Арматура. Виды и применение. Плюсы и минусы. Особенности

На какие классы подразделяется арматура

Арматурный прокат изготавливается и маркируется в соответствии с отраслевым государственным стандартом. Его маркируют сочетанием букв и цифр.

Он подразделяется на три основных класса:

• А – стержневая арматура, предназначенная для формирования основного каркаса;
• Вр – проволочная арматура, используемая для соединения между собой главных элементов;
• К – канатная арматура, являющаяся важнейшей частью изготавливаемых в заводских условиях предварительно напряженных железобетонных деталей и конструкций. Ее редко применяют в индивидуальном строительстве.

Следующий за буквами цифровой индекс может иметь значение от 1 до 6. Чем он выше, тем прочней изделие. В настоящее время происходит постепенный уход от советской системы маркировки, поэтому нередко один и тот же материал может обозначаться двумя способами. Помочь соотнести старые и новые названия призвана таблица №1.

Таблица 1. Виды арматуры и их наименование

Тип арматуры закладывается еще на стадии проектирования железобетонного изделия. При этом определяется способ соединения отдельных элементов в единый каркас. На практике для этого применяют электросварку или обвязку предназначенной для этого стальной проволокой.

Стержневая арматруа – класс А

Горячекатанная стержневая арматура является самой востребованной в монолитном строительстве. Ее подразделяют на классы, маркируемые А400, А600 и далее. При возведении фундаментов, испытывающих максимальные нагрузки, стержни не подвергают электросварке, а связывают между собой проволокой. В этом случае за счет некоторой подвижности удается избежать повышенных локальных напряжений.

Рассмотрим основные марки арматуры этого класса:

A I (А240) – гладкие стержни сечением от 6 до 40 мм. Они характеризуются высокой пластичностью и морозостойкостью получаемых монолитов. Их можно сваривать между собой или связывать проволокой.

A II (А300) – рифленые прутья диаметром от 10 до 80 мм. Их применяют в составе изделий из предварительно напряженного железобетона. Детали с ними в качестве каркаса редко дают трещины даже в результате длительной эксплуатации.

A III (А400) – наиболее распространенный вид арматуры для высотного и индивидуального строительства имеет вид гладких или рифленых стержней диаметром от 6 до 40 мм. Изделия с буквой «С» в маркировке пригодны под сварку.

A IV (А600) – используется для каркаса конструкций из предварительно напряженного бетона. Состоят из двух стальных сплавов. Имеют вид стержней сечением 10-32 мм.

A V (А800) – класс рифленых стержней из высокоуглеродистой стали диаметром от 6 до 36 мм, применяемых при изготовлении железобетонных изделий большой длины.

A VI (А1000) – стержни из низколегированной стали толщиной 6-32 мм, используемые при возведении напряженных монолитных сооружений.

Стержневую арматуру изготавливают в основном из углеродистой стали, являющейся общеупотребимым конструкционным материалом. Иногда в нее вводят небольшое количество легирующих добавок. Они даже при минимальной концентрации благотворно влияют на повышение эксплуатационных характеристик:

• механической прочности;
• пластичности;
• коррозионной стойкости в слабощелочной среде бетонных растворов.

Армирующий каркас из легированной стали хорошо проявляет себя в районах с повышенной сейсмической опасностью и в холодном климате. Его включают в состав наиболее ответственных объектов и сооружений, работающих в условиях знакопеременных динамических нагрузок.

Для повышения прочности прутков из углеродистой стали применяют процессы термообработки (закалка и отпуск). Упроченная таким способом арматура обозначается, как:

Ат.

Арматура, устойчивая к щелочному растрескиванию, — буквой:

К.

Изделия, которые можно подвергать сварке маркируются дополнительной буквой:

С.

Следует остановить свое внимание на наиболее популярных видах арматуры, предназначенной для сборки с применением сварки:

• Арматура А400С производится по технологии горячего проката. Толщина изделий может достигать 40 мм. Характерной конструктивной особенностью является наличие пары продольных ребер. Такая арматура нашла применение в малоэтажном строительстве.
• Арматура А500С – распространенный вид арматуры, усиленной термической обработкой. Ее применяют при производстве серийных железобетонных изделий, не предназначенных для эксплуатации под динамическими нагрузками.
• Арматура А600С – коррозионно-стойкий вариант стержней, полученных из углеродистого стального сплава с небольшой добавкой ванадия и молибдена. Материал нашел широкое применение на территориях, подверженных землетрясениям.

