Арматура

Ключевые характеристики стальной арматуры

В преобладающем большинстве случаев для технологического производства стальной арматуры прибегают к ГОСТ 5781-82. Данный межгосударственный стандарт позволяет классифицировать изделия данной категории и устанавливать на них сортамент. Так, например, в соответствии с данным нормативным документом номинальный диаметр гладкой цилиндрической арматуры варьируется от 16 до 80 мм. Это позволяет выдерживать разные степени нагрузки. А значит, дает возможность качественно подбирать армирующие элементы для разных типов зданий, начиная от малоэтажных строений, заканчивая высотными конструкциями, испытывающими колоссальные сжатия, растяжения и изгибающие моменты.

Что касается длины подобных изделий, то если они имеют большой диаметр, то поставляются потребителям в отрезах. А более тонкие – сворачиваются в бухты.

Арматура А3

К арматуре класса А3 относится горячекатаная круглая сталь с периодическим профилем, изготовленная согласно требований ГОС Т5781-82. На поверхности АIII имеются два продольных выступа и между ними — противоположно направленные рифления в виде «елочки»: с одной стороны арматуры правый винт, с другой — левый (кроме профиля А 3 специального назначения, изготавливаемого по согласованию с заказчиком).

Назначение арматурной стали класса А3

А3 используют для армирования обычных и предварительно напряженных конструкций в качестве рабочей арматуры (устанавливаемой по проектным расчетам конструкций на нагрузки и воздействия) и в качестве монтажной арматуры (в случае монтажа из-за конструктивной и технологической необходимости).

Используется арматура класса А3 в производстве железобетонных изделий, при устройстве фундаментов, для армирования штукатурных слоев, бетонных стяжек, усиления стен из силикатного кирпича, конструкций из газобетона и т. п.

Маркировка А3, сортамент, масса и технические характеристики

Стандартная маркировка арматурной стали класса А3 записывается одной строкой в следующем порядке:

цифра, указывающая диаметр прута в мм;
литера «А» и указание класса «III»;
в скобках (А400) — международная классификация;
ГОСТ 5781-82.

Например, стандартная маркировка для А3 диаметром 20 мм имеет вид: 20-А-III (A400)ГОСТ 5781-82.

Согласно ГОСТу 5781-82, никакие дополнительные буквы для маркировки А3 не используются.

А3 выпускается согласно стандартному ряду следующих номинальных диаметров:

∅6÷∅40 мм, вес 1 метра регламентируется ГОСТом 5781-82:

Диаметр	Вес, кг/1 м.п.	Количествометров в 1 т	Диаметр	Вес, кг/1 м.п.	Количествометров в 1 т	Диаметр	Вес, кг/1 м.п.	Количествометров в 1 т
6	0,222	4504,50	16	1,580	632,91	28	4,830	207,4
8	0,395	2531,65	18	2,000	500,00	32	6,310	158,48
10	0,617	1620,75	20	2,470	404,86	36	7,990	125,16
12	0,888	1126,13	22	2,980	335,57	40	9,870	101,32
14	1,210	826,45	25	3,850	259,74

Для производства арматурной стали A-III используются низколегированные стали марок 35ГС, 25Г2С, 2Г2Рпс.

Арматуру диаметром ∅6 мм÷∅40 мм производят из стали марок 35ГС, 25Г2С. Кроме того, арматура диаметром ∅6 мм÷∅22 мм также может изготавливаться из стали 32Г2Рпс.

Отличие арматурной стали класса A3 от класса A1

Данные виды арматурных сталей, изготавливаемые согласно ГОСТу 5781-82, имеют четыре основных группы отличий:

Непохожие профили поверхности — все диаметры A1 (∅6 мм÷∅40 мм) изготавливаются ГЛАДКИМИ, без продольных и поперечных рифлей. A3, наоборот, имеет два продольных ребра и выступы по винтовым линиям между ними.
Для производства используют различные марки стали: A3 изготавливают из низколегированных сталей с добавками марганца (35ГС, 25Г2С), марганца и бора (32Г2Рпс). Для производства A1 используются углеродистые (без легирующих добавок) стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп.
Различные механические характеристики.

