Где используется арматура?

 

 Области, где применяется арматура, различны. Она используется во всех видах железобетонных конструкций для предотвращения растяжения плит и появления трещин, повышения прочности к нагрузкам.

Армирующий металл поддерживает каркас массивных зданий, укрепляет фундамент, служит «скелетом» для опор моста. От того, где используется арматура, зависит выбор характеристик арматурных прутьев. Еще на стадии проекта сооружения инженеры рассчитывают толщину прута, а также материал, из которого он должен быть изготовлен.

Части конструкции, где используют арматуру, отличаются повышенной устойчивостью к механическим нагрузкам и вибрации. Перед монтажом гладкие и рифленые арматурные пруты соединяются между собой с помощью электросварки или связываются проволокой. Иногда вместо сварки используются крепежные фиксаторы из пружинной проволоки. Все типы соединений позволяют создавать как плоские арматурные решетки (сетки), так и пространственные каркасы для сложных железобетонных построек. Рифленые пруты имеют хорошую адгезию с бетоном. После застывания бетонной массы образуется прочный, усиленный металлом железобетонный блок.

Монтаж арматуры внутри железобетонной конструкции обеспечивает равномерную нагрузку на фундамент и стены здания. Залитые бетоном стержни сохраняют рабочее положение десятилетиями, благодаря этому возрастает долговечность конструкции и безопасность при эксплуатации. Проемы и оконные карнизы, стены и другие места, где устанавливается арматура, выдерживают даже подземные толчки большой силы. 

Виды строительной арматуры и их применение по маркировкам

При сооружении различных железобетонных конструкций и для отливки строительных плит применяется ГОСТ типа арматуры 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования используется во всех типах железобетонных изделий.

Классы и типы арматуры подбираются с учетом особенностей строительства. Выделяют 6 видов классов армированных прутов, которые отличаются друг от друга по нескольким параметрам:

• вес; 
• максимально и минимально допустимый диаметр;
• сопротивление к различным нагрузкам;
• относительное удлинение после разрыва (измеряется в %);
• марка стали, применяемой для изготовления прута.

Также подразделяют виды арматуры по характеру поверхности прута:

• Гладкие. Применяются в некоторых сферах в качестве вспомогательных элементов каркаса. На несущих опорах и стенах их использовать запрещено: недостаточная прочность и не очень высокое сцепление с бетонной массой.
• Рифленые или серповидные. Типы арматуры класса AIII и выше имеют только рифленую поверхность.

Рифленый профиль позволяет добиться лучшего сцепления с бетоном благодаря сети бороздок, расположенных через равные промежутки на поверхности прута. 

Виды и применение арматуры также зависят от состава. Выделяют металлическую и неметаллическую (композитную):

• Металлическая производится из стали, покрывается защитным слоем для профилактики ржавления. 
• Композитная производится из стеклопластика. 

Классы арматуры и их различия

Опытные строители знают, что означает класс арматуры, и, ориентируясь на марку изделия, выбирают оптимальный вариант материала. 

В советские времена была принята маркировка с буквой «А» и римскими цифрами. Сейчас класс рабочей арматуры чаще обозначают арабскими цифрами. На изделиях можно встретить оба вида маркировки:

• AI (А240). Выпускаются гладкие и рифленые прутья, но условно считается, что это класс гладкой арматуры. Диаметр профиля 6-40 мм, сопротивляемость разрыву 373 мПа, применяется только в ненапрягаемых рабочих конструкциях. Для изготовления используются марки стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп. Арматура небольшого диаметра может поставляться с завода в прутках или в мотках. Изделия с большим диаметром выпускаются только в форме прутов различной длины. 
• AII (А300). От предыдущего варианта отличается большим ассортиментом диаметров: от 10 до 80 мм и временным сопротивлением 490 мПа. Поверхность прута гладкая или с нанесенными на нее поперечными бороздками. Изготавливается из стали Ст5пс 18Г2С и Ст5сп.
• AIII (А400). Выглядит как металлический стержень с рифленой поверхностью. Диаметр прута варьируется от 6 до 40 мм, прочность на разрыв 590 мПа. Области применения этого класса арматуры по ГОСТу 5781-82 различны, до недавнего времени она использовалась во всех сферах строительства. Материал для изготовления – сталь марок 35 ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс.
• AIV (А500). Термо-механически упрочненная арматура из углеродистой стали, которая производится без использования легирующих компонентов. В отличие от А400, арматура более прочная (883 мПа на разрыв) и одновременно гибкая. Изготавливается из стали 80С или 20ХГ2С. 
• AV (А800). Горячекатаные пруты с термомеханическим упрочнением из стали 23ХГ2С. Обладает высокой сопротивляемостью к появлению «усталости металла», прочна (1030 мПа) и обладает повышенной устойчивостью к коррозии. Пруты могут выпускаться гладкими или рифлеными с диаметром 6-40 мм.

Классы напрягаемой арматуры маркируются AIII (А400) и выше. Более низкие цифровые значения указывают на не напрягаемую. Для последних используются классы стали арматуры с умеренными прочностными характеристиками.

Также различают класс продольной арматуры и поперечной. 

• Продольная устанавливается горизонтально, препятствует образованию вертикальных трещин.
• В класс поперечной арматуры входят пруты, которые гасят растягивающее или сжимающее напряжение, предотвращают наклонное растрескивание. Для поперечной и продольной укладки обычно выбирают одинаковую марку арматуры, чаще используют AIII (А400).

 

 

Дополнительные маркировки

Иногда на изделиях встречаются еще несколько видов символов. 

Дополнительная буква «К» в названии свидетельствует о содержании антикоррозийного покрытия в металле. Такая сталь будет устойчива к воздействию влаги и воздуха, но стоит она гораздо больше, чем обычная. Оптимальный период службы такой стали составляет несколько десятков лет, именно поэтому ее выбирают для строительства капитальных зданий и других сооружений. 

