Арматура — это один из основных элементов железобетонных конструкций, и её выбор напрямую влияет на прочностные характеристики и долговечность сооружения. В литературе и на практике применяют различные классификации арматуры в зависимости от материала, способа изготовления, типа поверхности, назначения и условий эксплуатации. Для более детального ознакомления с различными видами арматуры и их характеристиками смотрите каталог арматуры. Рассмотрим основные виды арматуры подробнее.
Какие существуют виды арматуры
Стальная арматура. Это наиболее распространённый вид, благодаря своим высоким прочностным характеристикам, универсальности и относительной дешевизне. Стальная арматура подразделяется на несколько типов:
- Рифлёная стальная арматура. На поверхности имеются специальные ребра (рифления), которые обеспечивают хорошую адгезию с бетоном. Именно благодаря рифлёной арматуре достигается эффективное взаимодействие между стальной составляющей и окружающим бетонным массивом;
- Гладкая стальная арматура.Поверхность гладкая, без рёбер. Применяется в специфичных случаях, когда не требуется столь высокая степень сцепления с бетоном, либо для соединений, где гладкая поверхность обеспечивает лучшие условия для сварки или скрепления с другими элементами конструкции.
Композитная арматура. В качестве альтернативы стали используются материалы на основе полимеров, углеродных, стекловолоконных или других композитов. Композитная арматура обладает следующими преимуществами:
- Высокая коррозионная стойкость, что особенно важно в агрессивных средах (солёные или химически активные среды);
- Относительная лёгкость по сравнению со сталью, что упрощает монтажные работы и может способствовать уменьшению общей массы конструкции.
Однако цена и особенности технологии производства пока делают её менее популярной по сравнению со стальной арматурой.
Огнестойкая арматура. Она представляет собой стальную арматуру, покрытую специальными жаростойкими составами или выполненную из стали с повышенной огнестойкостью. Применяется в конструкциях, где требуется обеспечить сохранение несущих свойств при воздействии высоких температур (например, в промышленных зданиях или в местах с повышенными требованиями по пожарной безопасности).
Способы изготовления арматуры и её обработка
Горячекатаная арматура. Изготавливается методом горячей обработки с последующим формированием профиля (рифления или другая текстура поверхности). Благодаря высокой пластичности при горячей обработке она более прочная и устойчивая к механическим воздействиям. Этот вид является наиболее востребованным в строительной практике.
Холоднотянутая арматура. Производится методом холодной деформации. Такие виды арматуры, как правило, обладают более высокой точностью геометрических параметров, что важно для крупных конструкций. Однако при холодной обработке могут возникать напряжения в материале, поэтому применение требует дополнительных проверок.
Сварные изделия и арматурные сетки. Помимо длинномерных стержней, широко применяются сварные арматурные сетки. Они состоят из поперечных и продольных стержней, соединённых сварными швами. Такой тип арматуры ускоряет монтаж и обеспечивает равномерное распределение нагрузок по всей площади конструкции. Используется, например, при армировании плит, фундаментов и дорожных покрытий.
Назначение строительной арматуры
Основная (нагрузочная) арматура. Применяется для формирования скелета конструкции, принимая на себя основные статические и динамические нагрузки. Обычно это рифлёная горячекатаная стальная арматура.
Преднапряжённая арматура. Используется в конструкции преднапряжённого железобетона, где арматура предварительно вводится в состояние сжатия до заливки бетоном. Такой подход позволяет создавать лёгкие, но очень прочные элементы, уменьшая массовый коэффициент конструкции и повышая её эксплуатационные характеристики.
Арматура для специфических конструкций. В отдельных случаях требуются особые характеристики: повышенная коррозионная стойкость, огнестойкость или возможность работы в экстремальных климатических условиях. Такие требования определяют выбор специальных марок стали или применение композитных материалов.
Кроме основных классификаций по материалу, способу изготовления и назначению, арматура может подразделяться по другим параметрам:
- По диаметру и форме поперечного сечения. Это влияет на расчёт нагрузки, степень гибкости и способ армирования. В строительных нормах чётко прописаны диапазоны диаметров в зависимости от типа конструкции;
- По типу соединения. Например, арматура для сварных конструкций или для механического соединения (с применением зажимных муфт и т.п.).
