3. Армування конструкцій напруженою арматурою

Залізобетон, армований звичайною арматурою, має суттєвий конструктивний недолік—невисоку тріщиностійкість, зумовлену слабким опором бетону розтягальним зусиллям (не більш як 12 % його міцності при стиску). Граничний розтяг бетону будь-яких ма­рок не перевищує 0,2 мм/м, у той же час напруження в розтягне-г ній зоні арматури ііри таких деформаціях бетону становить тільки

20. .25 % П розрахункової міцності. Підвищення класу бетону май­же не збільшує міцності при розтягу, а застосування високоміцно? арматури у звичайному залізобетоні нераціональне, бо підвищення напруження в арматурі призводить до збільшення розкриття трі­щин у розтягненій зоні бетону.

Спроби піддати обтискуванню залізобетон або підвищити його тріщиностійкість були зроблені ще в кінці минулого століття, але на той час ще не було високоміцних сталей і цю проблему не бу­ло вирішено. Тільки з виробництвом міцних сталей і бетону під­вищених класів стало можливим практичне застосування поперед- ньо-напруженого залізобетону.

Розробками промислового використання напруженого залізо­бетону в нашій країні і за кордоном займалося багато вчених та наукових колективів. Велике значення в опануванні технологією попередньо-напружених конструкцій мали роботи українських вче­них та інженерів.

Технологія попередньо-напруженого армування тісно пов’яза­на з конструктивним рішенням виробів, видом напруженої армату­ри, способом організації технологічного процесу. Сучасна техноло­гія заводського виробництва попередньо-напружених виробів дає можливість виготовляти конструкції різноманітних видів, засто­совуючи різні технологічні засоби.

Технологічні особливості процесу натягання арматури залежать від часу натягання арматури, способів натягання і передачі натя­гання арматури на бетон.

За часом натягання арматури розрізняють конструкції трьох різновидів:

в яких арматура натягується до бетонування виробу на упори стендів чи форм;

в яких арматура напружується під час тверднення бетону, ви­готовленого з використанням розширного (напружувального) це­менту;

в яких арматура натягується на затверділий бетон виробу, що сприймає на себе зусилля стискання від напруженої арматури.

Спосіб утворення арматурного каркаса має суттєве значення в організації технологічного процесу через те, що від нього зале­жить вибір основного обладнання та натяжних засобів. Розрізня­ють два способи утворення арматурного каркаса: лінійне та без­перервне армувайня.

Лінійне напружене армування здійснюється одиночними дроти­нами чн стержнями потрібної довжини, а також групами дротин та стержнів, з’єднаних в зазначеному порядку у пакети, пучки або ка­нати.

Безперервне напружене армування полягає в тому, що арма­турний каркас утворюється намотуванням безперервного дроту з необхідним зусиллям натягання.

Як лінійне, так І безперервне армування застосовують неза­лежно від часу натягання арматури.

Спосіб натягання арматури визначає технологію напруженого армування. Застосовують чотири способи натягання арматури: ме­ханічний, електротермічний, електрогермомеханічний та хімічний.

Механічне натягання арматури здійснюють натяжними прист­роями— машинами і гідродомкратами, а також різними гвинто­вими та важільними засобами.

Електротермічне натягання арматури базується на використан­ні лінійного розширення арматури під час її нагрівання електрич­ним струмом. Кінці подовженої арматури закріплюють, і через це в ній при охолодженні виникає напруження розтягу.

Електротермомеханічне натягання арматури полягає в тому, що арматура на ЗО...50 % визначеного напруження натягається меха­нічним способом, решта напруження утворюється за рахунок на­грівання електричним струмом і закріплення в нагрітому стані.

Хімічне натягання арматури здійснюється при використанні роз- ширних цементів. Розширення напружувальних цементів виникає не в перший період тверднення, а після набуття бетоном міцності

10. .20 МПа і створення достатнього зчеплення з арматурою. На­ступне розширення бетону призводить до розтягнення заанкере- ної в ньому арматури та ефекту самонапруження після завершен­ня процесу тверднення.

Передача попереднього напруження на бетон (стиск бетону) може здійснюватися трьома способами.

Перший спосіб базується на наявності достатніх сил тертя І зчеплення бетону з арматурою.

Другий спосіб передачі попереднього напруження арматури на бетон передбачає зчеплення бетону з арматурою і наявність додаткових анкерних пристроїв на кінцях арматурних елементів, здатних передавати на бетон 50 % розрахункового напруження.

Третій спосіб полягає у передачі зусилля на бетон через ан­керні пристрої на кінцях арматурного елемента без урахування зчеплення бетону з арматурою і використовується при натяганні арматури на затверділий бетон. Напружувана арматура може бу­ти у вигляді окремих стержнів, пучків, канатів, а також дроту, спі­рально намотаного на осердя труб, резервуарів тощо-