Последняя буква в маркировке свидетельствует о способности арматуры к свариванию. Если буква «С» стоит в конце названия, то прутья легко можно будет соединить между собой с помощью сварки. Плохо свариваемая сталь выпускается без буквы «С» в маркировке и используется в ограниченном объеме работ – там, где не нужна гибкость, а требуется лишь большая прочность. Это часто также зависит от вида металла – далеко не все сплавы переносят сварку и держат ее в течение длительного времени. 

Поэтому перед покупкой стальных прутьев желательно узнать у продавца информацию не только о прочности, но и о процентном составе металлов, чтобы понимать их характеристики. 

Большинство арматурных поверхностей скрепляется между собой с помощью особенной вязальной проволоки, поэтому даже если сварка не подошла, можно попробовать укрепить конструкцию сторонними элементами. Прочность обычно указывают на упаковках или наклейках, поэтому при покупке желательно переписать или сфотографировать значения с инструкций и технических документов на случай, если они затеряются. 

Встречаются и менее популярные обозначения, вроде клейм завода или фабрики, которая выпускает изделия. Нет необходимости рассматривать каждое из них. Большинство информации содержится уже в указании процентного соотношения металла, а также рассмотренных меток. 

Расчет арматуры для разного типа строительства

Перед тем, как залить фундамент или сформировать железобетонную плиту, необходимо сделать расчет количества арматуры. При этом учитываются:

• Общий размер постройки.
• Характер укладки прутов. Потребуется сделать несколько арматурных слоев, чтобы получить железобетонное изделие необходимой толщины и прочности.
• Расстояние между прутками.

Для примера стоит рассмотреть, как проводятся расчеты для часто используемого в строительстве ленточного фундамента, если требуется сделать бетонную заливку 6 на 9 метров и шириной 40 см.

• Для начала рассчитывается арматура, которая укладывается горизонтально на расстоянии 30 см друг от друга. Итого потребуется 2 ряда по ширине и 4 по высоте (всего 8). Расчет длины арматуры производится по формуле: периметр фундамента (30 м) умножить на количество рядов (8) равно 240 м. 
• Далее считаются поперечные ряды, которые нужны для связки бетонной опалубки. Они также укладываются на расстоянии 30 см друг от друга. Если разделить весь периметр на количество рядов, то получится 100 прутков по 40 см, а общая длина составит 40 м.

Расчет диаметра арматуры проводится с учетом требований к строительству. Для небольших зданий на устойчивых почвах для горизонтальных рядов обычно берут прутки 12 мм, а для поперечных – 6-8 мм. 

Расчет прочности арматуры провести несложно: потребуется указанную для каждой марки сопротивляемость к разрыву умножить на общее количество прутьев. Этот параметр необходим, чтобы фундаментная заливка выдержала вес постройки.

Расчет веса арматуры может потребоваться, если необходимо определить вес постройки из железобетонных плит или подобрать машину с необходимой грузоподъемностью для доставки арматурных прутьев к месту строительства. Производители указывают, сколько весит погонный метр прутка для каждого диаметра изделий. Умножив эту цифру на необходимое для стройки количество метров арматуры, можно узнать общую массу.

Альтернатива арматуре – чем заменить?

Хотя стальная арматура до сих пор считается одним из самых распространенных материалов для возведения и укрепления конструкции, строительство не стоит на месте. Давно придумана более прочная и в то же время легкая альтернатива арматуре – стеклопластиковые или композитные аналоги. 

Стеклопластик обладает весомым преимуществом по сравнению с обыкновенными металлическими прутьями. Сталь сильно подвержена влиянию тепла и электричества, а также постепенно ржавеет и приходит в негодность. Средний срок службы подобной арматуры составляет около 30 лет. 

В то же время композитные материалы вроде базальта, углерода, органического стекла обладают высокой устойчивостью к перепадам температур, так как изготавливаются в тепловых печах при обжиге специальной смеси. Срок службы в среднем в два раза выше, чем у стального аналога. Композитная арматура устойчива к воздействию влаги, щелочей и кислот, прекрасно выдерживает большие нагрузки. Такие типы арматуры находят применение в ремонте и строительстве:

• дорог;
• опор; 
• мостов; 
• объектов химической промышленности. 

Подходят в качестве несъемной опалубки и армопоясов сооружений в районах с повышенным риском землетрясений. 

Немаловажную роль композит играет в сохранении тепла в доме. Если через фундамент со стальной арматурой тепло быстро уходит, то композит сохраняет его длительное время. Вес готовой конструкции почти в 10 раз меньше, чем у стальной арматуры, поэтому ее можно использовать на непрочных почвах, где нужно максимально облегчить окончательный вес здания. Например, композитные решетки все чаще советуют ставить под срубы на болотистых почвах. 

Сталь плохо сочетается с радиоволнами и радиовещанием, поэтому может вызывать помехи в работе электро- и радиоприборов, особенно на Крайнем Севере. При использовании стекловолокна проблема полностью разрешается. 

Профессиональные строители не станут советовать, чем можно заменить арматуру, потому что каждый вопрос индивидуален и решается в зависимости от ряда факторов. Но при желании можно использовать современные материалы, вроде композитной арматуры, хотя она стоит ощутимо дороже. 

Арматура играет важнейшую роль в строительстве и ремонте. Трудно переоценить значение металлических прутьев для возведения зданий и железобетонных конструкций. При покупке важно обращать внимание на материал изготовления арматуры, а также соответствующую маркировку. Стальные прутья прослужат много лет без малейших проблем. Также лучше пользоваться услугами профессиональных строителей для скорейшего возведения здания.