Среди видов металлического проката арматура строительная занимает особое положение – она всегда пользуется высоким спросом, а потребность в ней не снижается. Это обусловлено ростом рынка жилья и активным строительством объектов промышленного и общественного назначения. Обширная область применения предъявляет ряд требований к арматурным изделиям и предполагает их широкий ассортимент. Об особенностях и видах строительной арматуры пойдет речь в этой статье.
Основное назначение
Строительная монтажная арматура предназначена для изготовления каркасных изделий для усиления бетона, используемого для строительства объектов разного назначения. Как правило, это стержни периодического профиля с разным диаметром.
Объемные и плоские каркасы рассчитывают конструктивно. Их изготавливают из отдельных прутков методом сварки или перевязки проволокой.
Необходимость в использовании арматуры в железобетонных конструкциях обусловлена слабостью бетона к изгибанию и сжатию. Такие нагрузки испытывают плиты перекрытия, стеновые и фундаментные блоки, перемычки и другие конструктивные элементы. Без усиления изделия растрескиваются и разрушаются. Решает проблему каркас – жесткая арматура работает на растяжение и компенсирует разрушающее напряжение в бетоне. Причем располагаются каркасы обязательно в нижней растянутой части, где происходит максимальное деформационное усилие, а также по всему объему для стабилизации и перераспределения нагрузки.
Физические и механические свойства
Сталь Ст3, характеристики которой будут рассмотрены подробно, применяется в качестве основы при изготовлении просто огромного количества различных заготовок. Это можно связать с уникальными физическими и механическими свойствами. Механические свойства стали Ст3, которые контролируются при выпуске заготовок, следующие:
- Временное сопротивление.
- Предел текучести.
- Степень изгиба под воздействием большого усилия.
- Относительное удлинение.
- Ударная вязкость при определенной температуре.
Наиболее важные технические характеристики углеродистой стали 3 следующие:
- Поверхность имеет твердость 131 МПа.
- Плотность стали неоднородная, вес также может варьироваться в большом диапазоне.
- Свариваемость не характеризуется какими-либо ограничениями.
- К отпускной хрупкости структура не склонна.
Стальные уголки
Рассматриваемые свойства стали 3 определяют ее широкое распространение именно в сфере строительства. Большое распространение получил и различный прокат, который применяется при механической обработке.
Виды
Широкое применение строительной арматурного проката диктует необходимость в широком ассортименте стержней, чтобы для каждой конструкции по расчетам можно было принять наиболее подходящие заготовки для изготовления каркаса. В соответствии с характеристиками арматуры изделия можно разделить на несколько видов.
По материалу изготовления:
- Монтажная арматура из стали разного качества наиболее распространённая и известная. Для изготовления используют высокоуглеродистую и низколегированную сталь.
- Строительная арматура из композитов – сравнительно новое армирующее изделие для бетонных конструкций. Это прутки из базальта, стеклопластики и углеводорода с полимерами. Они близки по характеристикам к металлическим изделиям, во многих случаях служат достойной заменой стальному каркасу.
Поперечное сечение арматуры в основе круглое, поверхность прутка может быть двух типов:
- Ребристая. Такая перераспределяет нагрузку в бетонной конструкции.
- Гладкая служит в качестве перевязочного изделия для изготовления каркаса. Стержни без рельефа также могут быть использованы в качестве перераспределяющего каркаса, тогда их концы загибают для предотвращения выскальзывания.
По условиям применения:
- Ненапрягаемая – это обычная жесткая арматура, из которой вяжут каркас и устанавливают его в форму опалубки перед заливкой раствора. Используется для усиления изделий, предназначенных для эксплуатации в нормальных условиях.
- Напрягаемую арматуру предварительно растягивают на заводских установках, где и происходит формовка конструкций. Такие используют в условиях повышенных изгибающих нагрузок: перекрытия в производственных помещениях, общественных зданиях с широкими пролетами между несущими стенами и т.д.
