Арматура: что это такое, как выглядит и зачем нужна в строительстве

Невозможно представить себе современное строительство без железобетона, его используют при возведении жилых и производственных зданий, мостов и дорог. Одна из основных составляющих железобетона, это арматура. Что она из себя представляет, зачем нужна, какой бывает? Подробнее изучим все эти вопросы и дадим на них ответы.

Что такое арматура

Арматура – это строительный материл, изготавливаемый из стали горячекатаным или холоднодеформированным способом, а также из стеклянных, базальтовых, углеродных или арамидных волокон, которые пропитывают термореактивным или термопластичным полимерным связующим, ее называют композитной. Основная цель усилить бетонные конструкции, наделяя их способностью переносить нагрузки на растяжение.

Зачем она нужна

Бетон имеет много достоинств: прочность, долговечность, огнеупорность, стоимость, разнообразие получаемых форм. Поэтому заменить его в строительстве никак нельзя. Так зачем же тогда нужна арматура? На самом деле с бетоном всё не так просто. Да, он обладает огромной прочностью, но только при нагрузках на сжатие. Увы, нагрузки на изгиб или растяжение сравнительно легко повреждают его – появляются микротрещины, которые со временем приводят к тому, что конструкция разваливается. И хорошо, если происходит это постепенно, а не моментально, приводя к гибели людей.

Пример того что может случиться при недостатке арматуры и несоблюдение технологии армирования, при проведении монолитных работ.

Так что, арматура нужна для устранения этих недостатков. Она используется для армирования бетона, чтобы он мог выдерживать нагрузки на изгиб и растяжение без вреда для себя.

Применение в строительстве

Итак, назначение арматуры теперь известно – она повышает прочность бетона, улучшает его эксплуатационные свойства. Как же она используется? Тут может быть два варианта. Во-первых, это использование непосредственно на строительном объекте. В этом случае сначала собирается арматурный каркас, вокруг которого устанавливается опалубка. Её наполняют бетоном. После застывания и набора достаточной прочности (на это уходит около 4 недель) здание можно начинать эксплуатировать.

Пример использования стальной арматуры для сборки армирующего каркаса для плитного фундамента.

Во-вторых, изделия могут создаваться в заводских условиях. Прутья укладывают в специальные формы, которые потом наполняют бетоном. Получаются железобетонные изделия, например, плиты перекрытий.

Независимо от способа применения, арматура предназначена в железобетоне, чтобы принимать на себя те типы нагрузок, которые разрушают не армированный бетон.

Какой она бывает

Когда определение, назначение и способы применения материала известны, стоит разобраться с тем, как выглядит арматура, из чего ее изготавливают, как она маркируется. Тут существует несколько видов классификации, рассмотрим подробнее каждый из них.

Диаметр

Толщина может колебаться от 4 до 80 миллиметров. Благодаря этому можно легко выбрать тот материал, который лучше всего подходит для строительства конкретного объекта. И здесь важно произвести правильные расчеты. Ведь если используется слишком тонкая, то железобетон будет иметь недостаточную прочность. Если брать слишком толстую, это приводит к перерасходу средств на строительство практически без выигрыша по прочности. Самый лучший и правильный вариант, это доверить эти расчеты проектировщику, который согласно ГОСТ и СНиП, составит проект.

Бывают случаи когда даже опытные строители путаю диаметры арматуры, вместо 12 мм используют 10 мм, это скажется негативно на всей постройке, поэтому рекомендуем изучить статью, как правильно измерить диаметр арматуры.

Поверхность

Ещё один важный параметр – тип поверхности или профиль. Тут её делят на две группы – гладкая и с периодическим профилем.

С гладкой всё понятно – это прут с ровной поверхностью. Чаще всего используется в качестве связующего материала при сборке арматурного каркаса.

Материал с периодическим профилем является более сложным. Как выглядит арматура этой категории? Вся её поверхность имеет насечки или ребра. Благодаря им повышается качество сцепления с бетоном. Более сложная в производстве, она используется в качестве основной арматуры в железобетоне и принимает на себя всю нагрузку.

