Арматурная сталь и полуфабрикаты

Арматурную сталь делят на горяче­катаную стержневую и холоднотяну­тую проволочную. Для жесткой армату­ры применяют фасонный прокат. Стерж­ни и проволока могут иметь круглый гладкий и круглый периодический про­филь. Последний улучшает сцепление арматуры с бетоном (рис. VII. 11, а).

Механические характеристики — пре­дел текучести и предел прочности — определяют подразделение горячекатаной стержневой стали на несколько классов.

Стержни стали класса A-I имеют гладкий, а классов А-П, А-Ш, А-IV и A-V периодический профиль. Для отли­чия стержней разных марок по внешне­му виду Ст5 класса А-П имеет выступы

по трехзаходной винтовой линии с дву­мя продольными ребрами (рис. VII. 11, а), а сталь марок 25Г2С и 35ГС класса A-III и 20ХГ2Ц класса А-IV — высту­пы в виде «елочки». Концы стержней этой стали окрашивают красной краской. Букву «т» (например, Ат-П, Ат-Ш, Ат-IV, At-V, At-VI) ставят для обо­значения класса термически упрочнен­ной стали, а букву «в» — для стали, упрочненной вытяжкой (А-Шв, A-IVb). Концы стержней стали класса A-IV окрашивают красной, a A-V — зеленой краской.

Арматурная проволока бывает двух классов: B-I (холоднотянутая низкоуг­леродистая для ненапрягаемой армату­ры) и В-П (высокопрочная арматурная проволока, предназначенная для напря­гаемой арматуры). Если проволока име­ет периодический профиль (вмятины с двух противоположных сторон), к обо­значению добавляют букву «р», напри­мер Вр-П (рис. VII.11, г).

Для горячекатаной и термически упрочненной стали периодического про­филя номинальный диаметр равен диа­метру равновеликих по площади попе­речного сечения круглых гладких стер­жней; для стали, упрочненной вытяж­кой,— номинальному диаметру до вы­тяжки.

Заводы металлоизделий поставляют арматурные полуфабрикаты в виде ру­лонных и плоских сварных сеток (рис. VII. 11, б, в). Рабочую арматуру в ру­лонных сетках располагают в обоих или только в одном (продольном либо поперечном) направлениях. Ширина се­ток от 1400 до 2650, диаметр проволоки 3...5.5 мм. Плоские унифицированные сварные сетки изготовляют из стержней рабочей арматуры периодического про­филя диаметром 6... 16; 10...25 и 10... ...40 мм, расположенных в продольном, поперечном или в двух направлениях. Ширина сеток от 650 до 3050 мм, длина от 850 до 11250 мм. Для армоцементных конструкций изготовляются тканые сет­ки из проволоки диаметром 0,7... 1,6 мм. Рабочую ненапрягаемую арматуру из­готовляют преимущественно из стержней периодического профиля классов А-П и A-III. Проволока диаметром 3...8 мм идет на изготовление хомутов, сварных легких каркасов и сеток.

Арматурную сталь упрочняют воло­чением и вытяжкой, вызывающими плас­тические деформации и структурные из­менения, называемые наклепом или на-гартовкой. В результате пределы теку­чести и прочности стали повышаются, а показатели относительного удлинения (пластичности) снижаются.

Арматурную стержневую сталь в прут­ках поставляют в связках массой до 5 т, проволоку диаметром до 12 мм — в мотках по 80... 120 кг. Сталь принимают по заводским сертификатам, а поступив­шую без сертификатов подвергают кон­трольным испытаниям. Для этого из каждой партии отбирают два стержня и по два образца от пяти мотков проволо­ки. Кроме того, арматуру испытывают на свариваемость, изготовляя образцы таких сварных соединений, которые бу­дут применены в деле.

