Арматура

Арматура — это стальные стержни, проволока, кана­ты или прокатные профили, закладываемые в бетон для получения железобетонных конструкций необходимой прочности, жесткости, трещииостойкости. По своему на­значению в бетоне арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура воспринимает нагруз­ки, монтажная — необходима для обеспечения правиль­ного расположения рабочей арматуры. Для улучшения свойств арматуры ее иногда подвергают упрочнению. Уп­рочнение может достигаться вытяжкой, протяжкой, об­жатием, посредством нагревания и охлаждения (терми­чески упрочненная арматура).

Стержневая арматурная сталь представляет собой го­рячекатаные стержни диаметром б—80 мм. В зависимо­сти от марки стали и ее физико-механических показателей стержневая арматура делится на шесть классов (A-I; А-Н; A-III; A-IV; A-V; A-VI). С повышением класса уве­личивается предел прочности и снижается относительное удлинение при разрыве арматурной стали.

Арматурные стержни класса A-I — гладкие, А-Н— A-VI — периодического профиля (рис. 8, 4, а), что улуч­шает их сцепление с бетоном. Стержневую арматуру ди­аметром более 10 мм поставляют в виде прутков длиной от 6 до 18 м; а диаметром 6—9 мм (называемую катан­кой) — в бухтах и выпрямляют в стержни на месте при­менения.

Стальную арматурную проволоку изготовляют двух классов: B-I — из низкоуглеродистой стали и В-П —из высокоуглеродистой или легированной стали. Проволоку получают из стальных прутьев путем вытяжки; при этом она упрочняется в результате изменения структуры ме­талла (явление наклепа). Проволока класса B-I пред­назначена для армирования бетона без предварительного напряжения, а В-П —для предварительно напряженного армирования. Если на проволоке делают рифления для улучшения сцепления с бетоном (рис. 8.4, 6), то в обоз­начение добавляют букву р (например, Вр-I или Вр-П).

Для предварительно напряженных конструкций при­меняют арматурные канаты (рис. 8.4, в) — семипрово-

-73-

T

Рис. 8.4. Стальная арматура для железобетона

а — горячекатаные стержни перио­дического профиля; б — холодно­тянутая профилированная проволо­ка; в — арматурный канат; г — ар­матурная сетка; д — арматурный каркас

Рис. 8.5. ■ Закладные детали для сборных железобетонных конструк­ций

лочные класса К-7 и девятнадцатипроволочные класса
К-19. ^л

Арматурные изделия (сварные каркасы и сетки). Дл'я изготовления конструкций используются арматурные из­делия в виде сварных каркасов и сеток (рис. 8.4, г, д). Эти изделия изготовляются обычно заводским способом при помощи контактной точечной электросварки.

_74—

Сварные рулонные сетки изготовляют из арматуры классов Вр-I и A-III при диаметре продольных стержней не более 6 мм. Максимальная ширина рулонных сеток составляет 3, 5 м. Сварные плоские сетки имеют размеры до 2, 5x9 м. Сортамент плоских сварных сеток довольно обширен, однако для унификации и типизации рекомен­дованы четыре сварные сетки с шагом продольных и по­перечных стержней 200X600, 200X300, 200X200 и 100Х Х300 мм. Сетки 200X600, 200x300 и 100x300 мм реко­мендуются с рабочей арматурой 10—32 мм в продольном направлении, а 200x200 мм — в двух взаимно перпен­дикулярных направлениях, причем в продольном направ­лении рекомендуется арматура диаметром от 10 до 25 мм, а в поперечном — от 6 до 14 мм.

Установлено, что наиболее экономичны сетки 200X ХбОО мм. Они предназначены в основном для армирова­ния монолитных железобетонных конструкций, а также сборных, преимущественно плитных конструкций нуле­вого цикла (фундаментные плиты и т. д.)..Сетки 100X Х300 мм рекомендуется применять для армирований сборных железобетонных конструкций. Сетки 200 X Х300 мм находят применение в сборном и монолитном железобетоне. Сетки 200X200 мм с рабочей арматурой в двух направлениях следует применять только в подош­вах монолитных фундаментов под колонны при площади армирования до 15 м² и шириной до 3 м. В этом случае подошву фундамента целесообразно армировать одной сеткой.

