Гладкая арматура: характеристики, применение, ГОСТ

Гладкая арматура является более универсальным материалом, если сравнивать ее с аналогичными изделиями с рифленым профилем. Но несмотря на универсальность такой арматуры, ее не рекомендуется использовать в тех случаях, если необходимо создать железобетонные конструкции, отличающиеся повышенной прочностью. На сегодняшний день производится несколько типов гладкой арматуры, различающихся как технологией изготовления, так и классом своей прочности.

Строительная арматура с гладкой поверхностью

Применение арматуры гладкого профиля

Стальная арматура — это основной элемент, использующийся для эффективного армирования конструкций, изготавливаемых из бетона. При помощи таких металлических прутков усиливают прочность частей строительных сооружений (перекрытий, фундаментов, колонн), единичных деталей (балок, плит, элементов лестничных пролетов), а также разнообразных изделий, изготавливаемых из бетона (столбов, труб, плит перекрытия и др.).

Лучшими свойствами сцепления с бетоном обладает стальная арматура с рифленым профилем, поэтому именно ее применяют для создания конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по их прочности, надежности и долговечности. Между тем стоимость рифленой арматуры выше, чем цена изделий с гладким профилем, поэтому использование последних во многих ситуациях, когда они в состоянии обеспечить требуемые характеристики бетонным конструкциям, является более экономически целесообразным.

Практически не обойтись без гладкой арматуры, если создаются бетонные изделия декоративного назначения и слабо нагружаемые в процессе эксплуатации. К подобным изделиям, в частности, относятся: короткие столбы и негабаритные колонны, пороги, стяжка пола и стен, строительные блоки, тротуарная плитка и др. При помощи гладкой стальной арматуры также армируют кладочные швы между кирпичами и строительными блоками, чем значительно увеличивают их прочность и, соответственно, улучшают прочностные характеристики и устойчивость стен возводимого строения. При таком армировании гладкие стальные прутки могут быть уложены в растворные швы в качестве отдельных элементов либо быть увязаны в армирующую сетку.

Использование прутков с гладкой поверхностью в качестве конструктивных элементов арматурного скелета

Универсальность гладкой стальной арматуры заключается еще и в том, что такой элемент применяют не только с целью улучшения прочностных характеристик различных изделий из бетона, но и для решения ряда других задач. Наиболее распространенными сферами применения этой арматуры являются:

• изготовление метизных изделий для строительных целей и для применения в других сферах деятельности: болтов, гаек, шпилек и др.;
• использование в качестве элементов металлических конструкций самого различного назначения;
• производство петель для подъема и монтажа бетонных и металлических конструкций;
• создание заборов и других ограждающих конструкций из металла;
• использование в качестве элементов заземляющего контура.

Фиксаторы ворот, сделанные из сваренной буквой «Г» гладкой арматуры

Основное назначение

Строительная монтажная арматура предназначена для изготовления каркасных изделий для усиления бетона, используемого для строительства объектов разного назначения. Как правило, это стержни периодического профиля с разным диаметром.

Объемные и плоские каркасы рассчитывают конструктивно. Их изготавливают из отдельных прутков методом сварки или перевязки проволокой.

Необходимость в использовании арматуры в железобетонных конструкциях обусловлена слабостью бетона к изгибанию и сжатию. Такие нагрузки испытывают плиты перекрытия, стеновые и фундаментные блоки, перемычки и другие конструктивные элементы. Без усиления изделия растрескиваются и разрушаются. Решает проблему каркас – жесткая арматура работает на растяжение и компенсирует разрушающее напряжение в бетоне. Причем располагаются каркасы обязательно в нижней растянутой части, где происходит максимальное деформационное усилие, а также по всему объему для стабилизации и перераспределения нагрузки.

Требования к характеристикам гладкой стальной арматуры

Стандартом, где содержатся требования к техническим и прочим характеристикам самых распространенных типов арматуры гладкого типа, является ГОСТ 5781-82. Положениями данного ГОСТ оговариваются требования к изделиям из горячекатаной стали, имеющим круглое сечение и периодический или гладкий профиль. Назначением подобных стальных изделий, как указано в ГОСТ, является армирование обычных, а также заранее напряженных конструкций, производимых из бетона.

