GRA ĐEVINSKI FAKULTET U BEOGRADU ODSEK ZA MENADŽMENT, TEHNOLOGIJU I INFORMATIKU
TEHNOLOGIJA GRA ĐENJA POMOĆNI MATERIJALI ZA PRAĆENJE PREDAVANJA VI. DEO ARMIRAČKI RADOVI
2008.
ARMIRAČKI RADOVI Armirački radovi obuhvataju sve aktivnosti na pripremi, izradi, transportu i ugrađivanju sredstava (armaturnih šipki, armature u koturovima i zavarene armaturne mreže) koja se koriste za armiranje betonske konstrukcije. Potreba da se beton ojača čeličnim profilima doprinela je razvoju industrijskih materijala pogodnih za primenu u elementima konstrukcije čiji oblik, uloga u konstrukciji i stepen izloženosti različitim štetnim dejstvima nastalim unutar objekta i izvan njega utiču na izbor vrste i oblikovanje profila Projektankoji su izrađeni od čelika različitih površinskih i mehaničkih karakteristika. Odgovornost projektanta prilikom izbora vrste čelika, oblika i dimenzija profila podrazumeva odgovornost izvođača radova za dosledno poštovanje zahteva tehničkih uslova za armira čke radove i realizaciju armira čkih radova na način koji će armaturnim profilima garantovati ostvarenje poverenih zadataka. Kao i kod ostalih građevinskih radova i kod ovih je učešće mehanizovanog rada sve veće, posebno u oblasti pripreme i obrade profila, ali je prisustvo živog rada u fazi montaže armature i dalje neizbežno pa samim tim i pojava grešaka.
Poštovanje tehničkih uslova o kojima će biti reči u ovoj tematskoj jedinici treba da pomogne eliminaciji ili bar smanjenju broja takvih grešaka. Jedna od osnovnih grešaka se čini već u fazi organizacije armiračkih radova. Većina firmi na velikim gradilištima problematiku ugra đivanja armature stavlja u vezu sa betonskim radovima i njihovo rešavanje poverava stru čnjaku za betonske radove. Nažalost, broj i raznovrsnost praktičnih problema traži adekvatan tretman koji, između ostalog, donosi uštede u vremenu neophodnom za realizaciju radova i garantuje važne elemente kvaliteta objekata - njihovu trajnost i eksploatacionu pouzdanost.
4.1. VRSTE I KARAKTERISTIKE ARMATURE Armatura kao ojačanje betona se primenjuje već skoro jedan vek i u tom razdoblju se razvoj karakteristika ovih materijala kretao u dva paralelna pravca: 1. u pravcu poboljšavanja karakteristika svakog materijala posebno, 2. u pravcu obezbeđenja što kvalitetnijeg sadejstva ovih materijala. Simbioza čelika i betona je neophodna jer armaturni profili betonu daju neophodnu duktilnost a beton svojom nepropustljivošću štiti armaturu od agresivnih uticaja sredine. Potreba da se u sklopu razvoja montažnog građenja i teorijskih postavki proračuna konstrukcija prema graničnim stanjima betonski elementi učine što manjih poprečnih preseka uslovila je razvoj tehnologije izrade armaturnog materijala. Armaturne mreže su doneli napredak u oblast boljeg sadejstva betona i čelika ali je primena ovih formi ostala ograničena samo na određenu grupu betonskih elemenata a mnogo važniji bio je razvoj tehnologije izrade armature sa rebrima pravilno raspoređenim po njenoj površini. Rebrasti čelik ima poprečna i podužna rebra ili izbočine na površini. Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
1
Na gradilištima je vrlo dugo skoro 75 % armature bilo izra đeno od tzv. mekog glatkog armaturnog 2 čelika čija je granica tečenja bila 240 N/m a ostalih 25 % su delile armaturne mreže i rebrasti visokovredni profili. Činjenice da je primena mreža i rebrastih profila korisnija sa stanovišta postignutih ušteda u radu na montaži armature i da je ponuda tržišta sve veća u toj oblasti (uz neznatnu razliku u ceni) uticali su na masovniju primenu kvalitetnijeg armaturnog materijala tako da je danas pomenuti odnos izmenjen u korist rebrastog čelika.