Сварные каркасы изготовляют плоскими, они состоят из продольных и поперечных стержней, причем продоль­ные стержни могут располагаться с одной или двух сто­рон в один ряд или два ряда по высоте. С целью удобства транспортировки и установки плоские каркасы обычно соединяют в пространственный каркас путем приварива­ния дополнительных поперечных стержней.

Закладные детали (рис. 8.5) предназначены для сое­динения железобетонных элементов между собой. Изго­товляют их из стали в виде пластин с приваренными к ним анкерами из стержневой стали периодического профиля. Пластины располагаются на поверхности желе­зобетонного элемента, а анкеры — в его теле. В некото­рых случаях для более прочной связи анкеры соединяют с арматурой изделия.

—75-

8.4. ПРОИЗВОДСТВО СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

К технологическим операциям производства сборных железобетонных изделий относят: приготовление бетон­ной смеси, изготовление арматуры, армирование и фор­мование изделий и их ускоренное твердение.

Бетонную смесь приготовляют в бетоносмесителы-юм цехе завода, арматуру — в арматурном цехе. Поступаю­щую на завод арматурную сталь (в бухтах или прутках) на специальных станках очищают от ржавчины, правят и режут на стержни заданной длины. Необходимую фор­му стержням придают на гибочных станках. Отдельные стержни и проволоку соединяют в сетки и каркасы koh^j тактной сваркой на сварочных станках-автоматах. Гото­вые сетки и каркасы передают в формовочный цех, где их укладывают в формы. Напрягаемую арматуру натя­гивают па анкеры форм с помощью специальных механиз­мов или реже методом термического натяжения.

Перед укладкой арматуры и бетона формы очищают и покрывают смазочным материалом, препятствующим сцеплению бетона с металлом форм. Бетонная смесь из бетоносмесительного цеха поступает в приемный бункер бетоноукладчика, который подает ее в форму и разрав­нивает.

Уплотняют бетонную смесь на заводах центрифуги­рованием, вибропрессованием, прокатом, но чаще на виб­роплощадках большой грузоподъемности (5—10 т) с электромеханическим или электромагнитным приводом. Пустоты в изделиях получают с помощью вибровкла­дышей.

Для ускорения твердения изделия подвергают тепло-влажностной обработке. Сущность тепловлажностной об­работки заключается в нагреве бетонной смеси до такой температуры (80—200 °С), чтобы она не потеряла влагу, необходимую для твердения цемента. Применяют сле­дующие виды тепловлажностной обработки: пропарива-ние при нормальном давлении и температуре 80—95°С; контактный нагрев и электропрогрев до 100 °С; запарц-вание в автоклавах при 175—200 °С и давлении 0, 9—. 1, 6 МПа.

Наиболее распространено• пропаривание при нор­мальном давлении в камерах непрерывного или периоди­ческого действия. Изделия нагревают насыщенным паром.

—76—

Камеры непрерывного действия представляют собой туннель, в котором изделия в формах, установленных на вагонетках, проходят последовательно зоны подогрева, изотермической выдержки и охлаждения.

В камеры периодического действия изделия загружа­ют краном и устанавливают в несколько рядов по высо­те. Затем камеру закрывают крышкой и подают насы­щенный пар. Продолжительность пропаривания 10—16 ч. За это время бетон набирает не менее 70 % проектной прочности.

После извлечения из форм изделия проходят техни­ческий контроль па соответствие требованиям ГОСТа или ТУ. Качество железобетонных изделий контролируют работники ОТК завода, проверяя внешний вид, форму и размеры изделий, фактическую прочность бетона. От каждой партии изделий отбирают образцы и испытыва­ют на прочность.