Класс арматуры	Предел текучестикгс/мм²	Относит.удл. %	Испытание на изгиб(c — толщина отправки, d — ∅ арматуры)
А-I(А240)	24	25	c=d
А-III(А400)	40	14	c=3d

Отличаются области применения. А3, благодаря рифленой поверхности, обладает отличными армирующими качествами и применяется для армирования бетонных конструкций различного назначения в строительстве монолитных зданий и сооружений из железобетона (в отличие от гладкой A1, которая подходит для армирования только в отдельных, специальных случаях, например, арматурных каркасов цилиндрической формы, для армирования дорожного полотна). Зато арматура класса А1 более востребована при изготовлении вспомогательных металлоконструкций (исключая высоконагруженные).

Область применения

Массовое применение A3 в строительстве жилых и промышленных зданий и сооружений обусловлено высоким уровнем пластичности, отличной свариваемостью и высокой сопротивляемостью механическим/усталостным нагрузкам этого класса арматурной стали. Немаловажным является экономический фактор: при использовании A3 в обычных, без предварительного напряжения конструкциях, экономия стали достигает почти 30%.

Наиболее востребованными на рынке металлопроката являются следующие диаметры: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20. Арматура A3 используется для сооружения несущих силовых арматурных каркасов конструкций любого класса ответственности, а благодаря легирующей добавке марганца А3 отличается морозостойкостью и успешно применяется в регионах с низкими температурами.

Также вы можете:

Сортамент арматурных изделий гладкого типа

ГОСТ 5781-81 оговаривает не только технические и остальные характеристики арматурных изделий гладкого профиля, но и их сортамент, который включает в себя 20 типоразмеров такой арматуры. Так, положениями ГОСТ предусматривается выпуск гладкой арматуры следующих диаметров: 6, 8, 10, 12, 14, 16 мм, а также 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 55, 60, 70 и 80 мм. Площадь сечения арматуры каждого типоразмера и ее удельную массу (теоретические) тоже можно узнать из положений ГОСТ 5781-82. Для примера, теоретический вес арматуры, диметр которой составляет 16 мм, равен 1,58 кг, а изделия с диаметром 80 мм — 39,46 кг.

Вес погонного метра гладкой арматуры

Стандартом оговариваются и правила обозначения арматурных изделий, в качестве примеров которых можно рассмотреть маркировку нижеследующих элементов: 16-A-I (А240) ГОСТ 5781-82 — арматурный пруток диаметром 16 мм, соответствующий классу A-I; 22-A-IV (А600) ГОСТ 5781-82 — арматурный пруток класса A-IV, диаметр которого составляет 22 мм.

В таблице, где представлен весь сортамент гладкой арматуры, можно узнать все размеры, соответствующие каждому классу изделий, а также их технические характеристики.

Механические свойства арматурной стали

Отклонения, которые арматура гладкая может иметь по своему номинальному диаметру, оговариваются положениями стандарта 2590. Его требованиям обязан соответствовать весь горячекатаный прокат круглого сечения, диаметр которого находится в интервале 5–270 мм. Оговаривается стандартом и такой параметр круглых арматурных прутков, как их овальность, рассчитывающаяся следующим образом: берется разность между самым большим и наименьшим значениями фактических диаметров профиля, измеряемых в одном сечении. Такая разность, согласно требованиям ГОСТ, не должна быть больше суммы допусков (плюсового и минусового), оговоренных для данного диаметра.

Арматурную сталь, относящуюся к разным классам, а также различного диаметра, производители выпускают в следующем виде:

арматура, относящаяся к классам A-I и A-II, с поперечным размером до 12 мм, допускается к поставке заказчикам в прутках или мотках, а если ее диаметр больше — только в прутках;
изделия, относящиеся к классу A-III с размером поперечного сечения до 10 мм, допускаются к поставке в мотках или в виде стержней, если диаметр больше — в прутках;
арматура классов A-IV и A-V поставляется преимущественно в прутках, за исключением изделий с поперечным размером 6 и 8 мм, по предварительной договоренности с заказчиком такие изделия могут поставляться в виде мотков.

