Арматурна сталь: марка, ГОСТ, клас міцності. Арматура сталева

Арматурна сталь офіційно називається не так: якщо вивчити ГОСТ 5781-82, можна дізнатися, що коректне найменування звучить як «гарячекатана для армування ЖБК». Втім, назва виявилася занадто довгою, тому в професійному середовищі було швидко скорочено до простої «арматури». Це і зрозуміліше, і простіше, і швидше.

Загальна інформація

Прийнято виділяти кілька класів арматури. Поділ ґрунтується на таких ознаках:

• періодичний профіль;
• механічні параметри.

Арматурна сталь буває наступних класів:

Ось уже кілька років на ринку досить великий попит на клас арматурної сталі A500S. Якщо вивчити ГОСТ 5781-82, там не вдасться знайти описи подібного йому за своїми параметрами. Ця продукція виготовляється з орієнтуванням на такі стандарти:

• СТО АСЧМ 7-93;
• технічні умови.

Таку систему стандартизації, за якою групується на категорії гарячекатана арматурна сталь періодичного профілю, впровадили підприємства, що працюють в області чорної металургії. Вони об'єднані в єдину асоціацію, що взяла на себе в тому числі і розробку правил виробництва товарів.

Особливий випадок

Описана арматурна сталь A500S - це не єдиний виняток у світі гарячекатаної продукції. Також особливої уваги заслуговує клас AI, який в ДСТУ прийнято позначати як A240. Ключова особливість - гладкий профіль. Як сировину для виробничого процесу застосовують сталь 3 СП (ПС). Діаметр і відхилення від нього для будь-якої продукції з гладким профілем регламентуються ДСТУ 2590-88. У цьому нормативному документі також прописана точність прокатки для загальних випадків.

Арматурна сталь гладка проводиться в наступних форматах:

• прутки;
• бухти.

У мотках можна знайти розміри від 6 до 14 мм (крок - 2 мм). Вибір арматури в прутках дещо ширше. Мінімальний можливий діаметр - 16 мм, а найбільший доступний - 40 мм. Від 16 до 22 мм крок становить 2 мм, з 25 до 40 мм зростає до трьох.

Як і навіщо?

Марка арматурної сталі A240 необхідна в будівництві та інших областях, де використовуються конструкції із залізобетону, оскільки застосовується для їх армування. Деякі фахівці називають цю категорію матеріалів «петлевою», оскільки використовувати арматуру прийнято, щоб формувати петлеподібні елементи, що підсилюють вироби із залізобетону. Це найактуальніше, коли елемент виділяється з основної площини будови. Гарячекатана арматурна сталь A1 підходить для створення елементів, що спрощують навантаження готових блоків, перевезення і розвантаження. Крім того, безпосередньо на будівельному майданчику так простіше з'єднувати різні елементи між собою.

Марка арматури AI, як і кругла, необхідна для широкого спектру конструкцій. При її використанні виготовляють:

• огорожі;
• меблі;
• перила.

Коло та арматура металева A1, якщо вони виготовлені відповідно до спеціалізованих стандартів, застосовуються як сировина: з них можна витягати дріт. Допускається виготовлення профілів:

• періодичного;
• гладкого.

Якщо арматурний завод має відповідне обладнання, тоді сталь A1 може послужити для виготовлення різної продукції на токарних верстатах або фрезерних. Матеріал обробляється механічно.

Не випускаючи з уваги нормативи

Розповідає про те, якою має бути арматурна сталь, ДСТУ 5781.82. Згідно з нормативами, вуглецю в складі металу може бути не більше 0,3%, тільки тоді продукт застосовний для залізобетону. Використовується арматура як для раніше напруженої сировини, так і для звичайної.

Якщо застосовують залізобетон, який пройшов попередню обробку і напружений, то арматуру вибирають таку, яка впорається з досить серйозними навантаженнями, властивими цьому середовищу. Як правило, напруга досить велика, що вимагає, щоб арматура металева була підвищеною міцністю і виготовлялася строго з надійної сталі. Якщо використовують дріт, то до його міцності також пред'являють високі вимоги.

Якщо гарячекатана арматурна сталь буде використана в конструкціях, не схильних до напруги, тоді допускається застосування звичайної сировини. Тут актуальні наступні марки сталі:

Для попередньої напруги прийнято брати сталь з вмістом вуглецю:

• середнім;
• високим.

Також може бути використана арматура сталева, оброблена термічно для підвищення міцнісних параметрів.