Prema Pravilniku o tehni č kim normativima za beton i armirani beton na gradilištima je dozvoljena primena sledećih vrsta armature: Vrsta armature
Oznaka
Asortiman
Glatka armatura
GA 220 / 340
∅5
- ∅12
Glatka armatura
GA 240 / 360
∅5
- ∅36
Rebrasta armatura
RA 400 / 500
∅5
- ∅40
Zavarene armaturne mreže od glatke žice
MAG 500 / 560
∅4
- ∅16
Zavarene armaturne mreže od rebraste žice
MAR 500 / 560
∅4
- ∅12
BiA 680 / 800
∅3
- ∅11
Bi armatura
Iako se u asortimanu glatke i rebraste armature nalaze i vrlo veliki profili njihova prakti čna primena je vrlo mala - preko 90% ugra đene armature ima prečnik koji je manji ili jednak ∅25. Zavarene armaturne mreže se koriste u velikom broju kombinacija debljina šipki ali su najprimenjenije one za koje važi 4 ≤ ∅ ≤ 8. Čelik za armiranje je materijal o kome se naj češće zna samo to da je srednja vrednost za3 -6 o preminske mase 7,85 t/m a srednja vrednost koeficijenta termičke dilatacije 10 ×10 / C. Međutim kada je u pitanju armatura kao građevinski materijal potrebno je mnogo više informacija. Firme nabavljaju armaturni materijal iz razli čitih izvora pa prilikom njegove obrade može doći do grešaka čije se posledice direktno odražavaju na nosivosti elementa t.j. konstrukcije u koju je armaturni materijal ugrađen. Uz materijal moraju biti isporu čeni podaci o:
a) kvalitetu materijala (izražen je karakteristi čnom vrednošću konvencionalne granice tečenja armature tj. vrednošću napona pri kome je nepovratna dilatacija 0,2 %), b) klasi duktilnosti (može biti normalna ili visoka a izražava se karakteristi čnom vrednošću izduženja armature pri maksimalnom optere ćenju εuk, odnosno karakterističnim odnosom čvrstoće pri zatezanju prema granici tečenja (f t/f y)k), c) dimenzijama profila koji su isporučeni (one moraju odgovarati zahtevima u pogledu veličine dozvoljenih odstupanja, tj. moraju biti u granicama tehničke tačnosti), d) površinskim karakteristikama armaturnog gvožđa (razlikujemo glatke rebraste šipke kod kojih se površinske karakteristike iskazuju faktorom površine rebra f R (odnosom Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
2
površine projekcije poprečnih rebara u pravcu ose šipke i površine omotača šipke između uzastopnih rebara), e) mogućnosti zavarivanja armaturnih profila (važno sa stanovišta nastavljanja profila i izrade veza profila metodom zavarivanja). Armatura se ugrađuje u betonske elemente u cilju njegovog ojačavanja i postizanja neophodne otpornosti na statička i dinamička opterećenja, temperaturne uticaje, skupljanje kao i omogućavanja manipulacije i transporta prefabrikovanih betonskih elemenata pa je, prema ulozi koju ima, možemo podeliti na: a) glavnu armaturu - služi za prijem dominantnih zatežućih naprezanja nosača nastalih usled prijema staslnih i eksploatacionih opterećenja, b) podeonu armaturu - služi za preraspodelu uticaja izme đu šipki glavne armature i omogućavanje njihovog sadejstva kao i sprečavanje pojave prslina u elementu, c) montažnu armaturu - služi za obezbeđivanje položaja šipki armature ugrađenih u armaturne sklopove površinskih ili prostornih formi. Pored ugrađivanja armature u vidu otvorenih armo-sklopova (ravnih, savijenih, zakrivljenih) koji se primenjuju kod izrade zidova, ploča i ljuski sve su brojnije forme zatvorene (pravougaone, poliugaone, kružne) konture koji se primenjuju kod izrade šipova, temelja, stubova i greda.
U betonske elemente se često ugrađuju različiti oblici ankerovanih metalnih formi (anker ploč ice) koje se koriste za izradu veze: •
betonskog prefabrikovanog elementa sa betonskom konstrukcijom,
•
betonskog elementa sa metalnom konstrukcijom, ili
•
betonskog elementa sa opremom i instalacijama objekta.
Ankerovanje pomenutih formi se izvodi primenom armaturnih šipki (zavarenih za pločicu) ili direktnim zavarivanjem za glavnu i/ili podeonu armaturu elementa.
4.2. ARMATURA (ČELIK) ZA PREDNAPREZANJE Razvoj tehnologije proizvodnje ili obrade građevinskih materijala omogućio je unapređenje procesa građenja. Zahvaljujući betonima visokih marki prefabrikovani elementi su postajali sve lakši za transport i montažu a skraćenje roka za izradu betonske konstrukcije objekta bio je i ostao glavni argument pobornika primene metoda montažnog građenja. Da bi se u poprečnom preseku apsorbovali veliki naponi zatezanja morala se primeniti armatura velike otpornosti na kidanje. Njena interakcija sa betonom je zahtevala uvođenje novih pravila i postupaka primene pa je oblast primene dobila i poseban naziv - prednaprezanje. Za prednaprezanje se koriste profili (žice) ∅2 - 12∅ izrađeni od čelika čija minimalna vrednost karakteristične čvrstoće na zatezanje mora biti preko 1500 MPa. Sila prednaprezanja sa čelika na beton može biti preneta bilo direktno, tzv. athezionim prednaprezanjem, bilo indirektno, tzv. kotvama sa kablovima za prednaprezanje. Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
3
Kotva predstavlja sklop više elemenata ( čaura, klin, podložna ploča, anker ploča, ...) čiji su glavni zadaci: a) da obezbede pravilan raspored i podjednako zatezanje svih žica, b) da žice za prednaprezanje pouzdano drže u istegnutom stanju, c) da silu zatezanja preko oslonačkog preseka (bloka) prenesu na betonski element a da pritom, usled velike koncentracije napona zatezanja u zoni oko kotve, ne dođe do pojave prslina i cepanja betona.
