Класифікація та види сталевої арматури

Металева арматура і арматурні вироби у вигляді сіток, плоских і просторових каркасів широко використовуються в цивільному і промисловому будівництві. Це найбільш масовий вид будівельної сталі, який з моменту свого першого застосування зазнав багато революційних змін. Тільки за останні 50 років періодичний профіль арматурної сталі сильно змінив свою геометрію, стала використовуватися більш раціональна класифікація арматури, введена практика маркування міцності та значно розширився сортамент цього прокату.

Види арматури

Бетон і залізобетон – будматеріали, що безперервно розвиваються. І на їх міцність та експлуатаційні характеристики безпосередньо впливають фізико-хімічні властивості арматурної сталі. З огляду на великі і різноманітні потреби будівельної галузі, сьогодні виробляються численні види арматури, що відрізняються за призначенням, геометрією профілю та показниками міцністі. Але в будь-якому випадку вона повинна бути технологічною у виробництві і застосуванні, володіти хорошими реологічними якостями та характеризуватися високим ступенем зцеплення з бетоном та цементом і підвищеним опором втомі.

За призначенням

З огляду на різноманітність будівельних технологій і різний рівень архітектурної та технічної складності об'єктів, що будуються, за цільовим призначенням та виконуваними функціями можливо купити арматуру таких видів:

• робоча – стрижні безпосередньо сприймають зовнішні і внутрішні зусилля, що виникають під впливом навантаження на ЗБК. Знаходяться вони в розтягнутій зоні перерізу залізобетонних елементів і повинні забезпечити максимальне зчеплення з бетоном. Ось чому арматура ребриста завжди використовується в такому випадку, а її профіль і розмір перетину в обов'язковому порядку розраховуються і фіксуються в проектній документації;
• конструктивна – арматурна сталь, що сприяє рівномірному розподілу навантаження в плитах, колонах і склепіннях. Як правило, її стрижні розташовують перпендикулярно до робочих прутів арматури і служать своєрідними поперечними зв'язками при створенні каркасів;
• монтажна – забезпечує проектне положення основних армуючих прутків в каркасі або сітці і використовується при виконанні монтажно-кріпильних вузлів. Сприяє більш рівномірному розподілу навантажень і внутрішніх напружень між окремими стрижнями. Але для таких робіт використовується гладкий тип арматури;
• анкерна – закладні елементи бетонного фундаменту, призначені для фіксації кріпильних шпильок. Багато хто думає, що це арматура із зовнішнім різьбленням, але насправді такі металовироби зовсім не є стрижневим прокатом, а являють собою конструкцію з анкерних плит, труби і заглушки.

За орієнтацією в конструкції

При проектному конструюванні споруд і будівель арматурну сталь закладають у вигляді поздовжньо і поперечно розташованих стрижнів. При цьому вони можуть бути виконані, як окремі елементи або як частина плоских і просторових каркасів.

Поперечна

Така арматура розташовується перпендикулярно робочим стержням. Завдяки цьому мінімізується утворення тріщин в товщі похилої крайової зони конструкцій, і створюються міцні зв'язки всередині площини бетону, що розтягується і стискається.

Поздовжня

Як правило, це робочі армуючі стрижні, які за технологією можуть розташовуватися на проектній нульовій точці горизонту або з відхиленням по горизонтальності на ± 1 ... 30 градусів. Діаметр прутків, розташованих в тілі монолітних бетонних конструкцій, в основному становить 10...14  мм. У випадках, коли товщина ЗБК більше 250 мм, вже рекомендується використовувати прокат діаметром від 16 мм.

Варто згадати, позначення арматури в специфікації не зачіпає питання їх розташування в конструкції. Це можна визначити тільки при читанні креслень. А в специфікації буде просто вказано стандарт, клас арматури, її діаметр і кількість.

Таблиця 1 – Приклад оформлення арматури в специфікації

За умовами застосування

Конструктивна арматура, що використовується в залізобетонних будівлях і спорудах, підрозділяється на:

• напружувану, попередньо напружену. Це термозміцнена арматура, яка піддається натягу в процесі виготовлення залізобетонних конструкцій. Розрахована на тривалу експлуатацію під впливом високих напруг і працює в основному на осьовий розтяг і стиск. В цій якості використовуються матеріали з межею плинності 800...1000 Н/мм². Але така підвищена міцність металу вимагає певних умов його спільної роботи з бетоном, наприклад, обов'язкового анкерування в опорних частинах;
• ненапружену. Звичайна арматура без попереднього напруження. Сьогодні вже розроблено технологію, завдяки якій сталі з межею плинності до 600 Н/мм² можуть застосовуватися без попереднього напруження.

