Процесс производства арматуры

Из проволоки классов В-П и Вр-П изготовляют напрягаемую арматуру железобетонных элементов большой протяженности -свыше 12 м. Особенно эффективна такая проволока в предварительно напряженных конструкциях, испытывающих в процессе эксплуатации постоянное давление жидкостей, газов или сыпучих тел, например в силосах.

Основной механической характеристикой обыкновенной арматурной проволоки служит ее временное сопротивление разрыву (предел прочности), а высокопрочной - условный предел текучести.

Эти характеристики возрастают с уменьшением диаметра проволоки

Действующие нормы проектирования бетонных и железобетонных конструкций СНБ 5.03.01 «Бетонные и железобетонные конструкции» вводят новые требования к обозначению и применению арматуры.

Согласно СНБ 5.03.01-02, класс арматуры - показатель, характеризующий ее механические свойства согласно требованиям соответствующих стандартов, обозначаемый буквой S (заглавная буква английского слова Steel) и числом, соответствующим нормативному сопротивлению арматуры в МПа. В отличие от СНиП 2.03.01-84*, в действующих нормах принято всего шесть классов арматуры по прочности: три класса напрягаемой и три класса ненапрягаемой. Данная классификация исключает применение в конструкциях рабочей арматуры упрочненной вытяжкой класса по прочности 400 МПа (ранее обозначаемую как А-Шв).

К арматурным изделиям относят сварные сетки и каркасы, а также проволочные пучки и отдельные мерные стержни.

Сварные сетки изготовляют из обыкновенной арматурной проволоки класса Вр-1 диаметром 3...5 мм и стержневой арматуры класса А-Ш диаметром 6... 10 мм. Сетки бывают плоские и рулонные. Наибольший диаметр продольных стержней в рулонных сетках - 5 мм ( 57).

Сварные каркасы могут быть плоскими и пространственными. Плоские каркасы состоят из одного или двух продольных рабочих стержней, монтажного стержня и привариваемых к ним поперечных стержней. Размеры арматурных изделий выдерживают в строгом соответствии с рабочими чертежами.

Арматурные проволочные пучки состоят из параллельно расположенных проволок класса В-П или Вр-П. В одном пучке может быть 14, 18 или 24 проволоки, расположенные по окружности. Диаметр пучка в зависимости от числа проволок может быть в пределах 30...50 мм. Применяют пучки для армирования большепролетных конструкций, например мостов, путепроводов.

 

 

1.2. Подготовка арматурной стали 

Сортировка. Арматурную сталь при поступлении на завод или полигон сортируют по маркам, диаметрам и профилям, для того чтобы можно было быстро и безошибочно находить на складе сталь нужной марки и диаметра. 
Арматурную сталь по диаметру делят на легкую (диаметром 4—14 мм) и тяжелую (диаметром более 14 мм). Ввиду того что приемы обработки легкой и тяжелой арматуры, а также механизмы, используемые для ее обработки, различны, ниже приводится раздельное описание процесса заготовки этих видов арматуры.

Очистка. Очищают арматуру лишь в тех случаях, когда она сильно заржавела (имеет легко сбиваемую ржавчину), либо покрыта слоем окалины, грязью и т. п. Легкая арматура очищается при ее прохождении через барабан правильно-отрезных станков. Кроме того, в конструкции некоторых из них предусмотрен механизм очистки — ротор со щетками, который можно включать и отключать при необходимости.

Прутковую арматуру больших диаметров очищают вручную стальными щетками или электрощетками. При большом объеме очистки для этой цели применяют станки с вращающимися щетками.

Правка и резка. Правку и резку арматурной стали, поступающей в мотках, целесообразно производить на правильно-отрезных станках (рис. 6). 
Арматурная сталь разматывается с мотка / и протягивается тянущими роликами ^ 4 через непрерывно вращающийся вокруг горизонтальной оси правильный барабан 2.

Правильный барабан представляет собой полый цилиндр с пятью отверстиями, в которых укрепляются правильные плашки. Плашки при вращении барабана полностью выпрямляют протягиваемый через него стержень. 
За тянущими роликами по ходу движения стержня установлен механизм резки, состоящий из валов, на концах которых насажены диски с ножами 5..Счетчик3 отмеривания длины отрезаемых стержней состоит из мерительного диска и прижимного ролика, которые приводятся во вращение проходящей между ними арматурной сталью.

 

 

 

 
 
 
 Рис. 6. Схема правильно-отрезного станка: 
1 — моток проволоки, 2 — правильный барабан, 3 — счетчик отмеривания длины отрезаемых прутков, 4 — тянущие ролики, 5 — вращающиеся ножи,  
 6 — приемный лоток

 

Вращение от мерительного диска через систему фрикционных и зубчатых передач передается кулачку, который замыкает электрическую цепь управления механизмом вала с ножами и приводит последний в действие. 
Отрезанные стержни поступают в приемное устройство, устанавливаемое на общем фундаменте со станком.

