Из какой стали делают арматуру

Арматурные стали

Для производства металлических каркасов, сварных, плетеных, тканых сеток берут стержневую и проволочную арматурную сталь. Для ее выпуска разрабатывают стандартные нормы, технические условия.

Технологии выпуска регулярно совершенствуют:

• разрабатывают классы сталей, у которые изменены или улучшены их механические и физические свойства;
• разрабатывают и публикуют ГОСТы с методами измерения уровня веществ, определения качества состава;
• делают более рациональными формы периодического профиля;

Обозначение классов стали

В ГОСТ 34028— 2016 арматурный прокат группируют:

• по техническим характеристикам у арматурной стали 7 основных классов А (240-1000) Н/мм кв., где цифры означают предел текучести.

Чтобы арматура работала как: рабочая, конструктивная, распределительная, анкерная, при этом в разных климатических условиях и среде, предъявляют дополнительные требования к ее составу.

Такая арматура обозначается:

• Ат — термомеханически упроченная;
• В — холоднодеформированная;
• Ас — спецназначения;
• С — сваривается всеми видами сварки;
• Н — повышенной пластичности;
• Е — высокой пластичности, хорошо работает при сейсмических нагрузках;
• У — устойчива при частых циклических нагрузках;
• К — устойчива к растрескиванию от коррозии;
• Р — распределяет напряжения;
• п — предварительно напряженная.

Классификация арматуры по назначению:

• классы А (240-600) Н/мм кв. идут на армирование сборного и монолитного ж/бетона, в зависимости от проектных расчетов предела текучести;
• классы Ап 600 — А 1000 для предварительно напряженного ж/бетона.

Различия по форме профиля:

• с гладким (А240) или с периодическим профилем А (400-1000);
• есть 4 конфигурации периодического профиля 1-4ф.

Состав арматурной стали

В ее составе в основном содержится железо и углерод. В малых количествах 2-3% в сплав входят примеси. В зависимости от их процентного содержания, сталь может быть легированной или углеродистой.

В углеродистой есть химические элементы:

• Марганец, кремний, фосфор, сера. Это стандартные примеси, причем Si, Mn вносят в сплав для его раскисления.
• Газы — водород, азот, кислород. Они поступают в сплав во время его нагрева и отчасти будут тормозить устойчивость к хрупкому разрушению.

Из углеродистой стали обычного качества выпускают прокатную металлопродукцию: арматуру, уголки, профили, листы, швеллеры.

Чтобы получить легированную сталь, в обычную углеродистую вводят дополнительно переходные металлы: хром, ванадий, никель, молибден. Введенные в точном процентном отношении химические элементы наделяют полученный сплав нужными свойствами. Одни элементы делают его устойчивым к коррозии, другие упрочняют его, третьи повышают упругость, добавляют другие свойства. Из легированных сплавов, обогащенных одним или несколькими переходными металлами выпускают арматурную сталь с дополнительными требованиями: свариваемую, устойчивую к коррозии, циклическим нагрузкам, с высокой пластичностью.

Влияние “C” (углерода) на свойства стали

“C” это элемент, процентное содержание которого устанавливает свойства сплава. Прежде всего он определяет вязкость. С ростом процентного содержания углерода растет прочность, твердость, также закаливаемость. При этом снижается пластичность, а также сопротивление ударным нагрузкам. Это значит, что с ростом содержания “C”, снижаются литейные свойства, свариваемость. Такой сплав тяжелее поддается обработке.

Сплавы группируют по процентному содержанию “С”.

• Низкоуглеродистый сплав включают до 0,3 % “С”. Высокопластичный, легко меняет форму. Хорошо сваривается. Подается обработке в холодном виде и под высокими температурами.
• Среднеуглеродистый сплав включает до 0,6 % “С”. Он более прочный, менее пластичный.
• Высокоуглеродистый сплав содержит более 0,6 % “С”. Очень прочный, с высокой твердостью, низкой вязкостью, плохо сваривается и обрабатывается.

Все виды сплавов с разным углеродным содержанием различаются по прочности, твердости, пластичности. Они по-разному свариваются, обрабатываются, поэтому будут эксплуатироваться в условиях, где хорошо сработают их свойства.

Из всех углеродистых и легированных сплавов выпускают стержневую и проволочную арматуру. Из нее делают арматурные сетки, фундаментные пространственные и свайные сварные каркасы, закладные детали.

