Що таке арматура: розбираємося в деталях

З цього матеріалу ви дізнаєтеся:

• Що таке арматура
• Завдання і сфери застосування арматури
• Види арматури
• Маркування арматури
• Правила вибору арматури

Що це таке? Арматура - це прути з металу (або подібного за характеристиками матеріалу), які забезпечують необхідну міцність бетонних конструкцій. Іноді ці стрижні використовують не за прямим призначенням і роблять огорожі або застосовують як декоративний елемент.

Якою буває? Оскільки головне завдання арматури все ж зміцнення бетону, то її різновиди відповідають умовам експлуатації саме в цій якості. Тому важливо розбиратися в маркуванні, щоб підібрати необхідні вам прути.

Що таке арматура

Найчастіше арматурою називають гнучкі прути - вони можуть продаватися у вигляді окремих стрижнів або бути зібраними в зварену сітку. У деяких випадках говорять про жорстку конструкцію, до якої відносять інші різновиди металопрокату, наприклад, двотаврові балки, швелери, куточки. Жорсткий каркас зазвичай застосовується в зварних виробах. Далі мова піде виключно про гнучку стрижневу сталеву арматуру, яку фахівці цінують за високу надійність.

Що таке арматура? Це стрижні, які можуть мати різну форму, перетин, крім того, так називають також металеві пасма і канати. Їхнє завдання полягає в тому, щоб приймати на себе частину розтягувальної і сколювальної напруги, що утворюється у виробі. Поява напруги в залізобетонних конструкціях пов'язана з їхньою власною масою і зовнішніми навантаженнями.

Також арматурою називають елементи, які не входять до основного складу конструкції, але покликані забезпечити її міцність і ефективність.

Винахід бетону значно спростив будівництво. До його створення люди комбінували металеві балки з глиною. Вважається, що вперше цю технологію було застосовано на острові Сицилія за 400 років до н. е. Проблема полягала в тому, що глиняні цеглини погано скріплювалися з металом, конструкція тріскалася, у тріщини потрапляла волога. У підсумку залізо іржавіло, а споруди досить швидко ставали непридатними.

Після створення бетону арматуру стали використовувати повсюдно, оскільки поєднання цих матеріалів забезпечувало будівлям високу міцність. Крім того, гармонійно поєднувалися стиснення і розтяжність цементу і прутів з металу, тобто протилежні властивості. У результаті будівництво із застосуванням ЗБВ швидко стало популярним і досі активно використовується.

Завдання і сфери застосування арматури

Отже, ми розібралися, що таке арматура. Тепер важливо зрозуміти, для чого її застосовують у будівництві. Вона надає міцність і витривалість бетону. Ця суміш цементу з піском, щебенем і водою має набагато нижчу стійкість до розтягування, ніж до стиснення, а рифлена поверхня дозволяє арматурі знизити її деформацію, добре закріпившись у ній.

Бетон сам по собі позбавлений високої міцності, тільки в складі залізобетону він може служити протягом тривалого терміну. Подібний ефект досягається завдяки таким властивостям арматури:

• Не допускає руйнування бетону на тлі різких стрибків температури.
• Підвищує міцність конструкції при одночасному здавлюванні та розтягуванні.
• Не дозволяє бетону розтріскуватися.
• Захищає і робить міцнішим фундамент, дає змогу чинити опір руйнуванню бетону. Потрібно розуміти, що основа будівлі відчуває на собі серйозні навантаження, до яких відносяться вага вищих конструкцій, вплив руху ґрунтів, морозного здимання.

Необхідно купити арматуру, якщо планується будівництво і виготовлення з бетону таких об'єктів, як:

• фундаменти, несучі стіни, перекриття житлових будинків;
• будівлі для ведення виробництва;
• підземні конструкції і споруди гідротехнічного призначення (електричні станції, пірси тощо);
• опорні колони магістралей;
• стяжка, посилення штукатурки;
• ЗБВ фасонної конструкції (елементи перекриттів, фундаментні блоки, балки, кільця);
• аеродроми, пішохідні зони, дорожні покриття.

Без залізобетону не обходиться будівництво в районах з високою сейсмічною активністю, а також у зонах з низькою температурою. Якщо ви збираєтеся купити арматуру, варто врахувати, що зараз активно використовуються композитні стрижні, які перевершують металеві аналоги за своїми характеристиками, а також мають більш доступну ціну.