Государственный стандарт 5781-82 подразделяет арматурную сталь на ряд типов, в зависимости от прочностных, механических, а также прочих свойств данного материала:

• А-I (А240);
• А-II (A300);
• A-III (A400);
• A-IV (A600);
• A-V (A800);
• A-VI (A1000).

Марки стали, используемой для изготовления арматуры

По обозначению класса материала, который виден в скобках, можно узнать такую его характеристику, как предел текучести. Вообще, рядом с буквенным обозначением указан не сам предел текучести стали для производства арматуры определенного класса, измеряемый в кгс/мм2, а его значение, увеличенное в 10 раз. Так, для стали класса А1 (А240) предел текучести составляет 24 кгс/мм2, а для материала класса А2 (А300) — 30 кгс/мм2.

По ГОСТ 5781-82 только арматура класса А1 выпускается с гладким профилем, а изделия всех остальных категорий — с периодическим. Между тем ГОСТ также оговаривает возможность производства с гладким профилем стальной арматуры классов A2–A5, если этого пожелает заказчик.

Чертеж арматурного профиля

Предельные отклонения размеров арматурной стали (нажмите для увеличения)

Среди потребителей арматурной продукции наибольшей популярностью пользуется арматура, относящаяся к классуA-I. Она выпускается только с профилем гладкого типа. Именно по этой причине положениями ГОСТ предусмотрено производство арматуры всех остальных классов преимущественно с периодическим профилем.

Высокая популярность арматуры класса А1 обусловлена тем, что только механические свойства, а также другие характеристики материала, используемого для ее изготовления, дают возможность воспользоваться всеми достоинствами, предоставляемыми гладким профилем. Углеродистая сталь марок Ст3сп, Ст3пс и Ст3кп, из которой изготавливается горячекатаная арматурная продукция класса А-I, делает такое изделие по-настоящему универсальным. Эта стальная арматура неплохо гнется, отлично сваривается и легко поддается другим методам обработки.

В соответствии с ГОСТ 5781-82 арматурную продукцию других классов производят из углеродистой стали с более высокими прочностными характеристиками либо из низколегированных стальных сплавов. Так, материалами для получения арматуры различных типов являются:

• A-II — Ст5сп, Ст5пс, 10ГТ, 1Нг2С;
• A-III — 25Г2С, 35ГС, 32Г2Рпс;
• A-IV — 20ХГ2Ц, 80С;
• A-V — 23Х2Г2Т, 22Х2Г2Р, 22Х2Г2АЮ, 20Х2Г2СР.

Если химический состав низколегированных сталей, применяемых для выпуска арматурных изделий, оговаривается положениями ГОСТ 5781-82, то для углеродистых сталей действуют нормы другого стандарта: 380.

Химический состав низколегированных сталей

Сортамент арматурных изделий гладкого типа

ГОСТ 5781-81 оговаривает не только технические и остальные характеристики арматурных изделий гладкого профиля, но и их сортамент, который включает в себя 20 типоразмеров такой арматуры. Так, положениями ГОСТ предусматривается выпуск гладкой арматуры следующих диаметров: 6, 8, 10, 12, 14, 16 мм, а также 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 55, 60, 70 и 80 мм. Площадь сечения арматуры каждого типоразмера и ее удельную массу (теоретические) тоже можно узнать из положений ГОСТ 5781-82. Для примера, теоретический вес арматуры, диметр которой составляет 16 мм, равен 1,58 кг, а изделия с диаметром 80 мм — 39,46 кг.

Вес погонного метра гладкой арматуры

Стандартом оговариваются и правила обозначения арматурных изделий, в качестве примеров которых можно рассмотреть маркировку нижеследующих элементов: 16-A-I (А240) ГОСТ 5781-82 — арматурный пруток диаметром 16 мм, соответствующий классу A-I; 22-A-IV (А600) ГОСТ 5781-82 — арматурный пруток класса A-IV, диаметр которого составляет 22 мм.

В таблице, где представлен весь сортамент гладкой арматуры, можно узнать все размеры, соответствующие каждому классу изделий, а также их технические характеристики.

