Арматура и арматурные работы
Арматура — металлические стержни и проволока периодического профиля и гладкие, используемые при изготовлении железобетонных конструкций.
При изготовлении арматуры используются конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества и конструкционные низколегированные стали. В зависимости от механических свойств арматурная сталь подразделяется на классы: от А-1 до А-6.
Общие сведения об арматурных сталях
Просмотров: 19321 · Комментарии · Версия для печати
В строительстве при производстве железобетонных работ в качестве арматуры применяют конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества и конструкционные низколегированные стали. Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380—71*) подразделяется на три группы: А, Б, В.
Углеродистая сталь обыкновенного качества группы А включает марки: Ст0, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Ст6. Сталь группы Б — от марки БСт0 до марки БСт6. Группа В — от марки ВСт1 до марки ВСт5. Цифры марок от 0 до 6 соответствуют условному номеру, который присваивается стали в зависимости от ее механических свойств и химического состава. Степень раскисления в марке стали обозначается индексами: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная.
В углеродистых сталях обыкновенного качества группы А нормируются механические свойства: временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, способность к изгибу в холодном состоянии. В зависимости от сочетаний указанных свойств сталь разделяется на три категории: 1, 2, 3. Сталь группы Б нормируется по химическому составу. Она делится на две категории: 1, 2. В углеродистых сталях группы В нормируются механические свойства и химический состав. Эта группа подразделяется на шесть категорий: 1, 2, 3, 4, 5, 6.
При производстве арматурных изделий применяются низкоуглеродистые стали марок СтЗ и Ст5.
Стали марок ВСт1—ВСтЗ всех категорий и степеней раскисления должны поставляться с гарантией свариваемости. Свариваемость углеродистой стали (ГОСТ 380—71*) обеспечивается технологией изготовления и соблюдением всех требований по химическому составу, предъявляемых к стали Б и В. Сталь марок ВСт1, ВСт2, ВСтЗ всех категорий и всех степеней раскисления, в том числе и с повышенным содержанием марганца, поставляется с гарантией свариваемости.
Низколегированные конструкционные стали (ГОСГ 5781—82) также широко используются для изготовления арматуры. Свариваемость низколегированной арматурной стали всех марок, кроме 80С обеспечивается ее химическим составом и технологией изготовления. Низколегированные стали, содержащие легирующих компонентов 2,5 % и углерода до 0,22%, как правило, обладают хорошей свариваемостью. Применяемые для изготовления арматуры железобетонных конструкций низкоуглеродистые стали марок 18Г2С, 25Г2С, 25ГС, 20ХГ2Ц относятся к категории удовлетворительно свариваемых. При наличии в стали углерода более 0,25 % в зоне сварного шва могут возникнуть закалочные структуры и трещины, а также поры вследствие выгорания углерода.
Чем выше класс арматуры, тем выше механическая прочность.
В зависимости от механических свойств арматурная сталь подразделяется на классы от A-1 до A-6. Чем выше класс арматуры, тем выше ее прочность. Арматура класса A-1 является горячекатаной гладкой. Остальные классы арматуры от А-2 и выше представляют собой горячекатаную стержневую арматуру периодического профиля. Горячекатаную стержневую арматуру с целью ее упрочнения можно подвергнуть после проката термомеханической обработке. Классы термически упрочненной арматуры подразделяют на классы: Ат-3, Ат-4, Aт-5, Aт-6, Aт-7. Механические свойства стержневой арматуры класса А приведены в табл. 1.
Таблица 1. Механические свойства стержневой арматуры класса А Классы арматуры Номинальный диаметр стержня, не менее, мм Временное сопротивление, не менее, МПа Предел текучести, не менее, МП а Относительное удлинение при разрыве, не менее, % Угол загиба в холодном состоянии при толщине оправкн С
A-1 6—40 380 240 25 180o, C=0,5d
А-2 10—80 500 300 19 180o, C=3d
А-3 6—40 600 400 14 90o, C=5d
A-4 10—22 900 600 6 45o, C=5d
A-5 10—22 1050 800 7 45o, C=5d
Aт-4 10—40 900 600 8 45o, C=5d
Aт-5 10—40 1000 800 7 45o, C=5d
Aт-6 10—22 1200 1000 6 45o, C=5d
Aт-7 10—32 1400 1200 5 45o, C=5d
Примечания:
Для термически упрочненной стали Ат приведен условный предел текучести.
Угол загиба — это изменение направления оси некоторого участка арматурного стержня относительно первоначального. Оправка представляет собой приспособление, вокруг которого производится загиб образца арматурного стержня.
d — диаметр испытуемого образца.
Классы арматуры А-2 и A-3, подвергнутые после проката упрочнению вытяжкой в холодном состоянии, имеют классы А-2в, А-3в. Стали с повышенной пластичностью по сравнению со сталью А-2 присвоен класс Ас-2.
Особенности использования арматуры разных классов.
Стержневую арматуру класса A-1 применяют для обычной (ненапрягаемой) арматуры. В основном арматуру этого класса используют в качестве монтажной, конструктивной и рабочей (поперечной). Свариваемость арматурной стали A-1 хорошая. Углеродистые стали ВСтЗпс2, ВСтЗсп2 и низколегированную сталь 10ГТ используют для изготовления петель железобетонных изделий, так как они должны изготавливаться из стали с повышенным значением относительного удлинения при растяжении, высокой ударной вязкостью и хорошей способностью к изгибу в холодном состоянии. При температуре воздуха ниже — 40 oС арматурная сталь марки ВСтЗпс2 для изготовления монтажных петель не применяется.
