5. Арамидные композитные прутки (АКП) это прочные и химически стойкие компоненты на основе молекулярных цепей полиамида. Водородные связи, образующиеся между ними в процессе формования, придают изделиям особую прочность и долговечность.
Из какой стали изготавливается арматура?
Арматурные стержни являются одним из основных компонентов железобетонных изделий, придающих им прочность и устойчивость к нагрузкам. Арматура изготавливается из различных марок стали, что определяет ее свойства, а также то, гладкая она или рифленая.
Арматурная сталь – это стальной сплав, используемый для армирования бетона в железобетонных конструкциях, в промышленном и гражданском строительстве. Согласно ГОСТ 5781-82, арматурная сталь подразделяется на следующие марки:
- A-I (A240). Включает гладкие круглые прутки из Ст3сп, Ст3пс и, с некоторыми допусками, Ст3кп (группа А).
- A-II (A300). Тяжелые сорта изготавливаются из сложных профилей стали марок Ст5сп, Ст5пс толщиной 10-40 мм. Для прутков толщиной более 40 мм используется сталь марки 18Г2С.
- А-III (А400). К этой группе относятся ребристые прутки, которые с одного конца имеют правую сторону, а с другого – левую в виде "скрутки". Прутки диаметром 6-40 мм изготавливаются из стали марок 35ГС, 25Г2С, а для диаметра 6-22 мм используется сталь марки 32Г2РПпс.
- А-IV (А600). Такая арматура изготавливается из легированной стали марок 80С и 20ХГ2Ц.
- A-V (А800). Основные диаметры 10-32 мм, но по согласованию с производителем могут быть изготовлены в диапазоне 6-40 мм, из стали 23ХГ2Г2Ц.
- A-VI (А100). Выпускаются диаметром 10-22 мм. Изготавливается из сталей марок: 22Cr2G2Au, 22Cr2G2P, 20Cr2GSr.
Согласно ГОСТ 34028-2016, касающемуся арматуры для железобетонных конструкций, который заменил ГОСТ 5781-82, сталь должна иметь следующий состав в зависимости от марки.
Химический состав стали для арматурных стержней. Без скобок указана массовая доля элементов в стали по ковшевой пробе, в скобках – в готовой стали.
Специальные свойства
Стали для арматуры различных марок, используемые для армирования железобетонных конструкций, делятся на группы. В зависимости от назначения арматура должна обладать определенными свойствами, которые могут быть достигнуты в процессе выплавки (использование специальных добавок) или последующей механической или термической обработкой.
Свойства металлической арматуры указываются в обозначениях продукции:
- К – коррозионная стойкость. Устойчивость к окислению достигается добавлением хрома и вольфрама. Прочность прутков не снижается при работе в агрессивных, богатых кислородом, щелочных и кислотных средах.
- С – свариваемые. Сварка не используется при сборке пространственных каркасов из-за чрезмерного перегрева металла и снижения его прочности. Также учитывается, что сварные соединения чрезвычайно подвержены коррозии. Эта проблема была решена благодаря использованию специальных сплавов, позволяющих применять сварку при сборке арматурных лесов.
- CK – это название, данное пруткам, которые одновременно являются свариваемыми и устойчивыми к коррозии. По этой причине такие прутки стоят недешево и поэтому используются нечасто – в местах с высокими требованиями к прочности или эксплуатируются в экстремальных условиях.
- Т-арматура – это термомеханически упрочненная сталь.
Характеристики и особенности арматурных стержней А1
Арматурные стержни класса А1 имеют гладкий профиль и изготавливаются из низколегированной стали (Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп). Размер получаемого профиля может составлять от 6 до 40 мм в диаметре. Он производится методом холодной прокатки. Старое обозначение – А1, новое – А240.
Основное преимущество А1 – высокая коррозионная стойкость. Она хорошо переносит резкие перепады температур и высокую влажность. Кроме того, арматура с гладким профилем лучше сваривается. Недостатком является более слабое сцепление с бетоном.
Особенности марки А1:
- низкая цена;
- низкая прочность;
- высокая коррозионная стойкость;
- хорошая свариваемость;
- плохая адгезия к бетонной смеси.
Характеристики и особенности арматурных стержней А3
Арматура А3 имеет регулярный профиль с продольными и поперечными ребрами жесткости. Она производится методом горячей прокатки из стали марок 35ГС, 25Г2С диаметром 6-40 мм и 32Г2РПпс с размером профиля от 6 до 22 мм. Новая марка – A400, старая – A3.
Ребристый профиль обеспечивает хорошее сцепление арматурной обоймы с бетоном. Это значительно повышает прочность несущей конструкции. Однако недостатком является меньшая коррозионная стойкость, из-за чего арматуру А3 не рекомендуется использовать в сочетании с некоторыми видами бетона, в местах с повышенной влажностью и агрессивной химической средой.
Особенности арматуры марки А3:
- высокая цена;
- высокая прочность арматурной сетки;
- хорошая адгезия к бетону;
- низкая коррозионная стойкость.
Армирование стержней по типу профиля
В монолитных конструкциях и стандартных железобетонных изделиях используется арматура с гладкой или экструдированной поверхностью.