Механические свойства арматурной стали

Отклонения, которые арматура гладкая может иметь по своему номинальному диаметру, оговариваются положениями стандарта 2590. Его требованиям обязан соответствовать весь горячекатаный прокат круглого сечения, диаметр которого находится в интервале 5–270 мм. Оговаривается стандартом и такой параметр круглых арматурных прутков, как их овальность, рассчитывающаяся следующим образом: берется разность между самым большим и наименьшим значениями фактических диаметров профиля, измеряемых в одном сечении. Такая разность, согласно требованиям ГОСТ, не должна быть больше суммы допусков (плюсового и минусового), оговоренных для данного диаметра.

Арматурную сталь, относящуюся к разным классам, а также различного диаметра, производители выпускают в следующем виде:

• арматура, относящаяся к классам A-I и A-II, с поперечным размером до 12 мм, допускается к поставке заказчикам в прутках или мотках, а если ее диаметр больше — только в прутках;
• изделия, относящиеся к классу A-III с размером поперечного сечения до 10 мм, допускаются к поставке в мотках или в виде стержней, если диаметр больше — в прутках;
• арматура классов A-IV и A-V поставляется преимущественно в прутках, за исключением изделий с поперечным размером 6 и 8 мм, по предварительной договоренности с заказчиком такие изделия могут поставляться в виде мотков.

Арматура марки А1 диаметром 10 мм, поставляемая в бухтах

Длина стержней арматуры, которая может находиться в интервале 6–12 м, также обязана соответствовать определенным требованиям. Так, стержни могут отпускаться заказчику мерной и немерной длины, допускаются также партии мерной длины, где содержится не более 15% немерных стержней, длина которых не меньше 2 метров. Нормативным документом допускается, что по предварительной договоренности с заказчиком прутки гладкой арматуры могут нарезаться длиной, находящейся в интервале 5–25 м.

На длину мерной продукции, которая может соответствовать обычной или повышенной точности, стандартом оговариваются нижеследующие допуски:

• арматурные прутки, длина которых не превышает 6 м: обычная точность — +50 мм, резка повышенной точности — +25 мм;
• изделия длиной более 6-ти метров: обычная точность — +70 мм, повышенная — +35 мм.

Оговаривается стандартом и кривизна стальных арматурных прутков, данный параметр не должен быть больше 0,6% их длины. Гладкие арматурные прутки из стали A-I-A-IV не подвергают последующей термической обработке, а для изделий класса A-V, производители выполняют низкотемпературный отпуск. Такую термическую обработку в соответствии с ГОСТ можно не выполнять, если после испытаний, которые необходимо провести в течение 12-ти часов после выпуска изделий, величина относительного удлинения арматуры составляет не менее 9%, а равномерного — минимум 2%.

Допустимая кривизна сортового стального проката для производства гладкой арматуры

Хранение и транспортировка

Согласно ГОСТ объекты класса A240 следует хранить и транспортировать в упакованном виде. Максимальный вес одного упакованного блока с прутками должен составлять не более 15 тонн. Упаковка выполняется методом связывания отдельных прутков друг с другом. В качестве крепления должна использовать прочная антикоррозийная проволока и должны скрепляться друг с другом минимум в 4 местах. Минимальное расстояние между креплениями — 20 сантиметров.

Если диаметр арматуры составляет менее 10 миллиметров, то в таком случае отдельные запчасти можно транспортировать в мотках. Максимальный вес одного мотка составляет 1,5 тонны. На каждую упаковку в обязательном порядке должна быть нанесена идентифицирующая маркировка. Обязательные сведения — класс/категория арматурной стали, номер партии, клеймо технического контроля, дата изготовления, наименование завода-производителя. По согласованию с заказчиком на упаковке могут указываться и некоторые другие сведения — код товара, диаметр сечения, длина, вес партии, вес отдельного прутка и другие.

Для транспортировки A240 можно применять любой тип транспорта — автомобильный, железнодорожный, воздушный, морской, речной. Доставка должна осуществляться партиями, где в состав одной партии включены прутки одного типа. Допускается транспортировка различных изделий в том случае, если на них нанесена дополнительная соответствующая маркировка. Во время передачи товара на руки необходимо вручить новому владельцу не только сами прутки, но и сопроводительную документацию. Метод оплаты определяется на основании договоренности между покупателем и продавцом (предоплата, оплата по факту получения, оплата после получения товара на основании договора).

Механические свойства арматуры

ГОСТ на арматуру гладкого профиля, как уже шла речь выше, оговаривает различные технические характеристики и механические свойства изделий. Со всеми из таких характеристик и свойств можно ознакомиться, изучив соответствующие таблицы, но для информации рассмотрим некоторые из них.

