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.