Арматура марки А1 диаметром 10 мм, поставляемая в бухтах

Длина стержней арматуры, которая может находиться в интервале 6–12 м, также обязана соответствовать определенным требованиям. Так, стержни могут отпускаться заказчику мерной и немерной длины, допускаются также партии мерной длины, где содержится не более 15% немерных стержней, длина которых не меньше 2 метров. Нормативным документом допускается, что по предварительной договоренности с заказчиком прутки гладкой арматуры могут нарезаться длиной, находящейся в интервале 5–25 м.

На длину мерной продукции, которая может соответствовать обычной или повышенной точности, стандартом оговариваются нижеследующие допуски:

арматурные прутки, длина которых не превышает 6 м: обычная точность — +50 мм, резка повышенной точности — +25 мм;
изделия длиной более 6-ти метров: обычная точность — +70 мм, повышенная — +35 мм.

Оговаривается стандартом и кривизна стальных арматурных прутков, данный параметр не должен быть больше 0,6% их длины. Гладкие арматурные прутки из стали A-I-A-IV не подвергают последующей термической обработке, а для изделий класса A-V, производители выполняют низкотемпературный отпуск. Такую термическую обработку в соответствии с ГОСТ можно не выполнять, если после испытаний, которые необходимо провести в течение 12-ти часов после выпуска изделий, величина относительного удлинения арматуры составляет не менее 9%, а равномерного — минимум 2%.

Допустимая кривизна сортового стального проката для производства гладкой арматуры

Основные виды арматуры

Следующим упоминается сам класс арматурной стали. Всего существует шесть классов:

А240;
А300;
А400;
А600;
А800;
А1000.

Кроме того, в некоторых случаях встречается иное обозначение – А1, А2 … А6. Но это обозначение считается устаревшим – оно применялось в Совестком Союзе и именно его использовал действующий на тот момент ГОСТ. Сегодня большинство производителей и покупателей использует иную классификацию сортамента арматуры.

А240 – единственная марка, которая выпускается с гладким сечением. Её диаметр может колебаться от 6 до 40 миллиметров. Простота изготовления снижает стоимость материала, но его нельзя использовать в качестве основного рабочего – только в качестве вспомогательного, например, при изготовлении каркаса. Гладкая поверхность ухудшает сцепление с бетоном, в результате ухудшая свойства железобетона. Временно может сопротивляться растяжению до 380 мегапаскалей.

Класс арматуры А-I(А240)

Все остальные классы имеют периодическое сечение, то есть, на поверхности находятся ребра, улучшающие качество сцепления с бетоном. Для большей наглядности сведем все их характеристики воедино – таблица позволит легко подобрать подходящий материал, а также понять значение маркировки:

Класс	Диаметр, мм	Временное сопротивление растяжению, МПа	Предел текучести, не менее, МПа
А-2	10—80	500	300
А-3	6—40	600	400
A-4	10—22	900	600
A-5	10—22	1050	800
Aт-4	10—40	900	600
Aт-5	10—40	1000	800
Aт-6	10—22	1200	1000
Aт-7	10—32	1400	1200

Как видите, диаметр может различаться, что позволяет подобрать подходящий материал для каждого конкретного строительного объекта.

Композитная арматура

Композитная арматура делится на три основных вида: стеклопластиковая (АСП), базальтпластиковая (АБП) и углепластиковая. Основу стеклопластиковой арматуры составляет стекловолокно, связанное между собой специальными термоактивными смолами. Арматура, полученная из такого материала, отличается высокой прочностью, легкостью и полным отсутствием коррозии. Она широко применяется в европейских странах при малом и загородном строительстве, так как обладает минимальным весом и позволяет строить легкие, но прочные конструкции, не требующие основательных фундаментов. Базальтопластиковая арматура – как понятно из названия, изготавливается из базальтового волокна и смол, связывающих материал в единое целое. Материал обладает повышенной устойчивостью к агрессивным средам и низкой теплопроводностью, однако малоустойчив к воздействию высоких температур, предел составляет 160 градусов по Цельсию. Углепластиковая арматура – создается на основе углеродного волокна и обладает высокой прочностью на разрыв, превышая по этому параметру стальные изделия в разы. Так же, как и прочие композитные материалы углепластик долговечен, стоек к коррозии и химикатам, имеет легкий вес, что положительно влияет на скорость строительства.

