Классификация видов арматуры — разнообразие классов и их особенности
Арматура — это с
Это объединение элементов, которые взаимодействуют с бетоном в железобетонных конструкциях, выдерживая растягивающие напряжения (например, балки), и также могут быть применены для усиления бетона в зонах сжатия (например, 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). В силу личных интересов в этой статье я буду рассматривать именно гибкую стержневую арматуру. Арматурные стержни могут быть стальными, композитными и даже древесного происхождения (например, бамбук) и др.
Классификация
Арматура классифицируется по ряду признаков: по назначению, ориентации в конструкции, условиям применения, по виду материала из которого арматура изготавливается.
По назначению бывает арматура:
-
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)
-
монтажная (устанавливается для объединения рабочей и конструктивной в сетки и каркасы)
-
анкерная (закладные детали)
По ориентации в конструкции:
-
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 напряжения и препятствует образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции.
По условиям применения:
-
напрягаемая арматура;
-
ненапрягаемая арматура.
Напрягаемая арматура в предварительно напряжённых ж/б конструкциях может быть только рабочей.
По производству:
— горячекатаная стержневая арматура;
— холоднотянутая проволочная арматура.
По внешнему виду бывает:
— гладкая арматура (ровная матовая поверхность по всей длине);
— периодического профиля (выступы, насечки ребра). Такая форма позволяет увеличивать сцепление с бетоном и соответственно упрочняет конструкцию. На сегодняшний день выпускают 3 разновидности периодического профиля – серповидный, кольцевой и смешанный.) Профиль арматуры влияет на степень сцепления её с бетоном. Кольцевидный (а) профиль соответствует ГОСТу 57-81, серповидный профиль (б) присущь европейским производителям, но и отечественные заводы так-же выпускают арматуру этого профиля. Профиль смешаный (в) — это относительно новый профиль повышенного сцепления, введённый для арматуры класса А500, т.е. арматуры более низкого класса с таким профилем не производится. Этот профиль не только позволяет легко и однозначно определить класс арматуры, но и существенно улучшает её сцепление с бетоном (в среднем на 20%) и жёсткость (на 30%). Информация для особо интересующихся более подробно изложена здесь.
В зависимости от химического состава, прочности, технологии проката, послепрокатной обработки, свариваемости, коррозионной стойкости, и т.д. — арматурная сталь имеет определённую маркировку. Классы арматурной стали обозначаются в виде литеры А с буквенно-цифровым индексом.
Классы прочности арматуры (предел текучести)
-
А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI. Устаревшая маркировка по ГОСТ 5781-82
-
А240, А300, А400, А500, А600, А800, А1000 — Современное обозначение.
-
Ат400, Ат500, Ат600, Ат800, Ат1000, Ат1200 Термически упрочнённая арматура строительная для изготовления железобетонных изделий и ЖБК. Существует термомеханически упрочнённая арматурная сталь, которую применяют на заводах ЖБИ, при изготовлении преднапряжённых конструкций и изделий. Например: преднапряжённые плиты перекрытия.
Дополнительные обозначения, в зависимости от эксплуатационных характеристик.
-
Литера А в начале маркировки означает, что это стержневая арматура;
-
Литера В в начале маркировки — это проволока;
-
Литера К в начале маркировки — это канаты;
-
Литера С, указанная после цифр, говорит о том, что эту арматуру можно варить электросваркой. В основном, в частном строительстве арматурные каркасы вяжут проволокой. Но если применяется электросварка, необходимо быть уверенным в том, что Ваши арматурные стержни можно сваривать. Например: арматура А500С;
-
Литера Т говорит о том, что данная арматура термически упрочнённая;
-
Литера В — арматура упрочнена вытяжкой;
-
Литера К, указанная в классе, обозначает стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением.
Маркировка
Для удобного и быстрого определения класса арматуры, некоторые металлургические заводы наносят прокатную маркировку на стержни в виде выпуклых меток на выступах, количество выступов между метками означает класс арматуры (см. рисунок ниже). Маркировку наносят через каждый метр.
Если такой маркировки нет, то предусмотрена идентификация по нанесённой краске на торцах или хвостовых частях арматурных стержней. Цвета маркировки:
А400С — белый;
А500С — белый и синий;
А600 — желтый;
А600С — желтый и белый;
А600К — желтый и красный;
А800 — зеленый;
А800К — зеленый и красный;
А1000 — синий;
А1000К — синий и красный;
А1200 — чёрный.
А иногда попадается арматура с непосредственной буквенно-цифровой прокатной маркировкой на стержне, да ещё и с указанием диаметра. На фото выше, например, арматура А500 С диаметром 12 и 16 мм.
