Способ изготовления предварительно напряженных железобетонных изделий

 

Использование, в производстве предварительно напряженных железобетонных изделий , таких как ригели, колонны, плиты и т.п. Сущность изобретения: в форму устанавливают продольную арматуру и натягивают ее до начального контролируемого напряжения с помощью домкратов; арматуру фиксируют в форме, после чего укладывают и уплотняют бетонную смесь, в момент начала схватывания бетонной смеси, определяемой любым известным способом, начинают отпуск натяжения продольной арматуры и ведут его со скоростью, определяOps емой по формуле: v где Ops t2 -ti начальное контролируемое преднапряжение продольной арматуры, МПэ; t2 - время достижения бетоном передаточной прочности; t2 - время начала схватывания бетонной смеси, ч. Причем отпуск натяжения арматуры с указанной скоростью ведут до достижения бетоном передаточной прочности при одновременном его твердении. 1 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«SU 1756508 А1 (st)s )Е 04 О 21/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретениеотноситсякстроительству . мых элемейтов эа счет низкой прочности и может быть использовано при проиэвод- . бетона на сжатие, а также низкая трещиностве предварительно напряженных желе- стойкость изготавливаемого элемента за зобетонных изделий, например, плит, " счет низкой прочности бетона на растяжеригелей, колонн, свай, опор ЛЭП и дымовых ние. труб. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изИзвестен способ изготовления предва- готовления предварительно напряженных рительно напряженныхжелезобетонныхиз- железобетонных изделий, включающий усделий, включающий установку в форму тановку в форму продольной арматуры, напродольной арматуры, ее натяжение, .уклаД=: тяжение ее до начального контрблируемого ку и уплотнение бетонной смеси, термооб- напряжения, укладку и уплотнение бетонработку арматуры осуществляют в период ной смеси, твердение бетона и отпуск натяизотермической выдержки при достижений:" жения продольной арматуры. Причем бетоном прочности 40 — 50 g, от марочной. отпуск натяжения арматуры осуществляют

Недостатком данного способа является.. после. приобретения бетойом необходимой низкая несущая способность изготавливав- .. прочности.

1,, 2 (21) 4890764/33: навливают продольйую арматуру и натяги(22) 17,12.90 вают ее до начальйого к»онтролируемого на(46)23.08.92. Бюл,N31 .. пряжения с помощьюдомкратов; арматуру (71) Магнитогорский горно-металлургиче- фиксируют в форме,. после чего укладывают ский институт им. Г.И.Носова и уплотняют бетонную смесь, в момент на(72) А,А.Варламов. И.А,Варламова - . чала схватывания бетонйой смеси, опредеи Е.M.Âäîâèíà .. ляемой любым известным способом, (56) Авторское свидетельство СССР начинают отпуск натяженйя продольной арМ 1434061, кл. Е 04 С 21/12, 1986.: матуры и ведут его со скоростью, определябайков В.Н и др. Железобетонные KoH" o „о фо „„, „Pps струкции, — M. Стройиздат. 1985, с. 63 — 64, . t2 — tt рис. 1.27. а и б..;: начальное контролируемое преднапряже(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВА-", ние продольной арматурй, МПа; tz — время

РИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕ- - достижения бетоном передаточной прочноТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ сти; tz — время начала схватывания бетонной (57) Использование: в производстве предва- смеси, ч. Причем отпуск натяжения арматурительно напряженных железобетонных из-; ры с указанной скоростью ведут додостижеделий, таких как ригели, колонны. плиты и " ния бетоном передаточной прочности при т.п. Сущность изобретения: в форму уста- одновременном его твердении. 1 табл, 1756508

Недостатком известного способа. явля ется низкая несущая способность изготавлйваемых изделий за счет низкой прочности бетона на сжатие и налйчия начальных трещин в бетоне от усилий предварительного напряжения, а также низкая трещиностойxocvb изделия за счет низкой прочности бетона на растяжение и передачи усилий йредварительного напряжения на затвердевший бетон, в котором при этом возника.ют микродефекты, способству1ощие образованию трещин в изделии, Цель изобретения — повышение несущей способности и трещиностой кости изде-лий, Поставленная цель достигаетсл тем, что в способе изготовления предварительно напряженныхжелезобетонных изделий, включающем установку в форму продольной арматуры, натяжение ее до начального кон.тролируемого напряжения, укладку и уплотнение бетонной смеси, твердение бетона, отпуск натяжения продольной арматуры . согласно изобретению, отпуск натяжения продольной арматуры начинают в момент начала схватывания бетонной смеси и ведут со скоростью, определяемой по формуле, P

0 s г -t1 где <т» — начальное контролируемое напряжение продольной арматуры, МПа;

t2 — время достижения бетоном передаточной прочности, ч;

t1 — время до начала схватывания бетонной смеси, ч; до достижения бетоном передаточной прочности при одновременном его твердении.