По функциональному назначению строительная арматура может быть:
- Продольная предотвращает образование трещин в зонах растяжения – обычно в нижней части железобетонных изделий;
- Поперечная жесткая арматура располагается в зоне сжатия.
Зачем нужно усиление для фундамента
Арматура придает прочность бетонному основанию
Бетон – это прочный и долговечный строительный материал, прекрасно выдерживающий сжатие, но недостаточно устойчивый к растягивающим и деформирующим нагрузкам. Для улучшения качественных показателей фундаментных конструкций в их состав вводятся стержневое арматурное усиление, превращающее их в симбиоз металла и искусственного камня.
Порядок обустройства оснований:
- Подготавливается опалубка из деревянных или стальных щитов.
- В нее устанавливается арматурный каркас из стальных стержней.
- В образовавшиеся пустоты заливается бетонная смесь.
Законченное сооружение полностью соответствует требованиям, предъявляемым строительными нормативами. Оно достаточно прочное и пластичное, выдерживает предельные деформационные нагрузки (вибрацию, изгиб и т. п.).
Классификация
Применяемые в строительстве металлические арматурные конструкции классифицируются по ряду признаков. Основные из них:
- технология изготовления;
- класс стали;
- диаметр прутков;
- физические свойства металла.
После ознакомления с техническими характеристиками арматуры специалисту проще определиться с областью применения конкретного изделия и с теми нагрузками, которые оно должно выдержать.
По характеру профиля известные марки арматурной стали делятся на следующие виды:
- гладкая арматура;
- стержни рифленые с улучшенным сцеплением с бетоном (арматура периодического типа);
- заготовки с загнутыми концами, необходимыми для закрепления в бетоне.
Эта спецификация не охватывает все существующие виды арматурных изделий.
Классы и маркировка строительной арматуры
Использование арматуры в строительстве осуществляется согласно требованиям, которые определены конструктивно. Специалисты рассчитывают конструкции и принимают стержни с маркировкой, содержащей необходимые сведения об армирующем изделии.
Классы – это обозначение параметров не самого стержня, а стали, из которой он изготовлен. По этому признаку строительная арматура условно делится на 3 класса:
- А – марка обычной горячекатаной или холоднотянутой стержневой стали;
- Ат – термически обработанная (усиленная) сталь;
- Ас – сталь может быть собрана в каркас посредством сварки;
- Ак – коррозионностойкая с защитным покрытием (оцинкованная или гальванизированная).
Стержневая горячекатаная арматура в обозначении содержит цифровой индекс. Общая маркировка содержит некоторые свойства металлических изделий:
| Класс прочности | Диаметр | Сталь для изготовления | Описание |
| A-I (A240)* | 4…40 | Углеродистая Ст3КП, Ст3ПС, Ст3СП | Гладкий стержень |
| A-II (A300) | 10…80 | Низколегированная Ст1Г2 или углеродистая Ст5СП | Рифленый стержень или проволока в бухтах |
| A-III (A400) | 6…40 | Легированная 35ГС, 25Г2С, 32Г2Р | Ребристая для фундамента |
| A-IV (A600) | 6…40 | Низколегированная холоднокатаная 80С, 20ХГ2Ц | Рифленая серповидная арматура |
| A-V (A800) | 6…40 | Низколегированная 23Х2Г2Т | Ребристые стержни |
| A-VI (A-1000) | 6…32 | Низколегированная 22Х2ГАЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР | Рифлёные заготовки для сварки |
* обозначение/маркировка старого и нового образцов.
Какой класс наиболее популярный?
Арматура А400 обладает качествами, соответствующими ГОСТу и делающими её самой популярной. Ее отличительная особенность в том, что она выпускается только в рифленом виде. Это позволяет арматуру А400 класса А3 применять, как несущую в армкаркасе.
