будівельна арматура

Основний вид арматури для виробництва залізобетону в будівельній індустрії СРСР до 90-х років минулого століття був освоєний на металургійних заводах по ГОСТ 5781.

Цей арматурний профіль (рис. 1, а) прокочується з нанесенням рифлення на поверхню круглого сердечника і має кільцеві поперечні ребра, пересічні з поздовжніми ребрами.

Мал. 1. Різновиди арматури

У кільцевому профілі по ГОСТ 5781 наявність концентраторів напруги в місцях перетинів поперечних ребер з поздовжніми є однією з основних причин зниження міцності. При динамічних навантаженнях в бетоні в разі виникнення в місці перетину ребер тріщини вона поширюється по лінії поперечного ребра (по кільцю), і при досягненні критичного розміру відбувається розрив знаходиться під навантаженням стрижня. У порівнянні з кільцевих, серповидний профіль сприяє формуванню вищих (вище на 4-8%) міцності і пластичних властивостей при прокатці, не має концентраторів напруги у вигляді перетинів, проте має гірші показники, що характеризують міцність і жорсткість зчеплення з бетоном.

Численними дослідженнями доведено, що в масивних конструкціях з великою товщиною захисного шару бетону економічно доцільно застосовувати кільцевий профіль із-за його високої анкеруючої здатності. У конструкціях тонкостінних, особливо заздалегідь напружених, об'єктивно застосування арматури серповидного профілю для забезпечення високого ступеня їх експлуатаційної надійності.

Новий арматурний профіль по своїй конструкції і взаємодії з бетоном вигідно відрізняється від кільцевого і серповидного головним чином через чергування по довжині стрижня вершин суміжних серповидних поперечних ребер у взаємно перпендикулярних осьових площинах (рис. 1, в). Він забезпечує високу жорсткість і міцність зчеплення при низькій розпірні в бетоні.

На рис. 2 показані види нового профілю і позначені площі ділянок поперечних ребер, що беруть участь в опорі його висмикування з бетону.

При зіставленні з опором поперечних ребер європейського профілю з рівним кроком їх розташування по довжині з і однаковою висотою ребра h очевидно, що жорсткість і міцність зчеплення нового профілю з бетоном збільшується за рахунок участі площ F1, розташованих рівномірно по периметру стрижня з кроком с / 2, F2 і F3 c кроками, рівними з, зміщених по довжині стрижня щодо один одного на величину, рівну с / 2, і розташованих з вершинами у взаємно перпендикулярних осьових площинах. В даному випадку распорность стрижня при тому ж навантаженні зменшується практично в два рази через перерозподіл її за рахунок додаткових поперечних ребер на іншу взаємно перпендикулярну осьову площину. З рис. 2 видно, що по міцності зчеплення з бетоном арматура з цим профілем має переваги перед арматурою з серповидним і кільцевих профілями. Як показали результати дослідів, при fR и 0,075 арматура з новим профілем не поступається по жорсткості арматурі з кільцевим профілем і перевищує за цим показником арматуру серповидного профілю.

Мал. 2. Форма нового профілю

Таким чином, за зовнішнім виглядом арматурний профіль, вироблений способом гарячої прокатки, сьогодні можна поділити на кільцевій. серповидний. змішаний (новий) і трефовий (чотиристоронній).

Європейський серповидний профіль (рис. 1, б) по EN-10080-1 і DIN 488 може мати варіанти виконання, які відрізняються кроком, кутом нахилу серповидних виступів по відношенню один до одного.

За фізико-механічними властивостями та іншими показниками якості будівельна арматура підрозділяється на класи міцності. Оскільки вона використовується для виробництва відповідальних будівельних деталей і конструкцій і споживання металу на 1 м ³ залізобетону становить в середньому 70 кг, або 10-25% від вартості залізобетону, до неї пред'являються дуже жорсткі вимоги, а саме:

високі міцність і пластичні механічні властивості;
міцність і жорсткість зчеплення з бетоном;
низька распорность в бетоні;
хороша зварюваність;
корозійна стійкість і втомна міцність.

