Классификация и виды стальной арматуры

Металлическая арматура и арматурные изделия в виде сеток, плоских и пространственных каркасов повсеместно используются в гражданском и промышленном строительстве. Это наиболее массовый вид строительной стали, который с момента своего первого применения претерпел многие революционные изменения. Только за последние 50 лет периодический профиль арматурной стали сильно изменил свою геометрию, стала использоваться более рациональная классификация арматуры, введена практика маркировки прочности и значительно расширился сортамент этого проката.

Виды арматуры

Бетон и железобетон – непрерывно развивающиеся стройматериалы. И на их прочностные и эксплуатационные характеристики напрямую влияют физико-химические свойства арматурной стали. Учитывая обширные и разнообразные потребности строительной отрасли, сегодня производятся многочисленные виды арматуры, отличающиеся по назначению, геометрии профиля и показателям прочности. Но в любом случае она должна быть технологичной в производстве и применении, обладать хорошими реологическими качествами и характеризоваться высокой степенью сцепления с бетоном и цементом и повышенным сопротивлением усталости.

По назначению

Учитывая разнообразие строительных технологий и различный уровень архитектурной и технической сложности возводимых объектов, по целевому назначению и выполняемой функции можно купить арматуру следующих видов:

• рабочая – стержни непосредственно воспринимают внешние и внутренние усилия, возникающие под воздействием нагрузки на ЖБК. Располагаются они в растянутой зоне сечения железобетонных элементов и должны обеспечить максимальное сцепление с бетоном. Вот почему арматура ребристая всегда используется в таком случае, а ее профиль и размер сечения в обязательном порядке рассчитываются и фиксируются в проектной документации;
• конструктивная – арматурная сталь, способствующая равномерному распределению нагрузки в плитах, колоннах и сводах. Как правило, ее стержни располагают перпендикулярно к рабочим прутьям арматуры и служат своеобразными поперечными связями при создании каркасов;
• монтажная – обеспечивает проектное положение основных армирующих прутков в каркасе или сетке и используется при выполнении монтажно-крепежных узлов. Способствует более равномерному распределению нагрузок и внутренних напряжений между отдельными стержнями. Но для таких работ используется гладкий тип арматуры;
• анкерная – закладные элементы бетонного фундамента, предназначенные для фиксации крепежных шпилек. Многие думают, что это арматура с наружной резьбой, но на самом деле такие металлоизделия вовсе не являются стержневым прокатом, а представляют собой конструкцию из анкерных плит, трубы и заглушки.

По ориентации в конструкции

При проектном конструировании сооружений и строений арматурную сталь закладывают в виде продольно и поперечно расположенных стержней. При этом они могут быть выполнены, как отдельные элементы или как часть плоских и пространственных каркасов.

Поперечная

Такая арматура располагается перпендикулярно рабочим стержням. Благодаря этому минимизируется трещинообразование в толще наклонной краевой зоны конструкций, и создаются прочностные связи внутри растягиваемой и сжатой плоскости бетона.

Продольная

Как правило, это рабочие армирующие стержни, которые по технологии могут располагаться на проектной нулевой точке горизонта или с отклонением по горизонтальности на ±1…30 градусов. Диаметр прутков, расположенных в теле монолитных бетонных конструкций, в основном составляет 10...14 мм. В случаях, когда толщина ЖБК более 250 мм, уже рекомендуется использовать прокат диаметром от 16 мм.

Стоит упомянуть, обозначение арматуры в спецификации не затрагивает вопрос их расположения в конструкции. Это можно определить только при прочтении чертежей. А в спецификации будет просто указан стандарт, класс арматуры, ее диаметр и количество.

Таблица 1. Пример оформления арматуры в спецификации

По условиям применения

Конструктивная арматура, используемая в железобетонных строениях и сооружениях, подразделяется на:

• напрягаемую, предварительно напряженную. Это термоупрочненная арматура, которая подвергается натяжению в процессе изготовления железобетонных конструкций. Рассчитана на длительную эксплуатацию под воздействием высоких напряжений и работает в основном на осевое растяжение и сжатие. В этом качестве используются материалы с пределом текучести 800…1000 Н/мм². Но такая повышенная прочность металла требует определенных условий его совместной работы с бетоном, например, обязательной анкеровки в опорных частях;
• ненапрягаемую. Обычная арматура без предварительного напряжения. Сегодня уже разработана технология, благодаря которой стали с пределом текучести до 600 Н/мм² могут применяться без преднапряжения.