За способом виробництва

Правильний вибір арматурної сталі – ключовий фактор, що визначає експлуатаційну надійність і техніко-економічну ефективність конструкції, що будуються. Цей принцип поширюється не тільки на вибір перетину і профілю прокату, а й на спосіб його виготовлення. Адже експлуатаційні та механічні властивості, якими володіє стрижнева арматура, визначаються технологією виробництва і хімічним складом.

Гарячекатана

Майже всі види арматури з гладким і періодичним профілем діаметром 6...40 мм випускають стани гарячої прокатки. У потоці виробництва сталева заготовка нагрівається, проходить окаліноломатель і низку клітей з профільними (каліброваними) валками. В результаті вона набуває характерну ребристу або гладку форму. Матеріал може зміцнюватися в процесі термомеханічної прокатки або при холодній обробці тиском й витяжінням.

Холоднокатана й холоднотягнута

Арматурний прокат діаметром 4-8 мм з високою точністю виконання профілю можна отримати шляхом холодної обробки тиском. В цьому випадку напівфабрикат – катанка – розмотується і без нагрівання надходить в лінію стану холодної прокатки, де після видалення окалини піддається деформації профільованими валками. Після прокатки арматура змотується на спеціальних барабанах в бухти або ріжеться на мірні довжини.

Звичайний арматурний дріт з гладкою поверхнею виготовляється методом волочіння з гарячекатаного низьковуглецевого прокату (катанки). Випускається в діаметрах 3,0...5,0 мм.

Дротяна арматура періодичного профілю класу Вр-I виготовляється шляхом прогону холоднотянутого дроту через кліть стану холодної прокатки. У ній встановлено валки зі спеціальною насічкою, які і утворюють на поверхні характерні вм'ятини. Така технологія виробництва створює ефект наклепу, а дріт, зменшуючись в діаметрі, набуває підвищеної міцності. Це дозволяє використовувати її в попередньо напруженому і звичайному бетоні.

Форма профілю арматури

Гарячекатана й термозміцнена арматурна сталь пеереважно виробляється з періодичним профілем. Ребриста поверхня покращує зчеплення з бетоном, але при цьому провокує концентрацію певних напружень, знижує пластичність і міцність сталі при наявності динамічних і багаторазово повторюваних навантажень. Відповідно, в тих випадках, коли не потрібно забезпечити високе зчеплення при напрузі арматури, рекомендується використовувати стрижні з гладкою поверхнею.

Гладка

Ця арматурна сталь виробляється без ребер. Тим самим при малих діаметрах вона більше нагадує катанку, а в більшому перетині – круглий сортовий прокат. Клас арматури А240 виготовляється тільки в такому варіанті.

Періодичного профілю

З періодичною формою профілю випускають арматуру класу А400...А1000 (ДСТУ 3760). Геометрія поверхні безпосередньо визначає механічні та реологічні якості сталі і тому вона обов'язково повинна обумовлюватися при оформленні замовлення. А її форма і допустимі відхилення чітко регламентуються стандартами.

Серповидний профіль

Форма характеризується наявністю серповидних профілів з двох сторін стрижня. Вони поперечно нахилені до поздовжніх діаметрально протилежним виступам. Але ні в якому разі не перетинаються з ними. Також можливе виготовлення такої арматури без поздовжніх ребер.

У поперечному розрізі серповидний профіль має змінну по вертикальній осі замкнуту лінію. Виявляє відмінні реологічні якості і мінімізує внутрішні напруги в бетоні.

Кільцевій профіль

Форма цього прокату має поперечні виступи, розташовані з двох сторін і нахилені до осі поздовжньо виконаних ребер. Товщина півкілець ідентична. Розташування по відношенню до поздовжніх виступів може бути симетричним і асиметричним. У розрізі такий профіль утворює замкнутий округлий контур.

Точка перетину поздовжніх і поперечних виступів часто викликає надлишкові концентрації напружень. А також знижує пластичність і обмежує повноту використання механічних властивостей сталі при багаторазово повторному навантаженні. Природно, все це призводить до зниження попиту на такий метал і обумовлює повсюдний перехід на прокат з більш плавою формою ребер.

Змішаний профіль

Він може містити три або чотири серповидних виступи. У розрізі контур ребер утворює овал або круг. Виготовляється такий прокат, як правило, методом холодного деформування гарячекатаної сталі. Тобто, нанесення періодичних ребер і зміцнення металу наклепом відбувається одночасно.

Таке рішення обумовлює підвищену пластичність серцевини металевих стрижнів і їх здатність більш стійко чинити опір силам стиснення і розтягування. А параметри зчеплення з бетоном і зони анкерування такі ж, як і у сталі з кільцевим профілем.

Класи міцності арматури

Будівельна арматура виготовляється з вуглецевих і низьколегованих сталей. Відповідно, сортамент цього прокату характеризується різними показниками зварюваності, стійкості до корозійного розтріскування, ударної в'язкості, динамічної міцності і холодноламкості.