На классы арматуры идут разные марки стали.

• А240 с гладким профилем часто монтируют как вспомогательную, для нее берут сталь марки Ст 3кп, Ст 3пс, Ст 3сп. Она пластичная, хорошо сваривается, с низким содержанием “С” 0,14 — 0,22 %. Хорошо работает в условиях низких температур, также где нужны высокие значения удлинения при растягивающих нагрузках. По ГОСТУ ее относительное удлинение равно 25%, самое большое.
• Для А300 с диаметрами до 40 мм идет марка Ст 5пс, Ст 5сп с увеличенным процентом “С” в пределах 0,28 — 0,37 %. На производство арматуры с большими диаметрами до 80 мм идет марка 18Г2С где “С” меньше, 0,14 — 0,23 %. Относительное удлинение 19 %.
• Для выпуска Ас300 “спецназначения” берут марку 10ГТ. Здесь низкое содержание “С”, марганца и кремния, поэтому относительное удлинение до 25 %. При этом добавляют легирующие элементы: титан, хром, алюминий.
• А400 выпускают из стали марки 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс со средними значениями “С” в пределах 0,3 -0,37 %. Буква “Г” есть в обозначении сплава, в котором марганца более 0,8 %. Прокат монтируют в железобетонных конструкциях. Относительное удлинение до 5 %.
• На выпуск А600 идут разные марки: прочная, высокоуглеродистая, легированная 80 С для диаметров до 18 мм. А600п берут для выпуска предварительно напряженных ж/бетонных конструкций. Относительное удлинение этого проката всего 2,5 %.

На диаметры стержней до 40 мм легированная 20ХГ2С, более пластичная, с низким “С” до 0,26%.

• А800, А1000 делают из высоколегированных марок, которые содержат хром, титан, алюминий. Сплавы пластичные с средним содержанием “С” до 0,34%. При этом относительное удлинение 2,5%.

Чтобы точно выразить свариваемость сталей, есть углеродный эквивалент “Сэкв”. Его значение указывают в документе о качестве металлопродукции. Сэкв это расчетное значение степени свариваемости, при котором гарантировано не будет холодных трещин. Сэкв считают как отношение суммы примесей и легирующих элементов: С, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu к количеству “С”.

Из какой стали делают арматуру

К условно экологическим стройматериалам относятся:

Однако большинство из них имеют высокую плотность и сильно коррозируют под действием различных газов и влаги. Металлы делятся на две большие группы: черные и цветные. Черные металлы отличает высокая температура плавления, плотность и повышенная твердость. Цветные металлы, в большинстве случаев, плавятся при более низких температурах и обладают повышенной электро- и теп лопроводимостью.

Черные металлы – это сплавы железа с углеродом (Рис. 6.1). К ним относятся: сталь (содержание углерода до 2 %) и чугун (содержание углерода от 2% до 6,67%).

Рис. 6.1. Разновидности чёрных металлов

Цветные металлы делятся на: редкие, лёгкие, тяжёлые и благородные (Рис. 6.2).

Рис. 6.2. Классификация цветных металлов

6.2. Чугун. Классификация чугуна

Чугун – это сплав железа с углеродом, содержащий от 2,14 до 6,67% углерода. В зависимости от формы связи углерода чугуны бывают белыми и серыми.

Белый чугун (передельный) – содержит углерод в виде цементита. В изломе имеет светлый цвет (Рис. 6.3). Белые чугуны имеют большую твердость, хрупкость и не используются для изготовления деталей машин.

Рис. 6.3. Белый чугун

Серый чугун (литейный) – содержит углерод в виде графита. В изломе имеет серый цвет (Рис. 6.4). Поддается резке, применяется в машиностроительной отрасли. Из серого чугуна изготовляют отдельные элементы строительных конструкций: башмаки под колонны, опорные части железобетонных ферм и балок, санитарно-технические изделия.

Рис. 6.4. Серый чугун

Кроме того, чугуны бывают ковкими и высокопрочными.

Ковкий чугун – получают длительным отжигом белого чугуна. Ковкий чугун характеризуется повышенной пластичностью и вязкостью, обладает повышенной прочностью при растяжении и высоким сопротивлением удару.

Рис. 6.5. Изделия из ковкого чугуна

Высокопрочный чугун – получают при введении в серый чугун специальных добавок. Применяется для изготовления ответственных деталей, которые должны иметь высокую износостойкость.