Armatura za prednaprezanje i jedna vrsta kotve Kotve se, prema ulozi u prednaprezanju, dele u 3 osnovne grupe i mogu biti: 1. normalne kotve (su aktivne kotve jer služe za jednokratno ili višekratno unošenje sile prednaprezanja u kabl i injekcione mase u zaštitnu cev) pojavljuju se u varijantama: •
normalne kotve za postavljanje na beton,
•
normalne kotve za postavljanje u beton,
•
višestruke normalne kotve za postavljanje na beton,
2. fiksne kotve (su pasivne kotve jer služe za fiksiranje jednog kraja kabla kod jednostranog prednaprezanja u kome je na drugom kraju kabla normalna ili nastavna kotva), i 3. nastavne kotve (služe za nastavljanje dugih već prednapregnutih kablova i kablova koji tek treba da se prednaprežu a ne mogu biti izrađeni u jednom komadu). Projektom prednaprezanja moraju biti precizno dati tehnički uslovi za izvođenje radova sa svim podacima o materijalima i opremi koji se primenjuju. Ukoliko izvo đač radova nije u mogućnosti da obezbedi nabavku i primenu projektovanih sredstava mora se obratiti projektantu sa listom alternativnih sredstava kako bi proverom njihovih tehni čkih karakteristika bila utvr đena podobnost za primenu i na osnovu pozitivnog odgovora dobijena pismena saglasnost za zamenu.
4.3. KARAKTERISTIKE I PRIMENA MIKRO-ARMATURE Ako masivni armaturni profili više nisu atraktivni mikro armatura sigurno jeste. Mikroarmirani beton predstavlja mešavinu klasičnog betona sa odgovarajućom količinom armature u vidu čeličnih vlakana. Armiranje građevinskih materijala vlaknima je ideja stara gotovo kao graditeljsko umeće jer su sečena slama, vlakna jute, konjska dlaka i slični materijalni davno korišćeni za ojačavanje građevinskih proizvoda na bazi gline. Vlaknasta ojačanja tankih i krtih materijala su uvodila nove proizvode u oblasti azbest-cementnih prefabrikata a od pre trideset godina se eksperimentiše i sa sintetičkim materijalima (karbonskim i staklenim vlaknima). Počev od 1970. godine čelična vlakna počinju da ulaze u građevinsku proizvodnju (procene 3 pokazuju da je 1975. u celom svetu ugrađeno samo 50.000 m mikro-armiranog betona (engl. fiber reinforced concrete) da bi u poslednjih par godina i čitavi objekti bili izvedeni armiranjem Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
4
jedino pomoću vlakbastih čestica metala. U početku razvoja ove vrste tehnologije vlakna su bila debljine 0,25 - 0,65 mm i dužine 2 - 6 cm a danas su dimenzije proizvoda najvećeg proizvođača mikro-armature, Mitchell Fibercon Inc. (USA), 0,25/0,70/20 mm ili 0,25/0,70/25 mm za ravna vlakna odnosno 0,25/1,20/25 mm za vlakna koja su deformisana podužnim uvijanjem. Iskustvo pokazuje da odnos dužine i prečnika vlakna, standardno L/d = 45 - 55, ne bi trebao biti veći od 60 - 80. Vlakna sa odnosom L/d ≤ 50 se doziraju kao svaki rastresiti materijal a za L/d ≥ 50 treba fazi doziranja posvetiti ve ću pažnju jer u suprotnom može doći do teškoća u doziranju armature i homogenizaciji mešavine. Čestice mikro-armature se najčešće proizvode od niskougljeničnog hladno valjanog čelika i mogu biti u obliku ravnih, jednom ili više puta uvijenih ili spiralno uvijenih traka. Poslednjih godina u primeni su i vlakna od sintetičkih materijala visokih mehaničkih karakteristika.
