Арматурная сталь

Виды стальной арматуры

СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» регламентирует применение для железобетонных конструкций следующих видов стальной арматуры, установленных соответствующими стандартами:
горячекатаную гладкую и периодического профиля диаметром 3-80 мм;
термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6-40 мм;
механически упрочненную в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая, диаметром 3-12 мм;
арматурные канаты диаметром 6-15 мм.
Кроме того, в большепролетных конструкциях могут быть применены стальные канаты (спиральные, двойной связки, закрытые).
Для сталежелезобетонных конструкций (конструкций, состоящих из стальных и железобетонных элементов) применяют листовую и профильную сталь по соответствующим нормам и стандартам (СНиП II-23)

Основным нормируемым и контролируемым показателем качества стальной арматуры является класс арматуры по прочности на растяжениекласс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый: А — для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры; В — для холоднодеформированной арматуры; К — для арматурных канатов
Класс арматуры соответствует гарантированному значению предела текучести (физического или условного) в МПа, устанавливаемому в соответствии с требованиями стандартов и технических условий, и принимается в пределах от А240 до А1500, от В500 до В2000 и от К1400 до К2500

Горячекатаную стержневую арматуру поставляют по ГОСТ 5781, термомеханически упрочненную стержневую арматуру – по ГОСТ 10884.
Сталь горячекатаную для армирования железобетонных конструкций подразделяют на классы в зависимости от механических свойств — класса прочности (установленного стандартом нормируемого значения условного или физического предела текучести, Н/мм2):
А240 (A-I), А300 (А-И), А400 (A-III), А600 (A-IV), А800 (A-V), А1000 (А-VI)

Арматурная сталь выпускается в стержнях или мотках: сталь класса А240 (A-I) изготавливают гладкой, сталь классов А300 (А-И), А400 (A-III), А600 (A-IV), А800 (A-V), А1000 (А-VI) – периодического профиля.
Арматурная сталь периодического профиля представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Для профилей диаметром 6 мм допускаются выступы, идущие по однозаходной винтовой линии, диаметром 8 мм — по двухзаходной винтовой линии.
Арматурная сталь класса А300 (A-II), изготовленная в обычном исполнении и специального назначения АсЗОО (Ас-II) профилем должна иметь выступы, идущие по винтовым линиям с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля

сталь арматурная

Сталь класса А400 (A-III), изготовленная профилем, приведенным на черт. 1, 6, и классов А600 (A-IV), А800 (A-V), А1000 (А-VI) профилем, приведенным на черт. 2, б, должна иметь выступы по винтовым линиям, имеющим с одной стороны профиля правый, а с другой — левый заходы.
Арматурная сталь специального назначения класса АсЗОО (Ас-II) имеет профили, приведенные на черт. 1, а или 2, а.
Профиль специального назначения изготовляется (черт. 2, а) по согласованию изготовителя с потребителем. Форма и размеры профилей, приведенных на черт. 2, а и б, могут уточняться.
По требованию потребителя сталь классов А300 (А-И), А400 (A-III), А600 (A-IV), А800 (A-V) изготавливают гладкой

Принятые обозначения классов дополняются индексами для указания при необходимости способа изготовления, особых свойств или назначения арматуры: термомеханически упрочненную стержневую арматурную сталь обозначают символом Ат, сталь специального назначения (северного исполнения) — Ас, термомеханически упрочненную сталь свариваемую обозначают буквой С (например,. Ат600С), а такую же сталь с повышенной стойкостью против коррозионного растрескивания под напряжением — буквой К (например, Ат1000К).
Арматурная термомеханически упрочненная сталь выпускается классов Ат400С, Ат500С, Ат600, Ат600С, Ат600К, Ат800, Ат800К, Ат1000, Ат1000К и Ат1200