Сталь: яку візьмемо?

Щоб була виготовлена якісна арматурна сталь, ДСТУ 5781.82 рекомендує брати надійну сталь:

• вуглецеву;
• низьколеговану.

Є кілька марок, застосовних для різних типів згаданого матеріалу. Як правило, замовник, відправляючи замовлення на арматурний завод, вказує, з якої сировини він бажає бачити готовий продукт. Якщо таких рекомендацій виробник не отримує, тоді виготовляюче підприємство самостійно приймає рішення на користь оптимального варіанту для конкретного типу продукту. Зокрема, для A800 прийнято використовувати такі марки:

Що ще важливо?

При створенні ненапружених залізобетонних конструкцій слід вибирати класи від першого до третього, а більш високі стануть в нагоді, якщо конструкція пройшла попередню напругу.

Якщо належить працювати при низьких температурах, і об'єкт далі буде експлуатуватися в екстремальних умовах, тоді більше підходить така марка арматури, яку відрізняє знижений відсоток вуглецю. Як альтернативу можна вибирати варіанти сировини, що пройшла додаткову обробку високою температурою.

А от якщо було вирішено використовувати в якості армуючого матеріалу дріт, тоді перевагу краще віддавати тій, в якій вуглець або зовсім відсутній, або його вміст не перевищує 0,8%. Для цього матеріалу властива підвищена міцність - до 180 кгс/мм2 включно. Такі параметри забезпечені:

• високотемпáною обробкою;
• наклепом.

Вуглець і якість матеріалу

Регламентує, з якої сировини повинна виготовлятися арматура будівельна, ДСТУ 5781-82. Зокрема, процентний вміст вуглецю має досить сильний вплив на кінцеві параметри залізобетонного виробу, на його довговічність і надійність. Чим більше вуглецю міститься в металі, тим вищою буде твердість, властива арматурі, але в той же час підвищується крихкість. Крім того, зварювати високовуглецеву сталь дуже складно, часто результат виявляється недостатньо якісним, чому страждає надійність всієї конструкції в цілому.

Відсотковий вміст вуглецю дозволяє вводити наступну класифікацію:

• арматура сталева низьковуглецева, де це з'єднання міститься в кількості не більше чверті відсотка;
• із середнім рівнем утримання - від чверті відсотка до 0,6;
• з високим вмістом, що варіюється від 0,6 до 2%.

А як покращити

Щоб арматурна сталь мала кращу якість, в сплав можна додати додаткові складові. Як легуючі компоненти прийнято застосовувати:

• вольфрам;
• ванадій;
• хром;
• нікель.

У деякі сплави додають лише один-два додаткових компоненти, в інші - суміш з 5-6 металів. Це дозволяє отримати високоякісну леговану сталь з високими показниками:

• міцності;
• твердості;
• стійкості до корозії.

Щоб отримати леговану сталь, можна включити в сировину кремній, марганець. Залежно від того, наскільки багато добавок міститься в речовині, прийнято говорити про приналежність матеріалу до одного з наступних класів:

• низьколегована арматурна сталь, що містить не більше п'яти відсотків включень;
• середньолегована, в якій кількість добавок варіюється в межах 5-10%;
• високолегована, на одну десяту і більше складається з додаткових компонентів.

«Що в імені тобі моєму?»

Арматурна сталь - це не просто сталь, але ще й велика кількість інших хімічних компонентів. Про те, які включення є в матеріалі, можна дізнатися з найменування. Були розроблені стандарти позначення тих чи інших добавок у назві матеріалу. Приклади:

• Х - хром.
• Ц - цирконій.
• Т - титан.

Після марки записуються цифри. Вони відображають, як багато вуглецю міститься в матеріалі. Позначаються соті частки. Далі пишуть літери. Вони позначають хімічний елемент, після якого вказано, як багато його міститься в складі арматури. Якщо ніякої цифри не вказано, можна зробити висновок, що ця речовина включена в обсязі менше одного відсотка.

Приклад: «сталь арматурна 35GS» розшифровується як сталь, у складі якої присутній вуглець у концентрації 0,35%, а також є кремній і марганець, але процентний вміст обох компонентів незначний, тому уточнених даних немає (вони присутні в обсязі менше відсотка від загальної кількості матеріалу).

Чого вимагати і чекати

Згідно з чинними стандартами, арматурна сталь повинна бути:

• легко зварюваної;
• пластичної;
• міцний.

