Что такое арматура и для чего она нужна

Стойкость бетона или кирпича к несущим нагрузкам и нагрузкам на сжатие сильно отличается. Это ограничивает масштаб строительства. Усиление бетонных конструкций арматурой – рациональный и выгодный способ значительно повысить прочность.

Общая информация об арматуре

Под термином «арматура» понимают совокупность некоторых элементов, которые при соединении с бетоном берут на себя растягивающую нагрузку (в балках) и нагрузку на сжатие (в колонах).

Все арматурные элементы разделяют на 2 категории:

• жесткие – швеллеры, уголки, двутавр и другой вид металлопроката;
• гибкие – стержни, гладкие или рифленые, а также сварные сетки или каркасы, собранные из прутьев.

В зависимости от диаметра или размеров элемента, а также его способа изготовления, он находит применение в самых разных строительных отделочных работах, а также в автомобилестроении, вагоностроении.

Необходимость применения

Чаще всего арматура используется в строительстве бетонных и каменных сооружений. Масштабы современной стройки не позволяют обходиться только бетоном. При всех своих преимуществах материал не обладает хорошей стойкостью к нагрузкам на сжатие, изгиб, растяжение. Эту проблему и решает арматурный каркас.

Прутья, сетка, уголки размещают в глубине бетонной детали – стены, колонны, фундамента. После затвердевания материала каркас и бетон образуют единое целое. При этом бетон воспринимает вертикальную несущую нагрузку, а металлические стержни обуславливают стойкость к растяжению и сжатию.

Арматурные элементы можно укладывать по-разному. При укреплении бетонной стяжки сетка располагается свободно и заливается бетоном. В железобетонных конструкциях каркас заливают бетоном при его растяжении. При этом профиль сохраняет остаточное напряжение и выдерживает более высокие нагрузки. Для армирования сборных конструкций и создания напряженного каркаса используют разный металлопрокат.

Сортамент арматуры огромен. Поэтому такой принцип – усиление каркасом и соединение с основным материалом – используется очень широко.

Область применения

Основное применение металлопрокат находит в строительстве:

• Возведение фундамента – плитного, ленточного, столбчатого. Чаще всего здесь используется ненапряженный каркас, объем и строение которого определяется будущей нагрузкой.
• Сооружение мостов, плотин, гидроэлектростанций – в ход идет тяжелая арматура, нередко напряженная, для этого детали моста или плотины нужно производить на заводе.
• Строительство промышленных цехов – здесь основная задача усиления состоит в противодействии большому весу оборудования и высокой вибрационной нагрузке.
• Возведение стен, колонн, других опорных конструкций – используются все виды арматуры от двутавров до плоских сеток, в зависимости от величины нагрузки.
• Отделочные работы – арматурные сетки из стержня менее 3 мм или из композитных материалов применяется при оштукатуривании, заделке дефектов, ремонте бетонных конструкций.

Легкие сетки используются также при сооружении ограждений, а тяжелые – для строительства загонов для животных.

Классификация изделий

Разновидностей арматуры огромное количество. Классифицируют металлопрокат по техническим характеристикам, назначению, конструктивным особенностям и многим другим факторам.

Основной параметр выбора – стойкость к нагрузке, а это связано с размерами деталей и формой.

Штучная арматура – уголок, двутавр, швеллер. Такие элементы могут формировать собой несущий каркас здания или моста. Однако при усилении железобетонных конструкций они используются поштучно и в небольших объемах.

Стержневая арматура – прутки из черной или оцинкованной стали холодного или горячего проката. Различают 2 типа:

• гладкие – без рельефа на поверхности;
• рифленые – или периодические, на их поверхности расположены выступы с определенным шагом. Ребристые прутки лучше закрепляются в бетонной плите.

Сетка – стержни укладываются перпендикулярно друг к другу и свариваются. Различают тяжелые сетки – изготовленные из прутков диаметром от 10 до 40 мм, и легкие, получаемые из стержней диаметром в 3–10 мм. Первые выпускаются в виде плоских карт и нередко применяют как основа для объемного каркаса. Легкие сетки предлагаются в виде рулонов и чаще используются для стяжки.

Это самая приблизительная классификация, позволяющая строителю определиться, какой тип металлопроката требуется для плиты, перекрытия, ростверка.

По материалу

По этому признаку различают 2 типа арматуры.

• Металлическая – изготавливается из разных сортов стали. Каркас из таких стержней чрезвычайно прочен, обеспечивает максимально стойкость к нагрузке на изгиб и растяжение. При сооружении каркаса прутки можно сгибать, сваривать, связывать проволокой.
• Композитная – используются для изготовления стеклянные волокна, базальтовые, углеродные. Стеклопластиковая арматура обычно применяется в тех случаях, когда необходимо предупредить прохождение тока. Базальтовые сетки нередко используются для укрепления кладки из пористого или ячеистого бетона.

