Арматура: определение, назначение, типология, классификация, инновации

В строительстве используется комплект рабочих деталей и материалов, без которых невозможно осуществление этого процесса. Наряду с такими классическими материалами, как песок и щебень, одним из важных необходимых элементов является арматура.

Определение

Арматура — это строительные детали, представленные в виде железных стержней. Устанавливаются в бетоне, образуя прочный каркас сооружения. Они выполняют роль смягчения при растягивании и усилении прочности бетона при сжатии. Размеры доходят до 80 мм.

Из стали получаются следующие виды арматурных изделий:

• сетки и каркасы;
• хомуты и петли;
• пучки и канаты.

Используется именно сталь, так как она отличается устойчивостью при напряжении от растягивания. Применяемый материал должен быть прочным и пластичным. Для этого улучшают химический состав, термически обрабатывают или физически скручивают. Последний вид манипуляции осуществляется только в холодном виде. Арматуру устанавливает арматурщик.

Сталь проверяется на соответствие нормам пластичности, возможности сгибания и растяжения без термического воздействия. При нарушении требований возможности использования в железобетоне ограничиваются. Менять свое положение стержни из стали должны постепенно. Характеристика материала прописывается в ГОСТ.

Назначение

Применение арматуры в строительстве может иметь разное назначение. Основные виды указаны в таблице.

Рабочая арматура	Принимает на себя усилия при растягивании, возникающие от нагрузок на бетон и веса конструкции. Для этих целей используются продольные стержни. Действуют на продольной оси. Сначала их деформируют, затем ставят в колонны для увеличения сопротивляемости конструкции при сжатии. Может использоваться поперечная арматура. Устанавливается поперек оси для уменьшения напряжения. Применяется в сетках и частях каркаса. В этом случае выглядит как хомут, предотвращая возникновение трещин.
Распределительная арматура	Устанавливает рабочие стержни в проектном состоянии. Уравновешивает нагрузки между всеми стальными элементами, связывает их друг с другом. Благодаря этому конструкция не перегружается, детали не смещается с места при работе с бетоном. Могут соединяться с проволокой или сваркой. В результате образуется жесткий каркас или в другом случае – плоская сетка.
Конструктивная арматура	Принимает на себя все дополнительные усилия, которые возникают незапланированно. Это – высокая или низкая температура, усадка бетона. Стержни помещаются в местах, где меняется сечение сооружения. На этих участках скапливается основное напряжение. Конструктивная арматура необходима при усилиях динамического характера: опоре балок и колонн.
Монтажная арматура	Применяется в случае, если есть технологические предписания для ее внедрения. Необходима при сборке сооружения, распределении стержней по бетону. После окончания работы они вынимаются. Этот вид не принимает на себя усилия от нагрузок.

 

Выбор арматуры зависит от цели назначения во время работы с железобетонными конструкциями.

Типология

Детали арматуры отличаются по назначению и другим критериям: изготовлению, форме профиля, пластичности, применению. Они обеспечивают сцепление деталей с бетоном. Выбор конкретного вида стержня зависит от размера, веса сооружения, материалов, используемых в рабочем процессе, и способа сварки.

При контакте с бетоном и другими элементами не должно происходить проскальзывание. Так, стержни будут крепко держаться в сырье.

Важен другой фактор – климат. От него зависит выбор материалов и совместимость деталей. Бамбук не подходит при использовании в районах с частыми дождями и высокой влажностью.

По способу изготовления

Существуют горячекатаные стержневые детали. Получаются с помощью проката. Диаметр – от 12 мм до 40 мм, длина – 13 мм. На этом типе арматуры присутствуют выпуклости в виде спиралей.

Холоднотянутую арматуру из проволоки изготавливают путем вытягивания материала в холодном состоянии. Диаметр – от 3 мм до 8 мм. На производство поставляется в специальных мотках. Этот тип деталей внешне имеет округлую форму.

По форме поверхности

Арматура может быть гладкой – не имеет на своей поверхности никаких выступающих частей. Она представлена в виде проволоки или горячекатаных стержней. Чтобы не скользили при работе с бетоном, их анкерируют. Это процедура улучшает сцепляемость.

Но чаще используются детали периодического профиля. Они обладают ребристой поверхностью с выпуклостями, которые способствуют лучшему взаимодействию с бетоном и снимают лишнюю нагрузку во время установочных работ. На поверхности проволочных холоднотянутых стержней для сцепления с материалом делают небольшие вмятины.

По степени пластичности

Арматура может не быть гибкой. Кроме динамичного холоднотянутого и горячекатаного вида в строительстве используется жесткие детали. Они изготавливаются из уголков, швеллеров и двутавров. Главная задача – предотвращение напряжения от веса бетона и других деталей. Необходимы при работе с большепролетными перекрытиями, колоннами высоких зданий.

По способу применения

Выделяется напрягаемый вид арматуры, для которого проводится натяжение заранее. Позволяет конструкции справиться с нагрузкой в процессе растягивания.

От ненапрягаемых стержней он отличается повышенной прочностью, благодаря чему в бетоне не появляются трещины и прогибы. Перекрывает даже широкие пролеты. Натяжение происходит с помощью:

• Электротермического способа. Используется электрический ток для достижения термоэффекта.
• Механического способа. Растягивание происходит с помощью домкратов.
• Электротермомеханический. Комбинируются предыдущие методы: нагревание и физическое растягивание.

Строители предпочитают использовать в работе именно напрягаемый вид арматуры.

Классификация

Арматура делится на классы в зависимости от внешнего вида и свойств. Они прописаны в ГОСТ 5781-82. Там же указана соответствующая маркировка. Она помогает в процессе расшифровки обозначения стержня. При увеличении порядкового номера усиливается прочность и уменьшается пластичность.

В классификации при упрочнении детали высокими температурами к классу приписывается «Т», вытяжкой – «В». Буква «С» означает легкую сварку, «К» – обработку специальным составом.

Классы арматуры указаны в таблице.

A-I (A240)	Монтажные и распределительные детали с гладкой поверхностью. Поставляются в специальных мотках. Диаметр – до 40 мм.
A-II (A300)	Монтажные элементы с выступами на профиле. Диаметр – до 80 мм.
A-III (A400)	Самый массовый вид стержней, отличается высокой прочностью. Применяется в разных сферах строительства. Имеет неровную поверхность. Вытягивается в холодном состоянии. Диаметр – до 40 мм.
A-IV (A600)	Справляется с сильным напряжением. Используется в основном для фундамента домов. Диаметр – до 40 мм.
A-V (A800)	Выдерживают нагрузку тяжелых сооружений, поэтому преимущественно применяются в промышленности. По стоимости превышают все остальные классы. Диаметр – до 40 мм.

Классы A500C (горячекатаная) и B500C (холоднокатаная) производится не на основе этого ГОСТа, а в зависимости от технических условий. Они легко сваривается, обладают хорошей пластичностью и прочностью в связи с термомеханическим упрочнением. Для них используется углеродистая сталь, за счет чего снижается стоимость стержней.

Инновации

Технологии не стоят на месте. Это касается создания инноваций в сфере строительства. Свой вклад вносят научные лаборатории многих стран. Инструменты совершенствуются в плане прочности, замены привычных материалов.

Сталь – самое востребованное сырье для производства арматуры на сегодняшний день. Но она обладает некоторыми недостатками: тяжестью, постепенным появлением ржавчины на поверхности. Это может помешать строительному процессу.

Ученые начали проводить исследования для выявления новых видов материалов, которые обладали бы улучшенными качествами и не уступали стали. Лаборатория из Сингапура смогла найти замену.

Бамбук

В результате исследований было выявлено, что это растение обладает рядом необходимых критериев. К ним относятся:

• Высокая прочность. Достигается благодаря структуре волокон стеблей, формирование которых складывалось в связи с постоянным пребыванием на ветру.
• Легкость. Бамбук несложно перевозить.
• Быстрый рост. Обеспечит частый сбор материала.
• Стоимость. Невысокая цена по сравнению со сталью.
• Вклад в экологию. Выращивание бамбука поглощает углекислый газ, насыщая воздух кислородом.

Природный материал обладает определенными недостатками. Он плохо переносит воздействие высокой влажности, возможно появление грибков.

Оргстекло

Другая замена стали – оргстекло. Выпускается в виде непластифицированного и сополимерного стекла. Применяется в разных сферах, в том числе и в строительстве. Не следует сравнивать с обычным стеклом. Оно отличается от него:

• увеличенной толщиной;
• хорошей прочностью;
• при разбивании крошится, не оставляя после себя острых осколков.

Недостаток технического оргстекла – высокая стоимость.

Арматура – необходимая составляющая при работе с железобетонными конструкциями. Снимает нагрузку и обеспечивает прочность сооружения. Для каждого здания подбирается свой вид стержней.