Під міцністю прийнято розуміти здатність арматури витримувати руйнівні навантаження зовнішнього середовища. Дії ззовні можуть розтягувати метал і прогинати, крутити і стискати, різати. Для кожного з видів навантажень виділяють окремі показники міцності. Арматура частіше застосовується в умовах, коли високі навантаження на розтягнення, тому саме на це значення слід звернути увагу в першу чергу. Щоб оцінити, наскільки арматура здатна чинити опір розтягненню, потрібно оцінити:

• текуча межа;
• розривний опір.

Пластичність - це параметр, що відображає пристосовуваність матеріалу до зовнішніх навантажень, які намагаються змінити форму виробу, його переріз. Якщо арматура в таких умовах зберігає свої початкові параметри, після видалення навантаження вона може повернутися у вихідний стан або зберегти отримані зміни. Пластичність виражається в подовженні при розриві, вугіллі загибу, кількості перегинів, що залишаються після охолодження металу.

Зварюваність - це показник, що відображає здатність якісно з'єднуватися з іншими матеріалами при застосуванні того чи іншого методу зварювання. Цей параметр визначається:

• складом металу;
• методом виплавки;
• величиною стрижнів у розрізі;
• сполучними особливостями;
• пластичністю.

Механіка і надійність

Вказані вище параметри дозволяють говорити про те, наскільки хороші механічні параметри стали. Саме на їх основі виділяють технічні характеристики, показники.

Важливою особливістю арматури є її тимчасовий опір. Для його визначення, а також виявлення того, як велика плинна межа, наскільки великим може бути подовження сталі відносно початкової величини, проводять спеціальні випробування на виробництві: застосовують розривні машини, сконструйовані для цього завдання.

Робота проводиться наступним чином: при запуску машини на поміщений зразок плавно зростає навантаження. Арматура при цьому знаходиться в системі жорсткого кріплення, що не допускає «вислизання» екземпляра. Механізми намагаються подовжити стрижень поздовжньо, деформуючи його. Показники, що знімаються з арматури, дозволяють сформувати діаграму розтягнення (масштаб задається довільно).

Технічні особливості

Прямі ділянки діаграми відображають такі навантаження, при яких зразок не деформується. При збільшенні навантажень можна бачити пропорційне зростання довжини, що дозволяє робити висновки про надійність сталі та здатність чинити опір зовнішньому впливу. Заздалегідь задається граничне значення навантаження, що додається до іспитового екземпляра. Після досягнення цього значення також плавно зменшують вплив механічної сили.

При найкращому розкладі стрижень, що розтягнувся при впливі великої зовнішньої сили, повертається у вихідний стан при знятті навантажень. Така здатність обумовлена пружністю стали. Варто розуміти, що зона пружності для металу має певні обмеження. При досягненні показників, що перевищують ці межі, повернення до вихідних значень стане неможливим. При виявленні такого граничного показника говорять про досягнення межі пружності.

Якщо провести випробування проведеної відповідно до чинного ГОСТ арматури зі сталі ST3, тоді вдасться отримати параметри, близькі до таких:

• межа плинності - 2 460 кгс/см²;
• відносне подовження - 25;
• опір розриву в заданому часовому проміжку - 4 000 кгс/см².

Параметри та область застосування

Арматура, що має високі показники міцності, зазвичай коштує дорожче, ніж низькоякісний матеріал. Водночас практика показує, що використання такого матеріалу дозволяє домогтися істотної економії, оскільки армування залізобетонних конструкцій вимагає більш економічної витрати металу.

Зверніть увагу на пластичність арматури: є певні межі, виходити за які вкрай небажано. При зниженні цього параметра нижче певного рівня неможливо застосувати прокатні вироби на повну міцність. Конструкція, виготовлена з використанням такої витратної сировини, стає крихкою і може непередбачувано зруйнуватися під впливом зовнішніх факторів. Є й інший ризик, пов'язаний зі зменшенням пластичності металу: зростають ймовірність крихкого зламу вже на етапі армування конструкцій із залізобетону.

Вплив на зразки стали

Щоб поліпшити показники арматури, вдаються до різних технологій впливу ззовні. Зокрема, широко поширена практика термічного зміцнення. При цьому міцність матеріалу зростає вдвічі, а іноді і більше. Найбільш застосовано це для низьколегованих, вуглецевих сполук. А ось вартість матеріалу зростає всього на 10-12%. Термічне зміцнення показує кращі показники відносно механічного, але для його реалізації потрібно володіти серйозним сучасним обладнанням і командою висококваліфікованих фахівців. Дуже сильно на якість кінцевого продукту (і на репутацію його виробника) впливають навіть дрібні помилки технологічного процесу.