Полипропиленовая сетка для штукатурки – тоже вид арматуры и работает точно так же, как и железная, но только в тонком слое материала.

По конструкции

Нагрузка в конструкции редко распределяется равномерно – по площади. Чаще приходится иметь долго с напряжением по одному направлению. По ориентации стержней в каркасе различают:

• поперечную арматуру – предупреждает появление трещин, возникающих скалывающих напряжений возле опор, а также связывает зоны растяжения и зоны сжатия, перераспределяя нагрузку;
• продольную – воспринимает растягивающее или сжимающее напряжение и не позволяет образоваться вертикальным трещинам.

Металлоконструкция нередко соединяет в себе продольную и поперечную арматуру.

По назначению

Назначение изделий определяется также технологией изготовления. Порой последний фактор оказывается более важным.

• Рабочая – обеспечивает более высокую стойкость к нагрузкам. Элементы воспринимают усилие в долях от основной нагрузки. Для напрягаемой арматуры допускается брать только материал рабочей категории.
• Конструктивная – или распределительная. Ее задача – предупредить смещение и образование трещин под действом температурного фактора, при расширении или усадке основного материала. Она устанавливается на участках наиболее подверженных локальной нагрузке и распределяет ее по всей площади. Сечение элементов рассчитывается по минимальному проценту армирования.
• Монтажная – объединяет конструктивную и рабочую арматуру в единое целое. Повышает стойкость к нагрузкам разного типа.
• Анкерная – закладные детали из круглой, уголковой или полосовой стали, которые помещаются в конструкции до бетонирования. Они используются для соединения сваркой железобетонных конструкций между собой.

С конструкционной точки зрения рабочие или монтажные элементы могут иметь самый разный вид.

Сортамент арматуры

Выпускается металлопрофиль самого разного вида и типа. По ГОСТ удобнее всего его различать по механическим свойствам. Последние в определенной степени зависят от диаметра элементов, площади сечения, также шага рифления, если речь идет о рабочих стержнях.

Классы по ГОСТ

По техническим характеристикам и рельефу профиля различают 5 классов арматуры по ГОСТ.

• А1 – (А240). Тонкие гладкие стержни, изготавливаемые из горячекатаной стали. Прутки с малым диаметром выпускаются в виде мотков, с крупным – только в виде стержней. Диаметр прутка составляет диапазон от 6 до 40 мм. Отличает продукцию высокая пластичность и способность к удлинению при растяжении. Арматура класса А1 применяется как поперечная в виде свободно лежащих элементов.
• А2 – обладает теми же характеристиками, что и изделия класса А1, но отличается толщиной – от 1 до 8 см. Выпускается только в виде стержней, которые можно сваривать в плоские тяжелые сетки.
• А3 – (А400). Самый распространенный в строительстве вариант. Железный профиль большого сечения с рифленой поверхностью. Поперечные выступы размещаются с определенным шагом и слегка под наклоном. Обычно выполняется из конструкционной низколегированной стали: 35ГС и 25Г2С. Первый вариант вполне пригоден для сварки. Однако полученные таким образом соединения не отличаются высокой пластичностью. В итоге при изготовлении монолитных железобетонных конструкций приходится отказаться от такого типа соединения. Арматуру из стали марки 35ГС применяют для усиления бетонной конструкции и придания ей жесткости. Предполагается, что арматура будет находиться под толстым слоем бетона.
• А4 – вид напрягаемой рабочей арматуры. Диаметр стержней изменяется от 1 до 3,2 см. Применяют для сооружения каркасов, как сварных, так и связанных проволокой.
• А5 – производится из горячекатаной термически улучшенной стали. Для нее берут сплав из более дешевой углеродистый стали, что позволяет снизить стоимость арматуры. Однако за счет термомеханического упрочнения профиль обладает лучшими показателями текучести, а это одновременно увеличивает и прочность, и гибкость изделия.

Классификация по классам позволяет быстрее определить, какой вид арматуры требуется для тех или иных работ.

Размеры, диаметр, вес, площадь сечения

Маркировка и расшифровка

Буквенно-цифровой код изделия включает указание на все необходимые параметры:

• первая буква обозначает тип арматурного проката: А – горячекатаная или холоднокатаная сталь, В – холоднодеформированная, К – канаты;
• класс арматуры по ГОСТ – А240, А400;
• следующая литера определяет специальные свойства: К – коррозийная стойкость, С – соединение сваркой, Т – термически упрочненный материал;
• диаметр стержня в мм.

Концы арматуры для более быстро визуального определения окрашивают в разные цвета. Например, стержни из низколегированной стали класса А4 окрашивают в красный, а А5 – красный и зеленый.

Код воспроизводится на каждом стержне. Подробные данные указаны в сертификате от производителя.