Poboljšana mehanička svojstva ovako armiranih betona su prednost koja se koristi i kod izrade podova u industrijskim objektima Mikro-armatura može u potpunosti zameniti klasi čnu armaturu pokazujući i mnogobrojne prednosti u odnosu na nju: 1. dozvoljava betoniranje odmah posle postavljanja oplate (nema čekanja na armirače: postavljanje, kontrola, ...) čime ubrzava tok radova, 2. dozvoljava prekide u radu čime proizvodni tok čini manje osetljivim na spoljašnje uticaje i poremećaje u snabdevanju, 3. povećanjem žilavosti betona (udvostručuje otpornost na udar i utrostručuje otpornost na slom) dozvoljava smanjenje poprečnih preseka uz isti ili ve ći koeficijent sigurnosti, 4. sprečava pojavu površinskih prslina u pločama, 5. eliminiše sve probleme sa korozijom, ... 6. dozvoljava kreativnije oblikovanje betonskih elemenata jer nema problema (zahteva) u vezi sa oblikovanjem detalja klasične armature i očuvanja minimalnog zaštitnog sloja. Čelična vlakna se isporučuju u kartonskim kutijama ili džakovima i pomo ću dozatora unose u mešalicu. Brzina doziranja mora biti uskla đena sa brzinom mešanja kako ne bi došlo do nagomilavanja vlakana i produženja homogenizacije. Pokrenuta česticama agregata vlakna se ravnomerno raspoređuju unutar mase, zauzimaju proizvoljne položaje i delimično se savijaju pod uticajem krupnijih zrna. Količina mikro-armature se kreće u intervalu 0,2 - 2,0% u odnosu na zapreminu betona (1,5 - 6,5% u odnosu na težinu betona). Mešavina sa vlaknastom armaturom se transportuje, ugrađuje i neguje na uobičajeni način sa izuzetkom zabrane ručnog ugrađivanja jer može uticati na homogenost mešavine. Prilikom završne obrade treba paziti da se preteranim tretmanom male zone ne poremeti visok stepen izotropije mešavine. Površinu elementa ne treba ručno rapaviti jer može doći do izvlačenja krajeva vlakana iz mase ali specijalne mašine mogu vršiti i ovakvu obradu.
4.4. OBRADA ARMATURE Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
5
Priprema armature za potrebe svakog većeg gradilišta ili većeg broja manjih gradilišta se vrši u proizvodnim jedinicama smeštenim u zatvorenom prostoru - pogonima. Pogoni za obradu armature (armira č nice) predstavljaju moćno sredstvo za racionalizaciju procesa građenja jer mogu da svedu armira čke radove na objektu na ugrađivanje armaturnih sklopova u oplatu i njihovo povezivanje u zoni preklopa armature. Izvode se kao stalni objekti, postavljeni samostalno ili u sklopu većeg centra za tehnološku pripremu proizvodnje, koji obuhvataju deponiju sirove armature, objekat sa jednom ili više tehnoloških linija (odeljenja) i deponiju gotove armature spakovane u snopove ili armaturne koševe. Transport armature u pogonu obavlja se kranovima (na deponijama) ili transportnim kolicima (u odeljenjima) pa je produktivnost instaliranih mašina maksimalno iskorišćena.
Samo se na gradilištima koja nemaju podršku armira čkih pogona (u pitanju su udaljena gradilišta ili radovi manjeg obima) za radnike moraju graditi armira čke nadstrešnice takvih dimenzija da se ispod njih mogu smestiti: radni sto za savijanje armature, mašina (makaze) za se čenje armature, aparat za zavarivanje i prostor za izradu armaturnih koševa. Priprema armaturnih šipki se sastoji od nekoliko operacija koje se na savremenim mašinama odvijaju odvo jeno (kada su u pitanju šipke velikih prečnika ili je potreban veliki kapacitet obrade pa su mašine specijalizovane) ili više njih na istoj mašini, na odgovarajućim alatima i sukcesivno jedna za drugom. Razvoj opreme za obradu armature je olakšao izradu pojedinih oblika (spiralne forme) i oslobodio projektante konstrukcija straha da njihovi zahtevi neće na adekvatan način biti preneti na materijal. Mašinskom obradom armature se definitivno razdvajaju greške u radu od grešaka u pro jektovanju. Mali zaštitni sloj betona ne može biti posledica nepravilno savijene šipke (osim u slučaju da je operater uneo u kompjuter pogrešne podatke) koja je izašla iz projektovanog gabarita armaturnog koša već samo posledica izostanka ili nepravilnog rasporeda podmetača (distancera) za armaturne profile.
Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
6
Veliki broj proizvođača mašina za obradu armature pruža široke mogu ćnosti izbora i kupovine upravo one koja će na najefektniji način zadovoljiti potrebe gradilišta ili centralnog armira čkog pogona izvođača radova. Nabavka ovakvih mašina ne opterećuje jediničnu cenu obrađene armature u meri koja će izvođača obeshrabriti da ih uvrsti u spisak opreme neophodne za normalno odvijanje betonskih radova. Potpuno drugačiji je problem projektovanja armira čkog pogona i usklađivanja kapaciteta mašina u cilju maksimalnog iskoriš ćenja njihovih mogućnosti. U ponudi mašina za armaturu na tržištu su zastupljena sledeća četiri tipa mašina: 1. mašine za obradu armature isporučene u kalemovima (koturovima), 2. mašine za obradu armature isporučene u šipkama, 3. mašine za pravljenje mrežaste armature, i 4. mašine za pravljenje armaturnih koševa. Svi tipovi mašina imaju elektronski kontrolisane, automatizovane operacije čije se vođenje može pojednostaviti jednostavnim povezivanjem sa spoljnim kompjuterom koji na monitoru neprekidno daje stanje proizvodnog sistema a na zahtev (periodično) daje u pisanoj formi pregled koli čina i vrsta obrađene armature. Akcent tehnološkog razvoja svih navedenih tipova mašina je stavljen: 1. na maksimalno proširenje automatizacije (uz ostavljanje mogu ćnosti kontrole i prekida operacije od strane operatera), 2. na kompjutersko povezivanje pojedinih faza obrade i kompleksnu kontrolu proizvodnje, 3. na razvoj sistema za odlaganje obrađene armature i 4. na racionalizaciju utroška energije i minimum otpada sirove armature. Specifični tehnološki razlozi zahtevaju da se mašine prilikom instaliranja postave u zatvoren objekat, na ravnu, čvrstu podlogu i povežu sa odgovarajućom gromobranskom zaštitom. 1. Mašine za obradu armature u kalemovima su po broju modela verovatno najbrojnije. Obrada na njima podrazumeva ispravljanje, sečenje i savijanje šipki armature. Deponovana koji treba očistiti pre dugo ili na nepropisan način armatura dobija sloj površinske r đe ugrađivanja šipki. Deo r đe se skida već u fazi ispravljanja, prolaskom šipke kroz niz parova valjaka, a ukoliko nisu postignuti željeni rezultati treba primeniti posebna mehani č ka sredstva (metalne rotacione četke) ili hemijska sredstva (premazi koji istovremeno skidaju r đu i nanose primarnu zaštitu). Noviji modeli su pretežno opremljeni četkama i odlikuju ih sledeće karakteristike: •
brzina izvlačenja i ispravljanja armature ide do 2m/s ,
•
prečnik jednostruke armature koju obrađuju je u intervalu armaturu prečnik ide samo do ∅14,
•
minimalna dužina šipki je 750 - 800 mm,
•
na mašinama postoje automatske jedinice za brzu promenu prečnika za ukupno 8 različitih tipova armatura,
•
postoji mogućnost savijanja armature po dužini i na oba kraja šipke koja može biti dužine do 12 m,
•
postoji mogućnost širokog izbora (programiranja) uglova povijanja šipki,
•
vreme promene oblika profila je oko 5 s,
•
sekundarna jedinica za savijanje profila je pokretna i omogućava brz prelazak na različite profile.
•
postoje jedinice za odlaganje armature dužine do 12 m sa mogućnošću njenog prebacivanja na drugi radni nivo radi etiketiranja, i
Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
∅5
-
∅18
a za dvostruku
6. predavanje
7
•
postoje specijalne rotirajuće jedinice sa četiri ruke za prihvatanje manjih savijenih profila (uzengija) svih prečnika.
Velika pažnja proizvođača je posvećena elektronskoj podršci proizvodnje. Jedan od najpoznatijih proizvođača Pedinghaus nudi opremu kojom se podaci unose samo jednom u kompjuter u centralnoj planskoj stanici. Sistem kontroliše proizvodnju i vrši optimizaciju obrade unetog materijala a konstantno je prisutan uvid u sadržaj skladišta armature. Planovi proizvodnje se automatski prikazuju na monitoru a proizvodne linije snabdevaju podacima iz kompjutera. Na taj način vlasniku mašine se omogućava: •
povećanje produktivnosti za 15 - 25 %,
•
sortiranje podataka i pisanje propratnih dokumenata,
•
smanjenje škarta sa prosečnih 3 - 5% na industrijski nivo od 1%,
•
dodatno povećanje kapaciteta obradom više šipki u isto vreme,
•
optimizacija korišćenja uskladištene armature,
•
memorisanje velikog broja oblika armature (do 999 oblika),
•
simultana proizvodnja pravih i savijenih komada,
•
smanjenje uticaja ljudskog faktora na greške na minimum, i
•
mašine opslužuje jedan ili najviše dva operatera.
2. Mašine za obradu armature iz šipki su sličnih karakteristika. Predviđene su za rad sa prečnicima armature od ∅6 - ∅55 mm. Armatura se iz deponovanog snopa izdvaja automatski i brzo broji, seče prema meri, savija i skladišti. U zavisnosti od prečnika šipki može se istovremeno savijati više šipki a postoji mogu ćnost memorisanja velikog broja pozicija. Brzina obrade je 90 - 120 m/min, maksimalna dužina šipki sirovog materijala je 24 m a prosečni radni ciklus traje samo 15 sec. Kao i kod prethodne grupe mašina postoji mogu ćnost povezivanja sa kompjuterom smeštenim u kontrolnom punktu radi optimizacije se čenja i formiranja pratećih dokumenata. Mašinu mora da napaja napaja struja od 380 V.
