Арматура: виды, характеристики и применение¶

Арматура — это совокупность стальных, композитных или полимерных элементов, предназначенных для восприятия растягивающих, сжимающих и иных напряжений в строительных конструкциях, преимущественно в железобетоне. В зависимости от материала, профиля и назначения арматура классифицируется по множеству параметров, определяющих её стоимость, прочность и область использования.

¶Классификация и маркировка стальной арматуры

Стальная арматура является основным видом армирующих элементов в капитальном строительстве. По механическим свойствам её разделяют на классы прочности, которые в России традиционно обозначаются буквой «А» и цифрой, соответствующей пределу текучести в мегапаскалях (МПа).

¶Классы А3 (А400), А500С и А400

Класс А3 — это устаревшее, но широко используемое в обиходе обозначение горячекатаной арматуры периодического профиля с пределом текучести 390–400 МПа. В современной нормативной документации этому классу соответствует А400. Арматура А400 (А3) изготавливается из низколегированной стали марок 35ГС, 25Г2С и аналогичных, что обеспечивает ей высокую свариваемость и пластичность.

А500С — более современный класс арматуры, разработанный для повышения технологичности строительства. Буква «С» означает, что арматура свариваемая. Её предел текучести составляет 500 МПа, что позволяет снизить расход металла по сравнению с А400 при равной несущей способности. Арматура А500С изготавливается по ГОСТ Р 52544 и широко применяется для армирования монолитных конструкций, фундаментов и плит перекрытия. Визуально профиль А500С отличается от А400 наличием серповидных рисок, а не кольцевых выступов.

¶Арматура 12 мм: вес и характеристики

Наиболее востребованным диаметром в частном и гражданском строительстве является арматура 12 мм. Она применяется для армирования ленточных фундаментов, ростверков, колонн и в качестве рабочей арматуры в плитах перекрытия.

Теоретическая масса одного погонного метра стержня диаметром 12 мм составляет 0,888 кг. Для расчёта стоимости за тонну необходимо учитывать, что в одной тонне содержится приблизительно 1126 метров такой арматуры. Цена за метр и за тонну формируется на основе стоимости сырья, класса прочности (А400 или А500С), объёма закупки и региона поставки. Как правило, арматура А500С диаметром 12 мм стоит незначительно дороже А400, однако её использование экономически выгоднее за счёт меньшего требуемого сечения.

¶Стеклопластиковая (композитная) арматура

Композитная арматура (стеклопластиковая, или АСП) — это неметаллический армирующий элемент, производимый из стеклянных или базальтовых волокон, связанных полимерным связующим (эпоксидной или полиэфирной смолой). Она выпускается в виде стержней периодического профиля и поставляется в бухтах или хлыстах.

¶Характеристики и сравнение со стальной

Стеклопластиковая арматура обладает рядом отличительных свойств:

Устойчивость к коррозии — не ржавеет, что делает её приоритетной для конструкций, контактирующих с агрессивными средами (морская вода, химические реагенты, противогололёдные смеси).
Низкая теплопроводность — не создаёт мостиков холода в отличие от стали.
Диэлектрические свойства — не проводит электрический ток.
Малый вес — примерно в 4–5 раз легче стального аналога при равном диаметре.
Высокая прочность на разрыв — превосходит сталь по удельной прочности.

Однако композитная арматура имеет существенные ограничения: модуль упругости у неё в 3–4 раза ниже, чем у стали, что приводит к повышенному прогибу конструкций. Она плохо работает на сжатие и разрушается при перегибах под малым радиусом. Также стеклопластик не поддаётся сварке — соединение производится только вязальной проволокой или пластиковыми хомутами, а при нагреве свыше 150°C теряет несущую способность.

¶Применение стеклопластиковой арматуры

Сфера использования АСП ограничена конструкциями, работающими преимущественно на растяжение: ленточные фундаменты под лёгкие постройки, армирование кирпичной кладки, стяжки полов, дорожные плиты, элементы очистных сооружений. В несущих монолитных каркасах многоэтажных зданий применение стеклопластиковой арматуры запрещено нормами из-за низкой жёсткости и пожарной опасности.

¶Арматура для сливного бачка унитаза

Термин «арматура» также используется в сантехнике для обозначения внутреннего механизма сливного бачка унитаза. В данном контексте под арматурой понимается комплект деталей, обеспечивающих набор воды и её слив. Различают два основных узла: запорную арматуру (заливной клапан, отвечающий за подачу воды и её перекрытие при достижении определённого уровня) и сливную арматуру (кнопка или рычаг, соединённые с сифоном и клапаном спуска). Современные сливные механизмы изготавливаются преимущественно из пластика и могут иметь функцию двухрежимного слива («эконом» и «стандарт»), позволяющую экономить воду. Поломки сантехнической арматуры обычно связаны с износом резиновых прокладок или засорением заливного клапана, что устраняется регулировкой или заменой комплектующих.

¶Арматура для фундамента

Армирование фундамента является обязательным условием для обеспечения долговечности здания, поскольку бетон отлично работает на сжатие, но плохо переносит растягивающие нагрузки. Применение арматуры позволяет воспринять изгибающие моменты и предотвратить растрескивание.

¶Схемы армирования

Для ленточных фундаментов используется пространственный каркас из четырёх и более продольных стержней (обычно диаметром 12–16 мм), объединённых поперечными хомутами. Продольная арматура воспринимает основные нагрузки, а хомуты (диаметром 6–8 мм) обеспечивают совместную работу стержней и фиксируют их проектное положение. Шаг хомутов составляет 200–300 мм.

Для плитных фундаментов применяется сетка с ячейкой 200×200 мм или 150×150 мм из арматуры диаметром 12–14 мм. Сетки укладываются в два слоя (верхний и нижний), между которыми устанавливаются фиксаторы («стульчики»), обеспечивающие защитный слой бетона не менее 40 мм.

Соединение стержней в каркасах производится вязкой отожжённой проволокой. Сварка допускается только для арматуры классов с индексом «С» (например, А500С) из-за риска пережога металла в местах соединения.

¶Выбор и экономическая эффективность

При выборе типа арматуры для конкретного проекта следует учитывать характер нагрузок, условия эксплуатации и экономические показатели. Для тяжёлых монолитных конструкций и фундаментов капитальных зданий оптимальным решением остаётся стальная арматура классов А400 или А500С, стоимость которой рассчитывается за тонну. Для облегчённых конструкций, не подверженных значительным изгибающим нагрузкам, может применяться стеклопластиковая арматура, цена которой обычно устанавливается за погонный метр и зависит от диаметра.

Стоимость стальной арматуры формируется исходя из котировок на металлолом и сортовой прокат, тогда как цена композитной арматуры зависит от стоимости стекловолокна и смол. При расчёте сметы важно помнить, что замена стальной арматуры на композитную должна производиться по расчёту, а не по принципу «равного диаметра», так как это может привести к аварийным ситуациям.

¶Интересные факты

Первые попытки армирования бетона металлическими прутьями предпринимались ещё в середине XIX века, однако патентом на железобетонную конструкцию считается разработка французского садовника Жозефа Монье, получившего патент в 1867 году.
Арматура А500С была разработана в конце XX века в рамках программы экономии металла; её применение позволяет экономить до 10–15% стали по сравнению с А400.
В России действует ГОСТ 34028-2016, регламентирующий характеристики горячекатаной арматуры, и ГОСТ 31938-2012 для композитной полимерной арматуры.