Рис. 6.6. Изделия из высокопрочного чугуна

6.3. Производство чугуна

Чугун получают из шихты, состоящей из железной руды, твердого топлива (кокса) и флюса. Эту смесь подвергают термической обработке до температуры 1900° С в доменных печах.

Интересно знать: Доменная печь. Получение чугуна

Железная руда состоит из рудного минерала (оксиды Fe2O3 и Fe2O4), пустой породы, не содержащей железа (известняк, кварцит, песчаник) и примесей. К вредным примесям относятся сера, фосфор, которые ухудшают качество чугуна.

Флюсы – это материалы минерального происхождения, которые вводят в шихту для образования шлака и регулирования его состава. Они способствуют переходу вредных примесей для металла в шлак. По химическому составу различают основные флюсы (известняк), кислые (кремнезем) и нейтральные (глинозем).

Производство чугуна заключается в следующем: руду измельчают на дробильной установке, промывают, после чего обжигают для удаления вредных примесей. Затем шихта загружается в верхнюю часть печи, а снизу подается горячий воздух (Рис 6.7). Кокс начинает интенсивно сгорать, образую углекислый газ СО2. В результате горения температура в этой зоне поднимается до 1900℃. По мере продвижения шихты вниз ее температура повышается. Углекислый газ при контакте с раскаленным коксом переходит в оксид углерода СО. Газовая среда в печи приобретает восстановительные свойства, т.е. способность отнимать от оксидов кислород.

Таким образом, углерод кокса при высоких температурах восстанавливает железную руду до чистого железа. Железо плавится и насыщается углеродом, превращаясь в чугун.

Из шихты восстанавливаются марганец, фосфор и кремний, которые тоже переходят в расплав металла. Расплавленный чугун стекает в нижнюю часть печи, а расплавленный шлак находится сверху чугуна, т.к. более легкий, и предохраняет его от окисления.

Рис. 6.7. Схема доменной печи

Интересно знать: Технология получения чугуна

Более 80% чугуна используют для получения стали, а остальное (около 20%) – для литых чугунных изделий. При доменном производстве на каждую тонну чугуна получают около 0,6 т огненно-жидкого шлака. Шлак – ценное сырье для промышленности строительных материалов. Из него получают шлакопортландцемент, шлаковую пемзу, шлаковую вату и другие материалы.

6.4. Сталь. Классификация сталей

Сталь – сплав железа с углеродом, в котором содержится от 0,02 до 2,14 % углерода.

Стали классифицируют:

1. По химическому составу:

• углеродистые;
• легированные.

2. В зависимости от концентрации углерода:

• низкоуглеродистые ( 0,7 % углерода).

3. По содержанию легирующих элементов:

• высоколегированную, с массой легирующих добавок более 10 % от общей массы;
• среднелегированную, с массой легирующих добавок от 2 до 10 % от общей массы;
• низколегированную, с массой легирующих добавок от 2,5 % от общей массы.
• материалы для полов – плитки;

• стали обыкновенного качества;
• качественные стали;
• высококачественные стали;
• особовысококачественные стали.

5. В зависимости от степени раскисления при выплавке:

• кипящие (кп) – содержат в своем составе повышенное количество оксида железа, который при затвердевании металла частично взаимодействует с углеродом, образуя пузырьки газа. Они всплывают и удаляются из жидкого металла, создавая эффект кипения стали;
• полуспокойные (пс) – занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими сталями;
• спокойные (сп) – содержат минимальное количество окислов железа и затвердевают без газовыделения.

6. По степени выплавки:

• конвертерные;
• мартеновские;
• электростали.

7. По назначению:

• конструкционные;
• инструментальные.

6.5. Производство стали

Исходным сырьем для производства стали является передельный чугун. В нем снижают содержание углерода и примесей путем их окисления и перевода в шлак и газы в процессе плавки с последующим раскислением (удалением из расплавленных металлов растворенного в них кислорода), после чего и получается сталь.

Для производства стали применяют кислородно-конвертерный, мартеновский и электроплавильный способы.