Способ изготовления предварительно напря>кенных железобетонных элементов ос,щаствллется следующим образом.

В форму устанавливают продольную арматуру и натлгивают ее до начального контролируемого напряжения. соответствующего классу бетона, арматуры и конструкции, после чего арматуру фиксируют в форме. Натяжение арматуры производят с помощь а натяжных устройств, например, домкрата. После этого в форму укладывают бетонную смесь vi óïëoòíÿþò ее. В момент начала схватывания бетонной смеси, опре деляемый известным способом, начинают отпуск натяжения продольной арматуры. В бетонной смеси в момент начала ее схваты:. вания происходит интенсивный рост прочности, поэтому начало отпуска арматуры именно в этот момент позволяет создать в бетОнной смеси эффект "залечивания" образующихся при сжатии и растлжении бетонной смеси силовых микротрещин путем усиления направленного роста кристаллов в бетонной смеси равномерно нарастающим давлением от продольной арматуры.

Отпуск натяжения арматуры ведут со скорость1о, определяемой по формуле я Бл

t2 t1

10 где ор,, — начальное контролируемое предварительное напряжение продольной арматуры, МПа;

tz — время достижения бетоном передаточной прочности, ч;

t1 — время начала схватыванил бетонной смеси, ч, Причем отпуск натяжения арматуры ве20 дут до достижения бетоном передаточной прочности при одновременном его твердении, После этого продольную арматуру обрезают и изделие извлекают из формы, Режим, характеризующий скорость от25 пуска натяжения продольной арматуры и определяемый по указанной математической зависимости, позволяет плавно регулировать рост кристаллов в бетонной смеси, что обеспечивает "залечивание" в ней воз30 никающих силовых микротрещин и других дефектов по мере набора бетоном изделия прочности, а также полностью сбросить предварительное напряжение с арматуры на бетон к моменту дости>кения передаточ35 ной прочности, что приводит к повышению сцепления бетона с арматурой и исключение возникновения усадочных трещин при изготовлении изделия. Все это позволяет повысить несущую способность и трещино40 стойкость изделия, Указанная математическая зависимость позволяет учитывать условил твердения бетонной смеси, от которых зависит продолжительность твердения, так, напри45 мер, при тепловлажностной обработке время твердения бетонной смеси уменьшается, а следовательно, возрастает скорость отпуска натяженил арматуры по мере набора бетоном изделия передаточной прочности, 50 Начинать отпуск натяжения арматуры раньше начала схватывания бетонной смеси нецелесообразно, так как это вызвает значительные потери предварительного напряжения арматуры вследствие слабого сцепления

55 ее с бетоном и малой прочности последнего, что приводит к резкому снижению трещиностойкости и несущей способности изделия.

Отпуск натлжения продольной арматуры, который осуществляют позже начала

1756508 момента схватывания, бетонной смеси, 5 мин после эатвердения смеси водой и вели приводит к уменьшению возможности бето- . в течение 20 сут, на изделия "залечивать" возникающиемик- В опыте 6 отпуск натяжения продольродефекты из-за резкого снижения ной арматуры начинали в момент начала интенсивности роста кристаллов в бетон- 5 схватывания бетонной смеси, т,е. через 2 ч ной смеси, Это ведет к снижению несущей 10 мин и вели в течение 10 сут. способности и трещиностойкости изготав- В опыте 7 отпуск натяжения продольливаемого изделия, . ной арматуры начинали в момент начала

Для обоснования преимущества пред- схватывания бетонной смеси, т,е. через 2 ч лагаемого способа изготовления предва- 10 10 мин и вели в течение 30 сут. рительно напряженных .железобетонных Все изготовленные образцы до испытэизделий по сравнению с прототипом были ния хранились в форме, Образцы испытывапроведенйлабораторные испытания образ- ли в возрасте 35 сут. Испытание образцов цов, изготовленных в опытах 1 и 2 — no осуществляли на 100-тонной гидравличеизвестному способу, в опытах 3 и 4 — na 15 ской машине. предлагаемому способу, в опыте 5 — no спо- Результаты испытания образцов привесобу, в котором отпуск арматуры начинали дени в таблице. .в момент окончания схватывания бетонной Результаты испытаний показывают, смеси и вели со скоростьЮ, соответству1о- что трещиностройкОСть иэделий, изгОтОвщей скорости в заявленном способе и ука- 20 ленных Ilo предлагаемому способу по сравзанной в опытах 3 и 4. в опытах 6 и 7 — по нению с изделиями, изготовленными по способу, в котором отпуск арматуры начи- прототипу, повысились"на 30%, а несущая нали в момент начала схватывания бетон- способность их увеличивалась на 7 — 30 j. ной смеси и вели со скоростью, выходящей Изготовление образцов по способам с за пределы скоростей опытов 3 и 4. 25 режимами, приведенными в опытах 5 — 7, Образцы изготавливали размером нецелесообразно, так как изделие, изготов10х20х200 см из бетонной смеси жестко- ленное в опыте 5, имеет в 1,28 раза ниже стью 60 с. В качестве арматуры использова- трещиностойкость по сравнению с издели стержень диаметром 16 мм класса А-!Ч. лием, изготовленным по предлагаемому

