Арматура в современном строительстве

Арматура – это металлические или композитные стержни или прутки, используемые в строительстве для усиления бетонных конструкций. Она помогает придать бетону дополнительную прочность и устойчивость к нагрузкам, таким как сжатие, растяжение, изгиб и другие механические воздействия.

Арматурные стержни вставляются в бетонные элементы и конструкции: столбы, балки, плиты и фундаменты, чтобы предотвратить или минимизировать разрушения и деформации. Может быть изготовлена из различных материалов, включая сталь, стекловолокно и другие композитные материалы. Внешне представляет собой гладкие или ребристые стержни, сварные сетки или специально изготовленные формы, которые помещаются в определенные места бетонных конструкций в зависимости от проекта и инженерных требований.

Классификация арматуры

Арматура бывает:

1. Стержневая (самый распространенный вид). Это стальные стержни или прутки круглого сечения. Такая арматура используется для усиления бетонных конструкций, таких как столбы, балки, плиты и фундаменты. Стержни могут быть гладкими или ребристыми для лучшего сцепления с бетоном.
2. Проволочная. Это тонкие проволочные материалы, которые могут быть свернуты в виде сетки или сформированы для создания требуемой формы. Проволочная арматура часто используется в небольших бетонных элементах или для армирования стяжек.
3. Канатная. Такая арматура включает в себя жесткие стальные канаты или тросы, которые обычно используются для армирования больших бетонных конструкций, таких как мосты и высотные здания.
4. Гладкая. Она имеет ровную поверхность без ребер или выступов. Это делает ее легкой в обработке и монтаже, но у нее может быть ограниченное сцепление с бетоном. Гладкая арматура обычно используется в небольших конструкциях или там, где сцепление с бетоном не является критическим.
5. Рифленая. Имеет на своей поверхности ребра, широко расположенные и обеспечивающие лучшее сцепление с бетоном. Это улучшает прочность и устойчивость конструкции, так как рифленая поверхность предотвращает сдвиг и соскальзывание арматуры внутри бетона. Рифленая арматура часто используется в крупных строительных проектах, где на нее будут воздействовать более высокие нагрузки.
6. Сварная. При использовании такой арматуры стержни соединяются путем сварки между собой. Этот метод обеспечивает прочное и надежное соединение между стержнями, что может быть особенно полезно в случаях, когда требуется высокая прочность или сложные конструктивные решения. Сварная арматура может быть эффективной, но также требует навыков сварщика и дополнительного оборудования.
7. Вязаная. Здесь стержни соединяются путем переплетения или связывания специальной арматурной проволокой. Этот метод является более трудоемким, но менее требовательным к оборудованию и опыту рабочих. Вязаная арматура обеспечивает хорошую сцепление между стержнями и устойчивость в бетоне.
8. Рабочая. Она обеспечивает основную прочность и устойчивость бетонных элементов, образует внутренний «скелет» конструкции и переносит механические нагрузки, такие как сжатие и растяжение. Рабочая арматура обычно включает в себя главные вертикальные и горизонтальные стержни, которые определяют основную форму и прочность бетонной конструкции.
9. Монтажная. Используется для удержания рабочей арматуры в правильном положении и расстоянии внутри опалубки перед заливкой бетона. Это временные элементы, которые облегчают процесс строительства и гарантируют правильное расположение рабочей арматуры внутри будущей конструкции. Монтажная арматура может включать в себя стержни или детали, поддерживающие рабочую арматуру в требуемом положении.
10. Распределительная. Используется для равномерного распределения нагрузок и усиления уязвимых зон конструкции. Она может включать в себя короткие стержни, держатели или сетки, которые размещаются вблизи узлов, стыков и других мест, где требуется дополнительное усиление для предотвращения разрушений.

Выбор типа и размеров арматуры зависит от конкретных инженерных расчетов и требований проекта.

По ориентации в пространстве арматура делится на поперечную и продольную. Поперечная арматура защищает конструкцию от образования наклонных трещин, которые могли бы возникнуть из-за скалывающих напряжений около опор. Продольная арматура берет на себя сжимающие и растягивающие нагрузки и предотвращает образование вертикальных трещин в конструкции.

В соответствии с ГОСТ 5781-82, арматура делится на классы от А-I (А240) до А-VI (А1000). По ГОСТ 34028-2016 диаметр арматуры может быть от 6 до 80 мм.

Термически упрочненная арматура

Она прошла специальную обработку для повышения своих механических свойств. Этот процесс также называется термическим закаливанием или термической обработкой для упрочнения.

Термически упрочненная арматура проходит через следующие этапы:

1. Нагрев. Арматурные стержни подвергаются нагреву до определенной температуры, которая может быть выше точки критической температуры стали. Это позволяет изменить микроструктуру стали, что в свою очередь влияет на ее механические свойства.
2. Охлаждение. После нагрева арматура быстро охлаждается. Это быстрое охлаждение (закалка) помогает закрепить изменения в микроструктуре, делая материал более прочным.
3. Отпуск. Это контролируемое нагревание материала до более низкой температуры, которое может уменьшить внутреннее напряжение, вызванное закалкой, и сделать стержни более пластичными.

Термически упрочненная арматура имеет улучшенные характеристики прочности и устойчивости, что делает ее хорошим вариантом для проектов, где на стержни будет действовать большая нагрузка. Применятся упрочненная арматура при строительстве мостов, гидротехнических и других сооружений, где требуется повышенная устойчивость к высоким нагрузкам.

Сферы применения

Арматура используется во многих областях строительства и инженерии, где требуется укрепление бетонных конструкций. Ее применяют для создания фундаментов и стен в жилых, коммерческих и промышленных зданиях. Также она необходима при возведении мостов, гидротехнических сооружений, заводских зданий, складов, производственных цехов, аэропортов, туннелей, железнодорожных станций и так далее. Стадионы, арены, аквапарки и прочие комплексы невозможно построить без арматурных элементов.

С помощью арматуры могут создавать как плоские арматурные решетки (сетки), так и пространственные каркасы.