Композитная арматура

Композитная арматура – современная альтернатива стальным аналогам, издавна применявшимся в монолитном строительстве. Ее разработки начались еще в 60-х годах прошлого столетия. В Росси ее выпускают в соответствии с требованиями ГОСТ 31938-2012. В других странах за основу взят международный стандарт ISO 10406-1:2008.

Классификация композитной арматуры

Исходным материалом при производстве композитной арматуры служит, углерод, стекло, волокна на основе природных минералов. Из них формируется прочный стержень, которому различными способами придается ребристая форма. Прочность и твердость детали приобретают в результате высокотемпературной обработки.

По материальному исполнению неметаллическая арматура делится на несколько категорий:

1. Стеклокомпозитная арматура (АСК) – продукт сочетания стекловолокна (стеклоровинга) со специальными смолами. Волокна получают вытягиванием алюмоборсиликатной расплавленной смеси до толщины порядка 10-20 микрон. Из них формируют стержни большего диаметра с использованием адгезионных пропиток и смол.

Арматура АСК.

2. Базальтокомпозитная арматура (АБК) получается из расплавленного горного минерала – базальта. Его доводят до расплавленного состояния, вытягивая до состояния тончайших волокон. Их сплетают в присутствии органических смол в достаточно толстые прутья, способные при наборе твердости выдерживать экстремальные нагрузки.

Арматура АБК.

3. Арматура комбинированная композитная (АКК) состоит из стеловолокнистых стержней, покрытых снаружи базальтопластиковой намоткой. Она несколько уступает по своим прочностным характеристикам базальтовым пруткам, хотя нередко выдается за них недобросовестными поставщиками.

Арматура АКК.

4. Углекомпозитная арматура (АУК) изготавливается из углеродных нитей толщиной 3-15 микрон, уложенных параллельно друг другу. Такой материал обладает очень высокой прочностью на разрыв, но дороже других композитных аналогов.

5. Арамидокомпозитные стержни (ААК) представляют собой прочные и химически стойкие детали, полученные на основе полиамидных молекулярных цепочек. Водородные связи, возникающие между ними в процессе формовки, придают изделиям особую надежность и долговечность.

Размеры композитной арматуры

Композитная арматура даже при небольшой толщине способна брать на себя огромные нагрузки. Наиболее востребованные диаметры таких стержней представлены в таблице №4.

Таблица 4. Номинальные диаметры композитной арматуры

Номинальный диаметр по ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия (с Поправкой) , мм
4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	25	28	32

Стандарт допускает выпуск композитной арматуры с другими размерами. Стержни обычно поступают с завода-изготовителя в строго определенной нарезке. Их длина лежит в интервале от 0,5 до 12,0 метров. Предельные отклонения длины единичных экземпляров не могут превышать значений, указанных в таблице №5.

Таблица 5. Требования к точности изготовления композитных стержней

Длина стержней	Предельные отклонения по длине, мм
до 6 метров включительно	+/- 25
свыше 6 до 12 метров	+/- 35
более 12 метров	+/- 50

Некоторые виды композитной арматуры поступают в виде бухт или намотанными на жесткие барабаны.

Бухта композитной арматуры.

Класс арматуры и марка стали

По классу арматуры можно судить о прочности материала. Наряду с новой маркировкой до сих пор используется старая, потому упомянем обе:

А240 (по старому ГОСТу – АI) – это горячекатаная сталь с гладкой поверхностью, диаметр – 6-40 мм. Арматура диаметром до 12 мм может поставляться в мотках и прутках, более 12 мм – только в прутках. Для строительства фундамента в качестве рабочей арматуры не подходит, но для хомутов использовать можно;
А300 (АII) – арматура с кольцевидным профилем, ее не рекомендуется использовать при возведении фундамента, но в частном строительстве для небольших построек и неответственных объектов ее все же применяют. Естественно, ее можно использовать в качестве конструктивной арматуры;
А400 (АIII) и А500 идеально подходит для фундамента. Стержни имеют рельеф, диаметр колеблется от 6 до 40 мм, длина – от 5 до 11,7 м;
А600 (АIV) – арматура повышенной прочности, применяется при строительстве ответственных объектов, подходит для конструкций с предварительным напряжением;
арматуру А800 (АV) и А1000 (АVI) применяют при возведении многоэтажных зданий, мостов и прочих конструкций, где крайне важна особая прочность.