В образцах(опыты 1,3,5,6, и 7), испытывае- 30 способу. Это происходит вследствие возмых на растяжение, стержень располагали никновения значительного числа микропо центральной оси сечения, а в образцах трещин и других дефектов в иэделии из-за (опыты 2 и 4), испытываемых на изгиб, стер- приложения давления к сложившейся к можень смещали к нижней растянутой грани и . менту окончания схватывания структуре берасполагали от нее на расстояйии 3 см, В 35 тона, имеющего в этот период очень низкую каждом опыте изготавливали по одному об- прочность. Изделие, изготовленное в опыте раз цу. 6. имеет в 1,45 раза ниже трещиностойкость

Качало схватывания бетонной смеси по сравнению с изделием, изготовленным происходит через 2 ч 10 мин, по предлагаемому способу. Это происходит

Окончание схватывания бетонной сме- 40 из-за больших потерь предварительного наси соответствует 3 ч 50 мин. пряжения в продольной арматуре (157 МПа

Передаточную прочность бетон достиг по показаниям тензодатчиков), так как усичерез 20 сут (480 ч). Величина начального лия напряжения с арматуры передаются . контролируемого предварительного на- при высокой скорости на слабый бетон. Хотя пряжения продольной арматуры во всех 45 изделие. изготовленное в опыте, имеет выопытах равна 400 МПэ. Эту величину конт- сокую трещиностойкость, однако при этом ролировали по манометру домкрата и по значительно увеличивается время изготовтензодатчикам, наклеенным нэ арматурный ления изделия из-за низкой скорости отпустержень. ска усилий натяжения с арматуры на

B опытах 1 и 2 отпуск натяжения про- 50 бетон. дольной арматуры осуществляли через 29 Преимуществом предлагаемого спососуттвердения бетона в нормальных услови- ба изготовления железобетонных изделий ях и вели в течение 5 мин., по сравнению с прототипом является повыВ опытах 3 и 4 отпуск натяжения про- шение до 30% несущей способности и на 20— дальной арматуры начинали в момент на- 55 30% трещиностойкости изделия за счет почала схватывания бетонной смеси, T.е. вышения прочности бетона и значительного через 2 ч.10 мин и вели в течение 20 сут. уменьшения в нем дефектов структуры.

В опыте 5 отпуск натяжения продоль- " Кроме того, предлагаемый способ поной арматуры начинали вмоментокончаййя зволяет снизить расход арматуры за счет схватывания бетонной смеси, т.е. через 3 ч, снижения необходимой величины контроли1756508

Формул а и зоб рете н ия

Способ изготовления предварительно напряженных железобетонных изделий, аключающий установку в форму продольной арматуры. натяжение ее до начального контролируемого напряжения, укладку и уплотнение бетонной смеси, отпуск !

Способ испытания образца

Скорость отпуска натяжения продольной арматуы. Mila/÷

Начальное контролируемое напряжение продольной арматуы, Мпа

Момент начала отпуска натяжения продольной арматуры

Трешиностойкость изделия, кН

Несущая способ ность изделия, кН

Опыт

На растяжение

На изгиб

На растяжение

На изгиб

На растяжение

На растяжение.

На астяжение.

20 сут го су гч 10 мин

2 ч 10 мин

Зч 50мин

2 ч 10 мин

2 ч 10мин

1 г

1 г

6

400

0,8З

0,83

0,83

1,67

0.55

100.1

1ЗО,1

101,6

89,7

129,0

100,1

16,7, 1ЗО,1 !

7,8, 101,6

89,7

129,0 л . несущутб способность центрально растянутых образцов определяли по моменту трещинообразования (2 группа предельных состояний).

Составитель Г.Афиногенова

Редактор О.Головач Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Заказ 3070 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-йздательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

r руемого напряжения арматуры путем уменьшения потерь предварительного найряжения от ползучести бетона.

Предлагаемый способ также позволяет повысить оборачиваемость форм за счет одновременности выполнения операций выдержки бетона и сброса давления с арматуры на бетон. натяжения продольной арматуры, о т л и ч а1 ю шийся тем, что, с целью повышения несущей способности и трещиностойкости изделия, отпуск натяжения продольной ар5 матуры начинают проводить в момент начала схватывания бетонной смеси и ведут со скоростью,ойределяемой по формуле и=

Срg (Ь вЂ” t1)

10 где ор, — начальное контролируемое напряженйе продольной арматуры, МПа; т1 — время начала схватывания бетонной смеси, до достижения бетоном передаточной прочности при одновременном его

15 твердении, ч;

t2 — время достижения бетоном переда- . точной прочности, ч,