Арматура в виде проволоки – класс Вр

При изготовлении большинства железобетонных изделий может применяться холоднотянутая проволока обычного качества. В случае с предварительно напряженной арматурой требуется высокопрочная проволока особых сортов.

Проволочная арматура.

Арматура в виде каната – класс К

Канатная арматура наилучшим образом подходит для наиболее нагруженных железобетонных конструкций. Ее заливают бетоном в предварительно напряженном состоянии. Она лучше других способна компенсировать подвижки грунта, принимая на себя основной изгибающий момент, действующий на фундамент. Для увеличения продолжительности службы канатов их пропитывают смазочными составами или помещают в защитную оболочку полимерной природы.

Основные технические характеристики классов и марок строительной арматуры представлены в таблице №2.

Таблица 2. Нормативные показатели строительной арматуры

Недостатки

У стержневой арматуры есть несколько недостатков, которые необходимо учитывать:

• При отсутствии антикоррозийного покрытия прутки подвергаются окислению при контакте с водой. Процессы могут начаться даже от воздействия воды в составе цемента во время его затвердевания.
• Невозможность выполнять функции стержневыми изделиями при неправильном выборе класса прутка и его диаметра.
• Чрезмерно напряженная арматура способна дать обратный эффект и образовать трещины в бетонной конструкции.
• Требуется соблюдение защитного слоя бетона – не менее 2 диаметров размера сечения для предотвращения попадания воды к стержням.

Стержневая арматура по типу профиля

В монолитном строительстве и при изготовлении стандартных ЖБИ применяется арматура с гладкой либо рельефной поверхностью.

Гладкая арматура

Арматура с абсолютно гладкой поверхностью не способна дать максимально надежное сцепление с бетонной смесью. Ее применяют для усиления элементов, не подвергающихся экстремально высоким нагрузкам. Прутки круглого сечения монтируются в кирпичную кладку несущих стен, в песчано-цементную стяжку полов и площадок, под тротуарную плитку.

Гладкая арматура.

Рифленая арматура

Рифленая арматура имеет развитую наружную поверхность, за счет которой она прочно удерживается внутри бетонного слоя.

Различают три вида рифления:

• кольцеобразное;
• серповидное;
• смешанное.

Кольцевое рифление

Такая арматура имеет хорошее сцепление с бетоном, но при эксплуатации в условиях повышенных нагрузок может наблюдаться разрыв прутка в зоне наименьшего поперечного сечения.

Кольцевое рифление арматуры.

Серповидное рифление

Стержни серповидного профиля не имеют ярко выраженных слабых зон, но обладают худшим сцеплением с бетоном.

Серповидное рифление арматуры.

Смешанное рифление

Изделия смешанного типа лишены перечисленных недостатков, но требуют более сложной технологии изготовления, поэтому дорого стоят.

Смешанное рифление арматуры.

Материал изготовления и геометрические особенности арматуры гладкого и периодического профиля по ГОСТ 5781-82 собраны в таблице №3.

Таблица 3. Требования к арматуре различных классов

Необходимость применения

Арматура нужна для прочности и выносливости бетона и используется в процессе любого строительства. Устойчивость бетона к растяжению, намного меньше чем к фактору сжатия. Благодаря рифленой поверхности арматура хорошо закрепляется в бетоне и уменьшает его деформацию.

Арматура – это металлическое изделия в виде стержня
Чистый бетон не имеет высокого свойства прочности, и чтобы увеличить его долговечность, бетон и арматуру соединили в железобетоне. Железобетонные конструкции предназначены надежному укреплению постройки в сравнении с обычным бетоном:

• арматура защищает бетон от резких перепадов температуры;
• повышается прочность при одновременном воздействии факторов сдавливания и растяжения;
• арматура препятствует образованию бетонных трещин.

Арматура используется и в фундаменте. Он берет на себя любые виды нагрузок от вышестоящих конструкций и потому должен быть максимально прочным. Дополнительно на фундамент воздействуют движения грунтов и морозное пучение. Арматура в фундаменте работает как эффективная защита и помогает сопротивляться разрушению бетона.

Арматура по способу изготовления

Арматуру для строительных работ получают различными способами.

Горячекатаная арматура

Этот распространенный вид стержневого проката изготавливают из прямоугольных стальных болванок, имеющих специфическое название «блюм». Блюм нагревают до появления пластичности, после чего прогоняют по прокатному стану через серию валков, которые преобразуют заготовку в прут заранее заданного сечения. Полученная таким методом арматура характеризуется высокой прочностью и подходит для изготовления деталей, подвергающихся максимальным нагрузкам.