Мал. 3. Термомеханічеські зміцнений арматурний профіль

Міцність і жорсткість зчеплення арматури з бетоном і іншими матеріалами, а також її розпірною в бетоні багато в чому визначаються видом і геометричними параметрами профілю поверхні арматурного стрижня, а також властивостями бетону та технологічними параметрами його укладання. Випускаючи продукцію за власними технічними умовами, більшість заводів прагнуть до уніфікації, орієнтуючись на СТО АСЧМ 7-93 «Прокат періодичного профілю з арматурної сталі». Цей нормативний документ поширюється на класи А400С, А500С, А600С - стрижневу і бунтовую арматуру, вироблену як:

гарячекатану без подальшої обробки;
термомеханически зміцнену в потоці станів;
механічно зміцнену в холодному стані.

Механічні властивості і зварюваність арматурної сталі залежать від її хімічного складу (гарячекатана арматура) і способу зміцнення (термомеханічна або термічна обробка, холодна деформація). Механічні властивості, хімічний склад, способи прокатки і зміцнення, параметри і вид профілю в тій чи іншій мірі визначають корозійну стійкість і міцність від утоми арматури.

Ефективність використання залізобетонних конструкцій в значній мірі залежить від споживчих характеристик арматури. Так, застосування термомеханически зміцненого арматурного прокату з міцністю 500-1200 Н / мм за рахунок зниження витратних коефіцієнтів дозволяє підвищити ефективність використання металу на 15-35%. Підраховано, наприклад, що використання 500 тис. Тонн в рік такого прокату дає економію 169,5 млн. КВт / год електроенергії, або 37 тис. Тонн умовного палива.

Розглянемо експлуатаційні характеристики арматури за механічними властивостями (табл. 1). У гарячекатаної арматурної сталі по ГОСТ 5781 необхідні механічні властивості забезпечуються хімічним складом сталі. З цією метою використовуються не тільки вуглецеві стали 3-5сп, а й стали, леговані марганцем і кремнієм 35ГС, 25Г2С, а також більш міцні сталі, леговані хромом і титаном, - 23Х2Г2Т, 23Х2Г2Ц.

Таблиця 1. Механічні характеристики гарячекатаної арматури

Арматурна сталь підрозділяється на класи в залежності від мінімального значення межі текучості (Н / мм2) і експлуатаційних характеристик (С - зварювальна, К - стійка проти корозійного розтріскування під напругою). Зварюваність прокату забезпечується технологією виробництва і хімічним складом сталі, з якої він виготовлений. Величина вуглецевого еквіваленту (Се) для зварюваного арматурного прокату класу А400 повинна бути в межах 0,3-0,52%, для класу А500 - в межах 0,35-0,52% і 0,4-0,65% - для класу А600.

Арматурну сталь класів А-I (А240) - А-IV (А600) виробляють гарячекатаної, класу А-V (А800) - з низькотемпературним відпусткою, класу А-VI (А1000) - з низькотемпературним відпусткою або термічною обробкою в потоці прокатного стану.

Для армування залізобетонних конструкцій відповідно до ГОСТ 10884 виготовляють термомеханічно або термічно зміцнену арматуру Ж 10-40 мм з вуглецевих і низьколегованих сталей, марки і режими термічного зміцнення яких вибираються заводом-виробником. Арматурну сталь виготовляють 6 класів (див. Табл. 2).

Таблиця 2. Термічно зміцнена арматура по ГОСТ 10884

Найбільш часто використовується арматура Ат800 (Ат-V) Ж10-14 мм. Найбільші постачальники термічно зміцненої арматури - «Северсталь» (Ж14 мм), ЗСМК (Ж12-18 мм), РУП БМЗ (Ж15-32 мм). Термомеханічеські зміцнена арматура для напружених конструкцій по ГОСТ 10884 проводиться тільки мірної довжини, зазвичай 6,8 і 7,5 м. Ця арматура призначена для виготовлення попередньо напружених плит-перекриттів.

Механічні властивості термічно зміцненої арматурної сталі різних класів, в тому числі свариваемой і стійкою проти корозійного розтріскування під напругою, до і після електронагріву, а також результати випробування на вигин повинні відповідати вимогам, наведеним в табл. 3.

Таблиця 3. Механічні властивості термічно зміцненої арматурної сталі

Мал. 4. Схема виробництва холоднодеформованої арматури

Останнім часом заводи рідко виробляють арматуру класу A-I по ГОСТ 5781, замість цього катають круглий профіль по ГОСТ 535, який як будівельна арматура не може бути використаний.

