Содержание
Армату́ра — совокупность соединённых между собой элементов, которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения (балки), а также могут использоваться для усиления бетона в сжатой зоне (колонны).
Элементы арматуры делятся на жёсткие (прокатные двутавры, швеллеры, уголки) и гибкие (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, а также сварные или вязаные сетки и каркасы). Арматурные стержни могут быть стальными (сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций [1] ), композитными (композитная полимерная для армирования бетонных конструкций ГОСТ 31938-2012), древесного происхождения (бамбуккар) и др.
Содержание
Общие характеристики [ править | править код ]
Размеры арматуры [ править | править код ]
Арматура в зависимости от механических свойств согласно ГОСТ 5781-82 делится на классы: А-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000). Арматуру класса А-I (А240) делают гладкой, образцы остальных классов изготовляют с периодическим профилем.
Стандартные размеры согласно ГОСТ 5781-82:
- Диаметр арматуры варьируется от 6 (мм) до 80 (мм).
- Площадь сечения варьируется от 0.283 (см2) до 50.27 (см 2 ).
Арматура с периодическим профилем, предназначенная для армирования конструкций из железобетона, также бывает классов А500С и В500С. Параметры, характеристики, технология производства описаны в ГОСТ Р 52544-2006.
Стандартные размеры согласно ГОСТ 52544-2006:
- Диаметр арматуры варьируется от 4 (мм) до 40 (мм).
- Площадь сечения варьируется от 0.12 (см2) до 12.566 (см 2 ).
Дополнительные требования к размерам:
- Наименьшая высота выступов рифления должна составлять от 0.065 части до 0.07 части номинального диаметра арматуры.
- Шаг рифления (расстояние между выступами) должен составлять от 0.51 части до 0.86 части номинального диаметра арматуры.
Арматура изготавливается в мотках разной длины либо в стержнях, длина которых составляет от 6 (м) до 12 (м).
Масса арматуры [ править | править код ]
Масса арматуры зависит от её номинального диаметра и длины. При расчётах веса используют среднюю плотность стали, которая составляет 7850 (кг/м 3 ).
Вес рассчитывается по формуле:
- m = pх V, где p — это средняя плотность стали, V — объём арматуры.
Объём арматуры рассчитывается по формуле:
- V = 3.14 хR2х h, где R — это радиус сечения, h — длина арматуры.
При номинальном диаметре профиля от 6 (мм) до 80 (мм) согласно ГОСТ 5781-82 масса одного метра арматуры составляет от 0.222 (кг) до 39.460 (кг). Предельные отклонения по массе арматурной стали должны варьироваться от +9 % до −7 %.
Виды арматуры [ править | править код ]
Арматура различается по ряду признаков: по назначению, ориентации в конструкции, условиям применения, по виду материала, из которого арматура изготавливается. Также по сечению, разрушающей нагрузке и габаритам.
По назначению [ править | править код ]
По назначению арматуру разделяют:
- рабочая арматура (сечение назначается по расчету, воспринимает усилия в элементах от основной нагрузки)
- конструктивная (распределительная) (сечение назначается по минимальному проценту армирования, воспринимает усадку/расширение, температуру воздействия, используется сортамент.)
- монтажная (устанавливается для объединения рабочей и конструктивной в сетки и каркасы)
- анкерная (закладные детали)
По ориентации в конструкции [ править | править код ]
Классификация арматуры по ориентации:
- поперечная — арматура, которая препятствует образованию наклонных трещин от возникающих скалывающих напряжений вблизи опор и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне;
- продольная — арматура, которая воспринимает растягивающие или сжимающие напряжения и препятствует образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции.
По условиям применения [ править | править код ]
По условиям применения бывает:
Применение [ править | править код ]
Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта. Сцепление арматуры с бетоном зависит от прочности бетона, величины его усадки, возраста бетона и от формы сечения арматуры и вида её поверхности.
Возможны пять видов контакта арматуры с бетоном:
- соединения на связях сдвига;
- трение;
- сцепление (соединение с помощью бетонирования стального элемента арматуры);
- обжатие арматуры бетоном после его усадки;
- электрохимическое взаимодействие стальной арматуры и цементного раствора.