Промышленностью серийно выпускаются такие станки для различных диаметров проволоки.

Схема организации рабочего места при заготовке легкой арматуры на правильно-отрезных станках показана на рис. 7. Мотки арматурной стали подвозят со склада на платформе по узкоколейному пути. Консольным краном 3 их снимают и устанавливают на вертушки 2. Конец мотка заправляют в станок 5 и начинается правка арматуры.

Начало арматурного стержня следующего мотка сваривают на стыковом аппарате / с концом предыдущего, что избавляет от необходимости вручную заправлять в станок арматуру каждого мотка и тем самым повышает производительность установки. Готовые прутья укладывают на стеллаж 6, помещенный между приемными устройствами обоих станков. 

 
 
 
^ Рис. 7. Организация рабочего места для обработки и заготовки арматурной  
стали на правильно-отрезных станках: 
1 — аппарат для стыковой сварки разматываемой проволоки,  
2 — вертушки с мотками проволоки, 3 — консольный кран,  
^ 4— узкоколейный путь для подачи мотков проволоки со склада,  
5 — правильно-отрезные станки, 6 — стеллаж

 
Правку стержневой арматуры диаметром от 10 до 40 мм выполняют обычно вручную, для чего используют правильные плиты, укрепляемые на верстаке. Плиты могут быть с уголками (рис. 8, а) или со штырями (рис. 8, б). Выгибают стержни либо за конец, действуя стержнем как рычагом, либо с помощью накидных ключей (рис. 8, в), размеры которых выбирают в соответствии с диаметром арматурных стержней, подлежащих правке. 
Правку ведут два арматурщика 3—4-го разряда.

Упрочнение. В связи с тем, что в настоящее время металлургическая промышленность еще не в полной мере обеспечивает промышленность сборного железобетона необходимыми видами и марками сталей, в ряде случаев возникает необходимость организовать упрочнение стали непосредственно в арматурных цехах заводов борного железобетона.

Наиболее распространено холодное упрочнение арматурной стали вытяжкой и волочением.

При механическом воздействии на металл отдельные зерна его меняют форму и сдвигаются относительно друг друга. В результате этих изменений, называемых наклепом, или нагартовкой, увеличивается предел текучести и временное сопротивление стали разрыву, что позволяет соответственно снизить ее расход в железобетонных конструкциях.

При вытяжке горячекатаной арматурной стали периодического профиля марки. Ст. 5 до 5% предел текучести повышается с 3000 до 5000 кГ/см2, при вытяжке стали 25Г2С до 3,5% и для стали 35ГС — до 4,5%—соответственно с 4000 до 5500 кГ/см2

Сталь вытягивают на различных установках с большей или меньшей степенью механизации и автоматизации.

Установка для упрочнения стержней арматуры при помощи гидравлического домкрата СМ-513 (рис. 9) предназначена для арматурных стержней длиной от 5,5 до 24 м. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 8. Приспособления для правки стержневой арматуры вручную: 
а — плита с уголками, б — плита со штырями, в — накидной ключ

 

 

У прочняемые стержни ^ 10 закрепляют в зажимах траверсы 4 и включают домкрат/на рабочий ход первоначально для выпрямления стержней. После выпрямления стержней домкрат выключают, по линейке 2 отмечают положение подвижной траверсы 4 и снова включают домкрат уже для растяжения стержней. 

Величину растягивающего усилия контролируют по показаниям стрелки манометра, используя для определения усилий тарировочную кривую гидравлического домкрата. Величину удлинения стержней контролируют по мерной линейке 2. После достижения заданного усилия и удлинения стержней плавно снижают давление в гидравлическом цилиндре домкрата.

В зависимости от марки стали и диаметра стержней на установке можно одновременно упрочнять до 3 стержней.

Используемый в установке домкрат СМ-513 имеет ход поршня 800 мм, развивает усилие до 60 Т при рабочем давлении до 200 атм. Вес такого домкрата 3200 кг.А. И. Аваков и Г. А. Анопов разработали конструкцию полностью механизированного стана для упрочнения арматурной стали (рис. 10), на котором стержни, автоматически вытягиваются на заданную длину. На стане может упрочняться арматурная сталь марки Ст. 5 до № 28, а марки 25Г2С — до № 25. 
 