По способу производства

Правильный выбор арматурной стали – ключевой фактор, определяющий эксплуатационную надежность и технико-экономическую эффективность возводимой конструкции. Этот принцип распространяется не только на выбор сечения и профиля проката, но и на способ его изготовления. Ведь эксплуатационные и механические свойства, которыми обладает стержневая арматура, определяются технологией производства и химическим составом.

Горячекатаная

Почти все виды арматуры с гладким и периодическим профилем диаметром 6…40 мм выпускают станы горячей прокатки. В потоке производства стальная заготовка нагревается, проходит окалиноломатель и череду клетей с профильными (калиброванными) валками. В результате она приобретает характерную ребристую или гладкую форму. Материал может упрочняться в процессе термомеханической прокатки или при холодной обработке давлением и вытяжкой.

Холоднокатаная и холоднотянутая

Арматурный прокат диаметром 4-8 мм с высокой точностью исполнения профиля можно получить путем холодной обработки давлением. В этом случае полуфабрикат – катанка – разматывается и без нагрева поступает в линию стана холодной прокатки, где после удаления окалины подвергается деформации профилированными валками. После прокатки арматура сматывается на специальных барабанах в бухты либо режется на мерные длины.

Обыкновенная арматурная проволока с гладкой поверхностью изготавливается методом волочения из горячекатаного низкоуглеродистого проката (катанки). Выпускается в диаметрах 3,0…5,0 мм.

Проволочная арматура периодического профиля класса Вр-I производится путем прогона холоднотянутой проволоки через клеть стана холодной прокатки. В ней установлены валки со специальной насечкой, которые и образуют на поверхности характерные вмятины. Такая технология производства создает эффект наклепа, а проволока, несколько уменьшаясь в диаметре, приобретает повышенную прочность. Это позволяет использовать ее в преднапряженном и обычном бетоне.

Форма профиля арматуры

Горячекатаная и термоупроченная арматурная сталь преимущественно производится с периодическим профилем. Ребристая поверхность улучшает сцепление с бетоном, но при этом провоцирует концентрацию определенных напряжений, снижает пластичность и прочностные качества стали при наличии динамических и многократно повторяющихся нагрузок. Соответственно, в тех случаях, когда не требуется обеспечить высокое сцепление при напряжении арматуры, рекомендуется использовать стержни с гладкой поверхностью.

Гладкая

Эта арматурная сталь производится без ребер. Тем самым при малых диаметрах она больше напоминает катанку, а в более крупном сечении – круглый сортовой прокат. Класс арматуры А240 производится только в таком варианте.

Периодического профиля

С периодической формой профиля выпускают арматуру классов А400…А1000 (ДСУТ 3760). Геометрия поверхности напрямую определяет механические и реологические качества стали и поэтому она обязательно должна оговариваться при оформлении заказа. А ее форма и допустимые отклонения четко регламентируются стандартами.

Серповидный профиль

Форма характеризуется наличием серповидных профилей с двух сторон стержня. Они поперечно наклонены к продольным диаметрально противоположным выступам. Но ни в коем случае не пересекаются с ними. Также возможно изготовление такой арматуры без продольных ребер.

В поперечном разрезе серповидный профиль имеет переменную по вертикальной оси замкнутую линию. Проявляет отличные реологические качества и минимизирует внутренние напряжения в бетоне.

Кольцевой профиль

Форма этого проката имеет поперечные выступы, расположенные с двух сторон и наклоненные к оси продольно выполненных ребер. Толщина полуколец идентичная. Расположение по отношению к продольным выступам может быть симметричным и асимметричным. В разрезе такой профиль образует замкнутый округлый контур.

Точка пересечения продольных и поперечных выступов часто вызывает избыточные концентрации напряжений. А также снижает пластичность и ограничивает полноту использования механических свойств стали при многократно повторяющемся нагружении. Естественно, все это приводит к снижению спроса на такой металл и обуславливает повсеместный переход на прокат с более плавной формой ребер.

Смешанный профиль

Он может содержать три или четыре серповидных выступа. В разрезе контур ребер образует овал или круг. Производится такой прокат, как правило, методом холодного деформирования горячекатаной стали. То есть, нанесение периодических ребер и упрочнение металла наклепом происходит одновременно.

Такое решение обуславливает повышенную пластичность сердцевины металлических стержней и их способность более устойчиво сопротивляться силам сжатия и растяжения. А параметры сцепления с бетоном и зоны анкеровки такие же, как и у стали с кольцевым профилем.

Классы прочности арматуры

Строительная арматура изготавливается из углеродистых и низколегированных сталей. Соответственно, сортамент этого проката характеризуется различными показателями свариваемости, стойкости к коррозионному растрескиванию, ударной вязкости, динамической прочности и хладноломкости.