Если арматура была подвергнута предварительному натяжению, то её называют напрягаемой. Натяжение служит для увеличения прочности железобетонной конструкции путём предотвращения образования трещин, уменьшения прогибов и снижения собственной массы конструкции — поскольку по весу требуется значительно меньше арматуры.
В железобетонных изделиях, в основном, используются арматурные изделия, которые представляют собой соединённые между собой стержни арматурной стали. Основные способы соединения стержней — это электросварка, вязка проволокой. Вместо вязки проволокой используют специальные арматурные фиксаторы, изготовленные из пружинной стали. Газовая сварка, как правило, не применяется.
Основные виды арматурных изделий:
- плоские арматурные решётки (сетки);
- пространственные арматурные каркасы.
Сцепление арматуры с бетоном [ править | править код ]
Надежное сцепление арматуры с бетоном создаётся тремя основными факторами [2] :
- сопротивлением бетона усилиям смятия и среза, обусловленным выступами и другими неровностями на поверхности арматуры, то есть механическим зацеплением арматуры за бетон
- силами трения, возникающими на поверхности арматуры благодаря обжатию арматурных стержней бетоном при его усадке
- склеиванием (адгезией) поверхности арматуры с бетоном благодаря вязкости коллоидной массы цементного теста
Наибольшее влияние на сцепление арматуры с бетоном оказывает первый фактор — он обеспечивает около 75 % от общей величины сцепления.
Существенное влияние на сцепление арматуры с бетоном оказывает седиментация твёрдых частиц и выжимание воды при твердении бетонной смеси. Это приводит, особенно в подвижных составах бетона, к тому, что сцепление арматуры с бетоном становится различным для стержней в направлении бетонирования и перпендикулярно ему в нижней или верхней частях сечения изделия, бетонируемого за один приём.
Классификация арматуры [ править | править код ]
В зависимости от механических свойств и «узора» профиля подразделяется на классы АI (А240), АII (А300), АIII (А400), АIV (А600) и АV (А800) . Кроме того в последние годы получила широкое применения арматура А500С, не имеющая аналогов по ГОСТ 5781-82, которая поэтому выпускаемая производителями по техническим условиям (ТУ) или СТО АСЧМ 7-93 — являющимся стандартом ассоциации предприятий по стандартизации продукции черной металлургии.
Арматура А-I (А240) [ править | править код ]
Арматура А-I (А240) — это горячекатаная круглая сталь гладкого профиля. Арматура класса А240 диаметром до 12 мм изготавливается в мотках и прутках, большие диаметры изготавливаются только в прутках. Для изготовления арматуры класса АI используют стали следующих марок: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп. Диаметр профиля арматурной стали класса АI (А240) изготавливается от 6 мм до 40 мм.
Арматура АIII (А400) [ править | править код ]
Арматура АIII (А400) представляет собой стальной профиль круглого сечения с рифлёной поверхностью. Профиль арматуры АIII (А400) представляет собой металлический стержень, на поверхности которого равномерно распределены поперечные выступы, размещенные под наклоном по отношению к продольной оси стержня. Арматура AIII (А400) ГОСТ 5781-82, изготовленная из стали 35ГС, в СССР и до недавнего времени в РФ была основным видом арматуры для ЖБИ и при производстве работ методом монолитного железобетона. Арматура А3 предназначена для придания жёсткости и для обеспечения более высокой сцепки с бетоном, также для армирования дорожного покрытия. Сталь 35ГС является конструктивной низколегированной сталью для сварных конструкций. Область применения стальной арматуры класса АIII (А400) 35ГС очень обширна. Высокое качество и распространенность допускают ее применение во всех отраслях промышленности и строительства, если это заложено в проектной документации.