§3. Изготовление ненапрягаемой арматуры

Для обеспечения арматурой крупных строек, а также в пионерных условиях работы бывает экономически целесооб­разно создавать арматурно-сварочные мастерские со станками для правки и резки арматурной стали, для гибки ста­ли и сеток, с оборудованием для электро­сварки арматурной стали и для изготов­ления арматурных каркасов и сеток, а также сборки на монтажно-комплекто-вочных полигонах арматурных изделий.

Проволочную сталь перерабатывают на автоматических правильно-отрезных станках, производящих все операции — разматывание бухт проволоки, чистку, правку ее и одновременно резку на стержни мерной длины. В станках (рис. VII. 12, а) конец проволоки диаметром от 3 до 14 мм с бухты, помещенной на вертушке, пропускают через барабан и заправляют в тянущие ролики. Барабан имеет несколько эксцентрично укреплен­ных плашек, положение которых можно регулировать (рис. VII. 12, а, б). При вращении барабана проволока, которую тянут ролики, проходя между плашка­ми, изгибается в различных направле­ниях, очищается от окалины и выпрям­ляется. Мерные прутки режутся ножа­ми, срабатывающими в момент упора проволоки в электровключатель,

находящийся на приемном устройстве станка.

Стержневую арматуру правят на стан­ках или вручную, заводя ее между шты­рями правильной плиты. Одновременно с правкой стержни очищают приводны­ми щетками, насаженными на вал пе­реносного электроинструмента.

Выправленные стержни поступают на линию непрерывной безотходной свар­ки и резки или непосредственно на ста­нок для резки. При непрерывной свар­ке и резке (рис. VII. 12, в) стержни по­даются на приемный стеллаж, откуда по роликовому стенду передвигаются к губ­кам машины контактно-стыковой свар­ки. Двигаясь плетью, стержни переме­щаются на роликовые столы до упора, а затем подкатываются под пресс-нож­ницы, в станине которых имеется вырез, где расположен регулируемый упор с неподвижным ножом. В кулисном ме­ханизме станка закреплен выдвижной

нож, совершающий в процессе работы возвратно-поступательные движения. В момент его отхода в промежуток между ножами закладывают стержень, разре­заемый при возвратном ходе.

Станки рассчитаны на резку стержней из стали марки Ст5 диаметром до 70 мм или стержней меньшего диаметра из сталей более высоких марок.

режут по нескольку штук од­новременно — пакетом. Применяют так­же перемещаемые вручную ножницы с гидроприводом (рис. VII. 12, д). Для резки и правки арматурных сеток приме­няют специальные станки (рис. VII. 12, к).

На гибочном станке гнут крюки (анке­ры) на гладких стержнях, отгибы арма­турных стержней гладкого и периоди­ческого профиля, хомуты и спирали. Рабочим органом гибочного станка слу-

Рис. VII. 12. Изготовление арматуры:

а — схема правильно-отрезного станка; б — схема механизма правки и резш; в — схема рабочего места у стан­ка для резки и контактно-стыковой сварки арматуры; г — то же, для резки арматуры; д — передвижные руч­ные ножницы с гидроприводом; е — схема гнутья стержней на механическом станке; ж — то же, на ручном станке; к — установка для правки и резки рулонных сеток; 1 — бухта проволоки; 2 — правильный барабан с плашками; 3 — электродвигатель; 4 — тянущие ролики; 5 — режущие ролики; 6 — приемный лоток; 7 — упор с электровключателем; 8 — приемный лоток; 9 — станок для контактно-стыковой сварки; 10 — станок для резки стержней; // — нарезанные прутки арматуры; 12 — роликовый стол; 13 — упорный палец; 14 — рабочий диск; 15 — изгибаемая арматура; 16 — центральный ролик; П — гибочный ролик; 18 — держатель для пакета стержней; 19 — рычаг; 20 — ролики; 21 — механизм подачи; 22 — механизм резки; 23 — прием­ный стол

Рис. VII.13. Сварка арматурных стержней:

а — схема машины для контактной стыковой электросварки; 6 — стыковые соединения при правильном и не­правильном режимах сварки; в — схема машины для контактной точечной электросварки; г — соединение стержней внахлестку и с круглыми накладками; д — схема ванной многоэлектродной сварки; е — схема ван­ной электрошлаковой сварки; ж — шланговый полуавтомат; / — вторичные витки сварочного трансформато­ра; 2 — медные шины; 3 — свариваемые стержни; 4 — зажимы; 5 — подвижная каретка; 6 — рабочий ры­чаг; 7 — хоботы; 8 — электрододержатели; 9 — электроды; 10 — сварные швы; // — накладки; 12 — форма; 13 — кабель; 14 — ограждение; 15 — флюс; 16 — источник тока; 17 — кассета с электродной проволокой;

18 — гибкий провод; 19 — емкость для флюса

жит диск (рис. VII.12, е), вращающийся в горизонтальной плоскости. По оси диска расположен центральный ролик. Гибочные ролики устанавливают в от­верстия на диске. К станине станка кре­пят опорные ролики. Стержень укла­дывают между опорными роликами. Вра­щаясь с диском, гибочный ролик изги­бает стержень. Упорами при этом слу­жат центральный и опорный ролики.

При гнутье полухомутов вместо цент­рального и гибочного роликов устанав­ливают вилку, позволяющую отгибать стержни на 180°.

Вилки-держатели устанавливают вмес­то ролика при гнутье стержней неболь­шого диаметра, чтобы одновременно гнуть несколько стержней (рис. VII. 12, е, 18).

Для гнутья применяют и ручные стан­ки (рис. VII.12,ж).

Сварка арматуры

Сварные каркасы жестче и транс-портабельнее вязаных. Вязка каркаса проволокой применяется только в осо­бых случаях. Сварка арматуры обеспе­чивает экономию металла, повышает ка­чество арматуры, снижает стоимость и трудоемкость ее изготовления.

Сварку на контактных стыковых машинах (рис. VII. 13, а, б) ведут непрерывным оплавле­нием или оплавлением с подогревом.

Способ сварки непрерывным оплавле­нием не требует обработки торцов стер­жней. Торцы стержней, зажатые в губ­ках машины, одновременно с включе­нием тока приводятся в соприкоснове­ние: выступы расплавляются и при этом выравнивается поверхность торцов, ко­торые при оплавлении разогреваются до

пластичного состояния и затем подвер­гаются сжатию и осадке.

При сварке способом оплавления с по­догревом, применяемым для стыкования стержней диаметром 50 мм и более из высокоуглеродистой и низколегирован­ной сталей, концы стержней в процессе сварки периодически сближают и раз­нимают. Во время этих кратковремен­ных пауз концы стержней прогреваются, что способствует лучшему оплавлению и уменьшению расхода электроэнергии.

Контактную точечную сварку (рис. VII. 13, е) применяют для образования крестообразных пере­сечений при сборке каркасов и сеток. Ток большой силы пропускают через свариваемый узел, зажатый между дву­мя контактами сварочной машины. В мес­те контакта расплавляется металл в верхнем и нижнем стержнях. Одновре­менно с отключением тока включается механизм сжатия, которым сжимают стержни. При этом выдавливается шлак и стержни получают заданную осад­ку.

Электродуговой свар­кой пользуются для наращивания стержней большого диаметра, при свар­ке сеток и каркасов, а также в процес­се монтажа арматурных изделий на объекте.

положительный полюс, на котором вы­деляется больше тепла, подключают к свариваемой детали. Сварку ведут ко­роткой дугой, чтобы капли металла, сте­кающие с расплавляемого электрода, меньше подвергались вредному воздей­ствию кислорода и азота воздуха.

Электроды изготовляют из стальной проволоки диаметром от 1 до 12 и дли­ной 450 мм с толстым слоем обмазки. Тип электрода (например, Э-42, Э-46) показывает, что все электроды различ­ного химического состава этого типа со­здают наплавленный металл прочностью 4,2—4,6 МПа.