Стержневую арматуру из стали класса А-2 применяют там же, где и арматуру класса A-1, кроме стали марки Ст5 диаметром более 32 мм, которая при сварке увеличивает хрупкость сварного соединения.
Ненапрягаемую арматуру классов A-1 и А-2 рекомендуется применять для сварки сеток и каркасов. Арматуру из стали класса A-3 широко используют в качестве рабочей арматуры при производстве обычных железобетонных конструкций. Свариваемость стали хорошая, кроме марки 35ГС.
Арматура диаметром 6—10 мм идет на изготовление сварных каркасов и сеток как плоских, так и рулонных. Стержневую арматуру из стали класса A-4 в основном используют в качестве напрягаемой арматуры, но можно применять ее и как обычную, подобно арматуре класса А-3. Свариваемость стали класса A-4 считается вполне удовлетворительной, хотя и несколько хуже, чем стали A-3. Поэтому стыковка стержней стали класса A-4 может осуществляться по способу так называемой «обжатой обоймы».
В обозначении классов термомеханически и термически упрочненных сталей с повышенной стойкостью против коррозионного растрескивания добавляется буква «К», например Ат-4K. Свариваемые стали этого же класса имеют индекс «С» (Ат-5C), а стали, обладающие одновременно свойством свариваемости и стойкости против коррозионного растрескивания — «СК» (Aт-5CK). По рекомендации НИИЖБ для предварительно напряженных железобетонных конструкций длиной от 12 м в качестве напрягаемой арматуры следует применять сталь классов Ат-5, Aт-6, Aт-4 (марок 80С), Ат-4K, Aт-5CK и Aт-6K. Допускается также для этих же целей и условий горячекатаная сталь классов А-5, A-6 и А-3в. Причем арматуру класса А-3 в следует подвергать двойному контролю при упрочнении: по удлинению и напряжению.
Горячекатаную сталь классов А-5 и A-6 следует использовать в качестве напрягаемой арматуры в длинномерных конструкциях пролетом свыше 12 м. Для стержней, которые стыкуются по длине путем сварки (или же к ним по длине приваривают закладные детали и анкеры) допускается применять сталь классов A-4 марки 20ХГ2Ц, A-5 марки 23Х2Г2Т и A-6 марок 22Х2Г2АЮ и 22Х2Г2Р. Можно использовать, также и арматурную сталь классов Aт-4С марок 25Г2С и А-3в.
В предварительно напряженных железобетонных конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах, изготовленных из шлакопемзобетона или на основе шлакопортландцемеита, следует применять арматурную сталь, стойкую против коррозионного растрескивания, классов Ат-4K, Aт-5CK и Aт-6K. Необходимо помнить, что резать стержни арматурной стали классов А-3, Ат-3С, Ат-4, Aт-4C, Aт-4K, A-5, Aт-5, Aт-5CK, A-6, Ат-6 и Ат-6K следует в холодном состоянии, то есть на станках с помощью ножниц.
Проволочная арматура.
Проволочная арматура подразделяют на круглую (гладкую) обыкновенную класса B-1, периодического профиля класса Вр-1 (ГОСТ 6727—80) и высокопрочную класса В-2 и периодического профиля классов Вр-2 (ГОСТ 7348—81), (табл. 2 и 3).
Таблица 2. Механические свойства проволоки классов В-1 и Вр-1 (ГОСТ 6727-80) Номинальный диаметр проволоки. мм Разрывное усилие Р, гН,нe менее Число перегибов, не менее Относительное удлинение, %
класса В-1 класса Вр-1
3,0 30 4 4 2,0
4,0 68 4 4 2,5
5,0 104 7 4 3,0
Проволоку класса В-1 с номинальным диаметром 3,0; 4,0; 5,0 мм применяют в качестве ненапрягаемой арматуры в основном для изготовления арматурных сеток и каркасов как сварных, так и вязаных, высотой до 400 мм. Свариваемость проволоки хорошая. Проволоку холоднотянутую отпущенную из углеродистой стали круглую класса В-2 и периодического профиля класса Вр-2 с номинальным диаметром 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 мм используют для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций. Так как арматурная проволока классов В-2 и Вр-2 подвергается низкотемпературному отпуску, то эту арматурную проволоку не сваривают.
Таблица 3. Механические свойства проволоки классов B-2 и Вр-2(ГОСТ 7348-81) Номинальный диаметр, мм Разрывное усилие, Н Усилие, соответствующее условному пределу текучести, Н Число перегибов на 180 градусов при диаметре валиков 30мм Относительное удлинение после разрыва, % Разрывное усилие, Н Усилие, соответствующее условному пределу текучести, Н Число перегибов на 180 градусов при диаметре валиков 30мм Относительное удлинение после разрыва, %
арматурная проволока класса В-2 арматурная проволока класса Вр-2
3,0 13 130 10510 9 4 12 810 8 10 250 4
4,0 22 150 17 720 7 4 21540 6 17 230 4
5,0 32 730 26 190 5 4 30 800 3 24 627 4
6,0 44 300 35 440 — 5 41 600 — 33 300 5
7,0 56 550 45 200 — 6 52 800 — 42 300 6
8,0 68 890 55110 — 6 64 100 — 51 300 6