Производство и применение арматуры AIII (А400) Арматура А3 изготовляется согласно ГОСТ 5781-82 из конструкционной низколегированной стали марок: сталь 35ГС и сталь 25Г2С с добавлением легирующих элементов. В качестве легирующих элементов используется марганец и кремний. Применения этих сталей позволяет применять арматуру АIII 35ГС и арматуру АIII 25Г2С в ответственных элементах железобетонных конструкций (с некоторыми ограничениями), в том числе предварительно напряженных, которые по общепринятым нормам являются ограниченно свариваемыми. Например для стали 35ГС согласно СНиП 2.03.01-84 запрещена дуговая сварка из-за снижения пластичности стали в местах сварки. Большинство разрушений железобетонных конструкций в процессе строительства происходит именно по причине дуговых прихваток арматурных стержней из стали 35ГС. Несмотря на высокую прочность сварных соединений этих сталей, выполненных контактной стыковой или другими видами сварки с большими тепловложениями, пластичность получаемых сварных соединений невысока, и они не выдерживают изгиба. Это вынуждает при строительстве зданий из монолитного железобетона с использованием арматуры класса А400 (А-III) из стали марки 35ГС полностью отказаться от сварки при выполнении арматурных работ и обеспечивать значительные запасы по сечению арматуры, так как есть опасность дуговых прихваток сваркой, так как постоянный надлежащий контроль за качеством арматуры и арматурных работ обеспечивать зачастую невозможно. Арматура АIII 35ГС предназначена для придания жесткости и обеспечения более высокой сцепки с бетоном в массивных конструкциях с большой толщиной защитного слоя бетона благодаря кольцевому профилю арматуры (рис.1) и ее высокой анкерующей способности, а также для армирования дорожного покрытия и мостовых конструкций наряду с арматурной сталью 25Г2С.
Арматура АIII (А400) 25Г2С — стальной круглый профиль, имеющий рифленую поверхность. Данная арматура выпускается диаметрами от 6 до 40 мм и мерной длиной 6 м или 11,7 м. Возможно производство в форме стержней и бухт — мотков(диаметр 6, 8 или 10 мм). Изготавливается путём вытяжки в холодном состоянии, приобретая тем самым дополнительную прочность. В отсутствие маркировочных надписей арматура 25Г2С должна быть окрашена на концах белой несмываемой краской. За счет большой концентрации легирующих элементов арматура AIII 25Г2С имеет особый химический состав, что придает ей улучшенные механические характеристики, высокую степень свариваемости. Арматура А3 25Г2С имеет специфическое рифление с выступами, идущими по винтовой линии с равными заходами по обеим сторонам, обеспечивает самую прочную сцепку с бетонными конструкциями. Все эти свойства обуславливают основную сферу применения арматуры 25Г2С: ответственное строительство несущих и вспомогательных конструкций и мостов с постоянной или переменной нагрузкой.
Арматура А500С [ править | править код ]
Арматура А500С — это класс горячекатаной термо-механически упрочненной арматурной стали, изготавливаемой по СТО АСЧМ 7-93 или ГОСТ Р 52544-2006.
Первые пробные партии арматуры А500С были изготовлены на Западно-Сибирском комбинате в 1993 году, а уже в 1994 году на Белорусском металлургическом комбинате было запущено первое серийное производство, в том же году было запущено производство на комбинатах «Криворожсталь» и «Северсталь», а в 1995 году и на «Западно-Сибирском комбинате». Новая марка стали изготавливалась по СТО АСЧМ 7-93 (стандарт ассоциации предприятий и организаций по стандартизации продукции чёрной металлургии — «Черметстандарт») и не имела аналогов по ГОСТ 5781-82. По мере накопления положительного опыта арматура А500С стала применяться наряду и взамен арматуры класса А3 (А400).
В 2006 году появился государственный стандарт (ГОСТ Р 52544) на термомеханически упрочненную арматурную сталь класса А500С (горячекатаную) и В500С (холоднокатаную), который внёс временный раскол в ряды производителей. Некоторые предприятия перестроили свои производства под более жёсткие требования ГОСТа, другие продолжали производить арматуру по СТО АСЧМ 7-93. С появлением ГОСТ 52544-2006 отпала необходимость в стандарте АСЧМ так и в существовании самой Ассоциации «Чермтстандарт», которая прекратила своё существование 02.08.2016, продлив последний раз срок действия СТО АСЧМ 7-93 до 1.07.2016 [3] . Таким образом с 1 июля 2016 остался единственный нормативный документ, предусматривающий производство термомеханически-упрочненной арматурной стали класса А500С.