Холоднодеформированная арматура

Арматуру этого типа получают механическими методами без предварительного нагрева заготовки. Ее поверхность отличается чистотой и характерным металлическим блеском. Она легко поддается сварке и обладает неплохой коррозионной устойчивостью. Такую арматуру можно применять в качестве каркаса железобетонных изделий, но более уместно ее использовать при создании архитектурных форм с максимальными эстетическими требованиями.

Холоднодеформированная арматура.

Арматурные сетки вязаные

Если объемы строительных работ невелики, то арматурные сетки иногда вяжут вручную из мягкой проволоки после отжига, сечение которой составляет 0,8-1,0 мм. Для вязки используются специальные арматурные кусачки, зубцы которых слегка затуплены для того, чтобы в ходе работы не перекусить проволоку.

Вязаная арматурная сетка

Сетки связывают ручным способом в следующих случаях:

• когда стержни не могут быть соединены с помощью сварки (к примеру, при изготовлении нетиповых конструкций);
• в целях укрупнения изделия на строительной площадке;
• при выполнении срочных работ, когда готовые армирующие изделия не могут быть доставлены на объект в нужные сроки;
• при небольших объемах армирования, когда нет смысла использовать → сварочный аппарат (как работать сварочным инвертором рассказано по ссылке);
• когда арматура изготавливается из несвариваемых стальных стержней или отходов проволоки.

Рекомендую: Как правильно установить хомуты арматурного каркаса

Чтобы ускорить процесс ручной вязки и повысить его производительность, места соединения стержней скрепляются не проволокой, а фиксаторами, сделанными на автоматическом станке.

Арматура в зависимости от используемого металла

По компонентному составу использованного сплава различают две основные группы арматурного прутка.

Арматура из углеродистой стали

Арматуру этой категории получают из сплава, содержащего в значимых количествах только два химических элемента: железо и углерод. При увеличении относительной доли углерода до известного предела повышается прочность и твердость материала, но появляется хрупкость на излом и ухудшаются возможности сварки.

Арматура из легированной стали

В состав легированной стали входят небольшие количества добавок хрома, марганца, титана, молибдена, вольфрама и других элементов. Возможны самые разнообразные их комбинации, по-разному влияющие на эксплуатационные характеристики получаемого сплава. Марганец повышает прочность и износостойкость материала, а кремний делает его более упругим и текучим.

Область применения

Арматура очень широко применяется в строительстве:

• гражданские здания;
• мосты, гидроэлектростанции и плотины;

Арматура в строительстве

• заводы и фабрики;
• применяется в закладке фундаментов;
• шахты, аэродромы и портовые сооружения.

Арматуру используют в изготовлении ломов и штифтов, кроме того, прутья популярны в частном применении на дачных участках (в пристройках, заборах и сараях).

Арматура по назначению

Арматурные прутья при создании армирующего каркаса занимают строго определенное место. Существуют типы арматуры, отличающиеся своим положением и назначением.

Рабочая арматура

Рабочая арматура укладывается вдоль наиболее длинных элементов конструкции. Для ленточных фундаментов, плит перекрытия и несущих балок она занимает горизонтальное положение, а в сваях и колоннах – вертикальное. В этом случае она способна принять на себя растягивающие нагрузки, увеличив тем самым прочность и долговечность всей детали. Стержни этого класса всегда имеют переменное сечение. Они составляют основу каркаса.

Распределительная

Распределительная арматура считается вспомогательной. Она отвечает за соединение основных стержней в общий каркас с пространственной структурой. В этом случае нагрузки оптимально распределяются между несколькими элементами, что снижает риск повреждения любого из них. Такие стержни могут занимать горизонтальное и вертикальное положение. Оптимальная форма для них – рифленая, хотя в наименее ответственных деталях допускается применять гладкие прутки или куски труб.

Монтажная

Задача монтажной арматуры – обеспечить неизменность формы армирующего каркаса во время его транспортировки, помещения в опалубку и заливки раствором. Для этих целей применяют стержни с любой структурой поверхности.

1. Рабочая.

2. Распределительная.

3. Монтажная.

Арматурные сетки сварные

Самая распространенная продукция – арматурные сетки сварного типа. Они изготавливаются из стержней (проволок), крестообразно соединенных между собой в местах пересечения с помощью точечной сварки.