Кроме того, при строительстве фундамента используются и другие виды стальной арматуры, о свойствах которых можно судить по маркировке:

буква С указывает на возможность скреплять стержни в каркас при помощи сварки (примеры – А400С, А500С, А600С). Арматура класса А500С в последнее время стала особенно популярной;
буква К говорит об устойчивости к воздействию коррозии (А400К, например);
Ат в маркировке означает, что сталь была упрочнена термомеханическим образом. Прерывистое охлаждение, которое используется при данной технологии, повышает прочность и стойкость коррозии. Популярный класс такой арматуры – Ат800.

ГОСТы и ТУ требуют использовать сталь конкретной марки для производства определенного типа арматуры. Изготовитель обязательно должен указать, какую сталь он использовал – это очень важная для застройщика информация, позволяющая правильно выполнить все необходимые расчеты.

Некоторые используемые марки стали приведены в таблице ниже. Характеристика каждой марки – это тема отдельной статьи. Тут отметим лишь, что, например, сталь 35ГС – низколегированная, а сталь 25Г2С изготавливается с применением кремния и марганца в качестве легирующих добавок. Оба эти сплава отличаются высокой прочностью.

5 Ранжирование композитной арматуры стандарта 31938

Полимерную композитную арматуру (далее АКП) изготавливают только в виде стержней с периодическим профилем, который может быть различным, то есть любым, даже не регламентируемым ГОСТом 31938. Главное, чтобы он обеспечивал требуемую прочность и надежность сцепления поверхности прутка с бетоном как до, так и после воздействия на это соединение агрессивных сред.

Арматура стандарта 31938

Производят АКП из термореактивной смолы (ненасыщенной фенольной, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной либо иной органической) и армирующего наполнителя, который изготавливают из непрерывного волокна. Именно по типу последнего и произведена классификация изделий ГОСТа 31938. Всего изготавливают 5 видов АКП:

АСК (стеклокомпозитную) – с армирующим непрерывным наполнителем из стекловолокна;
АБК (базальтокомпозитную) – с непрерывным наполнителем из базальтоволокна;
АУК (углекомпозитную) – с наполнителем из углеволокна;
ААК (арамидокомпозитную) – с наполнителем из арамидного волокна;
АКК (комбинированную композитную) – один из выше перечисленных полимерных композитов (арамидокомпозит либо углекомпозит, либо базальтокомпозит, либо стеклокомпозит), дополнительно наполненный другими одним или несколькими видами волокон.

Выпускают все виды АКП с номинальными диаметрами 4–32 мм. Допускается изготовление и с другими толщинами при условии, что эти изделия будут соответствовать требованиям ГОСТа 31938.

Физико-механические свойства АКП приведены в таблице 4, взятой из стандарта 31938.

Таблица 4.

Вид АКП	Предел прочности	Модуль упругости во время растяжения E_f, ГПа
при растяжении s_В, МПа	при сжатии s_ВС, МПа	при поперечном срезании τsh, МПа
не менее
АСК	800	300	150	50
АБК	800	300	150	50
АУК	1400	300	350	130
ААК	1400	300	190	70
АКК	1000	300	190	100

В документах изготовителя АКП могут быть приведены другие, более высокие величины для модуля упругости и предела прочности. В этом случае необходимо руководствоваться требованиями, указанными в документации производителя.

Также в ГОСТе 31938 приведены следующие физико-механические параметры, одинаковые по величине для всех видов АКП:

Преимущества применения арматуры

Рациональное сочетание различных по своим свойствам материалов позволяет создать новый материал, обладающий новыми особенностями, неприсущими исходным составляющим материалам. Например, если обычная бетонная балка при появлении трещин в растянутой зоне разрушается, то при армировании растянутой зоны, несмотря на наличие тещин в бетоне, такой балке ничто не угрожает, а её несущая нагрузка возрастает.