Плюсом является широкий диапазон размеров арматуры в сечении: арматура А400 выпускается диаметром 6 — 40 миллиметров. Поэтому арматура А400 третьего класса применяется при армировании мелкомасштабных ленточных фундаментов и огромных ЖБК для строительства мостов, многоэтажек, тоннелей.
Арматуры А400 обладает влагоустойчивостью, высоким сопротивлением нагрузкам и гибкостью. Возможность загибать арматуру АIII до 90 градусов без нагревания позволяет легко собирать угловые конструкции, что обычно вызывает затруднения у строителей. Целостный, согнутый под нужный угол, армстержень будет способствовать долговечности и надежности каркаса, обеспечивая прочность при повышенных нагрузках.
Сейчас в строительстве монолитных зданий начали применять арматурные стержни марки А500С: она обладает высочайшей прочностью, способностью свариваться и выдерживать разные силовые нагрузки.
Классификация арматурных изделий позволяет одним взглядом сделать точный выбор вида материала для сооружения конструкций или ЖБК. Поэтому специалистам, занимающимся строительством, важно научиться разбираться в обозначении арматуры в спецификациях и во внешнем виде изделий. Это дает возможность понять класс арматурной стали.
Технические характеристики строительной арматуры
ГОСТ 5781-82 определяет основные технические требования к арматуре каждого класса (таблица 8):
| Класс стали | Предел текучести sт | Временное сопротивление разрыву sв | Относительное удлинение d5,% | Равномерное удлинение dr, % | Ударная вязкость при температуре -60 °С | Испытание на изгиб и в холодном состоянии | |||
| Н/мм2 | кгс/мм2 | Н/мм2 | кгс/мм2 | МДж/м2 | кгс·м/см2 | ||||
| Не менее | |||||||||
| A-I (А240)* | 235 | 24 | 373 | 38 | 25 | — | — | — | 180°; c = d** |
| A-II (А300) | 295 | 30 | 490 | 50 | 19 | — | — | — | 180°; с = 3d |
| Ас-II (Ас300) | 295 | 30 | 441 | 45 | 25 | — | 0,5 | 5 | 180°; c = d |
| A-III(А400) | 390 | 40 | 590 | 60 | 14 | — | — | — | 90°; с = 3d |
| A-IV(А600) | 590 | 60 | 883 | 90 | 6 | 2 | — | — | 45°; с = 5d |
| A-V (A800) | 785 | 80 | 1030 | 105 | 7 | 2 | — | — | 45°; с = 5d |
| A-VI (А1000) | 980 | 100 | 1230 | 125 | 6 | 2 | — | — | 45°; с = 5d |
**с – толщина отправки, d – диаметр стержня.
Строительная длина стержней по ГОСТ от 6 до 12 метров. Документ также регламентирует состав сталей для изготовления строительных стержней и другие их свойства.
Для удобства различия прутьев их концы окрашивают в разные цвета:
- А-IV – красные;
- A-V – красные и зеленые;
- A-VI – красные и синие.
Классификация
Сортамент арматурных стержней большой, без опыта в строительной сфере легко запутаться, какой именно металлопрокат покупать. Разные задачи требуют применения разнотипных элементов для получения задуманного эффекта. Так, продольные пруты чаще берутся толще поперечных, которые играют роль каркаса жесткости, тогда как основные нужны для придания прочности при нагрузках сгибания, растяжения.
Заметно упрощает выбор разделение арматуры на классы. В классификации участвует до десятка критериев, они вкратце отражены в маркировке – это марка стали, относительное удлинение после разрыва, временное сопротивление разрыву, диаметр (по профилю). Такого перечня достаточно для обывателя, специалисты используют большее количество только в расчетах проектов.