К таким параметрам гладкой арматуры, как временное сопротивление разрыву, минимальное относительное и равномерное удлинение, стандарт оговаривает нижеследующие требования:

• A-I: 373 Н/мм2 (38 кгс/мм2); 25%; показатель не нормируется;
• A-II: 490 Н/мм2 (50 кгс/мм2); 19%; ненормируемый показатель;
• A-III: 590 Н/мм2 (60 кгс/мм2); 14%; ненормируемый показатель;
• A-IV: 883 Н/мм2 (90 кгс/мм2); 6%; 2%;
• A-V: 1030 Н/мм2 (105 кгс/мм2); 7%; 2%.

Механические свойства арматура класс А (нажмите для увеличения)

Стальную арматуру гладкого типа подвергают испытаниям на изгиб, при этом для каждого класса используют оправки с различными параметрами:

• A-I: диаметр оправки — с, равен диаметру испытываемой арматуры — d, изгиб изделия выполняют на угол 1800;
• A-II: c=3d; изгиб арматуры также выполняют на 1800;
• A-III: c=3d; изгиб выполняется на 900;
• A-IV: c=5d; изгиб выполняют на 450;
• A-V: c=5d; изгиб также выполняют на 450.

Параметры испытаний на изгиб для арматуры разных диаметров также различаются. Так, для изделий класса A-I (поперечный размер превышает 20 мм) изгиб выполняют на оправке, диаметр которой равен 2d; для элементов класса A-II (диаметр также превышает 20 мм) используется оправка с диаметром, равным 4d. Полученные в процессе таких испытаний показатели должны иметь значение не меньше 0,95 от величин, оговоренных в ГОСТ 5781-82.

Минимальный радиус изгиба арматурных стержней

Оговаривает ГОСТ и состояние поверхности арматурных прутков, которая не должна содержать на себе раскатных трещин и повреждений, образующихся от напряжения, так называемых прокатных плен, рванин и закатов. Отдельные отпечатки, раскатные наплывы, загрязнения, небольшие участки коррозии, чешуйчатость и рябизна на поверхности прутков все же могут присутствовать. Качество и простота свариваемости арматурных прутков будет полностью зависеть от химического состава стали, а также от технологии их изготовления.

Как определить вес

Не всегда процедура взвешивания может быть доступной (скажем, в случае большой конструкции взвешивание может быть невозможно по чисто техническим причинам). Поэтому для определения веса на практике применяются косвенные методики подсчета. Арматурные прутки на производстве часто нарезают на отдельные одинаковые фрагменты, а на упаковку с изделиями наносится справочная информация о полном весе упаковки и весе одного объекта.

Если у Вас есть наклейка со всей необходимой информацией, то определить общий вес будет просто:

1. С помощью наклейки на упаковке узнайте вес одной запчасти.
2. Посчитайте количество количество прутка, которые Вы использовали для создания конструкции.
3. Умножьте количество прутков на вес одного изделия — Вы получите общий вес.

Определение веса по формуле

Если наклейка потерялась, то приблизительно определить вес можно на основании длины и толщины прутков. Делается это с помощью специальной формулы: M = 3,14 x P x D x D x h. Расшифровывается формула так:

• 3,14 — поправочный коэффициент, который равен математической константе Пи. Коэффициент появляется в формуле из-за того, что арматура по ГОСТ обладает округлым поперечным сечением.
• P — плотность стального сплава. Это величина является переменной и зависит от состава сплава. Плотность большинства стальных сплавов находится в пределах от 7700 до 8000 кг на 1 кубический метр. Поэтому для удобства подсчетов параметр P приравнивается к среднему значению, которое составляет 7850 кг на кубический метр.
• D — диаметр сечения прутка. Параметр должен быть выражен в метрах. Если Вы знаете значение диаметра в миллиметрах, то необходимо это число разделить на 1000. Также обратите внимание, что согласно формуле диаметр встречается два раза (то есть это число нужно умножить 2 раза).
• h — длина металлического прутка. Этот параметр также должен быть выражен в метрах. Если Вы знаете значение в миллиметрах, то параметр нужно разделить на 1000; если знаете значение в сантиметрах — на 100.