Види арматури

На ринку будматеріалів представлений широкий вибір виробів, які нас цікавлять. Наприклад, можна купити немірну арматуру, яка виглядає як зв'язка прутів різної довжини з поперечними ребрами. Не менш часто зустрічається гвинтова арматура. Вона являє собою стрижні з двома рядами ребер, що йдуть по спіралі. Серед фахівців популярний і оцинкований металопрокат, оскільки він має захисне покриття.

Подібні будматеріали прийнято ділити на категорії, виходячи з таких характеристик:

• призначення;
• орієнтація в майбутній конструкції;
• умови використання;
• матеріал.

Арматура може бути металевою або композитною, тобто складатися з вуглецевих, базальтових і скляних волокон. Зараз найчастіше застосовуються склопластикові стрижні. Важливою перевагою композитної продукції є можливість її постачання у вигляді рулонів. У деяких випадках каркас може виготовлятися з незвичайних матеріалів, наприклад, з бамбука.

Вважається, що прутки обов'язково повинні мати круглий перетин. Насправді можна купити арматуру і з квадратним профілем.

З погляду орієнтації в конструкції стрижні діляться на два типи:

• Поперечний. Прутки з'єднують стиснуті й розтягнуті зони і повинні захистити конструкцію від похилих тріщин, які з'являються через скалювальні напруження.
• Поздовжній. Арматура бере на себе розтягувальну напругу, що дає змогу уникнути вертикального розтріскування зони.

Арматура може монтуватися кількома способами:

• штучно - до цього підходу вдаються в приватному будівництві;
• у вигляді сітки - використовуються готові вироби з переплетених прутків;
• у вигляді каркаса - цей підхід необхідний для створення балок, колон.

За умовами застосування арматура може бути:

• напруженою;
• ненапружуваною.

У попередньо напружених конструкціях і виробах із залізобетону в якості робочої задіюється напружувана арматура. Її діаметр вибирають, спираючись на розрахунки зусилля і навантаження. Крім робочої, є й інші типи подібних каркасів:

• Конструктивний/розподільний - перетин визначається відповідно до мінімального відсотка армування. У цьому разі стрижні захищають конструкцію від коливань температури, усадки, розширення.
• Монтажний - пов'язує вироби попереднього виду в сітках і каркасах.
• Анкерний - являє собою різноманітні закладні елементи.

Якщо ви хочете купити арматуру, варто враховувати, що підприємства намагаються застосовувати найсучасніші підходи до виробництва.

За способом виготовлення виділяють такі види арматури:

• Стрижнева. Має перетин 6-80 мм і виготовляється методом гарячого або холодного прокату.
• Дротяна. Має діаметр до 10 мм, виробляється за допомогою холодного протягування прутів через низку отворів - їхні розміри поступово зменшуються, завдяки чому зменшується товщина і збільшується довжина заготовки.
• Канатна. Виготовляється з дроту і має діаметр 6-15 мм. Арматура цього типу відрізняється високою міцністю за умови, що на ній немає вм'ятин. Крім того, не допускаються обриви заготовки в процесі виробництва.

За зовнішнім виглядом арматура може бути:

• гладка;
• періодичного профілю - цей різновид має характерні виступаючі насічки або ребра.

Виробники пропонують кілька типів періодичного профілю, які відрізняються принципом рифлення поверхні металу. Від цієї особливості залежить ступінь зчеплення арматури з бетоном. Сьогодні можна купити арматуру з такими видами профілю, як:

• Серповидний. Випускається найчастіше європейськими фірмами.
• Кільцеподібний. Виробляється за ГОСТ 57-81.
• Змішаний. Є відносно новим типом, забезпечує збільшення зчеплення на 20 % і жорсткості арматури на 30 %. Подібний профіль мають вироби марки А500.

Маркування арматури

Маркування необхідне, щоб прутки різних видів могли використовуватися для вирішення конкретних завдань.

Товщина виробу впливає на його характеристики, але ключові механічні властивості визначаються технологією виробництва.

Для позначення арматури використовуються такі великі літери:

• А - є ознакою виробів, виготовлених холоднокатаним або гарячекатаним методом і зміцнених термічно.
• В - вказує на сталеві прути, які були деформовані в холодному стані.
• К - свідчить про наявність гальванічного покриття, що захищає метал від появи іржі.
• С - говорить про те, що стрижні можуть з'єднуватися за допомогою електричного зварювання.
• Т - позначає, що сталь зміцнювалася термічно або механічно.

Цифри в маркуванні арматури свідчать про плинність матеріалу в мегапаскалях. Чим вони вищі, тим більший рівень надійності та міцності. Для позначення сталевих прутків, зміцнених термічним методом, використовують маркування А240-A1000.

