Напряжение арматуры при производстве ЖБИ

Предварительное напряжение на арматуру при изготовлении железобетонных конструкций дает возможность создать высокоэффективное сооружение, способное выдерживать на прогиб или растяжение максимальные нагрузки. Использование такого напряжения позволяет железобетону приобретать повышенную прочность на прогиб и сжатие. Это, в свою очередь, повышает срок эксплуатации железобетонных конструкций, а также предотвращает образование трещин.

Изготавливают железобетонные конструкции на специализированных предприятиях. В большинстве случаев в качестве основной технологии производства используют стендовый способ, который заключается в том, что ЖБИ изготавливают в неподвижном состоянии на стендах.

Данный метод дает возможность не только уменьшить трудозатраты, но также и автоматизировать некоторые этапы производства. С помощью такой технологии становится возможным изготавливать конструкции с гладкой или однородной поверхностью, что является показателем высокого качества выпускаемого материала.

В железобетонных конструкциях примерно четверть от всего изделия составляет арматура, которая выделяется благодаря обособленным этапам производства (поскольку она требует использование отдельного материала, применения особой техники производства и способа установки). Оснащение железобетонных изделий арматурой называют армированием. Всего выделяют 2 вида армирования – напряженное и ненапряженное. В случае напряженного армирования, в момент отпуска натяжных конструкций, в сечении бетона возникает сжатие арматурой.

Способы натяжения арматуры

Всего существует три способа натяжения арматуры:

• физико-химический – здесь применяется свойство тех бетонов, которые изготовлены с применением расширяющихся цементов: в результате затвердевания бетон расширяется, а арматура становится длиннее, благодаря чему в ней образовывается предварительное напряжение;
• механический – заключается в растяжении арматуры с помощью механических или гидравлических рычагов, гаечных ключей и прочего;
• электрохимический – простой и малотрудоемкий способ, заключающийся в нагревании стержней арматуры до температуры 300-400°C и установке их в нагретом состоянии в упоры.  

В процессе производства существует вероятность потери арматурного напряжения из-за резких перепадов температуры, поломки анкеров вследствие трения, повышенной влажности. После того, как бетон начнет достигать требуемой прочности, напряженную арматуру постепенно отпускают. Наиболее оптимальным уровнем обжатия является обжатие, которые не вызывает никаких повреждений, а также не снижает перерасход стали и долговечность конструкции. Но при этом, сооружение остается довольно прочным устойчивым к появлению трещин.

Типы обжатия бетона

Можно выделить три типа обжатия:

1. Одноосное. Заключается в обжатии бетона в направлении одной (к примеру, продольной) оси элемента. Ему подвержены те элементы, которые работают на осевое или внецентренное растяжение, а также изгибаемые линейные элементы (в них напряжению подвергают лишь продольную рабочую железную основу, что особенно целесообразно, когда в одно и то же время натяжение арматуры или укладку производят по всей длине стенда для большинства одинаковых элементов).
2. Двухосное. Обжатие осуществляется в направлении двух осей элемента, в которых действуют наиболее опасные растягивающие усилия. Его создают в тех элементах, которые работают в двух направлениях (плиты, опертые по контуру, по углам, или на сплошное основание, стенки напорных труб). При этом натянутая проволока фиксируется с помощью штырей.
3. Трехосное. Данное предварительное обжатие бетона происходит в направлении трех (как правило, взаимно перпендикулярных) осей элемента, в которых действуют наиболее опасные растягивающие усилия. Например, это могут быть колонны со спиральной и продольной напрягаемой железной основой, корпуса атомных реакторов, высокие и тяжело нагруженные сооружения, дома.

Таким образом, получить железобетонные конструкции с оптимальной прочностью, которые способны прослужить длительный эксплуатационный период, возможно лишь при правильной технологии производства.