Арматура — стальные вены конструкции

Арматура давно превратилась в скрытую костную систему зданий, передающую усилия подобно сухожилиям в организме. От выбора стержня зависит не только прочность, но и срок службы бетонного каркаса.

Материалы арматуры

Классическая углеродистая сталь — рабочая лошадь: марка А500С даёт предел текучести 500 МПа, при этом пластическое вытяжение достигает 25 %. Легированный вариант 15ХСНД поднимает коррозионную стойкость за счёт никеля и меди. Аустенитная нержавеющая 12Х18Н10Т противостоит хлориду натрия, правда, цена выше в четыре-пять раз. Композитный сегмент представлен стеклокомпозитом (GFRP), базальтовыми нитями (BFRP) и углеродным волокном (CFRP). Стеклянная струна выигрывает в массе, базальтовая лиана переносит повышенную температуру до 600 °C, углеродная версия демонстрирует модуль 160 ГПа при плотности 1,9 г/см³. В кабельной арматуре используют проволоку класса К-7 с эквидистантными жилами, предельная прочность достигает 1900 МПа.

Конструкционные формы

Стержни подразделяются на гладкие и периодического профиля. Ребристая поверхность формирует якорные зубья, повышая адгезионное сцепление с цементным камнем. Геометрия серповидного вальца характерна для диаметра 10-32 мм, двухреберный вариант встречается у тонкой проволоки. Сварные карты (сетки) МАР-100 ускоряют монтаж плит перекрытий: шаг проволоки 100 мм, штампованный замок исключает пережог. Арматурные каркасы собирают контактной точечной сваркой либо вязальной проволокой Ø 1,2 мм. Для дорожных плит популярны канаты 1×7, обжатые в гильзах из алюминиевого сплава.

Эксплуатационные критерии

Ключевой параметр — предел текучести: у А400 это 390-420 МПа, у А600 — до 600 МПа. Релаксация напряжений вычисляется по ГОСТ 14959, низкая релаксация важна для преднапряжённых конструкций мостов. Хладоломкость описывает поведение стали при ‑60 °C: марка 09Г2С удерживает ударную вязкость 343 кДж/м². Маринованные стержни с эпоксидным покрытием выдерживают 1000 ч в камере соляного тумана без вспучивания. В зонах с сульфидной коррозией (очистные сооружения) применяют дуплексную сталь S32205, комбинирующую аустенит и феррит.

Огнестойкость бетона лимитируется температурой арматуры: при 250 °C сталь теряет 10 % прочности, при 500 °C — уже 50 %. Фосфатное покрытие увеличивает время до потери несущей способности на 15-20 мин. Для сейсмоопасных регионов берут класс A500СП: удлинение до δ ≥ 22 % сглаживает ударные импульсы. Электродуговая сварка выполняется при токе до 350 А с последующим отпуском 250 °C × 1 ч во избежание мартенситной закалки и хрупких зон.

Хранение на площадке организуют в ячейках с подкладками из сухих брусьев, угол наклона штабеля до 5 ° предотвращает спонтанное скольжение. После резки газовой горелкой кромку снимают абразивным кругом, иначе закалённая корка порушит сцепление.

При выборе арматуры учитывают агрессивность среды, цикл замораживания и уровень усталостных напряжений. В плите над котельной оправдана дуплексная сталь, в ограждении балкона достаточно А400, а в опорных элементах моста — канат К-19 с вытяжкой 6 %.

Тенденции включают термоупрочнённую сталь с контролируемым охлаждением за валками, 3D-печать арматурных стержней из никель-титанового сплава и дипрессивные покрытия на основе графеновой суспензии. Вене бедного бетона постепенно заменяется на композитную жилу: прочная, легкая, химически инертная. Разнообразие вариантов позволяет точечно подбирать «вену» под конкретную нагрузку и климат.