Простому потребителю достаточно руководствоваться тем, что фактически класс арматуры – это предел текучести используемой стали. На чем в принципе и основывается действующая система классификации.

Арматура А240С

В таком классе по стандарту ДСТУ 3760 производится только арматура без ребер. А изготавливается она в диаметре 5,5 ÷40,0 мм. При изгибе характеризуется отличной локальной пластичностью и практически не склонна к охрупчиванию. Отлично зарекомендовала себя при низких температурах. Широко используется для изготовления монтажных петель.

Арматура А400С

Благодаря доступной стоимости и универсальным механическим свойствам, арматура класса А400 востребована в промышленном и гражданском строительстве. Обладая пределом текучести 400 Н/мм², стабильными и однородными механическими свойствами, она широко используется, как ненапрягаемая продольная рабочая арматурная сталь и для создания преднапрягаемых железобетонных конструкций.

При этом ее пластичность при изгибе несколько хуже, чем у А240. Порог хладноломкости составляет около -40˚С.

Арматура А500С и А500Е

Еще один вид популярной арматурной стали на сегодняшний день, демонстрирующий хорошее соотношение упругости, пластичности и прочности. Хорошо нивелирует внутренние напряжения и спокойно выдерживает изгиб на 90 градусов (3d). При увеличении диаметра стержня и температурных перепадах специалисты не отмечают каких-либо существенных изменений в механических свойствах.

И, главное, это прекрасно свариваемый класс арматурной стали. Согласно ДСТУ 3760 массовая доля углерода в прокате любого диаметра должна не превышать 0,22%. Она используется в качестве обычной и напрягаемой арматурной стали и заслуженно считается универсальным материалом.

Арматура А600 и А600С

Продукция данного класса прочности изготавливается в двух вариантах – свариваемом (имеет индекс «С» в обозначении) и несвариваемом (без дополнительных индексов). Они отличаются прежде всего по содержанию углерода и марганца. Арматура А600 используется в качестве напрягаемых стержней предварительно напряженных ЖБК и обычной ненапрягаемой арматуры.

Арматура А800

Напрягаемый вид высокопрочной стали. Выдерживает изгиб вокруг оправки на 45˚ и практически не изменяет своих качеств при разной толщине прутков и температурного окружения. В сравнении с ранее перечисленными видами арматуры, прокат класса А800 имеет более узкую сферу   применения в гражданском строительстве. Он используется при изготовлении высоконагруженных и особо ответственных железобетонных изделий.

Арматура А1000

Высокопрочный напрягаемый класс арматурной стали. Характеризуется высокими показателями термической стойкости и хладноломкости. Также является прокатом ответственного назначения.

Таблица 2 – Ключевые свойства арматурного проката в соответствии с ДСТУ 3760

Расшифровка обозначения

В современной экономике производится и потребляется огромное количество арматурного проката. И чтобы потребитель мог четко сориентироваться, в стандартах и классах арматуры, используются общепринятые правила ее обозначения.

Такое условное обозначение арматуры указывает, что это прокат диаметром 12 мм класса А400, изготовленный в соответствии с ДСТУ 3760:2019. В маркировке можно увидеть дополнительные буквы, которые означают следующее:

• С – свариваемый прокат;
• Е – прокат повышенной пластичности. 

То есть такая арматурная сталь диаметром 12 мм класса А500 с повышенной пластичностью, выпущенная в соответствии с требованиями стандарта ДСТУ 3760 в редакции 2019 года.

Маркировка арматуры

В Украине согласно ДСТУ 3760 действует система прокатной маркировки, основанная на нанесении символов и меток в определенном порядке непосредственно на пруток. Главное условие – идентификационные знаки должны считываться визуально и хорошо определяться тактильно.

Контрольной координатой считается наличие двух смежных отметок (утолщенных или пропущенных поперечных ребер), цифра, буква или иной символ. Далее маркировка должна содержать информацию о предприятии-производителе: знак идентификации (выступы в количестве, закрепленном стандартом за этим заводом) или буквенную аббревиатуру, товарный знак и пр. Класс проката может быть также отмечен прокатной маркировкой на прутках либо указываться на ярлыке. Допускается использование других типов маркировки, согласованных между производителем и потребителем. 

Если у вас возникли другие вопросы касательно строительной арматуры или вы хотите купить этот вид сортового проката, обращайтесь. Менеджеры отдела продаж «МЕТИНЕСТ-СМЦ» оперативно и компетентно проконсультируют и помогут выбрать и купить металл для конкретного целевого назначения. И, главное, наша компания всегда реализует исключительно продукцию высшего качества и предоставляет достоверную информацию о классе, весе, химическом составе и механических свойствах стальной арматуры.