Вес арматуры и её сечение
Вес одного погонного метра арматурного стержня напрямую зависит от диаметра (номера профиля). Слева приведена таблица соотношения длин и весов арматурных стержней разного диаметра в соответствии с ГОСТ 5781-82, а так же сечение арматуры. Стоит заметить, что ГОСТом предусмотрены поправки и возможные предельные отклонения от данных указанных в таблице. В зависимости от завода производителя ГОСТовское соотношение веса арматуры к её длине может колебаться от -7 до + 9%. Так, при заказе для фундамента арматуры А500С в ООО «Стальные материалы» менеджер считал вес арматуры на 5% больший, чем я ожидал по справочникам, о чём он, правда, меня предупредил сразу.
Что же выбрать? Практика
Для армирования монолитных ленточных фундаментов в основном используется арматура периодического профиля класса А-III (А400) из марок стали 35ГС, 25Г2С. Такая стальная арматура представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Периодический профиль арматуры обеспечивает лучшее сцепление арматуры с бетоном, в отличие от арматуры гладкого профиля, которая рекомендуется в применении в качестве обвязки (хомутов) продольных стрежней арматуры. Маркировка А400 соответствует пределу текучести данного класса стальной арматуры (390 Н/мм2). Этот класс арматуры уже является устаревшим. С 1990-х годов европейские страны перешли на единый класс свариваемой арматуры с пределом текучести 500 Н/мм2. Применение такой арматуры класса А500С вместо арматуры класса А400 (А-III) обеспечивает более 10 % экономии стали в строительстве. Арматура А-400 и А500С периодического профиля выпускается в отечественном варианте с кольцевыми выступами (вариант «а» на рисунке выше) и в варианте с серповидными выступами (вариант «б» на рисунке выше). Кольцевой профиль (а) обеспечивает лучшую прочность сцепления арматуры с бетоном, а серповидный профиль (б) позволяет повысить выносливость арматуры к периодически повторяющимся нагрузкам. Для армирования фундаментов лучше подходит отечественный кольцевой профиль арматуры. Реже встречается четырех сторонний серповидный профиль арматуры, который объединяет достоинства обоих видов периодического профиля арматуры (в).
Арматуру класса A-III (А400) соединять при помощи сварки не допускается. При локальном температурном воздействии происходит значительное ослабление структуры стали. Структурные изменения стали происходят в области сварки и в прилежащих участках на длину, равную четырем диаметрам арматуры в каждую сторону. Для сварки предназначены только специальные свариваемые классы арматуры – А400С, А500С. В нормах Американского института бетона подчеркивается, что запрещается сварка перекрестий арматуры, которая может привести к надлому стрежней арматуры. Если класс арматуры не известен и требуется произвести сварное соединение продольных стрежней, то свариваемую арматуру (45-55% по длине стержня) необходимо предварительно нагревать до 200 °С, чтобы минимизировать потери прочности стали. Минимальная длина сварного шва должна соответствовать 10 диаметрам стержня свариваемой арматуры.
Самые популярные в бытовом строительстве диаметры продольной рабочей арматуры — 10, 12, 14 и 16мм. Поперечной монтажной — 6, 8мм.
Когда я покупал арматуру на свой фундамент, я ещё ничего из того, что сейчас пишу, не знал — просто пришёл в контору и заказал арматуру диаметром 12мм. Хорошо, что сохранились накладные, благодаря которым я знаю, что у меня в бетоне залита арматура А500С, чему я очень даже рад! Сейчас нам приходится ещё покупать арматуру и у меня уже сложились некоторые статистические наблюдения на этот счёт. На металлобазах в Бресте арматура с периодическим профилем диаметром 12мм в основном украинского производства и в основном марки А500С. Другой лично мне ещё не попадалось. Её я бы и рекомендовал для использования в фундаментах.
Как определить класс арматуры?
Класс арматуры определяется ее прочностью и характеристиками. Обычно арматура классифицируется по стандарту ГОСТ Р 52544-2006 «Сталь гладкая и рифленая для армирования железобетонных конструкций», который определяет три класса арматуры: А240, А400 и А500.
- Арматура класса А240 имеет прочность 240 Н/мм2.
- Арматура класса А400 имеет прочность 400 Н/мм2.
- Арматура класса А500 имеет прочность 500 Н/мм2.
Для определения класса арматуры, на ее поверхность наносят специальный рифленый рисунок, по которому можно определить класс арматуры. Также класс арматуры может быть указан на маркировке на самой арматуре.
Определение класса арматуры очень важно при выборе материала для конкретного проекта, так как это влияет на прочность и долговечность конструкции. Необходимо обратиться к профессиональным инженерам или специалистам в области строительства для выбора подходящего типа и класса арматуры для конкретного проекта.