Изделия, удовлетворяющие требованиям стандарта, маркируют несмываемой краской. В маркировке указы­вают: паспортный номер изделия, его индекс, марку за­вода-изготовителя. На каждую партию изделий состав­ляют паспорт в двух экземплярах: для потребителя и завода-изготовителя. Производство изделий из желе­зобетона может осуществляться несколькими способами.

Стендовый способ — изделия готовятся в стационар­ных (неподвижных) формах; необходимое для их изго­товления оборудование (краны, бетоноукладчики, при­способления для ускорения твердения и др.) перемеща­ется в пределах стенда от одной формы к другой в определенной технологической последовательности. По стендовой технологии готовятся предварительно напря­женные крупноразмерные изделия (балки, фермы), объ­емные изделия (блок-комнаты, фундаменты). Большое распространение получила разновидность стендовой тех­нологии — кассетное производство в основном стеновых панелей, плоских плит и панелей.

Поточно-агрегатный способ — все операции выпол­няются на специальных постах, оснащенных необходи­мым оборудованием и представляющих поточную техно­логическую линию. В пустую форму укладывают арма­туру, затем ее заполняют бетоном и краном перемещают с поста на пост. Иногда некоторые операции совмеща­ются на одном посту. Поточно-агрегатный способ полу­чил широкое распространение за счет основного досто­ит? -

инства — универсальности и легкости перехода от изго­товления одного вида изделия к другому. Этот способ наиболее распространен на заводах малой и средней производительности (менее 100 тыс. м³/год).

Конвейерный (поточно-агрегатный) способ — выпол­нение операций производится в определенном заданном ритме. Перемещение поддонов, на которые устанавлива­ются формы, осуществляется по специальным каткам — конвейерам. Технологическая линия работает по прин­ципу замкнутого пульсирующего конвейера. Эту техно­логию применяют на крупных заводах, так как она обеспечивает комплексную механизацию и автоматиза­цию технологических процессов. Выбор технологической схемы зависит от условий производства и характери­стики изделий.

В заводских условиях производится отделка поверх­ностей для придания изделиям соответствующих архи­тектурно-эстетических качеств. Для наружных (фасад­ных) поверхностей изделий существует несколько видов отделки: цветными бетонами и растворами; облицовка керамическими плитами; нанесение фактурного слоя бе­тона или раствора с добавлением мраморной крошки, боя стекла, антрацита или других декоративных запол­нителей. Для объемных изделий (сантехкабин) в за­водских условиях выполняют все виды отделочных работ.

Контроль качества включает проверку геометриче­ских размеров изделий, толщины защитного слоя, распо­ложения арматурных каркасов и закладных деталей, прочности бетона и при необходимости объемной мас­сы. Каждое изделие на заводе маркируют несмываемой краской, а на каждую партию составляют паспорт.

Транспортирование и складирование изделий. Гото­вые изделия в зависимости от вида транспортируют на обычных бортовых автомобилях, тягачах с прицепами, на панелевозах, железнодорожных платформах и в ва­гонах, водным транспортом.

На строительной площадке изделия складируют по маркам в штабеля или хранят на специальных стендах. Особое внимание при этом необходимо обращать на складирование изделий с односторонним армированием, укладывая их арматурой вниз во избежание появления в них трещин.

^78—

вопросы для самопроверки

1. Что такое железобетон?

2. Назовите основные качества железобетона.

3. Какую роль играет арматура в железобетоне?

4. Какие существуют способы предварительного натяжения армату­ры и в чем их отличие?

5. Какие виды железобетонных изделий применяют в строительстве?

6. Расскажите о значении предварительного напряжения арматуры.

7. Перечислите основные технологические процессы заводского изго­товления сборных железобетонных изделий.

8. Назовите способы производства железобетонных изделий.

9. Как осуществляют контроль качества заводских изделий?

Глава 9. ИСКУССТВЕННЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

9.1. ВИДЫ ИСКУССТВЕННЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

В зависимости от вида вяжущего различают изделия на основе цемента, извести, гипса. Вид вяжущего и принятый способ производства определяют условия твердения безобжиговых материалов. Твердение может происходить как в естественных условиях, так и в усло­виях термовлажностной обработки (пропаривания или обработки в автоклавах).