Для удобства рассмотрим несколько примеров. Для удобства параметр P (плотность) приравняем к среднему значению 7850:

• Пусть у нас имеется арматура 8 мм; общая длина конструкции составляет 10 метров. Определим вес: M = 3,14 x P x D x D x h = 3,14 x 7850 x 0,008 x 0,008 x 10 = 15,8 кг.
• Пусть у нас есть арматура 16 мм, длина которой составляет 20 метров. Определим ее вес: M = 3,14 x P x D x D x h = 3,14 x 7850 x 0,016 x 0,016 x 20 = 126,2 кг.

Другие нормативные документы

Стальные арматурные изделия с гладким профилем, которые дополнительно проходят упрочнение термомеханическим способом, выпускаются по ГОСТ 10884-94. Требования данного нормативного документа распространяются на изделия с поперечным размером 6–40 мм, используемые для армирования бетонных конструкций.

Упрочненная арматура из стали также представлена несколькими классами, на которые она подразделяется, в зависимости от нижеследующих параметров.

• Механические свойства арматуры. Под данным параметром подразумевается класс прочности, который определяется по условному или фактическому (физическому) пределу текучести, измеряемому в Н/мм2.
• Эксплуатационные характеристики. По данному параметру арматура относится к свариваемой (С) и отличающейся повышенной стойкостью к такому фактору, как коррозионное растрескивание (К).

Так, в зависимости от вышеперечисленных параметров, упрочненная арматура гладкого типа представлена следующими классами: Ат400С, Ат500С, Ат600, Ат600С, Ат600К, Ат800, Ат800К, Ат1000, Ат1000К, Ат1200.

Цветовая маркировка арматурных прутков

По стандарту 10884-94 преимущественно выпускаются изделия с периодическим профилем. Исключение могут составлять только изделия класса Ат800 и с более высоким уровнем прочности, которые по согласованию производителя и заказчика могут изготавливаться с гладким профилем. Если упрочненная арматура выпускается с гладким профилем, то ее важные технические параметры: вес, площадь сечения, допуски на отклонения массы и геометрических параметров, кривизна, овальность изделий и др. должны укладываться в рамки требований ГОСТ 5781-82.

Различным классам гладкой упрочненной арматуры соответствуют нижеследующие диаметры выпускаемых изделий:

• Ат800 — 10–32 мм;
• Ат800К — 18–32 мм;
• Ат1000, Ат1000К — 10–32 мм;
• Ат1200 — 10–32 мм.

Длина стержней гладкой упрочненной арматуры, которая оговаривается на стадии размещения заказа, может быть мерной (5,5–13,5 м) и допустимо мерной (длина до 26 м). Допустимые отклонения длины прутков такой арматуры также должны соответствовать требованиям стандарта 5781-82.

Правила маркировки гладкой арматуры, относящейся к упрочненному типу, ничем не отличаются от порядка обозначения элементов, которые относятся к обычной категории.

Маркировка арматуры с помощью меток на стержнях

Технические требования к арматуре упрочненного типа

Арматурные изделия упрочненного типа изготавливаются исключительно из низколегированных сталей:

• Ат800: 08Г2С, 10ГС2, 20ГС, 20ГС2 и др.;
• Ат800К: 25С2Р, 35ГС;
• Ат1000: 20ГС, 20ГС2, 25С2Р;
• Ат1000К: 20ХГС2;
• Ат1200: 30ХС2.

Упрочненная арматура гладкого типа по таким параметрам, как временное сопротивление на разрыв (Н/мм2), предел текучести (Н/мм2), относительное и равномерное удлинение (%) должна соответствовать нижеследующим величинам:

• Ат800: 1000; 800; 8; 2;
• Ат1000: 1250; 1000; 7; 2;
• Ат1200: 1450; 1200; 6; 2.

Гладкую арматуру этих типов также проверяют на изгиб, для чего используют оправку, диаметр которой равен 5d, а само изделие изгибают на угол 450.

Очень важным требованием к упрочненной арматуре, изготавливаемой с гладким профилем, является то, что такие изделия не должны разрушаться даже после 2-х миллионов циклов прикладываемого к ним напряжения, величина которого должна быть не меньше 70% от значения предельной прочности на разрыв (номинального), чему соответствует материал изготовления стержня.