Кислородно-конвертерный способ производства заключается в продувке жидкого чугуна технически чистым кислородом (99,5%), который подводится сверху конвертера (Рис.6.8). Кислород взаимодействует с железом. Образующийся оксид FeO частично переходит в шлак, а частично растворяется в металле и окисляет примеси, содержащиеся в чугуне. В результате выгорают марганец, кремний, фосфор, которые всплывают на поверхность и удаляются в виде шлака. Углерод в виде газовых пузырьков поднимается на поверхность и улетучивается.

После окончания продувки расплав раскисляют, т.е. вводят вещества, которые более энергично реагируют с кислородом. Такие вещества называют раскислителями. К ним относятся кремний, алюминий, марганец. Образующиеся при этом оксиды марганца, кремния и алюминия удаляются в виде шлаков.

Рис.6.8. Схема устройства конвертера

Чем лучше раскислена сталь, тем меньше она вскипает и тем выше ее механические свойства.

Емкость конвертеров достигает 40 т. Кислород подают сверху под давлением 0,8 – 1,2 Мпа через опущенные в конвертер трубы. Температура в зоне действия кислорода — около 3000 ℃. Продолжительность одной плавки составляет 15-20 мин.

Интересно знать: Конвертерное производство стали

6.6. Углеродистые и легированные стали. Маркировка сталей

Углеродистая сталь – это нелегированная сталь, содержащая 0,04 – 2% углерода. Также в состав стали входят постоянные примеси – кремний и марганец и вредные примеси – фосфор и сера (в количестве 0,05 – 0,06%).

Легированные стали – стали, в которые вводят специальные легирующие элементы для повышения качества стали и придания ей специальных свойств.

К таким элементам относятся:

• Хром Сr повышает твердость, прочность, вязкость, износостойкость, коррозионную стойкость, а также пластичность, но понижает теплопроводность.
• Никель Ni повышает прочность, твердость, вязкость при низких температурах, прокаливаемость и коррозионную стойкость стали и при этом незначительно снижает пластичность. От содержания никеля в стали зависят ее электросопротивление и коэффициент теплового расширения. Никель – дорогой металл, поэтому в конструкционные стали его вводят вместе с хромом и другими элементами, притом в предельно минимальном количестве.
• Вольфрам W уменьшает отпускную хрупкость, повышает твёрдость, износостойкость, жаропрочность, понижает вязкость и способствует образованию мелкого зерна.
• Молибден Мо повышает твердость, прочность, прокаливаемость, обрабатываемость резанием, жаропрочность, способствует образованию мелкозернистой структуры, улучшает свариваемость и механические свойства стали после цементации, уменьшает вязкость и отпускную хрупкость стали.
• Кремний Si при содержании 0,8 % и больше значительно повышает твердость, прочность, упругость и одновременно снижает вязкость стали.
• Марганец Мn при содержании в стали 1 % и больше повышает ее прочность и твердость, но снижает вязкость, увеличивает прокаливаемость, износостойкость и улучшает свариваемость стали.
• Ванадий V повышает твердость, прочность, вязкость, устойчивость против динамических напряжений и износа, уменьшает отпускную хрупкость, измельчает структуру и повышает устойчивость против перегрева при закалке.
• Титан Тi повышает твердость, прочность, износостойкость, но снижает прокаливаемость стали. Улучшает свариваемость нержавеющих сталей, снижает ликвацию.

Маркировка углеродистых сталей

Углеродистые стали обыкновенного качества маркируются символом Ст (сталь) и цифрами от 0 до 6. Цифра указывает на условный номер марки. С повышением номера марки содержание углерода в стали увеличивается, но численное значение не указывает на его количественное содержание.

Например, для стали Ст0 содержание углерода не боле 0,23 %, Ст3 – 0,14 – 0,22%, Ст6 – 0,38 – 0,49%.

В обозначении марок сталей всех групп вводят цифры от 1до 6, которые характеризуют категорию стали, которая определяется совокупностью механических свойств стали или особенностями ее химического состава. Цифру 1 в сталях первой категории не указывают.

В зависимости от гарантированных свойств, стали делятся на три группы – А, Б и В.

Стали группы А поставляются только с гарантированными механическими свойствами без уточнения их химического состава. Они используются в виде листов и различных профилей без последующей обработки под давлением, сварки или термической обработки.

Стали группы Б – поставляют с гарантированным химическим составом. Их применяют, когда при производстве изделий используется сварка, термическая обработка.

Стали группы В – поставляют с гарантированными механическими и химическим составом. Они обладают повышенным качеством и поставляются по особым требованиям.

