Арматурка: виды, характеристики и применение¶

Арматурка — распространённое в профессиональной и бытовой среде разговорное название арматуры, комплекса стальных стержней, проволоки или иных элементов, закладываемых в железобетонные конструкции для восприятия растягивающих и иных напряжений. В строительной отрасли термин используется для обозначения сортамента горячекатаной стали периодического профиля, применяемой при возведении монолитных зданий, фундаментов, дорожных покрытий и других сооружений.

¶Назначение и принцип работы

Бетон, являясь основным конструкционным материалом, хорошо сопротивляется сжатию, однако его прочность на растяжение значительно ниже. Арматурка, помещённая внутрь бетонной массы, принимает на себя растягивающие усилия, возникающие в конструкции под воздействием нагрузок, собственного веса, температурных деформаций и усадки. Совместная работа стали и бетона обеспечивается за счёт сил сцепления между ними, которое достигается благодаря периодическому (рифлёному) профилю стержней, а также адгезии цементного камня. Такое сочетание позволяет создавать надёжные и долговечные железобетонные изделия.

¶Классификация и виды

Существует несколько классификаций арматурки, различающихся по технологии производства, профилю, назначению и механическим свойствам.

¶По профилю

• Гладкая арматура (класс А1, A240) — стержни с гладкой поверхностью круглого сечения. Применяется для монтажа распределительных элементов, хомутов, сеток, а также в конструкциях, где требуется сварка. Сцепление с бетоном ниже, чем у рифлёной.
• Периодический профиль (классы А2, А3, А500С и др.) — стержни, имеющие на поверхности поперечные рёбра и продольные выступы (серповидный или кольцевой профиль). Такая форма обеспечивает высокое сцепление с бетоном и применяется в качестве рабочей арматуры в несущих конструкциях.

¶По назначению

• Рабочая арматура — воспринимает основные растягивающие усилия в конструкции, устанавливается по расчёту.
• Конструктивная (распределительная) арматура — обеспечивает целостность каркаса, воспринимает усадочные и температурные напряжения, перераспределяет нагрузку между рабочими стержнями.
• Монтажная арматура — служит для сборки каркаса и фиксации рабочей арматуры в проектном положении.

¶По классу прочности

В России действует классификация по ГОСТ 34028-2016 и СП 63.13330. Класс обозначает нормативное значение предела текучести в мегапаскалях. Наиболее распространённые классы:

Буква «С» в обозначении указывает на возможность сварки. Арматурка класса А500С изготавливается из низколегированной стали и обладает повышенной пластичностью.

¶Материалы изготовления

Основным материалом для производства арматурки служит низкоуглеродистая и низколегированная сталь марок Ст3сп, Ст3пс, 09Г2С и других. Химический состав стали влияет на свариваемость, коррозионную стойкость и механические характеристики. Для специальных условий (агрессивные среды, морские сооружения) может применяться арматура с антикоррозионными покрытиями или из нержавеющих сталей, однако в массовом строительстве она используется редко из-за высокой стоимости.

¶Технология производства

Арматурку получают преимущественно двумя способами:

1. Горячая прокатка — стальные заготовки (блюмы) нагревают в печах и пропускают через систему прокатных клетей, формирующих профиль. После прокатки стержни охлаждают на холодильнике и подвергают правке.
2. Термомеханическое упрочнение — после горячей прокатки стержни подвергают ускоренному охлаждению водой с последующим самоотпуском. Это позволяет повысить прочностные характеристики стали без дополнительного легирования.

Готовая продукция выпускается в виде стержней мерной длины (обычно 6, 9, 11,7 м) или в бухтах (мотках) для диаметров до 12 мм.

¶Сортамент и маркировка

Основные диаметры арматурки, используемые в строительстве, — от 6 до 40 мм. Наиболее востребованы диаметры 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 мм. Маркировка наносится на стержни в виде прокатных выступов и вмятин, позволяющих определить класс стали, завод-изготовитель и направление прокатки. Например, обозначение «А500С» может быть нанесено на поверхность стержня.

¶Применение в строительстве

Арматурка является неотъемлемым элементом практически всех железобетонных конструкций:

• Фундаменты — ленточные, плитные, свайные. В плитных фундаментах арматурка укладывается в две сетки (верхнюю и нижнюю) для восприятия нагрузок от здания.
• Монолитные стены и колонны — вертикальные стержни связываются хомутами в пространственные каркасы.
• Перекрытия — армирование плит производится сетками или отдельными стержнями в растянутой зоне.
• Дорожное строительство — дорожные плиты, покрытия, бетонные основания.
• Гидротехнические сооружения — мосты, дамбы, набережные.
• Производство ЖБИ — заводы выпускают фундаментные блоки, плиты перекрытия, сваи, ригели с использованием арматурных каркасов.

¶Вязка и монтаж

Соединение арматурных стержней в каркас производится двумя способами:

• Вязка — с помощью отожжённой стальной проволоки (обычно диаметром 1,2–1,6 мм) и специального крючка или вязального пистолета. Этот метод позволяет соединять стержни без потери прочности стали и применяется на строительных площадках.
• Сварка — используется для арматуры классов, допускающих сварку (А500С). Сварка производится точечным методом для сеток или дуговой сваркой для стержневых соединений.

Вязка арматуры требует соблюдения шага (расстояния между стержнями), защитного слоя бетона (обычно 20–50 мм) и нахлёстов при соединении стержней.

¶Нормативные требования

Производство и применение арматурки регламентируются следующими нормативными документами:

• ГОСТ 34028-2016 — «Прокат арматурный для железобетонных конструкций».
• ГОСТ 5781-82 — «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций».
• СП 63.13330 — «Бетонные и железобетонные конструкции».
• ГОСТ 10922-2012 — «Арматурные и закладные изделия».

Требования включают контроль химического состава, механических свойств (предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение), геометрических параметров профиля и качества поверхности.

¶Преимущества и недостатки

К преимуществам арматурки как строительного материала относят высокую прочность, надёжность, огнестойкость железобетонных конструкций, долговечность при соблюдении технологии. Недостатками являются подверженность коррозии при повреждении защитного слоя бетона, значительная масса, трудоёмкость монтажных работ и относительно высокая стоимость.

¶Интересные факты

• Первые попытки армирования бетона металлическими стержнями предпринимались в середине XIX века, однако системное применение началось после патента французского садовника Жозефа Монье в 1867 году.
• В современном монолитном строительстве расход арматуры составляет в среднем 40–60 кг на кубический метр бетона.
• Арматурка диаметром 12 мм наиболее популярна при возведении частных домов и используется для армирования фундаментов, стен и перекрытий.