Мал. 5. Різновиди холоднодеформованої арматури

Поставка арматури виробництва РУП БМЗ на ринки СНД і в далеке зарубіжжя здійснюється по СТО АСЧМ 7-93 і нормативні документи країни-споживача. Арматурна продукція РУП БМЗ сертифікована за національними стандартамУкаіни, Польщі та більшості країн ЄС.

Слід зазначити, що РУП БМЗ спільно з НИИЖБ Україна ще за часів СРСР першим почав уніфікацію і виробництво арматури класу А500С. На замовлення будівельних підприємств випускалися і досвідчені партії арматури завдовжки 24,2 м. Із збільшенням частки монолітного житлового будівництва ця арматура має зростаючий попит.

Мал. 6. холоднодеформована кручений арматурний профіль по патенту № 361 BY

Та все це відноситься до арматури, виробленої на металургійних підприємствах способом гарячої прокатки з наступним охолодженням на повітрі або термічним зміцненням в трасі водяного охолодження. Бунтової прокат діаметром 6-8 мм є сьогодні дефіцитною продукцією у будівельників, так як проводиться на металургійних підприємствах в малих кількостях через зниженої рентабельності в порівнянні з арматурою великих діаметрів. Практично відсутня на будівельних ринках арматура діаметром 6 мм.

В Європі сьогодні проглядається тенденція на збільшення обсягу випуску холоднодеформованої арматури діаметром до 20 мм в бунтах. Вона має більш високі властивості міцності і корозійну стійкість, вигідно відрізняючись від гарячекатаної і за зовнішнім товарного вигляду. Основним нормативним документом є DIN 488. Арматура виконується у вигляді круглого в перетині профілю з нанесеним тристоронньою рифленням по периметру перетину і в основному проводиться в тривалкових клітях фірм Koche, GSG за схемою, наведеною на рис. 4.

У СНД холоднодеформована арматура з тристоронньою профілем діаметром 6-10 мм випускається в дуже малих обсягах за технічними умовами підприємства-виробника. ВУкаіни є кілька виробників арматури цього виду за своїми технічними умовами, наприклад ТУ 14-1-5372-99 «Сталь холоднодеформована періодичного профілю для армування залізобетонних конструкцій». Орловський сталепрокатний завод свого часу випускав арматуру з чотиристороннім профілем по ТУ 14-170-217-94 «Холоднодеформована з чотиристороннім періодичним профілем для армування залізобетонних конструкцій». Подібна арматура в даний час освоєна в Луганську і Умань. Крім перерахованих вище різновидів, на будівельному ринку періодично з'являються зовні різноманітні види холоднодеформованої арматури (рис. 5).

Характерною особливістю даних виробів, вироблених вУкаіни, є знижене значення відносного подовження s10 не більше 6%. Це пов'язано в основному з явищем наклепу і післядеформаційного старіння.

На закінчення слід згадати використовувану будівельниками для виробництва сітки кладки арматурний дріт ВР-1 діаметром 3-5 мм по ГОСТ 6727-80 і міцну арматуру по ГОСТ 7348-81 «Дріт з вуглецевої сталі для армування попередньо напружених залізобетонних конструкцій» для струнобетонов і залізничних шпал . Якщо дріт ВР-1 проводиться зі звичайної низьковуглецевої сталі за ГОСТ 380, то високоміцний арматурний дріт випускається з високовуглецевої сталі - Ст.75-85 по ГОСТ 14959. Така сталь забезпечує номінальне тимчасовий опір в межах 1470-1780 Н / мм в готовому профілі діаметром 3-8 мм. В даний час ця арматура в Білорусі не проводиться і закуповується вУкаіни, хоча за хімічним складом вона відповідає катанці для металокорду і РМЛ, яку випускає РУП «Белоукраінскій металургійний завод». На жаль, незважаючи на можливість виготовлення такої катанки, організувати виробництво високоміцної арматури в даний час не представляється можливим, тому що крім спеціального деформуючого інструменту і обладнання для рихтування та намотування готової арматури необхідні агрегати для патентування катанки перед деформацією і відпустки арматурного дроту перед змотуванням.

Технологія виробництва високоміцної арматури принципово розроблена, причому без традиційного патентування, фахівцями ТОВ «Будівельні ресурси», але через організаційні причини поки не реалізована на практиці.