Работа конструкций из армированных материалов более сложна, чем работа конструкций из неармированных материалов. В зависимости от назначения конструкций и величины нагрузки, которую они будут нести при эксплуатации, выбирается и вид арматуры. Рассмотрим наиболее распространенные виды арматуры подробнее.

Арматура для частного домостроения

Из 15 позиций (таблица 1) индивидуальному застройщику достаточно четырёх.

А240 (В обиходе АI). Горячекатаная гладкая. Распределительная, анкерная для закладных деталей, диаметр 6-8 мм. Бухта.
А400 (АIII). Горячекатаная, периодического профиля. Рабочая, диаметром 10-12 мм. Пруты длиной 12 м.
А500 (АIII). См. пункт 2.
В500 (ВрI). Проволока для кладочных, армирующих сеток. Диаметр 3-5 мм. В виде готовых сеток.

Приобретать арматуру рекомендуется метражом. Это затратно по времени. Но гарантирует, что оплачен именно тот метраж, который необходим.

При сгибании стержней рекомендуется придерживаться радиусов и углов, указанных в таблице 4 для арматуры свариваемой (С) со специальной насечкой.

Таблица 4

Данные таблицы помогут отличить некачественную арматуру. Стержни, изготовленные из переплавленных рельсов, ломаются при меньших углах. Это относится к классу 500.

Стержни класса А400 не свариваются, угол изгиба не должен превышать 90°.

Универсальный класс

А500С – самая популярная арматура. Она, за счёт меньшего содержания углерода, отлично сваривается между собой (в том числе дуговой сваркой), что упрочняет каркасы для бетонной конструкции.

Уменьшенное количество легирующих добавок повысило пластичность, хрупкость ей не присуща. Это понятно по α_max, который составляет 180°. Что дополнительно даёт возможность применять этот класс в качестве анкерной арматуры.

А500 может заменить А400 без перерасчёта проектных нагрузок. В то же время обратная замена только с новым расчётом. За счёт повышенной прочности А500 на арматуре можно сэкономить до 10% материала. Это существенная величина для любого проекта.

Немаловажно и то, что А500 эксплуатируется при -55 ° C, что на 10° ниже, чем А400. Свариваемая арматура на 15% дороже обычной, этого же класса. Но А500С дешевле А400 на 6-8%

Это объясняется тем, что сталь для пятисотой за счёт отсутствия легирующих элементов стоит меньше

Но А500С дешевле А400 на 6-8%. Это объясняется тем, что сталь для пятисотой за счёт отсутствия легирующих элементов стоит меньше

Свариваемая арматура на 15% дороже обычной, этого же класса. Но А500С дешевле А400 на 6-8%. Это объясняется тем, что сталь для пятисотой за счёт отсутствия легирующих элементов стоит меньше.

Особые свойства

Также арматуру различают по назначению. В сравнительно редких случаях металлический прут должен иметь ряд свойств, делающих его подходящим для применения. Этого добиваются разными способами – путем добавления специальных примесей в сплав или же особой обработкой. В любом случае, арматура приобретает уникальные характеристики. На наличие особых свойств указывает литера, стоящая в конце кодировки. Обычно встречаются следующие обозначения:

С – свариваемая. Обычно при сборке из арматуры каркаса использование сварки крайне нежелательно – перегрев снижает прочность, а кроме того, снижает устойчивость перед коррозией. Но существует специальный металл, в состав которого входят добавки, повышающим его возможность противостоять негативным последствиям;
К – устойчивая перед коррозией. Благодаря специальным добавкам (хром, вольфрам и прочие), арматура способна на протяжении многих лет работать не только в условиях повышенной влажности, но и при контакте с агрессивной средой – щелочной, кислой, обладающей повышенным содержанием кислорода;
СК – арматура, обладающая обоими вышеперечисленными свойствами. Имеет высокую стоимость, поэтому используется сравнительно редко, только когда обычная не справляется со сложными условиями эксплуатации.

Конечно, на эту продукцию существует специальный ГОСТ, предъявляющий к ней особые требования.