Механічне зміцнення досягається використанням:

• лебідки;
• гідравлічних домкратів;
• профілюваних валків.

Останні потрібні, щоб сплющувати сталь. При зміцненні вдається домогтися пластичних деформацій, завдяки яким міцність збільшується на 50% відносно початкового значення.

Найпопулярніша - яка вона

Традиційно найбільш затребувана на ринку металопрокату арматура 8 мм в діаметрі. Вона належить до третього класу і випускається в бухтах, мотках, пруті. 8 мм - параметр середнього діаметра будівельного матеріалу. Виробництво такої арматури має відповідати ДСТУ 30136-95. Випускається мотками арматура фахівцями іменується «катанкою».

Арматура 8 мм виготовляється зі сталі з низьким вмістом вуглецю. Застосовуються марки ST0, ST3. У процесі виготовлення є дві (іноді одна) стадії охолодження, що дозволяє домогтися високих показників надійності матеріалу. Катанка мотками являє собою дріт.

Арматура A3 - сталь, що має в перетині коло. Вона необхідна для подальшого виробництва дроту, пружин. Незамінна сировина і у виробничому процесі будівельної холоднотягнутої арматури.

Виробництво і продаж

Арматура 8 мм зазвичай виготовляється на дротяно-сортових верстатах з сировини, відповідної РТ 380. Це стандартна технологія, що передбачає наявність бруківкової сталі, що обробляється валовою системою. На верстатах матеріал прокатують і витягують, розколюють і охолоджують. Залежно від особливостей конкретного товару він буде охолоджений природним методом або примусово.

У продажу такий товар присутній як погонними метрами, так і великими мотками (для оптових покупців).

Навіщо це потрібно

Арматура 8 мм незамінна при зведенні залізобетонних і металевих конструкцій. Катанка досить тонка, тому застосовується при виготовленні сіток, каркасів, канатів. Арматура ефективна як основа для скоб. Її використовують для зміцнення будівельних конструкцій. Конкретний варіант вибирають, аналізуючи умови експлуатації будови, на основі чого приймають рішення на користь тієї чи іншої марки.

Арматура частіше застосовується як сировина для виготовлення іншої будівельної продукції, а не як самостійний матеріал. Якщо катанка потрібна, щоб виробляти цвяхи, кабелі, тоді потрібно контролювати рівність виробів: шорсткі поверхні неприпустимі, це значно знизить міцність готового виробу. При виготовленні товстої арматури, скоб вимоги до гладкості поверхні не настільки істотні. Арматура, що застосовується для облаштування несучих стін, не може містити наповнені повітрям порожнини або тріщини. Якщо арматура 8-мм діаметра купується в прутів, контроль якості передбачає відстеження ідентичності виробів.

Деякі особливості

Слід також зазначити, що арматура, що має круглий періодичний профіль, зазвичай оснащена поздовжніми ребрами. Поперек стрижнів проходять гвинтові виступи, прокладені по лінії з трьома заходами. Якщо діаметр прутка становить до 6 мм, тоді виступи можуть проходити вздовж гвинтової лінії з одним заходом. Для 8 мм допускається наявність двох заходів.

Арматура, яка зараховується до третього класу, буває:

• звичайної;
• спеціальної.

Позначається вона як A300 і Ас300 відповідно. Для такої сировини характерні виступи, у яких захід по обидва боки профілю рівномірний. Тут лінії також йдуть гвинтом. А ось для A400-A1000 обов'язкова умова: заходи з одного боку праві, а з іншого - ліві.

Можливі зміщення гвинтових виступів. Цей параметр не нормується по поточних ГОСТах.

Ще один відмінний момент характеризує виготовлення сталі A800. Для неї можна застосовувати такі марки:

При цьому особливості кінцевого продуту зазвичай регламентовані вимогами замовника.

Згідно з рекомендаціями Держбуду, на території РФ рекомендовано застосовувати такі марки:

Обидві вони підходять для зміцнення конструкцій із залізобетону і підміняють раніше широко застосовні А-III. Такі виготовляються при врахуванні вимог, зазначених у ДСТУ 5781-82.