Индексы Б и В ставятся перед Ст. Индекс группы А не указывается.

Буква Г указывает на повышенное содержание марганца и ставится после номера марки стали.

Способы раскисления стали обозначаются: кп – кипящая, сп — спокойная, пс – полуспокойная. Ст0 по степени раскисления не разделяют.

Например, Ст2кп – группа А , сталь 3, кипящая, категория 1;

БСт3пс2 – группа Б, сталь 2, полуспокойная, категория 2.

Углеродистые стали применяются для изготовления несущих конструкций, армирования железобетона, устройства кровли, формы железобетонных изделий.

Правильный выбор марки стали обеспечивает экономичный расход металла и успешную работу конструкции.

Для изготовления несущих сварных и клепаных конструкций рекомендуются стали обыкновенного качества группы В следующих марок: ВМСт3кп, ВМСт3пс, ВМСт3сп и ВКСт3кп, ВКСт3пс, ВКСт3сп.

Для конструкций, не имеющих сварных соединений, и для сварных конструкций, воспринимающих лишь статические нагрузки, рекомендуются стали следующих марок: ВМСт4кп, ВМСт4пс, ВМСт4сп и ВМСт5кп, ВМСт5сп, ВМСт5пс и кислородно-конверторные стали тех же марок.

Для изготовления арматуры используются углеродистые стали марок Ст3 и Ст5 мартеновские и конверторные.

Маркировка легированных сталей

Для обозначения марок легированных сталей используют буквенно-цифровую систему. В начале приводят цифры, указывающие содержание углерода в сотых долях процента, а затем ставят буквы, обозначающие легирующий элемент:

• Ю — алюминий
• Р — бор
• Ф — ванадий
• В — вольфрам
• С — кремний
• Г — марганец
• Д — медь
• М — молибден
• Н — никель
• Т — титан
• Х — хром
• Ц — цирконий.

Цифра, стоящая за буквами, указывает содержание легирующего элемента в процентах. Если содержание легирующего элемента не более 1%, то цифру не ставят.

Например, марка стали 20ХГ2С легированная сталь с содержанием углерода 0,2%, хрома менее 1%, марганца 2%, кремния – менее 1%. Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце – что сталь чистая по сере и фосфору (содержание азота, а в конце – что сталь чистая по сере и фосфору (содержание фосфора и серы в такой стали не превышает 0,03 %). Две буквы АА в конце означают, что сталь особо чистая (ещё более чистая по сере и фосфору).

6.7. Основные свойства сталей

Плотность стали – 7850 кг/м3, что превышает плотность каменных материалов почти в три раза.

Теплопроводность стали – 70 Вт/(мˑ˚С).

Температура плавления – зависит от состава стали. Для обычных углеродистых сталей составляет 1300-1500˚С.

Предел текучести – наименьшее напряжение (МПа), при котором испытываемый образец деформируется без заметного увеличения нагрузки.

Предел прочности – это максимальное значение напряжений, испытываемых материалом до того, как он начнет разрушаться.

По прочности стали делятся на классы.

Класс прочности стали – установленное стандартом нормируемое значение условного предела текучести стали.

Стали маркируются буквой «С» (сталь строительная) и числом, указывающим предел текучести (Н/мм2): С235, С245, С255, С345, С345К, С355, С355-1, С355К, С355П, С390, С390-1, С440, С550, С590.

Цифра «1» указывает вариант химического состава.

Буква «К» – сталь повышенной коррозионной стойкости.

Бука «П» – повышенной огнестойкости.

6.8. Коррозия стали и меры предохранения от нее

Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под влиянием внешней среды.

Факторы, влияющие на коррозию металлов: воздействие температуры, влажности, загрязнение диоксидом серы, наличие блуждающих токов, неблагоприятный состав атмосферы.

Коррозия металлов сводится к их окислению и проявляется в виде рыхлого порошка светло-коричневого цвета, который называется ржавчиной.

Разрушение металла начинается с поверхности. Металл теряет блеск, его поверхность становится неровной. В результате уменьшается поперечное сечение металлов, снижаются механические свойства и происходит разрушение.

По характеру взаимодействия со средой коррозия бывает химическая и электрохимическая.

Химическая коррозия протекает в средах, не проводящих электрический ток (в сухих газах, нефти, бензине спирте), в результате чего на поверхности металла образуется оксидная пленка (Рис. 6.9).