3. Mašine za pravljenje armaturnih koševa proizvodi samo manji broj firmi. Na tržištu se mogu nabaviti modeli koji prave armaturne koševe prečnika ∅40 - ∅160 cm. Koš se pravi na taj način što se preko podužno postavljene grupe šipki većeg prečnika spiralno namotava i mestimično (na nekim preklopima) zavaruje tanja armatura odmotana sa posebnog kalema. Korak spirale je najviše 30 cm ali postoje mašine sa mogućnošću njegovog povećanja do 60 cm. Operater podešava razmak armature i brzinu rotacije koša u zavisnosti od broja varova koje želi da napravi. Dužina koša se može pove ćavati do 12 m (kod nekih modela do 18 m). Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
8
Proizvođači garantuju savršen cilindrični oblik koša i savršenu paralelnost podužnih šipki. Kao podatak za procenu učinka ove vrste mašina može poslužiti primer: armaturni koš za armiranje šipa prečnika ∅120 cm, dužine 12 m, sa 24 podužne šipke, na kome je 50% zavarenih ukrštanja, jedan operater može da uradi za 45 minuta. 4. Mašine za pravljenje mrežaste armature su u najvećoj meri smanjile ljudski rad na ugrađivanju armature u površinske elemente konstrukcije. Mreže inostranih proizvo đača su ortogonalnei sastoje se od podužnih i poprečnih šipki istog prečnika i istog razmaka u oba pravca (Q-mreže) ili razli čitih prečnika i razmaka u oba pravca (R-mreže). Podužne šipke armature su prečnika ∅6 - ∅16 mm i nalaze se na 6 kalemova sa kojih se izvla če, seku i dopremaju na transportnu traku. Poprečne šipke se na podužne šipke dovode posebnim mehanizmom koji obezbeđuje potreban, projektovani razmak. Spojevi šipki se automatski zavaruju i sa trake izlazi ravna mrežasta armatura. Kod nekih modela postoji mogu ćnost dopunskog sečenja i/ili savijanja mreža. Na tržištu se mogu naći armaturne mreže razli čitih proizvođača a za većinu je bitno to da je: •
prečnik šipki od kojih se izrađuju ∅4 - ∅12,
•
razmak podužnih i poprečnih šipki 10, 15 ili 25 cm,
•
standardna dužina podužnih šipki 7,5 m,
•
standardna dužina poprečnih šipki 2,5 m
a nosivost im se razlikuje u zavisnosti od oblika i veličine okca mreže, odnosno od toga da li su: 1. R mreže - uzdužno nosive mreže čije su uzdužne i poprečne šipke ukrštene u obliku pravougaonika a prečnici uzdužnih i poprečnih šipki su isti ili se razlikuju u cilju racionalizacije primene i ravnomernijeg iskoriš ćenja kapaciteta šipki, 2. Q mreže - poprečno nosive mreže čije su uzdužne i poprečne šipke ukrštene u obliku kvadrata a prečnici uzdužnih i poprečnih šipki su isti. Velikom broju armirača najviše vremena oduzima povezivanje šipki koje su dovedene u projektovani položaj. Dinamičko opterećenje koje se javlja prilikom sipanja i ugra đivanja svežeg betona može promeniti položaj šipki i umanjiti njihovu nosivost ili zaštitni sloj pa je vezivanje šipki na mestima ukrštanja podužne (glavne) armature i poprečne armature (uzengije) - obavezno. Proces armiranja je često komplikovan činjenicom da se na mestima prekida i nastavaka armature, zbog velike dužine preklopa šipki i uvećanja broja šipki, javljaju zone u konturi poprečnog preseka nosača u koje beton teško može biti ugrađen na propisani način. Da bi smanjili poteškoće te vrste projektanti propisuju odgovarajuće zavarivanje šipki. Elektroluč no zavarivanje se izvodi preklapanjem šipki ili primenom pločice (podvezice) i izradom obostranog vara na dužini od najmanje 5∅ a elektrootporno se izvodi sučeonim spajanjem profila i propuštanjem kroz njih struje visokog napona usled koje na mestu spoja dolazi do naglog zagrevanja i topljenja metala a on se pod obostranim pritiskom meša i stvara zadebljanje - čeoni var. Izrada varova na licu mesta nije dovoljno brza (1,0 - 1,5 m/h), stvara brojne tehničke i organizacione probleme jer opremu treba transportovati, napajati i štititi u uslovima intenzivnih radova i velikog prisustva radne snage. Stoga se u poslednjih nekoliko godina, pretežno kod rebraste armature velikog prečnika, radionički obrađuju (narezuju) krajevi šipki a nastavak se izvodi na licu
Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
9
mesta - jednostavnim, pojedinačnim navijanjem svake šipke na cevasti završetak njoj odgovarajuće šipke. Automatska obrada armature podrazumeva i automatsku kontrolu zadovoljenja kriterijuma o minimalnom prečniku krivine povijene armature koji zavisi od vrste čelika ali se kod ručne obrade profila mora voditi više ra čuna o oblikovanju šipki i kuka.
