Что такое арматура и для чего она нужна

Арматура — ключевой элемент в строительстве, обеспечивающий прочность и долговечность бетонных и кирпичных конструкций. Знание сортамента арматуры, включая разновидности, размеры, вес, сечение и классы, необходимо специалистам и строителям. Эта статья разъяснит основные характеристики арматуры, ее назначение и значение в усилении конструкций, что поможет принимать обоснованные решения при выборе материалов для строительства и ремонта.

Общая информация об арматуре

Под понятием «арматура» подразумевается набор элементов, которые, соединяясь с бетоном, принимают на себя нагрузки на растяжение (в балках) и нагрузки на сжатие (в колоннах).

Арматурные компоненты делятся на две группы:

• жесткие – швеллеры, уголки, двутавры и другие виды металлопроката;
• гибкие – стержни, как гладкие, так и рифленые, а также сварные сетки или каркасы, собранные из прутьев.

В зависимости от диаметра или размеров элемента, а также от метода его производства, арматура находит применение в различных строительных и отделочных работах, а также в таких отраслях, как автомобилестроение и вагоностроение.

Арматура представляет собой стальные прутья или сетки, которые используются для усиления бетонных конструкций. Эксперты подчеркивают, что основная функция арматуры заключается в повышении прочности и долговечности бетона, который, несмотря на свою высокую прочность на сжатие, плохо справляется с растягивающими нагрузками. В результате, при заливке бетона в конструкции, такие как фундаменты, стены и перекрытия, арматура обеспечивает необходимую поддержку и предотвращает образование трещин. Специалисты отмечают, что правильный выбор и укладка арматуры критически важны для обеспечения надежности и безопасности строительных объектов. Без арматуры многие конструкции не смогли бы выдерживать нагрузки, что делает её незаменимым элементом в современном строительстве.

Нужна ли вам КОМПОЗИТНАЯ АРМАТУРА

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.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов об арматуре и её назначении:

1. Укрепление бетона: Арматура используется для усиления бетона, который, хотя и обладает высокой прочностью на сжатие, слаб на растяжение. Добавление стальной арматуры позволяет создавать конструкции, способные выдерживать большие нагрузки и предотвращает трещинообразование.

2. Разнообразие форм: Арматура бывает различных форм и размеров, включая гладкие и рифлёные стержни. Рифлёная арматура обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, что значительно увеличивает прочность соединения и долговечность конструкции.

3. Экологические аспекты: Современные технологии позволяют перерабатывать старую арматуру, что делает её более экологически чистым материалом. Переработка стальной арматуры снижает потребность в добыче новых ресурсов и уменьшает углеродный след, связанный с производством новых стальных изделий.

Запорная арматура. Всё, что Вам нужно об этом знать.

Область применения

Основное применение металлопроката в строительной сфере:

• Создание фундамента – будь то плитный, ленточный или столбчатый. В этом случае чаще всего применяется ненапряженный каркас, размеры и конструкция которого зависят от предполагаемой нагрузки.
• Строительство мостов, плотин и гидроэлектростанций – здесь используется тяжелая арматура, зачастую напряженная. Для таких объектов детали моста или плотины обычно изготавливаются на заводе.
• Возведение промышленных цехов – главная задача заключается в обеспечении устойчивости к значительному весу оборудования и высокой вибрационной нагрузке.
• Строительство стен, колонн и других опорных конструкций – в зависимости от величины нагрузки применяются различные виды арматуры, от двутавров до плоских сеток.
• Отделочные работы – арматурные сетки, изготовленные из стержней диаметром менее 3 мм или из композитных материалов, используются при оштукатуривании, устранении дефектов и ремонте бетонных конструкций.

Легкие сетки также находят применение в создании ограждений, в то время как тяжелые используются 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

Существует два основных типа арматуры.

• Металлическая – производится из различных марок стали. Конструкция, созданная из таких стержней, обладает высокой прочностью и обеспечивает отличную устойчивость к изгибу и растяжению. При формировании каркаса прутья можно изгибать, сваривать или связывать проволокой.
• Композитная – изготавливается из стеклянных, базальтовых и углеродных волокон. Стеклопластиковая арматура часто используется в ситуациях, когда необходимо предотвратить прохождение электричества. Базальтовые сетки обычно применяются для усиления кладки из пористого или ячеистого бетона.

