Использование бетона для возведения зданий и сооружений различного назначения известно с давних времён. Некоторые исследователи считают, что этот материал использовался даже при строительстве знаменитых египетских пирамид. Однако бетон считается довольно хрупким и может быть разрушен под влиянием окружающей среды. По этой причине происходит его усиление за счёт использования металлических прутьев, композитных материалов, или арматуры. Для разных целей используются различные варианты армирования, которые мы далее рассмотрим.
Используемые в железобетонных конструкциях металлические прутья или композитные элементы различаются по используемому материалу, внешнему виду, расположению в бетонном монолите. Именно по этим критериям происходит разделение арматуры на различные типы и виды. Наибольшее распространение получила арматура на стальной основе, её отличает дешевизна и простота в изготовлении. Существует множество разновидностей подобных усиливающих бетон элементов. Но прежде чем рассказать об этом виде, коротко остановимся на композитном варианте.
Особенности композитной арматуры
Эта разновидность сочетает в своей конструкции как стальные, так и пластиковые элементы. В зависимости от особенностей изготовления, в композитной арматуре могут быть использованы следующие типы искусственных волокон:
- Стеклопластиковые;
- Углепластиковые;
- Базальтопластиковые.
Это современный материал усиления бетонных конструкций, который появился лишь в конце прошлого века. Наиболее часто для создания композитной арматуры используются стеклопластиковые волокна. Основным преимуществом такого материала считается высокая прочность, которая в два с лишним раза превосходить сталь. Углепластиковые и базальтопластиковые волокна применяются для возведения объектов, часто испытывающих влияние неблагоприятной среды. Они способны длительное время противостоять вредному воздействию, а так же обладают высокой резистентностью к огню. Однако композитная арматура на основе таких волокон стоит гораздо дороже стальной, поэтому используется в строительстве довольно редко.
Классификация и разновидности металлической арматуры
Несмотря на некоторые преимущества композитной основы, в большинстве случаев для усиления бетона используется металлическая арматура, прежде всего – стальная. Преимуществом таких усиливающих бетон конструкций считается простота в изготовлении, дешевизна используемых материалов, длительный срок эксплуатации. К тому же стальные материалы имеют универсальную область применения. Их можно использовать при проведении монтажных работ, при строительстве жилых или торговых комплексов. Большое значение имеет так же возможность применения стальной арматуры в промышленном строительстве. Она может различаться:
- По технологии изготовления;
- В зависимости от использования;
- По профильному рисунку;
- В зависимости от расположения в конструкции.
В зависимости от технологии изготовления стальные прутья могут быть холоднокатаными, горячекатаными или холоднодеформированными. Их легко можно различить по маркировке – литерой А обозначаются горячекатаные прутья, В – холоднодеформированные, К – катаные. По вариантам использования она может быть ненапрягаемой или напрягаемой. В простых конструкциях, не предполагающих значительные нагрузки, применяется арматура ненапрягаемого типа. Если же возводимое сооружение предполагает выдержку значительных нагрузок, в ход идёт напрягаемая разновидность. В зависимости от профильного рисунка армирующие материалы разделяются на гладкие или рифлёные, последние имеют наибольшее распространение. Металлические прутья могут по-разному располагаться в бетонных конструкциях – различается поперечное и продольное размещение.
Большое значение при выборе армирующих материалов имеет металл, из которого они изготовлены. Наибольшее распространение получили рифлёные прутья, изготовленные из стандартной низколегированной стали, относящиеся к классу А1 (сейчас маркировка постепенно заменяется на А240). К этой категории относится разновидностей, обладающих схожими эксплуатационными характеристиками, к примеру А5-АV-А600 или А3-АIII-А400. Более прочным вариантами считаются термически усиленные металлические прутья. Подобное усиление происходит за счёт процесса ускоренного охлаждения в процессе изготовления. Отличить такую разновидность армирующих материалов можно по маркировке, в которую входит литера Т. Примером может служить термическая арматура АТ600 или АТ1000. Усиливающие бетон элементы различаются также в зависимости от степени окисления и подразделяются на:
- Кипящие;
- Полуспокойные;
- Спокойные.
В соответствии с этим они получили обозначение КП, ПС, СП. Наиболее простым и дешёвым вариантом является арматура, изготовленная на основе кипящей стали. Процесс её изготовления проходит быстрее, но в процессе кипения металл теряет некоторые свои прочностные качества. Поэтому для зданий и сооружений, испытывающих значительные нагрузки, рекомендуется использовать конструкции с маркировкой СП, т.е. спокойные. Их производство занимает больше времени и стоят они гораздо дороже. Компромиссным вариантом может стать применения арматуры с полуспокойной степенью окисления.
Существует так же разделение на арматурные классы, от которых зависит область применения тех или иных металлических прутьев. Различается арматура монтажная, строительная и промышленная. Монтажная арматура относится к наиболее простой и распространённой категории и маркируется как А1 или А240. Материалы, обозначенные в разбросе от А200 до А400 относятся по классификации к строительным конструкциям. Именно они в основном используются при возведении жилых зданий или офисных центров. Для создания производственных помещений используется арматура более высоких, промышленных классов.
При обозначении особенностей тех или иных материалов могут быть использованы специальные обозначения. Так, литера С указывает на то, что это арматура, с которой можно проводить сварочные работы. Буква К означает, что конструкция имеет антикоррозийное покрытие.
Важное значение имеет и форма профиля, которой обладают металлические прутья. Кроме гладкого профиля различаются три основных разновидности рифлёной арматуры:
- Кольцевая;
- Серповидная;
- Смешанная.
До последнего времени практически все металлические прутья, используемые для усиления бетонных конструкций, имели профиль кольцевого типа. До сих пор такой вариант считается самым распространённым, его стандарты регулируются ГОСТ 57-81. В конце прошлого века в практике появляется европейский серповидный арматурный профиль. Он считается более эффективным в использовании, но его изготовление занимает больше времени. По этой причине на сегодняшний день всё большее распространение в строительстве получает арматурный профиль смешанного типа, сочетающий в себе элементы кольцевой и серповидной разновидности.