В качестве заполнителей для изготовления искус­ственных каменных материалов применяют кварцевый песок, пемзу, шлак, золу, древесные опилки. Для повы­шения прочности при изгибе изделия армируют волок­нистыми материалами — асбестом и древесиной.

По виду минерального вяжущего искусственные ка­менные изделия можно разделить на четыре группы: гипсовые и гипсобетонные; изделия на основе магне­зиальных вяжущих; силикатные; асбестоцементиые, из­готовляемые на основе портландцемента с добавкой ас­беста.

К основным каменным безобжиговым материалам и изделиям относятся гипсобетонные и гипсовые изде­лия, силикатный кирпич и силикатобетоиные изделия, асбестоцементиые изделия. В отличие от керамических производство таких материалов осуществляют при срав-

—79-

нительно низких температурах. Так, температура изго­товления силикатного кирпича 170—180°С, а время тер­мообработки 10—14 ч, в то время как керамический кирпич обжигают при 900—1100 °С в течение 24—30 ч. Таким образом, затраты топлива на производство сили­катного кирпича гораздо меньшие, чем при производстве керамического. Другие виды безобжиговых каменных материалов требуют еще меньших затрат топлива. Од­нако, как правило, керамические материалы более дол­говечны и стойки к действию воды, агрессивных раство­ров и высоких температур.

9.2. ГИПСОВЫЕ И ГИПСОБЕТОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Изделия на основе гипса можно получать как из гип­сового теста, т. е. из смеси гипса и воды, так и из смеси гипса, воды и заполнителей. В первом случае изделия называют гипсовыми, во втором — гипсобетонными. Вя­жущими для изготовления гипсовых и гипсобетонных изделий в зависимости от их назначения служат строи­тельный и высокопрочный гипс, водостойкие гипсоце-ментно-пуццолановые смеси, а также ангидритовые цементы. В качестве заполнителей в гипсобетоне исполь­зуют естественные материалы — песок, пемзу, туф, топ­ливные и металлургические шлаки; легкие пористые заполнители промышленного изготовления — шлаковую пемзу, керамзитовый гравий, аглопорит, а также орга­нические заполнители — древесные опилки, стружку, макулатуру, стебли и волокно камыша и др.

Гипс — воздушное вяжущее, поэтому гипсовые и гип­собетонные изделия (панели и плиты перегородочные, плиты для оснований пола, листы обшивочные, вентиля­ционные короба, камни для кладки стен, архитектур­ные детали) применяют в основном для внутренних ча­стей зданий, не несущих больших нагрузок. Изделия из гипса могут быть сплошными и пустотелыми, армиро­ванными и неармированными.

Гипсовые изделия имеют невысокую среднюю плот­ность (1100—1400 кг/м³), несгораемы, хорошо изолиру­ют от шума, поддаются механической обработке и легко пробиваются гвоздями. Изготовлять гипсовые изделия несложно, так как гипс твердеет быстро.

Наряду с перечисленными положительными свойст­вами у гипсовых изделий есть и существенные недостат-

-80-

ки: низкая водостойкость, гигроскопичность, хрупкость и малая прочность при изгибе. Изделия из гипса нельзя применять в помещениях с влажностью воздуха более 60 %. Для повышения водостойкости гипсовые изделия покрывают водонепроницаемыми красками. Достаточно водостойкие изделия получают при использовании гип-соцементио-пуццоланового вяжущего. Чтобы увеличить прочность при изгибе, гипсовые изделия армируют, при­меняя для этой цели деревянные рейки, стебли камыша, органические волокна. Гипсобетонные и гипсовые изде­лия формуют различными способами: литьем, вибри­рованием, прессованием, прокатом, в процессе которых изделия быстро приобретают значительную прочность.