Сварные сетки изготавливаются из стержней, сечением более 3 мм или из арматурной проволоки. Они могут быть:

• плоскими (если диаметр поперечных стержней – 10мм и более, а продольных – 5 мм и выше)
• или рулонными, если сечение стержней меньше указанных величин.

Ячейки могут быть прямоугольными или квадратными.

Плоская арматурная сетка

Условно сетки делятся на:

• легкие
• и тяжелые.

Если диаметр каждого из элементов не превышает 10 мм – конструкция относится к легким

. Если сечение элементов хотя бы в одном направлении превышает этот показатель, изделие входит в категорию
тяжелых
.

Стержни (проволока), идущие в одном направлении, всегда должны совпадать по сечению.

Конструкции различаются и по расположению рабочей арматуры

. Она может быть использована как в одном направлении, так и в обоих. В первом случае в перпендикулярном направлении устанавливается распределительная арматура.

Сетка рулонная с прямоугольным ячейками

Длина сеток может составлять до 9 м. Ширина зависит от типа изделия: у легких — 0,65-3,8 м, у тяжелых — 0,65-3,05 м.

С помощью сварной сетки армируют железобетонные элементы, дорожные покрытия и кирпичную кладку; устраивают → стяжку цементных полов (по ссылке рассказано об устройстве цементно-песчаных стяжек). Её используют при закладке фундамента зданий и сооружений, при изготовлении каркасов теплиц в растениеводстве и клеток в животноводстве. Из неё изготавливают декоративные и функциональные ограждения.

Композитная арматура

Композитная арматура – современная альтернатива стальным аналогам, издавна применявшимся в монолитном строительстве. Ее разработки начались еще в 60-х годах прошлого столетия. В Росси ее выпускают в соответствии с требованиями ГОСТ 31938-2012. В других странах за основу взят международный стандарт ISO 10406-1:2008.

Классификация композитной арматуры

Исходным материалом при производстве композитной арматуры служит, углерод, стекло, волокна на основе природных минералов. Из них формируется прочный стержень, которому различными способами придается ребристая форма. Прочность и твердость детали приобретают в результате высокотемпературной обработки.

По материальному исполнению неметаллическая арматура делится на несколько категорий:

1. Стеклокомпозитная арматура (АСК) – продукт сочетания стекловолокна (стеклоровинга) со специальными смолами. Волокна получают вытягиванием алюмоборсиликатной расплавленной смеси до толщины порядка 10-20 микрон. Из них формируют стержни большего диаметра с использованием адгезионных пропиток и смол.

Арматура АСК.

2. Базальтокомпозитная арматура (АБК) получается из расплавленного горного минерала – базальта. Его доводят до расплавленного состояния, вытягивая до состояния тончайших волокон. Их сплетают в присутствии органических смол в достаточно толстые прутья, способные при наборе твердости выдерживать экстремальные нагрузки.

Арматура АБК.

3. Арматура комбинированная композитная (АКК) состоит из стеловолокнистых стержней, покрытых снаружи базальтопластиковой намоткой. Она несколько уступает по своим прочностным характеристикам базальтовым пруткам, хотя нередко выдается за них недобросовестными поставщиками.

Арматура АКК.

4. Углекомпозитная арматура (АУК) изготавливается из углеродных нитей толщиной 3-15 микрон, уложенных параллельно друг другу. Такой материал обладает очень высокой прочностью на разрыв, но дороже других композитных аналогов.

5. Арамидокомпозитные стержни (ААК) представляют собой прочные и химически стойкие детали, полученные на основе полиамидных молекулярных цепочек. Водородные связи, возникающие между ними в процессе формовки, придают изделиям особую надежность и долговечность.

Размеры композитной арматуры

Композитная арматура даже при небольшой толщине способна брать на себя огромные нагрузки. Наиболее востребованные диаметры таких стержней представлены в таблице №4.

Таблица 4. Номинальные диаметры композитной арматуры

Стандарт допускает выпуск композитной арматуры с другими размерами. Стержни обычно поступают с завода-изготовителя в строго определенной нарезке. Их длина лежит в интервале от 0,5 до 12,0 метров. Предельные отклонения длины единичных экземпляров не могут превышать значений, указанных в таблице №5.

Таблица 5. Требования к точности изготовления композитных стержней

Некоторые виды композитной арматуры поступают в виде бухт или намотанными на жесткие барабаны.

Бухта композитной арматуры.