Потрібно враховувати, що вироби, які нас цікавлять, бувають чотирьох класів:

• А1. Монтажна і розподільна арматура діаметром 4-40 мм, яка виробляється зі сталі Ст3.
• А2. Рифлені прутки з перетином 10-80 мм, що виготовляються з вуглецевих сталей Ст5, Ст18.
• А3. Стрижні мають діаметр 6-40 мм і складаються з низьколегованої сталі 25, 32, 35. Найбільш активно використовуються як елемент стандартних конструкцій із залізобетону.
• А4. Рифлена і гладка арматура діаметром 6-32 мм, у складі якої присутні легуючі компоненти. Для виготовлення прутків використовують матеріали високої міцності, такі як 20ХГСТ, 20ХГ2Ц, 30ХГ2С. Вироби класу А4 застосовуються в конструкціях, які скріплюються зварюванням.

Грамотний вибір маркування визначає те, як арматура працюватиме в бетоні. Нерідко в позначенні можна зустріти діаметр прутка. Так, А600 Т Ø20 говорить про те, що перед нами рифлений пруток діаметром 20 мм. Він виготовлений з низьколегованої холоднокатаної сталі, зміцненої термічним методом, що має плинність 600 мегапаскалів.

Правила вибору арматури

Для створення монолітних стрічкових фундаментів застосовують переважно арматуру періодичного профілю класу А-III (А400), виготовлену зі сталі 35ГС, 25Г2С. Йдеться про профілі круглого перерізу з парою поздовжніх ребер і поперечними виступами, які йдуть по тризахідній гвинтовій лінії. Завдяки періодичному профілю досягається краще зчеплення металу з бетоном. Тоді як гладкі прутки рекомендується використовувати як обв'язку або хомути для поздовжніх стрижнів.

Для цього класу арматури передбачено маркування А400, а межа плинності становить 390 Н/мм2. Цей різновид вважається застарілим, оскільки в 1990-ті роки Європа стала використовувати єдиний клас зварювальної арматури з межею плинності 500 Н/мм2. Головною перевагою арматури А500С перед А400 (А-III) є можливість скоротити витрату сталі в процесі будівництва більш ніж на 10 %.

У вітчизняних виробників можна купити арматуру А400 і А500С періодичного профілю з кільцевими і серповидними виступами. Вибір кільцевого профілю дає змогу домогтися міцнішого зчеплення металу з бетоном, тоді як серповидний позитивно позначається на витривалості стрижнів до повторюваних навантажень.

Фахівці рекомендують армувати фундаменти прутами вітчизняного виробництва з кільцевим профілем. Існує і ще один періодичний профіль, який поєднує в собі переваги обох описаних видів. Це чотиристоронній серповидний профіль, який на практиці використовується рідше за інші типи.

Не можна зварювати арматуру класу A-III (А400), оскільки локальний вплив високої температури спричиняє ослаблення структури металу в ділянці зварювання. Також страждають прилеглі ділянки - структура сталі змінюється в обидва боки від шва на відстані, що дорівнює чотирьом діаметрам арматури.

Зварюванню підлягають призначені для цього класи виробів, такі як А400С, А500С. Зварювання перехресть арматури, згідно з нормами Американського інституту бетону, загрожує надломом стрижнів.

Буває, що клас арматури невідомий, але потрібно з'єднати зварним способом поздовжні стрижні. Тоді перед виконанням операції 45-55 % довжини прутків нагрівають до +200 °C. Таким чином вдається скоротити втрати міцності металу. Мінімальна довжина шва становить десять діаметрів використовуваних стрижнів.

У побутовому будівництві найактивніше використовується поздовжня робоча арматура діаметром 10, 12, 14, 16 мм. Серед видів поперечних монтажних прутків найпоширенішими є вироби з перетином 6 і 8 мм.

Збираючись купити арматуру, важливо перевести погонні метри в тонни, оскільки такі матеріали зазвичай продаються на вагу. Для цього можна використовувати калькулятор металопрокату або таблицю розрахунку арматури. Кількість метрів у тонні визначається діаметром стрижнів - чим цей показник менший, тим більше метрів ви отримаєте під час купівлі тонни.

Використання арматурного каркаса в будівництві дає змогу створювати надійні, міцні конструкції, здатні служити протягом тривалого часу. Тому так важливо задіяти арматуру під час закладання фундаментів і виготовлення інших елементів будівель.