28. Арматурные работы. Классификация и виды арматуры. Контроль качества.

Рабочая арматура. Воспринимает усилия, возникающие в железобетонных конструкциях от внешних нагрузок и собственного веса.

Распределительная арматура. Равномерно распределяет усилия между стержнями рабочей арматуры, обеспечивает их совместную работу, препятствует смещению отдельных стержней при бетонировании конструкции. В местах пересечения стержни распределительной и рабочей арматуры сваривают или соединяют вязальной проволокой.

Монтажная арматура. Служит для сборки арматурного каркаса железобетонной конструкции, если для этой цели недостаточно распределительной арматуры.

В качестве примера на рисунке 2 показана арматура основных элементов железобетонных конструкций. Ар­матура колонны (рисунок 2, а), состоит из вертикально расположенных рабочих стержней и хомутов.

Сопротивление бетона растяжению в 10... 15 раз меньше, чем сжатию, поэтому для повышения несущей способности бетонных конструкций в них замоноличивают стальные стержни — арматуру, располагаемую главным образом в растягиваемых частях (рисунок 1). В отдельных случаях арматуру применяют для усиления бетона против сжимающих усилий. Совместная работа бетона и стали эффективна благодаря следующим условиям:

- бетонная смесь при затвердевании прочно сцепляется со стальными стержнями;

- бетон защищает стальную арматуру от воздействия влаги, предохраняет ее от коррозии и огня;

- сталь и бетон практически одинаково удлиняются при нагревании и сжимаются при охлаждении, поэтому при изменении температуры сцепление между этими материалами не нарушается.

Железобетонные конструкции разделяют на обычные, с ненапряженной арматурой и предварительно напряженные, в которых бетон до приложения эксплуатационных нагрузок обжимают натягиваемой арматурой проволок, создающей в нем напряжения сжатия.

Расход стали для армирования железобетонных конструкций колеблется в среднем в пределах 50 ...70 кг на 1 м3 бетона.

При массовом применении железобетонных конструкций и большом объеме строительства в нашей стране экономия металла имеет первостепенное значение. Она может быть достигнута использованием сталей с повы­шенными механическими свойствами, а также соблюдением технологических требований.

Арматурную сталь, применяемую для армирования железобетонных конструкций, классифицируют по следующим признакам: основной технологии изготовления, профилю, условиям применения и вида поставки.

В зависимости от основной технологии изготовления арматурную сталь разделяют на две основные группы:

- стержневую, получаемую горячей прокаткой стали;

- проволочную, получаемую в результате волочения стали в холодном состоянии.

По профилю стержневую и проволочную арматурную сталь разделяют на гладкую и периодического профиля. Последняя имеет лучшее сцепление с бетоном благодаря наличию ребер на ее поверхности.

Стержневую арматурную сталь по виду последующей упрочняющей обработки разделяют на горячекатаную упрочненную в холодном состоянии; термически упрочненную после проката. Кроме того, в зависимости от гарантируемых механических свойств стержневую арматурную сталь делят на классы. Горячекатаная арматурная сталь гладкого профиля имеет класс А-I. Класс горячекатаной арматурной стали периодического профиля может быть определен по рисунку поперечных выступов на поверхности стержня и по окраске концов стержней. Если стержни имеют на поверхности выступы, расположенные по винтовой линии, это значит, что они изготовлены из стали класса А-II. У стержней из стали классов А-III и А-IV выступы расположены под углом друг к другу, «в елочку».

Для предварительно напряженных конструкций применяют высокопрочную арматуру: горячекатаную класса А-V и термически упрочненную классов Ат-IV … Ат-VI, где индекс «т» обозначает, что арматура прошла термическую обработку.

Для арматурной стали, упрочненной вытяжкой, установлено два класса, которые имеют обозначения, со­ответствующие классу исходной горячекатаной арматурной стали, но с добавлением индекса «в» (вытяжка): А-IIв и В- IIв. Из волоченой проволочной стали изготовляют арматуру основных видов: арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия (сетки, каркасы). Арматурную проволоку делят на обыкновенную (низкоуглеродистую), изготовленную из стали класса В-I, и высокопрочную (углеродистую), изготовленную из стали класса В-II.

Высокопрочная и обыкновенная проволочная арматурная сталь бывает гладкой и периодического профиля. При обозначении периодического профиля к букве «В» (волоченая) добавляют букву «р» (рифленая), например Вр-II. Арматурную проволоку из стали класса В-I используют для изготовления сварной ненапрягаемой арматуры, а из класса В-П — напрягаемой арматуры.

Горячекатаная арматурная сталь классов А-I и А-II предназначена для употребления в качестве ненапрягаемой арматуры в обычных железобетонных конструкциях.

Напрягаемую арматуру из стали классов А-I и А- III используют в основном при изготовлении сварных арматурных изделий, поэтому к этим сталям предъявляют повышенные требования в отношении свариваемости контактной сваркой (стыковой и точечной, дуговой, шовной, ванной и сваркой под флюсом).

Горячекатаную сталь, упрочненную вытяжкой, например, класса А-IIв и А-III в, предназначают главным об­разом для изготовления отдельных стержней напрягаемой арматуры в предварительно напряженных железобетонных конструкциях. При необходимости ее можно использовать и для изготовления ненапрягаемой арматуры.

Термически упрочненную арматурную сталь употребляют только для несварной напрягаемой арматуры в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Обыкновенную арматурную проволоку из стали класса В-II применяют при изготовлении арматурных сеток и каркасов контактной точечной сваркой. Допускают использование этой проволоки и при изготовлении вязаных каркасов балок высотой не более 400 мм и колонн.

Высокопрочную проволоку из стали классов В-II и Вр-II используют в качестве отдельных элементов несварной напрягаемой арматуры, а также как непрерывную арматуру предварительно напряженных конструкций.

Для изготовления арматуры железобетонных конструкций применяют низкоуглеродистую, средне- и высокоуглеродистую сталь. Низкоуглеродистая сталь содержит менее 0,25 % углерода, среднеуглеродистая — 0,25...0,6%; высокоуглеродистая —0,6...2 %.

Количество углерода в стали резко влияет на ее свойства. С увеличением содержания углерода прочность и твердость стали увеличивается, при этом она становится более хрупкой и хуже сваривается. В целях улучшения некоторых свойств стали в сплав дополнительно вводят так называемые легирующие добавки (например, хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий), иногда 5...6 видов металла. Легированную сталь получают также увеличением содержания в сплаве кремния и марганца. Легированная сталь обладает в одних случаях повышенной прочностью, в других – повышенной твердостью, коррозионной стойкостью.

По суммарному содержанию легирующих добавок сталь делят на три группы: низколегированная — до 5 %; среднелегированная — 5 ... 10 %; высоколегированная — свыше 10%. Содержание различных элементов в стали (ее химический состав) отражает ее марка.

В стандартах и в написании марок стали приняты следующие обозначения металлов, добавляемых в сплав: Г — марганец; С — кремний; Т — титан; Ц — цирконий; М — молибден; X — хром. Первые цифры марки указывают содержание углерода в сотых долях процента. Цифры после буквенных обозначений указывают содержание элемента, соответствующего этому обозначению, в процентах. Отсутствие цифры указывает, что содержание элемента не превышает 1%. Например, марка арматурной стали 35ГС обозначает, что среднее содержание в ней углерода составляет 0,35%, а марганца и кремния не более чем по 1 %.

Контроль качества арматуры

Поступающая от заводов-изготовителей арматура подлежит обязательной приемке. Приемка заключается в сопоставлении результатов внешнего осмотра и замера с данными, приведенными в сертификатах. Если проводились контрольные испытания, то результаты сопоставляют с требованиями соответствующих государственных стандартов или технических условий.

Гарантия завода-изготовителя в отношении качества стали, как правило, подтверждается специальным документом-сертификатом, где указывают наименование завода-изготовителя, номер партии поставляемой арматуры, дату выпуска, класс и марку стали, ее химический состав, диаметр и механические свойства. Сертификат должен быть приложен к каждой партии поставляемой арматуры.

Контрольные испытания при приемке арматуры необходимо выполнять в следующих случаях: сталь поступила без сертификата; есть сомнения в правильности данных, содержащихся в сертификате; сталь предназначают для использования в качестве напрягаемой арматуры; в проекте изготовления конструкций оговорена обязательность контрольных испытаний.

В этих случаях арматуру разделяют на партии. В партию входит арматура, доставленная одновременно с одного завода, у которой одинаковы: класс, марка и технология упрочнения стали, диаметр и профиль стержней. От каждой партии отбирают образцы и испытывают их на растяжение и изгиб в холодном состоянии.

Число образцов для контрольных испытаний, порядок их отбора и методику испытаний принимают в соответствии с действующими государственными стандартами. Если арматура не удовлетворяет предъявляемым требованиям, то вопрос о ее использовании решают особо в каждом отдельном случае и обязательно согласовывают с проектной организацией, разработавшей проект изготовления конструкций. Перед использованием арматуры с нее должны быть удалены окалина, ржавчина, а также масло, краска и другие загрязнения.

Очистку арматурной стали выполняют, как правило, механическими способами, используя стальные дисковые электрощетки или протягивая арматуру через вибропесочницы. Сталь в мотках, употребляемая после обработки на правильно-отрезных станках, не требует дополнительной очистки.