Арматура А500С имеет ряд преимуществ перед арматурой А400
- Арматура А500С изготавливается из дешевой (по сравнению с арматурой А3) углеродистой стали без использования легирующих элементов, что позволило снизить стоимость такой арматуры.
- За счёт термомеханического упрочнения арматура А500С имеет повышенный предел текучести не менее 500 Н/мм2, что увеличивает прочность и гибкость одновременно
- В отличии от рифления арматуры А3 (А400) рифлёный профиль арматуры А500С не имеет точек пресечения продольных и поперечных рёбер, в которых могли бы образовываться усталостные трещины.
- Арматура А500С обладает повышенной по сравнению с арматурой А3 (А400) свариваемостью, что позволяет использовать дуговую сварку.
Арматура А500С имеет химический состав, определяемый содержанием в стали углерода не более 0,22 % и углеродным эквивалентом не более 0,5 %.
Один из отрицательных моментов при переходе на всеобщее применение термомеханически упрочненной арматурной сталей в металлургии стало сворачивание производства горячекатаных арматурных сталей, необходимых для армирования железобетонных конструкций в сложных климатических и метеоусловиях условиях: например в мостостроении или в зонах крайнего севера.
Арматура Ат800 [ править | править код ]
Арматура Ат800 — это стальная горячекатаная рифленая арматура, прошедшая после горячей прокатки на металлургическом стане термомеханическое упрочнение. Арматура класса Ат800 может изготавливаться как с гладкой, так и с рифленой (арматура А3) поверхностью. При термомеханическом упрочнении арматуры применение прерывистого охлаждения вместо непрерывного позволяет повысить до 30 % пластические характеристики, усталостную прочность, коррозионную стойкость, сопротивляемость повторным нагревом при сохранении уровня прочности арматуры.
Арматура А240 — это горячекатаный прокат, который является вспомогательным элементом конструкций, оборудования и широко применяется в строительстве и машиностроении. Любой строительный материал подразделяется на классы, и арматура А240 является наиболее востребованной из остальных.
Характеристики
Отличия А240 — гладкий профиль и круглое сечение, что предполагает недостаточное сцепление с цементом и позволяет использовать этот вид материала лишь в качестве вспомогательного каркаса для строений. Рифление на арматуре А240 по ГОСТу отсутствует. Прутья используются в напряжённом и ненапряжённом состоянии.
Арматура А240 отличается прочностью, жёсткостью, гибкостью, устойчивостью к неблагоприятным внешним воздействиям. Производство осуществляется согласно ГОСТу 5781-82 из нескольких видов стали.
- углеродистая низколегированная (с добавлением хрома, марганца): обыкновенное качество, для изготовления прутьев 2-12 м;
- легированная углеродистая высокого качества: для прутьев 2-6 м;
- высоколегированная — для прутьев 1-6 м.
Соответствие продукции ГОСТу проверяется экспериментальным методом. Если соответствие не подтверждается, то использование материала считается небезопасным.
Отличительные свойства по химическому составу, способу производства, диаметру в зависимости от назначения арматуры А240 включают:
- тип сечения (рифлёный и гладкий);
- холодно- и горячекатаная арматура;
- способ применения (напряжённый и ненапряжённый);
- метод укрепления: арматура обработанная высокотемпературной закалкой и холодным способом -волочением и вытягиванием.
Исходя из характеристики химического состава А240, она пригодна для агрессивных сред, допустимо взаимодействие её с хлором и природным газом (в отличие от арматуры А400).
Назначение
Основное назначение представленного материала, а именно А240 арматуры, класса первого:
- изготовление деталей для придания прочности металлическим изделиям;
- в качестве составляющих деталей механизмов;
- вспомогательное армирование стен, пола в многоэтажных зданиях;
- изготовление крепежей (болтов, заклёпок);
- для создания конструкций (изгородей, беседок, бордюров, решёток, сеток, лестниц);
- фиксация железобетонных изделий для транспортировки.
- АЗК — аббревиатура для обозначения характеристик стержня с дополнительной защитой от коррозии;
- К — означает обработку защитным предохранительным составом;
- С — маркировка предназначенного для сваривания материала (не каждый класс арматуры достаточно хорошо соединяется с другим).