Полипропиленовая сетка для штукатурки также является разновидностью арматуры и функционирует аналогично металлической, но предназначена для использования 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 также зависит от технологии их производства. Иногда этот аспект оказывается даже более значимым.

• Рабочая – обеспечивает повышенную устойчивость к нагрузкам. Эти элементы воспринимают часть усилия от основной нагрузки. Для напрягаемой арматуры разрешается использовать только материал рабочей категории.
• Конструктивная – или распределительная. Ее основная функция заключается в предотвращении смещения и образовании трещин под воздействием температурных изменений, при расширении или усадке основного материала. Она устанавливается в зонах, наиболее подверженных локальным нагрузкам, и распределяет их по всей площади. Сечение таких элементов рассчитывается исходя из минимального процента армирования.
• Монтажная – соединяет конструктивную и рабочую арматуру в единое целое. Это повышает устойчивость к различным типам нагрузок.
• Анкерная – это закладные элементы из круглой, уголковой или полосовой стали, которые размещаются в конструкции до процесса бетонирования. Они предназначены для соединения железобетонных конструкций с помощью сварки.

С точки зрения конструкции рабочие или монтажные элементы могут иметь разнообразные формы.

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 параметрам и форме профиля выделяют 5 классов арматуры по ГОСТ.

• А1 – (А240). Это тонкие гладкие стержни, изготовленные из горячекатаной стали. Прутки с небольшим диаметром производятся в виде мотков, в то время как более крупные доступны только в форме стержней. Диаметр варьируется от 6 до 40 мм. Данная арматура отличается высокой пластичностью и способностью к удлинению при растяжении. Класс А1 используется в качестве поперечной арматуры в виде свободно лежащих элементов.
• А2 – имеет аналогичные характеристики с изделиями класса А1, но отличается толщиной от 1 до 8 см. Выпускается исключительно в форме стержней, которые можно сваривать для создания плоских тяжелых сеток.
• А3 – (А400). Это наиболее распространенный вариант в строительстве. Железный профиль с большим сечением и рифленой поверхностью. Поперечные выступы расположены с определенным шагом и слегка наклонены. Обычно изготавливается из конструкционной низколегированной стали: 35ГС и 25Г2С. Первый вариант подходит для сварки, однако соединения, полученные таким способом, не обладают высокой пластичностью. Поэтому при создании монолитных железобетонных конструкций от такого типа соединений часто отказываются. Арматура из стали марки 35ГС используется для усиления бетонных конструкций и придания им жесткости, предполагая, что она будет находиться под толстым слоем бетона.
• А4 – это вид напрягаемой рабочей арматуры. Диаметр стержней варьируется от 1 до 3,2 см. Применяется для создания каркасов, как сварных, так и связанных проволокой.
• А5 – изготавливается из горячекатаной термически улучшенной стали. Для ее производства используется сплав из более дешевой углеродистой стали, что позволяет снизить стоимость арматуры. Однако благодаря термомеханическому упрочнению профиль демонстрирует лучшие показатели текучести, что одновременно увеличивает его прочность и гибкость.

Классификация по классам помогает быстро определить, какой тип арматуры необходим для выполнения тех или иных строительных работ.

Размеры, диаметр, вес, площадь сечения

Маркировка и расшифровка

Буквенно-цифровой код изделия содержит информацию о всех необходимых характеристиках:

• первая буква указывает на тип арматурного проката: А – горячекатаная или холоднокатаная сталь, В – холоднодеформированная, К – канаты;
• класс арматуры по стандарту ГОСТ – А240, А400;
• следующая буква обозначает специальные свойства: К – коррозийная стойкость, С – возможность сварки, Т – термически упрочненный материал;
• диаметр стержня в миллиметрах.