Рис. 6.9. Коррозия металла

Электрохимическая коррозия происходит во влажном воздухе и в различных водных растворах, проводящих электрический ток. В щелочной среде она значительно уменьшается. Это свойств используют при изготовлении железобетона. В процессе твердения цемента возникает щелочная среда, способствующая образованию на поверхности стальной арматуры защитной пленки из нерастворимых соединений железа (пассивирование железа). Пленка защищает металл от коррозии.

К современным способам защиты металла от коррозии относятся:

• легирование металла;
• электрохимическая защита;
• шлифование металла;
• нанесение защитных покрытий (лаки, краски, эмали, масла);
• металлические покрытия (цинк, олово, хром, медь, никель);
• снижение агрессивности производственной среды, в которой эксплуатируется металлическое изделие.

6.9. Виды арматурных сталей для армирования железобетонных конструкций

По способу изготовления стальную арматуру железобетонных конструкций подразделяют на стержневую, холоднонатянутую проволочную и проволочную обыкновенную канатную (Рис. 6.10).

Стержневую арматуру железобетонных конструкций изготовляют следующих видов: горячекатанную – диаметром 6-80мм; термически или термомеханически упрочнённую – диаметром 6-40мм; упрочненную выдержкой – диаметром 20-40мм.

Рис.6.10. Виды арматуры

Стержневую горячекатаную арматуру в зависимости от механических характеристик делят на следующие классы: А-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000).

Термическому и термомеханическому упрочнению подвергают стержневую арматуру десяти классов: Ат400С, Ат500С, Ат600, Ат600С, Ат600К, Ат800, Ат800К, Ат1000, Ат1000К, Ат1200.

Буква «С» указывает на возможность стыкования стержней сваркой, буква «К» – на повышенную стойкость арматуры против коррозионного растрескивания.

Стержневую арматуру, упрочненную вытяжкой, выпускают классов А-IIв и А-IIIв.

Арматурную проволоку в зависимости от механических свойств делят на обыкновенную и высокопрочную, а по форме поверхности – на гладкую и периодического профиля (Рис.6.11).

Обыкновенную арматурную проволоку изготавливают из низкоуглеродистой стали. Диаметр проволоки – 3,4,5мм. Она может быть двух классов: В-I –гладкая и Вр-I – периодического профиля (Рис.6.12).

Рис.6.11. Проволока периодического профиля

Рис.6.12. Проволока гладкая

Высокопрочную арматурную проволоку изготавливают из углеродистой стали путем многократного волочения и низкотемпературного отпуска. Классы: В-II – гладкая и Вр- II – профилированная.

Механические свойства высокопрочной проволоки значительно выше обыкновенной.

Арматурные канаты состоят из нескольких проволок, свитых так, чтобы было исключено их раскручивание (Рис.6.13).

Канаты выпускают двух классов: К-7 и К-19.

Рис.6.13. Арматурные канаты

БЛОК САМОКОНТРОЛЯ

Для повторения и закрепления теоретического материала ознакомьтесь с презентацией

Презентация «Глава 6. Основные сведения о металлах и арматурных сталях для железобетонных изделий и конструкций»

Как выбрать арматуру?

Строительство — основная, но не единственная сфера деятельности, в которой используют стальную арматуру. Штучное изделие представляет собой хлыст мерной (5,85, 6, 11,7 или 12 м) или немерной длины с разным диаметром и поверхностной фактурой. Как выбрать арматуру для фундамента, чтобы основа прослужила долго?

Основное назначение металлических стержней с гладкой или рельефной поверхностью — формирование силового каркаса для архитектурных элементов из бетона. Застывшая смесь из цемента, песка, воды и щебня имеет недостаточную прочность и устойчивость к разнонаправленным нагрузкам. Со временем визуально монолитная стена, перекрытие или основание без стального усиления начнет трескаться, потеряет прочность, не сможет выдерживать собственный вес.

Немаловажное значение имеет выбор марки стали, используемой для производства арматурных прутков. Легированные разновидности обладают повышенной упругостью, возможностью сварки, низкоуглеродистые — устойчивостью к коррозии, высоким статическим, динамическим нагрузкам.

Арматурные изделия с гладкой поверхностью используют для усиления железобетонных стен, полов. Преимущества прутков с гладкими стенками — пластичность, гибкость, устойчивость к образованию трещин за счет сохранения постоянного диаметра. Второе назначение — изготовление монтажных проушин.