Руководство при покупке
- Обычно реализация арматуры осуществляется по её фактической массе. При расчёте массы и стоимости с использованием таблиц необходимо учитывать возможное расхождение значений на 3-5% в ту и другую сторону.
- Гладкий профиль — обычно всегда первого класса, реже — второго. Третий класс и выше выпускается рифлёным.
- Классы А3 и А4 имеют схожий диаметр, но А4 отличается более качественным составом.
- Отличия А5 и А6 — принадлежат к укрупнённой сталепрокатной продукции, имеют большую длину, кольцевидный или серповидный профиль.
Имея в виду эти несложные особенности классов арматуры, можно обойтись без изучения документации при заказе материала.
Хранение и транспортировка
Поставщик должен действовать согласно правил поставки: изделия, сечением до 10 мм, транспортируются мотками весом до 1,5 т; сечением более 10 мм — обвязываются вокруг проволокой. Предусмотрена маркировка каждого мотка согласно регламенту.
Изделия диаметром до 12 мм транспортируются бухтами и отдельными стержнями, а при диаметре сечения свыше 12 мм — только стержнями.
Упаковывают арматуру связками массой до 15 т, но по желанию заказчика допустима упаковка связок по 3-5 тонн.
Хранить продукцию необходимо исключительно на складах закрытого типа. Прутья складывают на подставку, высотой около 2 м.
Поставляется арматура А240, как правило, без значительных дефектов, присущих другим классам, включая малозаметную ржавчину и локальные загрязнения. Повышенный спрос на материал обусловлен относительно невысокой стоимостью этой разновидности арматуры.
При возведении современных зданий и сооружений невозможно обойтись без арматурной стали. Она выполняет разные задачи, главная из которых – усиление слабонагруженных и несущих железобетонных конструкций. Согласно ГОСТ 5781-82 горячекатаной арматуре круглого сечения с ровной матовой поверхностью присвоен класс А1 (А240), обозначающий допустимые типоразмеры и предельную прочность стержня.
А240 – арматура класса А1 с гладким профилем
В соответствии с государственными стандартами для производства гладкой арматуры А240 используют Ст3кп, Ст3пс и Ст3сп – марки углеродистой конструкционной стали, близкие по химическому составу. В зависимости от технологии производства в маркировку добавляют:
- букву Т – обозначает, что сталь прошла термическое упрочнение;
- букву В – упрочнена вытяжкой.
Стальная арматура А240 выпускается диаметром от 6 до 40 мм, при этом форма поставки зависит только от типоразмера проката. Сортовой металлопрокат Ø до 10 мм сворачивается в бухты весом не более 1,3 тонны, а свыше 10 мм поставляется в прутках длиной 6-12 метров.
Согласно техническим условиям в партии допускается наличие стержней немерной длины, но их объём должен быть до 15% от общей массы металлопроката. По персональному заказу возможно производство прутков только немерной длины. В таком случае условия поставки обговариваются непосредственно с заводом-изготовителем.
Сфера применения арматуры Ø 6-40 мм А240
Наибольшее распространение арматурная сталь круглого сечения получила при:
- изготовлении петель, которые нужны для погрузки, разгрузки и крепления ЖБИ между собой;
- армировании слабонагруженных и декоративных конструкций;
- производстве сварных каркасов и металлических сеток с нестандартными размерами ячеек, которые предназначены для усиления тонкостенных бетонных сооружений;
- армировании пола и стен в гражданском и промышленном строительстве;
- монтаже решеток, лестниц, заборов и других декоративных ограждений.
Не менее популярна арматура А240 с круглым профилем в машиностроении. Из нее производят:
- детали машин (пружины, части механизмов и т.д.);
- крепежные элементы (шпильки, штифты, стремянки, цепи, тросы);
- метизы (гвозди, шурупы, дюбеля, болты и гайки).
Чтобы купить арматуру А240 по выгодной цене, с оперативной доставкой по Санкт-Петербургу и Ленинградской области в день заказа, достаточно обратиться в компанию «СеверПромСталь». Исходя из назначения, наши консультанты помогут подобрать диаметр проката и предложат благоприятные условия для долгосрочного сотрудничества.