В зависимости от рифления на профиле материал можно разделить на три категории:

1. Кольцевидный. Вариант, привычный на всём постсоветском пространстве. Выступы представляют собой наклонные кольца, покрывающие всю поверхность прута.
2. Серповидный. Используется преимущественно в европейских странах. Выступы на поверхности металлического прута расположены симметрично по бокам.
3. Смешанный. Сравнительно новое решение, совмещающее в себе свойства серповидной и кольцевидной арматуры. Обеспечивает лучшее сцепление с бетоном на 20-30%, однако из-за сложности производства материал стоит дороже аналогов.

Как видите, сегодня рынок строительных материалов предлагает достаточно большой выбор арматуры, что позволяет подобрать подходящую для возведения любого объекта. Фото видов поверхности дополнительно облегчают выбор.

Материал

В представлении многих людей, далеких от строительства, арматура состоит исключительно из стали. Однако прогресс не стоит на месте и сегодня рынок строительных материалов предлагает больший выбор, чем полвека назад.

Конечно, чаще всего по-прежнему используется стальная арматура. Это всем привычный материал – проверенный десятилетиями активной эксплуатации. К тому же, он отличается высокой твердостью – иногда при строительстве приходится вбивать прутья в землю и металлический без вреда для себя выдерживает такую нагрузку.

Внешний вид стальной арматуры.

К сожалению, недостатки металлической арматуры давно выявлены и изучены – избавиться от них невозможно. В первую очередь к ним относятся:

• вес арматуры;
• теплопроводность;
• электропроводность;
• подвержена коррозии.

Поэтому инженеры всего мира не один год искали подходящую замену, лишенную этих недостатков. И она была найдена – композитная арматура. По ряду параметров она превосходит металлический аналог. Начать хотя бы с полной неуязвимости перед коррозией. Благодаря этому её можно использовать в железобетонных изделиях, которые будут применяться в условиях повышенной влажности. К тому же она весит меньше, чем металлическая арматура, способная выдерживать такую же нагрузку.

Внешний вид композитной арматуры.

Так как эта арматура состоит из стекловолокна, её морозостойкость крайне высока. На поверхности практически отсутствуют поры, в которые могла бы попадать вода, замерзание которой нарушило бы структуру арматуры. К тому же, пластик не проводит электричество.

Но каждый материал имеет также и определенные недостатки. Если говорить про минусы стеклопластиковой арматуры, то стоит выделить в первую очередь сложность соединения. Композитные прутья могут соединяться только методом связки – проверенный и хорошо зарекомендовавший себя метод сварки тут не подходит. К тому же композитные прутья нельзя изгибать – они сломаются, не выдержав такой боковой нагрузки. Поэтому нельзя сказать, что в обозримом будущем этот материал вытеснит со строительного рынка классическую арматуру.

Самый главный выявленный минус при сравнении стеклопластиковой арматуры с металлической, в том что она сильно уступает в показатели жесткости, модуль упругости стали в 4 раза выше чем у композитного материала, поэтому ее применение в строительстве ограничено.

По методу использования

В зависимости от того, какой тип применения арматуры запланирован, её также можно разделить на две категории: предварительно напряженная и ненапрягаемая. С последней всё понятно. Это обычные металлические пруты, которые используют в строительстве при изготовлении железобетонных изделий, вроде монолитных плит перекрытий.

Пример использования ненапрягаемой арматуры, при армировании монолитного перекрытия.

Предварительно напряженная арматура куда интереснее, позволяет добиться лучших эксплуатационных характеристик. Для этого берется арматура из марок стали, способны выдерживать высокие нагрузки на растяжение. При помощи специальных методов (винтовых или гидравлических домкратов или же электротока) металлический прут растягивается. Если используется домкрат, то арматура растягивается механическим способом. При применении электротока арматура разогревается и немного удлиняется.