Сварка швов внахлестку выполняется двумя или одним фланговыми швами (рис. VII.13, г), а также с двумя круг­лыми накладками — четырьмя или дву­мя фланговыми швами. Общая длина швов не должна быть меньше 10 диамет-

ров арматуры периодического профиля. Высота сварного шва принимается не менее 4, ширина не менее 10 мм. Стыки можно выполнять на желобчатых под­кладках с заваркой торцов многослойны­ми швами. Если катет шва превышает 8 мм, его выполняют в два или три слоя. В два слоя сваривают стыки стержней арматуры из легированной стали.

Помимо сварки швами, применяют сварку стержней диаметром 8...20 мм электродуговыми точками.

При сварке тяжелых арматурных кон­струкций используют разновидности ду­говой сварки — ванную, ванношовную и электрошлаковую, позволяющие на 20... ...30 % снижать расход электродов и электроэнергии.

Ванную сварку применяют для стыко­вания стержней диаметром более 20 мм. Стык собирают на стальной подкладке или в съемной медной форме. Зазор между стержнями принимается не бо­лее 0,8 диаметра стыкуемых стержней. Одноэлектродную сварку ведут для стер­жней диаметром от 20 до 34 мм. Стержни большого диаметра сваривают гребен­кой из трех-четырех электродов, при­варенных к вспомогательной пластинке, зажатой в одноручковом электрододер-жателе (рис. VII. 13, д). Когда сваривают в форме, создается ванна из расплавлен­ного металла электродов, разогреваю­щего и расплавляющего торцы стыкуе­мых стержней. Застывший металл об­разует сварной шов.

При ванношовной сварке стержней диа­метром от 36 до 80 мм стальную под­кладку, служащую для образования ванны, фланговыми швами приваривают к стыкуемым стержням, благодаря чему она участвует в восприятии растягива­ющих усилий.

Электрошлаковая сварка наиболее эко­номична. Стыкуемые стержни уклады­вают в медную форму так, чтобы между их концами образовался небольшой за­зор, в который вводят пластинчатый электрод (рис. VII.13, ё). Форму и за­зор,, заполняют флюсом. Дуга, возни­кающая между электродом и формой, сначала расплавляет флюс, затем из расплавленной стали электрода и кон­цов стержней образуется ванна, закры­тая сверху шлаком. В конце процесса излишек шлака стекает через верх фор-

Рис. VII. 14. Схемы монтажа арматурно-опалубочных и арматурных блоков:

а — общий вид арматурно-опалубочного блока подколонника; б — монтаж такого блока; в — монтаж арматур­ного блока ленточного фундамента; г — то же, колонны; д — подкладки для образования защитного слоя; / — щиты опалубки; 2, 3 — схватки; 4 — крепежные болты; 5 — блок арматуры; 6 — стакан фундамента; 7— арматурно-опалубочный блок; * — стропы; 9 — траверса; 10 — полуавтоматический строп; // — гусе­ничный кран; 12 — расчалка; 13 — подкладка; 14 — опалубка; 15 — бетонная прокладка со скобой; 16 — стальные коротыши; 17 — бетонная пробка с пружинными скобами; 18 — металлические штампованные под­ставки

мы, а металл успевает за это время кри­сталлизоваться.

Электрошлаковая сварка осуществля­ется также с помощью шланговых полу­автоматов (рис. VI 1.13, ж) с непрерыв­ной механической подачей электродной проволоки диаметром 2...2,5 мм.

Эффективно применение порошковой проволоки, представляющей собой труб­ку, свернутую из стальной ленты с по­рошкообразным сердечником из флюса. Этот метод сварки обеспечивает высокое

качество шва, снижение расхода метал­ла и электроэнергии. Производитель­ность труда по сравнению с обычной ручной сваркой возрастает в 4—5 раз.