Гладкая арматура
Арматурные стержни с абсолютно гладкой поверхностью не могут обеспечить наилучшее сцепление с бетонной смесью. Они используются для армирования элементов, которые не подвергаются чрезвычайно высоким нагрузкам. Круглые стержни используются для армирования кладки стен, полов, стяжек и тротуарной плитки.
Гладкая арматура.
Ребристая арматура
Ребристая арматура имеет развитую внешнюю поверхность, что обеспечивает ее стабильное внедрение в слой бетона.
Существует три различных типа рифления:
- кольцеобразный;
- серповидная;
- смешанный.
Кольцеобразное рифление
Этот тип арматуры имеет хорошее сцепление с бетоном, но при использовании под большими нагрузками может произойти разрыв прутка в зоне с наименьшим сечением.
Кольцеобразное рифление арматуры.
Серповидное рифление
Серповидные прутья не имеют характерных недостатков, но хуже сцепляются с бетоном.
Серповидное рифление арматуры.
Смешанное рифление
Хотя этот вид продукции не имеет ни одного из описанных выше недостатков, он требует более сложного производственного процесса и, следовательно, является более дорогим.
Арматура по способу производства
Арматурные стержни для строительных работ производятся различными способами.
Горячекатаные арматурные стержни
Этот популярный вид арматуры изготавливается из прямоугольных стальных заготовок, известных как "блоки". Заготовку нагревают, пока она не станет вязкой, а затем пропускают через ряд роликов прокатного стана, которые превращают ее в пруток определенного сечения. Арматура, полученная таким способом, обладает высокой прочностью и подходит для изготовления деталей, подвергающихся максимальным нагрузкам.
Арматурные стержни холодной штамповки
Арматурные стержни этого типа производятся машинным способом без предварительного нагрева заготовки. Поверхность получается чистой и имеет характерный металлический блеск. Соединительные элементы легко свариваются и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Арматура может использоваться в качестве бетонного каркаса, но больше подходит для архитектурных форм с максимальными эстетическими требованиями.
Холодноформованная арматура.
Классификация арматурных стержней
- В зависимости от технологии производства различают горячекатаную арматуру (прутки) и холоднокатаную арматуру (проволока). В зависимости от диаметра арматура может поставляться в виде прутков или мотков.
- В зависимости от метода закалки они подвергаются термической обработке или волочению.
- Что касается формы профиля, то он может быть рифленым (периодический профиль) или гладким. Рифленый улучшает сцепление с бетоном и поэтому используется для рабочего армирования, т.е. для несущей арматуры. Гладкие стержни обычно служат в качестве соединительных элементов.
- С точки зрения использования в монолитных бетонных конструкциях различают ненапряженную, постнапряженную и предварительно напряженную арматуру.
Горячекатаные арматурные стержни наиболее часто используются в строительстве. В зависимости от механических свойств они делятся на шесть классов: A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI. Каждому классу соответствует своя марка стали. Для определения класса прочности арматуры воспользуйтесь приведенной ниже таблицей.
Класс арматуры по ГОСТ
Предел текучести, МПа
Удлинение после разрыва %.
Предел прочности при растяжении, МПа
Ст3кп, Ст3сп, Ст3пс
Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С
335 ГС, 25Г2С, 32Г2Зпс
Наиболее часто в железобетонных конструкциях используется арматура классов А1 (А240) и А3 (А400), гладкая и рифленая соответственно. Рифленые арматурные стержни в свою очередь делятся на A400 и A500C. Разница между ними заключается в марке стали:
- A400 изготавливается из стали 25G2S и 35GS и используется в растягивающихся конструкциях.
- A500C – это марка свариваемой арматуры, которая обозначается аббревиатурой 'C'. Она может использоваться как в растягивающихся, так и в нерастягивающихся конструкциях. В настоящее время она очень популярна, так как позволяет сваривать арматуру непосредственно на месте.
- A240 используется для монтажа и распределения. Чаще всего она укладывается в виде поперечных стержней и используется для удержания рабочей арматуры в правильном положении.
Применение
Арматура чаще всего используется в строительстве для усиления, предотвращения напряжений и трещин в железобетонных конструкциях. В зависимости от характера воспринимаемых нагрузок, арматура устанавливается в поперечном или продольном положении. Поперечная арматура усиливает конструкции с горизонтальными напряжениями, а продольная усиливает конструкции с вертикальными напряжениями и предотвращает кручение. Помимо рабочих стержней, используются также распорные стержни и хомуты. Монтажная арматура выполняет вспомогательную функцию и служит для упрощения процесса сборки конструкции.
Рассмотрим подробнее основные области применения арматуры:
- При формировании каркаса здания.
- Для фундамента подходят арматурные стержни класса не ниже AIII.
- Усиление и реконструкция несущих конструкций.
- Усиление кирпичной кладки.
- Укладка потолков, колонн, полов.
- В панельных конструкциях.
- В монолитных работах.
- Проектирование декоративных каркасов.
- Изготовление мебели в стиле лофт.
- Сборка закладных деталей.
В настоящее время назначение классов прочности арматуры для железобетонных конструкций определяется в соответствии со стандартом EN, исходя из ее прочностных характеристик. До 1993 года определения производились по ГОСТ 5781-93 и ГОСТ 100884-94, а также по СТО АСЧМ 7-93.