 
 
Рис. 9. Установка для упрочнения стержней арматуры при помощи 
гидравлического домкрата СМ-513: 
1 — гидравлический домкрат СМ-513, 2 — мерная линейка, 3 — золотниковый кран домкрата, 4 — траверса,- 5 — упорные колонны домкрата, 6 — надставки упорных колонн, 7 — головная плита станины, 8 — стальная станина, 9 — защитный железобетонный блок. 10 — упрочняемые стержни, 11 — промежуточная гребенка станины, 12 — упорная гребенка станины

 

В последнее время внедряется эффективный способ электротермического упрочнения арматуры, состоящий в том, что арматурные стержни нагревают электрическим током до 900—1000° С, охлаждают в воде, а затем отпускают при температуре 350—450° С. В процессе отпуска металл приобретает необходимую пластичность. Этим способом можно упрочнять арматуру из стали марок Ст. 5; 25Г2С, 35ГС и др

В результате термического упрочнения горячекатаной арматурной стали класса А-П марки Ст. 5 ее временное сопротивление разрыву может быть повышено с 5000 до 9000 кГ/см2, а предел текучести — с 3000 до 6000 кГ/см2; для арматурной стали класса А-III временное сопротивление повышается с 6000—7000 до 10 500—12 000 кГ/см2, а предел текучести — с 4000—5000 до 8000—10 000 кГ/см2. Из этих цифр видно, что термическое упрочнение повышает прочностные характеристики арматуры в ½ — 2 раза.

 

 

1.3. Заготовка арматурных стержней 

Резка стержней малого диаметра, как это указано выше, совмещается с ее правкой на правильно-отрезных станках. Стержни большого диаметра перед резкой стыкуют электросваркой для уменьшения отходов на обрезки. 
Резка. Для резки тяжелой арматуры применяют станки С-370 (рис. 70) и С-445. Управление станком С-370 кнопочное. Он может работать непрерывно до выключения привода, а также с выключением механизмов после каждого реза. Станок С-445 имеет гидравлический привод, что позволяет получать высокие усилия резания при сравнительно небольших габаритах и мощности двигателя.

Гнутье. Так как основным видом арматуры сборных железобетонных конструкций и деталей являются сетки и каркасы, изготовленные преимущественно из прямых прутьев, гнутье стержней в общем технологическом процессе изготовления арматуры занимает сравнительно небольшое место. Но в некоторых случаях приходится прибегать к гнутью отдельных стержней и целых сеток, а также к гнутью вспомогательных деталей арматуры, например монтажных петель.

Арматуру гнут на механизированных станках. Ручное гнутье может применяться лишь для легкой арматуры при малом объеме работ. 
Почти все станки для гнутья арматурных стержней (С-146А, С-564) построены по одной схеме. Стержень гнут с помощью вращающегося в горизонтальной плоскости диска, снабженного вертикальными штырями — пальцами. Второй конец прутка удерживается установленным неподвижно на станине опорным роликом.

Станок С-564 (рис. 13) имеет механизм отсчета угла поворота гибочного стола (ведомая шестерня 4), останавливающий гибочный стол при достижении заданного угла. 

 

 

 

 
 
 
^ Рис. 13. Станок С-564 для гнутья арматуры: 
 
1- станина, 2 — центральный ролик, 3 — гибочный ролик, 4 — ведомая шестерня, 5 — коническая зубчатая передача, 6 — тормоз, 7 — клиноременная передача, 8 — двухступенчатый редуктор, 9 — цилиндрическая зубчатая передача, 10— опорный ролик, /i —. механизм отсчета угла поворота стола, 12— электродвигатель

 

1.4. Изготовление арматурных сеток и каркасов 

Изготовление каркасов для труб. Для круглых железобетонных изделий, например для канализационных труб, каркасы выполняют из прямых продольных стержней и спиральной обмотки, образующей поперечную арматуру.

Спираль изготовляют на намоточном станке. Электродвигатель, установленный на станине станка, передает вращение через редуктор барабану, на который наматывается арматура. Подвижная планка, перемещающаяся по распределительному винту, направляет проволоку. Винт вращается от вала через цилиндрические шестерни. 
Установка для изготовления спиральной арматуры снабжена вертушкой, где находится моток проволоки, а также тормозным приспособлением, которое равномерно натягивает проволоку при наматывании спирали. На станке можно навивать в час около 20 спиралей диаметром до 600 мм.

Для заготовки арматурных каркасов трубчатых опор линий электропередач применяют полуавтоматические навивально-сварочные установки (рис. 15). Включают сварочный трансформатор, асинхронный контактор КИА-50—3 и электронный регулятор времени РВЭ.

Продольные арматурные стержни пропускаются в отверстия хвостовой, а затем приводной планшайбы 1. Бухту проволоки укладывают на вертушку, установленную на тележке. Конец проволоки пропускают через тормозные направляющие ролики и закрепляют и а продольных стержнях.

При вращении приводной планшайбы проволока навивается на продольные стержни с шагом 120—150 мм при одновременной .контактной точечной приварке в местах соприкасания. За смену двое арматурщиков заготавливают 20 каркасов длиной по 6,5 м. 
 
 
 
^ Рис. 15. Установка для изготовления каркасов опор линий электропередач: 
1 — приводная планшайба, 2 — зажимной диск, 3 — каркас арматуры