двух столов (правого и левого) с механизмами резки, гидропривода и электрооборудования. Проволока подается вращающимися роликами. В момент нажима конца проволоки на рычаг конечного выключателя она отрезается одновременно с двух концов; после сброса прутка цикл повторяется.

Гнутье арматурной стали заключается в отгибе арматурных стержней, гибке крюков, хомутов, спиралей и т. д., а также в гибке сварных сеток, навивке спиралей и т. д.

Станки для гнутья стержней сконструированы примерно по одной схеме, которая представлена на рис. IV-3. На рабочем диске закреплены центральный палец и гибочный ролик. Упорный ролик закреплен неподвижно на станине станка. Рабочий диск может поворачиваться в обе стороны (вправо и влево). Для гибки стержень закладывается между центральным пальцем и роликами. (Ролик и конец стержня показаны пунктиром.) При повороте рабочего диска стержень роликом загибается вокруг центрального пальца.

Станок приводится в движение от электродвигателя через трех-кнопочный выключатель («вперед», «стоп» и «назад»).

Рис. 4-3. Схема станка для гнутья стержней

Мощные станки для гнутья арматуры диаметром соответственно до 70 и 90 мм имеют автоматизированное управление, обеспечивающее остановку рабочего диска по достижении требуемого угла загиба. При снятии готового изделия рабочий диск автоматически возвращается в исходное положение.

Закладные и накладные детали в зависимости от конструкции необходимо подвергать механической обработке, например нарезке пластин или стержней, сверлению или пробиванию отверстий в пластинах, гнутью стержней, приварке. Эти детали должны иметь антикоррозионное покрытие, которое наносят распылением (металлизацией) расплавленного цинка и алюминия, горячим цинкованием и гальванизацией.


Читать далее:

Категория: - Производство бетонных и железобетонных изделий





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины