9. Арматурные стали. Назначение арматуры.

Железобетон обладает свойствами двух материалов: стали и бетона. Затвердевший бетон прочно сцепляется со сталью, что обеспечивает совместную их работу под нагрузкой. Железобетон хорошо сопротивляется не только сжатию, но в отличие от бетона и растяжению. Арматуру располагают в растягивающихся частях конструкций, где бетон один не может работать. Прочность на растяжение бетона, как и всякого материала из камня, значительно меньше, чем на сжатие, поэтому части конструкций, подвергающиеся растяжению, усиливают, закладывая в бетон стальную арматуру. Арматура препятствует образованию трещин и разрушению бетона в частях конструкций, работающих на растяжение. Так, например, в балках и плитах продольная арматура предотвращает образование вертикальных трещин в зоне растяжения, а хомуты и отгибы арматуры препятствуют образованию наклонных трещин, вызываемых косыми растягивающими напряжениями у опор. Кроме того, хомуты обеспечивают связь между сжатой зоной бетона и растянутой арматурой и препятствуют послойному сдвигу отдельных частей бетона.

Предотвращение появления трещин в бетоне и наиболее рациональное использование арматуры и бетона высокой прочности достигается при использовании предварительно-напряженных железобетонных конструкций, изготовляемых предварительным сжатием бетона в тех частях конструкции, где под нагрузкой могут возникнуть растягивающие напряжения.

Ненапрягаемую арматуру классов A-I, A-II, A-III рекомендуется применять для сварных каркасов и сеток. В случаях, когда железобетонная конструкция с ненапрягаемой арматурой работает под давлением газов или жидкостей, применять следует преимущественно горячекатаную арматурную сталь классов А-II и A-I, однако допускается использовать горячекатаную арматурную сталь класса А-3 и обыкновенную арматурную проволоку классов Вр-I и B-I.

Для предварительно-напряженных железобетонных элементов при их длине до 12 м включительно в качестве напрягаемой арматуры следует применять главным образом термически упрочненную арматурную сталь классов Ат-VI И AT-V, а при длине элементов свыше 12 м - высокопрочную арматурную проволоку классов В-2, Вр-2, арматурные канаты класса К-7 и горячекатаную арматурную сталь класса A-V.

Для предварительно-напряженных железобетонных элементов, работающих под давлением газов, жидкостей или сыпучих тел, в качестве напрягаемой арматуры преимущественно следует применять высокопрочную арматурную проволоку классов В-2, Вр-2 и арматурные канаты класса К-7, термически упрочненную арматурную сталь классов Ат-VI И AT-V, горячекатаную арматурную сталь класса A-V. Допускается в этих случаях применять арматурную горячекатаную сталь класса A-IV и термически упрочненную арматурную сталь класса AT-IV.

При воздействии на конструкцию (элемент) агрессивной среды рекомендуется применять главным образом горячекатаную арматурную сталь класса A-IV.

Для монтажных петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций следует применять горячекатаную арматурную сталь класса А-II марки 10ГТ и класса A-I марок ВСтЗсп2 и ВСтЗпс2 в случае монтажа конструкции при расчетной температуре воздуха выше -40°С и сталь марки ВСтЗпс2 при температуре воздуха ниже -40°С.

Виды и классы арматурной стали

Стержневую арматуру в зависимости от наличия или отсутствия последующей упрочняющей обработки подразделяют на горячекатаную, не подвергающуюся упрочнению после проката, упрочненную вытяжкой в холодном состоянии после проката и термически упрочненную после проката. Кроме того, в зависимости от гарантируемых механических свойств стержневую арматуру делят на классы. Для горячекатаной арматуры установлено четыре класса со следующими условными обозначениями: A-I, A-II, А-III и A-IV.

Класс горячекатаной арматуры периодического профиля может быть определен по рисунку поперечных выступов на поверхности стержня и по окраске концов стержней. Если стержни имеют на поверхности поперечные выступы, расположенные до винтовой линии, это значит, что они изготовлены из стали класса А-II. У стержней из стали классов А-III и A-IV выступы профиля расположены под углом друг к другу, в елочку. Кроме того, концы арматурных стержней из стали класса А-IV марки 20ХГ2Ц дополнительно окрашиваются на металлургическом заводе в красный цвет на длину около 30 см.

Для арматуры, упрочненной вытяжкой, установлено два класса, которые имеют обозначения, соответствующие классу исходной горячекатаной арматуры, но с добавлением индекса «в» (вытяжка): А-IIв и А-IIIв.

Стальную волоченную проволочную арматуру подразделяют на два основных вида: арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия.

Арматурная проволока в свою очередь делится на обыкновенную арматурную проволоку (низкоуглеродистую) класса B-I и на высокопрочную арматурную проволоку (углеродистую) класса В-II.

Высокопрочная и обыкновенная арматурная проволока подразделяется на гладкую и периодического профиля; при обозначении класса проволоки периодического профиля к индексу «В» (волоченная) добавляется значок «р» (рифленая), например Вр-II.

Проволочные изделия также могут быть нескольких видов. Арматурные пряди - трехпроволочные, семипроволочные - обозначаются буквой «П», а число проволок в прядях - цифрой при этой букве: например П-7 - семипроволочные арматурные пряди. Пряди имеют правую свивку, причем

при перерезывании их проволоки не раскручиваются.

Прядевую арматуру, как и проволочную, поставляют в бухтах, причем каждая бухта состоит из одного отрезка пряди длиной не более 200м.

К проволочным изделиям относятся также канаты, сварные сетки для армирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций (сокращенное название сварные арматурные сетки) и тканые или сварные проволочные сетки для армирования армоцементных конструкций (сокращенное название - сетки для армоцемента).

Арматурный канат - наиболее эффективная напрягаемая арматура; он состоит из группы проволок, свитых так, чтобы было исключено их раскручивание. Вокруг центральной прямолинейной проволоки по спирали в одном или в нескольких концентрических слоях располагают проволоки одного диаметра. В процессе изготовления каната проволоки деформируются и плотно прилегают друг к другу. Наибольшее распространение в настоящее время получили изготовляемые промышленностью семипроволочные канаты класса К-7 из проволок диаметром от 1,5 до 5 мм.

Арматурные пучки состоят из параллельно расположенных высокопрочных проволок. Проволоки (14, 18 и 24 шт.) располагают по окружности с зазорами, обеспечивающими проникновение цементного

раствора внутрь пучка, и обматывают мягкой проволокой. В более мощных арматурных пучках вместо отдельных проволок применяют параллельно расположенные канаты. В многорядных пучках число отдельных проволок диаметром 4-5 мм достигает 100 шт. Арматурные пучки промышленностью не поставляются, их изготовляют на строительных площадках или на предприятиях строительной индустрии.