Простому споживачеві досить керуватися тим, що фактично клас арматури – це межа плинності використовуваної сталі. На чому в принципі і ґрунтується діюча система класифікації.

Арматура А240С

У такому класі за стандартом ДСТУ 3760 виробляється тільки арматура без ребер. А виготовляється вона в діаметрі 5,5 ÷ 40,0 мм. При вигині характеризується відмінною локальною пластичністю і практично не схильна до охрупчування. Відмінно зарекомендувала себе при низьких температурах. Широко використовується для виготовлення монтажних петель.

Арматура А400

Завдяки доступній ціні й універсальним механічним властивостями, арматура класу А400 затребувана в промисловому і цивільному будівництві. Володіючи межею плинності 400 Н/мм², стабільними і однорідними механічними властивостями, вона широко використовується, як ненапружена поздовжня робоча арматурна сталь і для створення попередньо напружених залізобетонних конструкцій.

При цьому її пластичність при вигині дещо гірше, ніж у А240. Поріг холодноламності становить близько -40˚С.

Арматура А500С і А500Е

Ще один вид популярної арматурної сталі на сьогоднішній день, що демонструє хороше співвідношення пружності, пластичності й міцності. Добре нівелює внутрішні напруги і спокійно витримує вигин на 90 градусів (3d). При збільшенні діаметра стрижня й температурних перепадах фахівці не відзначають будь-яких істотних змін в механічних властивостях.

І, головне, це прекрасно зварюваний клас арматурної сталі. Згідно ДСТУ 3760 масова частка вуглецю в прокаті будь-якого діаметру повинна не перевищувати 0,22%. Вона використовується в якості звичайної і напруженої арматурної сталі і заслужено вважається універсальним матеріалом.

Арматура А600 и А600С

Продукція даного класу міцності виготовляється в двох варіантах – зварюваном (має індекс «С» в позначенні) і незварюваном (без додаткових індексів). Вони відрізняються насамперед за змістом вуглецю і марганцю. Арматура А600 використовується в якості напружених стержнів попередньо напружених ЗБК і звичайної ненапрягаемой арматури.

Арматура А800

Напружений вид високоміцної сталі. Витримує вигин навколо оправлення на 45˚ і практично не змінює своїх якостей при різній товщині прутків і температурного оточення. У порівнянні з раніше перерахованими видами арматури, прокат класу А800 має більш вузьку сферу застосування в цивільному будівництві. Він використовується при виготовленні високонавантажених та особливо відповідальних залізобетонних виробів.

Арматура А1000

Високоміцний напружужений клас арматурної сталі. Характеризується високими показниками термічної стійкості і холодноламності. Також є прокатом відповідального призначення.

Таблиця 2 – Ключові властивості арматурного прокату відповідно до ДСТУ 3760

Розшифровка позначення

У сучасній економіці виробляється і споживається величезна кількість арматурного прокату. І щоб споживач міг чітко зорієнтуватися, в стандартах і класах арматури, використовуються загальноприйняті правила її позначення.

Таке умовне позначення арматури вказує, що це прокат діаметром 12 мм класу А300, виготовлений відповідно до ДСТУ 3760:2019. В маркуванні можна побачити додаткові літери, які означають наступне:

• С – зварюваний прокат;
• Е – прокат підвищенної міцності. 

Тобто така арматурна сталь діаметром 12 мм класа А500 з підвищенною міцністю, щовиготовлена відповідно з вимогами стандарту ДСТУ3760 у редакції 2019 року. 

Маркування арматури

В Україні згідно з ДСТУ 3760 діє система прокатного маркування, яка заснована на нанесенні символів і міток в певному порядку безпосередньо на пруток. Головна умова – ідентифікаційні знаки повинні зчитуватися візуально й добре визначатися тактильно.

Контрольною координатою вважається наявність двох суміжних відміток (потовщених або пропущених поперечних ребер), цифра, буква або інший символ. Далі маркування повинно містити інформацію про підприємство-виробника: знак ідентифікації (виступи в кількості, закріпленому стандартом за цим заводом) або буквену абревіатуру, товарний знак та ін. Клас прокату може бути також відзначений прокатним маркуванням на прутках або вказуватися на етикетці. Допускається використання інших типів маркування, узгоджених між виробником і споживачем.

Якщо у вас виникли інші питання щодо будівельної арматури або ви хочете купити цей вид сортового прокату, звертайтеся. Менеджери відділу продажів «МЕТІНЕСТ-СМЦ» оперативно і компетентно проконсультують і допоможуть вибрати купити метал для конкретного цільового призначення. І, головне, наша компанія завжди реалізує виключно продукцію вищої якості і надає достовірну інформацію про клас, вагу, хімічний склад і механічні властивості сталевої арматури.