4.2. Армирование железобетонных изделий

Важнейшим достоинством железобетонных конструкций по сравнению с бетонными является способность воспринимать не только значительные нагрузки на сжатие, но и эффективно работать в конструкциях, подвергаемых изгибу. При низкой проч­ности на изгиб бетонная балка, уложенная на две опоры, может разрушиться под действием собственной силы тяжести, если в ней отсутствует арматурный элемент, хорошо воспринимающий растя­гивающие усилия.

В железобетоне применяют стальные арматурные элементы, что связано с идеальной способностью совместной работы бетона и стали в единой конструкции. В зависимости от условий работы железобетонных конструкций они подвергаются различным сжи­мающим и растягивающим воздействиям. В определенных усло­виях, особенно в длинных железобетонных конструкциях, спо­собность арматурной стали просто воспринимать растягивающие усилия оказывается уже недостаточной, так как при значитель­ном удлинении арматуры в бетоне образуются микротрещины и теряются защитные свойства бетона по предотвращению корро­зии арматуры. Чтобы исключить этот недостаток и повысить эффективность совместной работы стальной арматуры и бетона, применяют напряженно-армированные конструкции, в которых бетон под действием натянутой арматуры находится в сжатом состоянии, предотвращающим трещинообразование при значи­тельных изгибающих нагрузках.

По сравнению с ненапряженно-армированными конструк­циями, увеличивая прочность бетона и арматуры, можно значи­тельно повысить эффективность работы напряженно-армированных конструкций, так как их разрушение происходит при до­стижении предела прочности бетона на сжатие в сжатой зоне или предела текучести растянутой арматуры.

Процесс изготовления напряженно-армированных конструк­ций является более трудоемким. В практике производства сборного железобетона получили распространение как напряженно-армированные, так и ненапряженно-армированные конструкции.

В качестве арматурных элементов для сборного железобетона применяют: сетки, плоские и объемные каркасы, закладные детали, а также проволоку, стержни, проволочные пучки, канаты, струнопакеты. Для изготовления арматурных элементов исполь­зуют горячекатаные стержни и холоднотянутую и горячекатаную проволоку гладкого и периодического профиля.

Рис. 4.1. Арматурная сталь:

а — стержневая периодического профиля класса A-II…A-V; б — круглая гладкая проволока классов A-I, B-I, B-II; в -проволока периодического профиля клас­сов Bp-I, Bp-II; e — прядевая арматура; д — трехпрядевый канат.

Стержневая сталь может быть упрочненной. На заводы сбор­ного железобетона поступают с металлургических предприятий стержневая и проволочная сталь диаметром 6 мм и более в прут­ках длиной 6—12 м и сталь диаметром до 10 мм в мотках (бухтах). В зависимости от механических свойств стержневую арматурную сталь разделяют на пять классов (A-I ... A-V). Кроме того, вы­пускают термически упрочненную сталь четырех классов (Ат-IV— Ат-VII) и специальную сталь (Ас-П) для работы в условиях низких температур. Предел текучести для стали A-I составляет 235 МПа, для стали A-V -- 785 МПа, соответственно временное сопротивление разрыву — 373 и 1030 МПа.

Стальная проволока выпускается промышленностью для ар­мирования как обычных (классы B-I и Вр-I), так и напряженно-армированных конструкций (классы В-П и Вр-П). Стальные канаты изготовляют также нескольких марок. Внешний вид арматуры показан на рис. 4.1. Наряду с поставками стержне­вой, проволочной и канатной арматуры промышленность цен­трализованно поставляет заводам ЖБИ также некоторые виды сеток и каркасов ограниченного ассортимента. В последние годы все большее распространение получает бетон, армированный волокнистой арматурой в виде металлической проволоки диаметром 0,3—1,6 мм, длиной 36—192 мм. Такой бетон получил название фибробетона, а арматура—название фибры. Получает распространение и неметаллическая арматура в виде жгутов из стекловолокна или в виде стеклопластиковой проволоки, лент и стержней. Бетон, армированный неметалличе­ской арматурой, получил название армобетона. Неметаллические волокна можно применять и в фибробетоне.

4.1. Принципы, определяющие выбор оборудования для изготовления арматуры и армирования

Арматуру железобетонных конструкций разделяют на рабо­чую, предназначенную для восприятия растягивающих усилий; распределительную, фиксирующую отдельные элементы арматуры на заданном расстоянии, а также способствующую равномерному распределению усилий в бетоне, и монтажную, используемую для подъема и соединения изделий между собой.

В табл. 4.1 приведены конструктивные и технологические принципы, определяющие выбор оборудования для изготовления арматурных элементов и армирования конструкций.

Принято разделять оборудование на две основные группы: оборудование для ненапряженного армирования и оборудование для напряженного армирования.