4.6. IZVO ĐENJE ARMIRAČKIH RADOVA Armirački radovi ne počinju na gradilištu iako se oni tamo (u najvećoj meri) izvode. Priprema za rad sa armaturom počinje izborom isporučioca i ugovaranjem načina pakovanja robe, transporta i manipulacije. Tretman armature utiče na stepen korozije i mehanička oštećenja sa kojom ona stiže na gradilište. Armaturu treba štititi sve vreme: prekrivanjem u toku transporta i deponovanjem u zatvorenim skladištima na bezbednoj udaljenosti od tla (za podmetače koristiti drvene oblice ili valjane profile). Prilikom prijema armature na gradilištu obavezno mora biti prisutno odgovorno lice koje će proceniti stepen oštećenja i odlučiti o eventualnom odbijanju prijema, odnosno vraćanju isporučene količine. Ovo ukazuje na potrebu da se na velikim projektima, na koima postoji potreba za velikim količinama različitih vrsta armature, odredi stručno lice koje će se starati isključivo o kvalitetu i obradi armature. Ono bi bilo dužno da prisustvuje prilikom pakovanja i utovara materijala u transportna sredstva i time bilo u prilici da predupredi dopremu neadekvatne robe na gradilište.
U našem podneblju je uobičajena pojava male, površinske r đe i ona se u praksi ne smatra suviše štetnom jer je beton "pojede" u toku sazrevanja ali se na svaki ozbiljniji napad korozije mora odgovoriti čišćenjem šipki. Brzina razvoja korozije uti če na organizaciju i sinhronizaciju čišćenja sa preradom i ugradnjom armature jer se već 24 sata nakon uklanjanja r đe na istom mestu pojavljuje nova. Očišćena armatura ulazi u proces ispravljanja, se čenja i oblikovanja koji se, kao što smo pokazali, može smatrati vrlo automatizovanim pa su greške sporadi čne i lako se identifikuju. Ipak, operater na mašinama za oblikovanje armature mora posvetiti dužnu pažnju kod unošenja podataka o grupama šipki i izboru odgovarajućih radijusa krivine. On mora eliminisati sve krupnije profile koji u mašinu za ispravljanje mogu u ći nepravilno deformisani (oštećeni) jer ta mesta, nakon obrade, mogu biti ponovo savijena i na površini armature formirane mikro prsline. Ovakva vrsta oštećenja ponekad nastaje i kod neusklađenosti kvaliteta materijala i načina obrade. Obrađena armatura se slaže u snopove koji se povezuju i označavaju etiketama koje sadrže informaciju o delu konstrukcije (poziciji nosača), poziciji armiranja, debljini šipke i broju komada. Etiketa se pričvršćuje tankom žicom pa može doći i do njenog oštećenja ili gubljenja. Stoga se takvi snopovi moraju identifikovati pre odvezivanja i upotrebe. Armatura se, na zahtev lica koje rukovodi armiračkim radovima, a prema dinamičkom planu odvijanja radova, doprema u blizinu Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
10
fronta rada i pažljivo polaže u poretku koji će omogućiti lak pristup radnika, identifikaciju i izdvajanje željenih profila. Armatura se u oplatu unosi u obliku: a) pojedinačnih, pravih ili oblikovanih komada, b) zavarenih armaturnih mreža, i c) prefabrikovanih armaturnih formi. Prilikom dovođenja armature u projektovani položaj postavljaju se distanceri i proverava se ravnomerna udaljenost šipke od najbliže površine oplate. Pritom ne treba zaboraviti na položaj krajeva šipki koji kod ru čne obrade usled torzije mogu izaći iz ravni ostalog dela šipke i približiti se oplati pospešujući prodor korozije u element. Upotrebljeni distanceri mogu biti od tanje armature, drveta i plastike ali su najbolji podmetači izrađeni (prefabrikovani) od maltera ili betona koji treba uliti u oplatu. Time se postiže jednorodnost materijala i izbegava pojava fleka od r đe na površini elementa (usled korozije metalnih distancera) ili koncentracija vlage u ta čkama gde drveni (higroskopni) distanceri izlaze na po vršinu.