Рельефная сталь имеет несколько типов профиля:

• серповидную;
• кольцевидную;
• комбинированную.

Первый вариант — самый распространенный, образуется двумя продольными выступами и частыми поперечными насечками в виде буквы С. Кольцевидный рельеф встречается редко и в строительстве практически не используется. Ребристая структура металлического усиления ж/б конструкций нужна для лучшей адгезии каркаса с бетонными смесями.

Мерные прутки длиной 6-12 м подходят для формирования массивных архитектурных элементов из железобетона. Немерные хлысты разной длины стоит дешевле, но инженеры-проектировщики и строители советуют покупать такой прокат только на вес. Элементы разной длины придется связывать или сваривать при заливке оснований больших размеров и толщины.

12 мм — наиболее “ходовой” диаметр стальных элементов, используемых для строительства малоэтажных и многоквартирных домов, заводских корпусов, мостов и других видов сооружений. Для возведения более масштабных проектов (гипермаркетов, станций метро, других объектов, подвергающихся высоким нагрузкам) применяют арматурные сетки диаметром до 48 мм.

ГОСТ 23279-2012 содержит правила и требования к стальным сеткам для железобетонных конструкций. В соответствии с межгосстандартом, они могут быть:

• тяжелыми, с рабочими и распределяющими нагрузку стержнями;
• легкими (плоскими и/или рулонными).

Классы арматуры для фундамента

Фундамент — основа любого сооружения, которая воспринимает максимальные нагрузки от других элементов — стен, перекрытий, кровли, а также другого имущества, расположенного внутри здания. Для получения прочного, долговечного основания бетон армируют сетками из стали III-V класса (по устаревшей классификации). Под классом арматурного проката в редакции ГОСТ 34028-2016 понимают наличие минимальных значений физического или условного предела текучести (Н/мм 2 ). Характеристика используется в обозначении металлопроката. Например, стержень А240 имеет показатель 240 Н/мм 2 и т.д.

Для строительства ж/б оснований используют армирующие каркасы, сформированные из нескольких типов металлосплавов.

A400 — стержни с рельефной поверхностью, используемые для строительства архитектурных элементов без предварительного напряжения. Металлопрофиль используют для возведения всех видов фундаментных оснований для малоэтажных строений, включая хозяйственные постройки, пристройки и т.п.

Арматура А400С отличается от 400-й предшественницы визуально (менее выраженные поперечные ребра, расположенные с большими промежутками между собой), по составу и назначению. Буква С обозначает, что такую сталь можно зафиксировать сваркой в отличие от А400, где для вязки сеток используют проволоку.

Арматурная сталь A500 с повышенными физико-химическими характеристиками (по сравнению с А400) выпускается в прутках и/или мотках. По сравнению с предыдущим видом в сплавах с пределом текучести 500 H/мм2 массовая доля N (азота) нормативным документом не ограничена. Это позволяет использовать большее содержание нитридообразующих присадок AI, Ti, V или Nb. А500С — стержни, хорошо поддающиеся сварке. Визуально 400-я и 500-я серии сплавов для сварки практически неотличимы без нанесения маркировки.

Арматурные стержни А600, Ап600 обладают большей твердостью, прочностью и несколько меньшей пластичностью. Поэтому в соответствии с ГОСТ 34028-2016 при проверке качества контрольные изделия изгибают на угол 90 градусов вокруг оправки (продукцию с меньшим показателем текучести загибают под углом 180 градусов).

А800 — стальной металлопрокат, который выпускается только в прутках. Предназначена для формирования каркасов в предварительно напряженных железобетонных конструкциях. Высокие физико-химические характеристики избыточны для гражданского строительства, поэтому тяжелые армирующие каркасы используют для заливки опорных плит крупных объектов.

Из какой стали производят арматуру

Марки сплавов, из которых производят арматуру А400-А800:

, 32Г2Рпс, 35ГС — сырье для производства III класса. Плотность — до 7,85 г/см3. Высокая прочность, надежность. Используются для изготовления стержней А400;
• 80С, 20ХГ2С — смеси углерода, железа и легирующих добавок, которые применяют в металлургии для получения стержней А600. Низколегированные конструкционные стали, из которой собирают сварные конструкции, в том числе — армирующие сетки для фундамента;
• 23Х2Г2Т — материал для прутков А800. Применение — предварительно напряженные конструкции из железобетона. Конструкционная сталь с пределом кратковременной прочности 1050 МПа. Максимальный показатель удлинения при разрыве — 7%.