Размеры арматуры
Арматура производится в разных диаметрах — выбор конкретного размера зависит от нагрузок, особенностей конструкции и строительных норм. Диаметры арматурных стержней обычно указываются в миллиметрах и варьируются от небольших (6–8 мм) до достаточно крупных (20 мм и более). Например, стальная арматура диаметром 12 мм является одним из самых распространённых вариантов для армирования бетона в несущих и распределительных конструкциях — https://as-tim.ru/armatura/12mm/. Ниже приведём основные моменты, касающиеся размеров арматуры:
Популярные диаметры
- 6–8 мм: применяются для тонких слоёв армирования, таких как армирование плит, тонких стен и перегородок. Они обеспечивают равномерное распределение нагрузок и предотвращают образование трещин;
- 10–12 мм: Эти размеры широко используются в фундаментных конструкциях. Так, арматура диаметром 12 мм обладает достаточной прочностью для большинства строительных задач, сочетая в себе хорошее сцепление с бетоном и адаптивность к различным конструктивным решениям;
- 14–16 мм и более: В конструкциях, где предполагается высокие нагрузки или требуется усиленное армирование (например, для крупных балок, колонн, опор мостов), применяют более толстые стержни.
Выбор диаметра
Инженеры выбирают диаметр арматуры в зависимости от расчётных нагрузок, требуемых коэффициентов запаса прочности и особенностей взаимодействия бетона и арматуры. При этом важно учитывать:
- Расстояние между стержнями и их равномерное распределение;
- Соответствие размеров арматуры требованиям строительных норм и стандартов;
- Технологические возможности монтажа: более толстые стержни требуют более тщательной работы по укладке и креплению.
Арматура 12 мм в практике строительства
Стальная арматура диаметром 12 мм за счёт своей универсальности нашла применение в различных элементах конструкций. Её часто используют в:
- Фундаментах и несущих стенах, где требуются как высокие прочностные характеристики, так и хорошая адгезия с бетоном;
- Перекрытиях, где равномерное распределение напряжений критично для долговечности конструкции;
- Дорожном строительстве для армирования колонн и опор мостовых конструкций, где важно сочетание прочности и экономичности материала.
Какие марки стали используются для арматуры
Углеродные стали
- А240 - Сталь с минимальной прочностью 240 МПа, используется для армирования конструкций средней нагрузки.
- А300 - Сталь с минимальной прочностью 300 МПа, подходит для обычных строительных конструкций.
- А400 - Арматура с минимальной прочностью 400 МПа, часто используется в жилых и промышленных зданиях.
- А500 - Сталь с прочностью 500 МПа, применяется в строительстве для армирования бетона.
- А500С - Модификация стали А500 с улучшенными характеристиками, включая повышенную прочность и вязкость.
- А600 - Высокопрочная арматура с минимальной прочностью 600 МПа, предназначенная для конструкций, требующих повышенной прочности.
- В500А - Арматура с высокой прочностью и хорошей пластичностью, часто используется в строительстве и при производстве железобетонных изделий.
- В500С - Аналог В500А, но с улучшенными характеристиками по коррозионной стойкости и прочности.
- С500 - Сталь с повышенной прочностью, используется в высоконагруженных конструкциях.
Легированные стали
- 35ГС - Углеродная сталь с добавлением легирующих элементов, обладающая хорошими механическими свойствами и высокой прочностью на сжатие.
- 25Г2С - Сталь с легирующими элементами, обеспечивающими высокую прочность и устойчивость к воздействию агрессивных сред.
- 40Х - Легированная сталь, обладающая высокой прочностью и хорошей коррозионной стойкостью, используется в ответственных конструкциях.
- 45Х - Сталь с улучшенными механическими свойствами и коррозионной стойкостью, применяется в условиях повышенных нагрузок.
Специальные стали
- РД-3 - Арматура с повышенной коррозионной стойкостью, используется в условиях агрессивной среды (например, в морском строительстве).
- РД-5 - Арматура, обладающая высокой стойкостью к коррозии и механическим повреждениям.
- РД-6 - Специальная арматура для использования в условиях высоких температур и агрессивных сред.
Композитные материалы
- Стеклопластиковая арматура (ГФРП) - Используется для армирования бетонных конструкций в условиях высокой коррозионной активности.
- Углепластиковая арматура (УФРП) - Применяется в специализированных конструкциях, где требуется высокая прочность при низком весе.
Европейские стандарты
- B500B - Европейская арматура с минимальной прочностью 500 МПа, аналог В500А.
- B500C - Европейская арматура с улучшенными характеристиками по коррозионной стойкости и прочности.
Выбор конкретного вида арматуры зависит от множества факторов, включающих нагрузочные характеристики, климатические и агрессивные среды, а также экономические и технологические требования проекта. Такой многообразный ассортимент позволяет инженерам и конструкторам создавать надёжные, долговечные и оптимизированные по стоимости конструкции для любых условий эксплуатации.
Будущее строительной арматуры
С развитием нанотехнологий и новых сплавов учёные работают над созданием арматуры из экологически чистых материалов с самозажимными свойствами, повышенной устойчивостью к агрессивным средам и улучшенными механико-термическими характеристиками. Эти инновации повысят срок службы и безопасность конструкций, а также снизят затраты.