Гипсобетонные панели для перегородок применяют во всех типах жилых, общественных и промышленных зданий. Панели размером на комнату (высотой до 4 м, длиной до 6, 6 м) могут быть как сплошные, так и с про­емами для дверей и фрамуг. Толщина панелей 60, 80 и 100 мм. Прочность при сжатии гипсобетона панели не менее 5 МПа. К ним предъявляются в основном требо­вания по прочности и звукоизоляции. Этим требованиям отвечает гипсобетон состава 1: 1: 1 (гипс, песок, опилки) плотностью 1100—1400 кг/м³. Гипсобетонные панели для стен санитарно-технических кабин изготовляют на гип-соцементно-пуццолановом вяжущем; их прочность дол­жна быть не менее 7 МПа. Получают гипсобетонные панели методом непрерывного проката или вертикаль­ного формования в кассетах, их армируют каркасом из деревянных реек, а по контуру выполняют обвязку из деревянных брусков. Хранят и транспортируют панели в вертикальном положении. В панели с проемами при транспортировании и монтаже устанавливают укреп­ляющие раскосы.

Гипсовые плиты для перегородок выпускают сплош­ными и пустотелыми размером 800X400 мм и толщиной 80—100 мм. Армированные (камышом, деревянными рейками) плиты могут быть длиной до 1500 мм. Получа­ют плиты в разборных формах; на крупных предприя­тиях их изготовляют на высокопроизводительных кару­сельных машинах.

Гипсовые вентиляционные блоки изготовляют на гип-соцементно-пуццолановом вяжущем. По высоте блоки делают на этаж, толщина блока 180—200 мм при диа­метре вентиляционных каналов 140 мм, ширина зависит

—81—

от числа вентиляционных каналов. Прочность гипсобе­тона вентиляционных блоков не менее 7 МПа.

Гипсокартонные листы — листовой отделочный мате­риал, представляющий собой тонкий слой (6—20 мм) затвердевшего гипсового вяжущего, облицованного со всех сторон (кроме торцовых) картоном. В гипсовое тесто в процессе производства вводят пенообразующие добавки для снижения плотности и органические волок­на с целью армирования гипсового камня и другие до­бавки. Изготовляют гипсокартонные листы методом непрерывного проката, причем твердеющий гипс прочно приклеивает к себе листы картона. Назначение карто­на — повысить прочность материала на изгиб и придать ему гладкую поверхность.

Гипсокартонные листы выпускают длиной 2, 5—4, 8 м, шириной 0, 6—1, 2 м, толщиной 8—25 мм; плотность их не более 950 кг/м³.

Гипсокартонные листы относятся к трудносгораемым материалам. Их применяют для отделки стен и потолков и устройства перегородок в помещениях с нормальным влажностным режимом. Существенное достоинство ли­стов — большие размеры, что ускоряет процесс отделки и устройства перегодорок. Крепят листы клеящими ма­стиками.

9.3. ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ИЗВЕСТИ

Изделия, состоящие из смеси извести, песка и воды, отформованные и прошедшие тепловлажностную авто­клавную обработку, называются силикатными. Долгое время единственным видом силикатных строительных материалов являлся силикатный кирпич, для изготовле­ния которого применяют кварцевый песок и воздушную известь. Если же часть кварцевого песка тонко размо­лоть, то прочность изделий после автоклавного твер­дения значительно возрастет, и в этом случае по­лучают уже силикатный бетон, в котором вяжущим является тонкомолотая известково-кремнеземистая смесь.

Кроме извести и песка для производства автоклав­ных изделий используют и другие местные строительные материалы — шлаки, золы, нефелиновый шлам и др.

К силикатным изделиям относят: силикатный кир­пич, изделия из тяжелых силикатных бетонов (плиты перекрытий, внутренние стеновые панели, колонны, бал-

-82-

ки), изделия из легкого силикатного бетона на пористых заполнителях и ячеистых силикатных бетонов.

Силикатный кирпич имеет те же форму и размеры, что и керамический. В зависимости от предела прочно­сти при сжатии силикатный кирпич подразделяют на семь марок: 300, 250, 200, 150, 125, 300 и 75. Средняя плотность силикатного кирпича 1800—1900 кг/м³. Моро­зостойкость лицевого кирпича Мрз 50, 35, 25, для рядо-'вого не менее Мрз 15.