Армирование ж/б изделий выполняется каркасами из элементов, изготовленных горячекатаным способом (обозначение — буква “А” перед показателем текучести). Более пластичный металлопрокат получает холоднокатаным способом, т.е. без предварительного нагрева заготовок.

Из какой стали делают строительную арматуру?

С помощью арматуры увеличивается долговечность и прочность бетонных конструкций. В строительстве она является незаменимым материалом, а поскольку к нему предъявляется ряд строгих требований, то при выборе обязательно обращают внимание на сталь, которая используется для его изготовления.

Наиболее доступным по стоимости и востребованным материалом являются марки Ст.2 и 3. Это довольно прочные и надежные изделия, которые широко используются в строительной сфере.

Помимо этой марки довольно часто применяют при производстве арматуры и другие классы сталей, отличные своими свойствами. К ним относятся:

А-I (А240) – производят материал до 12 мм в диаметре в прутках и мотках. При необходимости он может иметь диаметр до 40 мм. Для производства этой марки изделий гладкого сечения используется Ст3кп, Ст3сп.

А-III (А400) –имеет обширную область применения, так как позволяет придавать жесткость и высокую сцепку с бетоном. Представляет собой стальной профиль с круглым сечением.

Не менее популярны и востребованы классы А-V (А800), А-VI (А1000). Четко прослеживается закономерность между прочностью материала и его принадлежности к классу. Это значит, что прочность изделия напрямую зависит от его классификации (лучше показатели у высокого класса).

Изготовление арматуры осуществляется с помощью горячего проката для рифленого и круглого профиля. По характеристикам круглая арматура отличается более высокой прочностью. Обеспечивается она благодаря значительной площади поверхности проволоки.

Круглая арматура больше всего подходит для конструкций, работают которые на растяжение. Также нашла применения она в крупных (масштабных) элементах, где используется тонкая арматура.

Рифленая сталь отличается более высоким сцеплением. Кроме того, ее масса прутьев гораздо меньше, чем у гладких изделий. Связано это с тем, что в выступах рифлений есть пустоты, которые не заполнены металлом.

Круглую арматуру не производят диаметром свыше 32 мм. Хотя, по факту, строгих границ, норм по диаметру арматуры не существует. К примеру, запросто может использоваться элемент вместо 8 мм 10 и т.п. Правда, такие отклонения допустимы лишь в больших конструкциях.

Обязательно при «замене» диаметра арматуры следует определять число арматурной проволоки.

Помимо состава углеродистых сталей очень важно их соответствие ГОСТ. Для легированных сталей недопустимо иметь больше положенного в составе таких компонентов как медь, фосфор и т.п. Их переизбыток может негативно сказаться на качестве сварки.

В любом случае, сталь с незначительным содержанием углерода подходит для выпуска арматуры небольшого диаметра, а с высоким – массивной (для высоток). Обязательно стоит обращать внимание на добавочные компоненты. Например, при наличии хрома и алюминия изделия будут обладать устойчивостью к коррозии. Это позволяет использовать их в среде с повышенной влажностью. В арматурные стали вносят различные добавки для уменьшения коэффициента теплового расширения, а также для лучшей свариваемости изделий. Данный критерий обязателен к рассмотрению, так как он влияет на качество и долговечность изделия.

В стали могут присутствовать различные элементы. Данный фактор является нормой, но только если их число не будет превышать 0.3%. Сталь для арматуры не должна содержать много никеля, марганца. Это существенно увеличивает стоимость стальной арматуры и не «дает» ей реагировать на перемену погоды, температурные перепады (нагреваться/охлаждаться).

Вывод: выбор класса стали для изготовления арматуры зависит от особенностей конструкции. Не менее важную роль имеют и ресурсы (месторождение металлов и т.п.). При этом все изделия обязательно должны соответствовать нормативам и требованиям ГОСТ. В противном случае качественные характеристики материала снизятся, что может предоставлять угрозу для будущей постройки и людей.

Склад 1: г. Минск, Селицкого 17.
Склад 2: Минская обл., г.п. Радошковичи.
Склад 3: г. Заславль, ул. Строительная 6.