Когда пруту приданы нужные характеристики, его фиксируют и заливают бетоном. После схватывания и окончательного набора прочности арматуру перестают фиксировать. В результате она сжимается и таким образом передает часть нагрузки бетону, который её окружает. Таким способом получается сжатый бетон, который будет легче переносить растягивающую нагрузку. Конечно, предварительно напряженные железобетонные изделия стоят дороже. Но улучшенные эксплуатационные свойства компенсируют дополнительные финансовые затраты, а также снижается расход арматуры на куб бетона.

По способу производства

Наконец, стоит упомянуть, что в зависимости от способа производства всю арматуру также можно разделить на три группы, каждая из них имеет определенное назначение, преимущества и параметры.

1. Стержневая. Это металлические стержни диаметром 6-80 мм. Изготавливается она по принципу холодного или горячего проката.
2. Проволочная. Изготавливается только по методике холодной протяжки. При этом прут протягивают через несколько отверстий, среди которых каждое последующее имеет чуть меньший диаметр. Благодаря такой процедуре проволока становится длиннее, тоньше и прочнее. Имеет диаметр не более 10 миллиметров.
3. Канатная. Изготавливают из проволоки. Её диаметр колеблется от 6 до 15 миллиметров. Главное преимущество – высокая прочность. При использовании важно следить за внешним видом прутов – недопустимо наличие каких-либо дефектов, вроде обрывов или вмятин. Их наличие снизит прочность и надежность конструкции.

Маркировка

Сегодня в продаже можно увидеть классы арматуры, сильно различающуюся по прочности, диаметру, составу и ряду других параметров, все зависит от того из какой стали сделали арматуру. Поэтому применяется специальная маркировка, по которой специалист легко определит, подходит ли материал для выполнения тех или иных работ.

Арматуру делят на следующие классы.

• А240 – арматура с ровной поверхностью. Из-за этого она не может обеспечивать качественное сцепление с бетоном. Поэтому её используют только для изготовления дополнительных элементов (пешек, хомутов) для сборки арматурного каркаса.
• А300 – арматура с периодическим профилем. Диаметр колеблется от 10 до 80 миллиметров. Имеет более высокую прочность, чем рассмотренный выше аналог. Может применяться как при малоэтажном строительстве, так и при изготовлении железобетонных изделий. В ГОСТ 34028-2016, который заменил ГОСТ 5781-82, ее уже не упоминают.
• А400 – арматура с ребристой поверхностью диаметром 6-40 миллиметров. Высокая прочность удачно сочетается с доступной стоимостью. Чаще всего используется при изготовлении различных ЖБИ.
• А600 – арматура диаметром 10-32 миллиметра. Подходят для использования как ненапряженных, так и напряженных ЖБИ. Только для напряжённых конструкций имеет маркировку Ап600. Иногда, данный вид материала применяется при изготовлении фундаментов, в качестве элементов каркаса.
• А1000 и А800 – арматура имеет ребристую поверхность. Диаметр может составлять от 6 до 36 миллиметров. При изготовлении используется низколегированная сталь. Поэтому материал имеет повышенную прочность. Это позволяет широко применять его в промышленном и многоэтажном строительстве.

Также арматура может обладать дополнительными свойствами, которых удается достичь благодаря особой технологии производства или же использованию специализированных добавок в сталь. Чтобы специалисты могли свободно выбирать подходящий материал по маркировке, в неё добавляется соответствующий индекс. Чаще всего сегодня можно встретить следующие отметки:

• В – холоднодеформированный прокат, производится без нагрева металла, например В500С;
• С – подходит для соединения в каркас путем сваривания, например А500С;
• К – прошла дополнительную обработку, придающую высокую стойкость перед коррозией;
• Т – упрочнен путем термической обработки.

Арматура является надежным и долговечным материалом, который отлично справляется со своей функцией и улучшает эксплуатационные характеристики бетонных изделий. Благодаря ее разнообразному сортаменту, с выбором трудностей возникнуть не должно.