Концы арматуры окрашиваются в различные цвета для более быстрого визуального распознавания. Например, стержни из низколегированной стали класса А4 имеют красный цвет, а А5 – красный и зеленый.

Код наносится на каждый стержень. Подробная информация представлена в сертификате от производителя.

Виды и классы арматуры на стройке

Технологические аспекты производства арматуры

Арматура, как важный элемент строительных конструкций, производится с использованием различных технологий, которые обеспечивают её прочность, долговечность и соответствие современным стандартам. Основные этапы производства арматуры включают в себя выбор сырья, процесс плавки, формовку, термообработку и контроль качества.

Первым шагом в производстве арматуры является выбор исходного сырья. Обычно для этого используются стальные слитки или катанка, которые обладают необходимыми механическими свойствами. Важно, чтобы сырьё соответствовало стандартам, установленным для арматуры, таким как ГОСТ 5781-82 в России, который определяет требования к качеству и характеристикам стальной арматуры.

После выбора сырья начинается процесс плавки. В современных металлургических заводах для этого используются электродуговые печи или конвертеры. Плавка позволяет получить однородный металл, который затем можно формовать в нужные профили. В процессе плавки также добавляются легирующие элементы, такие как марганец, никель или хром, которые улучшают свойства стали, повышая её прочность и коррозионную стойкость.

Следующий этап — формовка. Полученная расплавленная сталь заливается в формы, где она охлаждается и затвердевает. В зависимости от требований к арматуре, она может быть изготовлена в различных формах: гладкой, рифлёной или с другими профилями. Рифлёная арматура, например, обладает лучшим сцеплением с бетоном, что делает её более предпочтительной для использования в строительстве.

После формовки арматура подвергается термообработке, которая включает в себя закалку и отпуск. Эти процессы позволяют улучшить механические свойства стали, такие как прочность на сжатие и растяжение, а также увеличить её пластичность. Термообработка также помогает устранить внутренние напряжения, возникающие в процессе производства, что снижает риск разрушения арматуры в процессе эксплуатации.

Контроль качества — это завершающий этап производства арматуры. Он включает в себя как визуальный осмотр, так и лабораторные испытания. Проверяются такие параметры, как прочность, гибкость, коррозионная стойкость и другие характеристики, которые должны соответствовать установленным стандартам. В случае выявления дефектов, партия арматуры может быть отклонена или переработана.

Таким образом, производство арматуры — это сложный и многоступенчатый процесс, который требует высоких технологий и строгого контроля на каждом этапе. Это позволяет обеспечить высокое качество конечного продукта, который будет надежно выполнять свои функции в строительных конструкциях.

Вопрос-ответ

Для чего нужна арматура?

Арматура является основой для создания железобетонных конструкций, которые используются при возведении: многоэтажных домов — для укрепления фундаментов, перекрытий и колонн. Мостов и тоннелей — для обеспечения устойчивости к динамическим нагрузкам. Промышленных объектов — таких как заводы, склады и ангары.

Можно ли заливать бетон без арматуры?

По сути, вы можете использовать любой подходящий материал, потому как в современном направлении нет ограничений.

Что такое строительная арматура?

Строительная арматура представляет собой стальные стержни, которые в процессе строительства соединяют в каркас, способствующий созданию прочности всех элементов здания. Это, чаще всего, вспомогательная конструкция, которая помогает распределить нагрузки, увеличить несущую способность конструкции.

Советы

СОВЕТ №1

Перед покупкой арматуры обязательно ознакомьтесь с ее характеристиками, такими как диаметр, класс прочности и тип. Это поможет вам выбрать подходящий материал для вашего строительного проекта.

СОВЕТ №2

При работе с арматурой используйте защитные средства, такие как перчатки и очки. Арматура может иметь острые края, и безопасность должна быть на первом месте.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на правильное армирование бетона. Следуйте рекомендациям по размещению арматуры в конструкции, чтобы обеспечить максимальную прочность и долговечность вашего сооружения.

СОВЕТ №4

Не забывайте о коррозионной защите арматуры, особенно если она будет использоваться в условиях повышенной влажности или агрессивной среды. Это поможет продлить срок службы конструкции.