Neke vrste distancera armaturnih profila Zadatak armirača je da postave armaturne profile u projektovani položaj ali odgovorna stručna lica (rukovodioci radova) moraju pre prijema postavljene armature i po četka ugrađivanja betona proveriti: •
da li postavljena armatura ima projektovani poprečni presek (u slučajevima nemogućnosti nabavke armaturnih profila odgovarajućeg prečnika izvođači radova, uz pismenu saglasnost nadzorne službe, mogu ugraditi profile prečnika većeg od projektovanog ali se mora voditi računa da se ne ugrozi minimalni razmak armaturnih šipki),
•
da li maksimalni razmak šipki rebraste armature ne prelazi granice (u cm) date za različite napone u čeliku i različite vrste naprezanja armiranih betonskih nosača:
Napon u čeliku (MPa)
160
200
240
280
320
360
Čisto savijanje
30
25
20
15
10
5
Čisto zatezanje
20
15
12,5
7,5
---
---
Napon u čeliku, na osnovu koga se dobija kriterijum o maksimalnom razmaku šipki predstavlja maksimalni dopušteni napon u armaturi (σs) neposredno posle nastajanja prslina u betonu čija je veličina ograničena vrstom elementa i eksploatacionim uslovima. •
da li minimalni razmak šipki (e) obezbeđuje efikasno ugrađivanje betona i ostvarenje projektovanog stepena prianjanja armature i betona, tj. da li je jednak ili ve ći od vrednosti iz tri sledeća kriterijuma, važeća za elemente izrađene od betona u kojima je najveća nominalna dimenzija najkrupnije frakcije agregata dg ≤ 32 mm: 1. e ≥ 30 mm, 2. e ≥ ∅
Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
(∅ - najveći prečnik armature u elementu), 6. predavanje
11
e ≥ ∅n
(∅n - ekvivalentan prečnik svežnja armature),
3. e ≥ 0,8 dg. Nakon usvajanja merodavne vrednosti može se napraviti pogodan šablon (od komada punog drveta) i njegovim postavljanjem u tačke kritičnog približavanja šipki proveriti zadovoljenje postavljenog uslova. •
da li je debljina zaštitnog sloja do armature (ao), dobijena postavljanjem distancera, jednaka projektovanoj, tj. da li obezbeđuje siguran prenos sila prianjanja, adekvatnu zaštitu od oljuskavanja betona, dovoljnu otpornost na dejstvo vatre i potrebnu zaštitu od korozije.
•
da li su dužine sidrenja i preklopa armature, na mestima nastavljanja, jednake ili veće od projektovanih vrednosti. Na armaturi ne postoje oznake dužine sidrenja te se preciznosti ugrađivanja armature mora posvetiti adekvatna pažnja, posebno kod nastavljanja pravih šipki na oba njihova kraja; usled nepreciznog rada dužina preklopa na jednoj strani može biti pove ćana na račun smanjenja preklopa na drugoj strani. U presku može biti nastavljeno najviše: 100 % zategnute rebraste armature
ukoliko je ∅ < 16,
50 % zategnute rebraste armature
ukoliko je ∅ ≥ 16,
50 % zategnute glatke armature
ukoliko je ∅ < 16,
25 % zategnute glatke armature
ukoliko je ∅ ≥ 16.
Sve veća primena zavarenih armaturnih mreža od glatke i rebraste armature i lako ća njihove montaže stvaraju uslove za pojavu grešaka u oblasti obezbe đenja minimalnog potrebnog preklopa nosivih žica. Minimalne dužine preklopa nenosivih (popre čnih) žica mrežaste armature zavise samo od uslova adhezije, pa je preporuka, da ukoliko su uslovi za postizanje kvalitetne adhezije: •
dobri - dužina preklopa bude 15 cm ili 2 podužna čvora, a ako su
•
loši - dužina preklopa je 20 cm ili 3 podužna čvora. Nakon preciznog i čvrstog povezivanja armature jednog sloja (jedne zone) elementa mora se osigurati nepomerljivost sklopa i nepromenljivost postignute geometrije. U tom smislu mora se zabraniti ili ograničiti dalje kretanje radnika u toj zoni, deponovanje materijala (armature, oplate) i sve ostalo što može izazvati savijanje šipki, pomeranje iz pro jektovanog položaja ili gubljenje zaštitnog sloja. Na pravcima neophodnog kretanja radnika treba položiti široke i debele daske koje će raspodeliti opterećenje i zadržati neminovne deformacije armature u elastičnoj oblasti. Prilikom sipanja sveže betonske mase u oplatu ne sme doći do pomeranja armature pa kod transporta betona toranjskim kranom u kibli radnici treba da usmeravaju i kontrolišu kretanje ove teške posude i onemoguće njeno udaranje u oplatu i armaturu.
Nakon ugrađivanja betona ostaje vidljiva samo armatura koju u toku iste smene ili narednih dana treba pokriti u sledećoj fazi betoniranja. Ukoliko ta faza, zbog tehničkih razloga ili finansijskih problema investitora, zakasni nekoliko nedelja ili meseci treba neubetoniranu armaturu zaštititi gumiranim ili PVC prekriva čima.
Dragan Arizanović – Tehnologija građenja
6. predavanje
12