Таблица 1. Типовые характеристики арматуры
| Класс арматуры | Диаметр профиля, мм | Временное сопротивление разрыву, Мпа | Относительное удлинение после разрыва, % | Марка стали |
| AI (A240) | 6-40 | 373 | 25 | Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп |
| AII (A300) | 10-40 40-80 | 490 | 19 | Ст5сп, Ст5пс 18Г2С |
| ACII (AC300) | 10-32 | 441 | 25 | 10ГТ |
| AIII (A400) | 6-22 6-40 | 590 | 14 | 35ГС, 25Г2С 32Г2Рпс |
| AIV (A600) | 10-32 | 883 | 6 | 80С, 20ХГ2Ц |
| AV (A800) | 10-32 | 1030 | 7 | 23ХГ2Ц |
Сечение арматурного стержня выбирается исходя из габаритов бетонной конструкции, требований по прочности. Измерение проводится по внешнему диаметру, с учетом профиля. Остальные параметры также влияют на конечные свойства ЖБИ изделия, в первую очередь, на нагрузочную способность. Так, временное сопротивление разрыву указывает предел прочности при растяжении конструкции. Показатель относительного удлинения после разрыва дает понимание по деформации в случае сильного повреждения металлического каркаса. Обычно стальные стержни возвращаются в состояние, близкое первоначальному, когда пропадает усилие растяжения.
Сортамент арматуры
ГОСТ 5781-82 содержит условный сортамент каркасной арматуры (таблица 1):
| Номер профиля (номинальный диаметр стержня dн) | Площадь поперечного сечения стержня, см2 | Масса 1 м профиля | |
| Теоретическая; кг | Предельное отклонение, % | ||
| 6 | 0,283 | 0,222 | +9,0 |
| 8 | 0,503 | 0,395 | -7,0 |
| 10 | 0785 | 0,617 | +5,0 |
| 12 | 1,131 | 0,888 | -6,0 |
| 14 | 1,540 | 1,210 | |
| 16 | 2,010 | 1,580 | |
| 18 | 2,540 | 2,000 | |
| 20 | 3,140 | 2,470 | +3,0 |
| 22 | 3,800 | 2,980 | -5,0 |
| 25 | 4,910 | 3,850 | |
| 28 | 6,160 | 4,830 | |
| 32 | 8,010 | 6,310 | |
| 36 | 10,180 | 7,990 | +3,0 |
| 40 | 12,570 | 9,870 | -4,0 |
| 45 | 15,000 | 12,480 | |
| 50 | 19,630 | 15,410 | |
| 55 | 23,760 | 18,650 | +2,0 |
| 60 | 28,270 | 22,190 | -4,0 |
| 70 | 38,480 | 30,210 | |
| 80 | 50,270 | 39,460 | |
Теоретическая масса изделий может меняться – она зависит от марки используемого сплава и имеет погрешность, обычно в указанном диапазоне.
Калькулятор
Вес арматуры © metcalc.ru
Маркировка арматурного проката
Маркировать изделия принято буквенно-цифровым кодом. Для этого на концы прутьев наносится краска определенных цветов. Условные обозначения позволяют максимально упростить не только контроль над реализацией, но и применением металлопродукции.
Маркировка представляет собой некий код, расшифровка которого позволяет получить информацию о следующих характеристиках:
- материал – это может быть стальной сплав или полимер;
- назначение – рабочий материал, распределительный или монтажный;
- профиль сечения – постоянный или периодический;
- вид – канаты, стержни, проволока;
- тип монтажа – вязаная или сварная.
Материал классифицируется в зависимости от следующих свойств:
- показателя предела текучести – МПа;
- свариваемости (обозначение – «С»);
- устойчивости к коррозии (обозначение – «К»);
- свариваемости со стойкостью к коррозии (обозначение – «СК»).
Стандарт 31938-2012. Данный ГОСТ разработан для неметаллических армирующих изделий – композитной арматуры, которая может быть изготовлена из:
- АСК – стекловолокна;
- АБК – базальтового волокна;
- АУК – углекомпозитного материала;
- ААК – арамидокомпозитного материала;
- АКК – нескольких материалов (комбинированная).