Силикатный кирпич применяют для кладки наруж­ных и внутренних стен надземных частей зданий и со­оружений. Использовать его в конструкциях, подвер­гающихся длительному воздействию воды (фундаменты, канализационные колодцы и т.п.) и высоких температур (печи, дымовые трубы и т. п.), запрещается.

9.4. АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Асбестоцементом называют искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания сме­си, состоящей из цемента, воды и асбеста. В зависимо­сти от вида изделий, а также от качества используемого асбеста содержание его в сырьевой смеси меняют в пре­делах от 10 до 20%, а портландцемента — от 80 до 90 %. Распущенные асбестовые волокна, сцепляясь с це­ментным камнем, армируют его и придают асбестоце-ментным изделиям высокую прочность. Асбестоцемент при сравнительно небольшой плотности (1600— 2000 кг/м³) обладает высокими прочностными показа­телями (предел прочности при изгибе до 30 МПа, а при сжатии до 90 МПа). Асбестоцементные материалы не пропускают электрический ток, не горят, морозостойки, имеют малую водо- и воздухопроницаемость, однако об­ладают повышенной хрупкостью и при неравномерном насыщении водой могут коробиться.

Асбестоцементные изделия можно разделить на ли­стовые (листы волнистые и плоские) и трубы. На основе листовых материалов получают асбестоцементные кон­струкции. Основной вид листовых асбестоцементных изделий — волнистые кровельные листы. Промышлен­ность выпускает шесть марок волнистых листов, в том числе волнистые листы обыкновенного профиля (листы ВО). Размер листов 1, 2X0, 68 м при толщине 5, 5 мм. В последнее время расширяется производство крупно-

-83—

размерных листов усиленного профиля, (УВ-6; УВ-7, 5; ВУ-К) размером до 2, 5X1, 13 м при толщине 6; 7, 5 и 8 мм. Применяют волнистые листы для покрытий кро­вель жилых и промышленных зданий.

Плоские облицовочные листы выпускают естествен­ного серого цвета, окрашенные и покрытые полимерными отделочными материалами. Длина листов до 2, 8 м, ши­рина до 1, 6 м, толщина 4—10 мм. Применяют плоские листы для внутренней отделки вспомогательных поме­щений жилых и промышленных зданий (санитарно-тех-нических узлов, коридоров), в качестве ограждения бал­конов и лестниц и для обшивки асбестоцементных па­нелей.

На основе асбестоцеметных плоских листов изготов­ляют стеновые панели, плиты покрытия, в которых на­ряду с асбестоцемептными листами используют дере­вянный каркас, различного рода утеплители и пароизо-ляционные материалы. Для подземных коммуникаций (водоснабжения, канализации, энергоснабжения, связи, газоснабжения и т. п.) и для устройства дренажа широ­ко используют асбестоцементные трубы и муфты для их соединения. Трубы бывают напорные и безнапорные раз­ного диаметра. Напорные трубы изготовляют под рас­четное гидравлическое давление 0, 3—1, 5 МПа. За последнее время в промышленном и гражданском строи­тельстве для устройства систем вентиляции значитель­ное применение получили асбестоцементные короба круглого, прямоугольного и квадратного сечения. Из асбестоцемента изготовляются также различные элект­ротехнические изделия, в частности асбестоцементные электроизоляционные доски (АЦЭИД), которые исполь­зуют в электрических аппаратах.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите изделия, изготовляемые на основе гипса.

2. В каких условиях можно применять изделия на основе гипса? 8. Назовите преимущества и недостатки гипсокартонных листов.

4. Из какого сырья и по каким технологиям изготовляют силикат­ный кирпич?

5. Назовите свойства и область применения силикатного кирпича.

6. Назовите материалы, из которых изготовляют асбестоцементные изделия, и основные свойства этих изделий.

, -84-

7. Перечислите основные виды асбестоцементных изделий и область их применения.

8. Какие крупноразмерные изделия с применением асбестоцемент­ных материалов Вы знаете?

Глава 10. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