Арматурную термомеханически упрочненную сталь изготавливают с периодическим профилем по ГОСТ 10884 или по ГОСТ 5781. По согласованию с потребителем арматурную сталь класса прочности Ат800 и выше допускается изготовлять гладкой.
Номинальные диаметры стержней периодического профиля соответствуют номинальным диаметрам равновеликих по площади поперечного сечения круглых гладких стержней.
Арматурную горячекатаную сталь классов А240 (A-I) и А300 (A-II) диаметром до 12 мм и класса А400 (A-III) диаметром до 10 мм включительно изготовляют в мотках или стержнях, больших диаметров — в стержнях. Арматурную сталь классов А600 (AIV), А800 (A-V) и А1000 (А-VI) всех размеров изготовляют в стержнях, диаметром 6 и 8 мм — по согласованию с потребителем в мотках.
Стержни имеют стандартную длину от 6 до 12 м, по согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление стержней от 5 до 25 м

Характеристика арматурной стали

Номер профиля (номинальный диаметр стержня dн), мм Площадь поперечного сечения стержня, см2 Теоретическая масса 1 м профиля, кг Предельные отклонения (ГОСТ 5781), %
6 0,283 0,222 +9,0 …-7,0
8 0,503 0,395 +9,0 …-7,0
10 0,785 0,617 +5,0…-6,0
12 1,131 0,888 +5,0…-6,0
14 1,540 1,210 +5,0…-6,0
16 2,010 1,580 +3,0 …-5,0
18 2,540 2,000 +3,0 …-5,0
20 3,140 2,470 +3,0 …-5,0
22 3,800 2,980 +3,0 …-5,0
25 4,190 3,850 +3,0 …-5,0
28 6,160 4,830 +3,0 …-5,0
32 8,040 6,310 +3,0 …-4,0
36 10,180 7,990 +3,0 …-4,0
40 12,570 9,870 +3,0 …-4,0
45 15,000 12,480 +3,0 …-4,0
50 19,630 15,410 +2,0…-4,0
55 23,760 18,650 +2,0…-4,0
60 28,270 22,190 +2,0…-4,0
70 38,480 30,210 +2,0…-4,0
80 50,270 39,460 +2,0…-4,0

Механические свойства арматурной стали

Класс арматурной стали Предел текучести, Н/мм2 Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 Относительное удлинение, % Равномерное удлинение, % Ударная вязкость, МДж/м2 Испытание на изгиб в холодном состоянии (с-толщина оправки, d-диаметр стержня)
А240 (A-I) 235 373 25 - - 180°; с = d
A300 (А-II) 295 490 19 - - 180°; с = 3d
АсЗ00 (Ас-II) 295 441 25 - 0,5 180°; с = d
А400 (A-III) 390 590 14 - - 90°; с = 3d
А600 (A-IV) 590 883 6 2 - 45°; с = 5d
А800 (A-V) 785 1030 7 2 - 45°; с = 5d
А1000 (А-VI) 980 1230 6 2 - 45°; с = 5d

По согласованию с потребителем допускается не проводить испытание на ударную вязкость арматурной стали класса АсЗ00 (Ас-II).
Для А600 (A-IV) диаметром 18 мм стали марки 80С норма изгиба в холодном состоянии устанавливается не менее 30° .
Для А240 (A-I) диаметром свыше 20 мм при изгибе в холодном состоянии на 180° с = 2d, для А300 (А-II) диаметром свыше 20 мм с = 4d.
На поверхности стержней, включая поверхность ребер и выступов, в соответствии с требованиями ГОСТ 5781 не должно быть трещин, раковин, плен и закатов

Механические свойства арматурной термомеханически упрочненной стали до и после электронагрева, а также результаты испытаний ее на изгиб должны соответствовать установленным требованиям

Механические свойства арматурной термомеханически упрочненной стали

Класс арматурной стали Номинальные размеры, мм Температура электронагрева, градус Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 Предел текучести, Н/мм2 Относительное удлинение, % Испытание на изгиб в холодном состоянии, градус Диаметр оправки (d – диаметр стержня)
Ат400 6-40 - 550 440 16 90 3d
Ат500 6-40 - 600 500 14 90 3d
Ат600 10-40 400 800 600 12 45 5d
Ат800 10-32* 400 1000 800 8 45 5d
Ат1000 10-32 450 1250 1000 7 45 5d
Ат1200 10-32 450 1450 1200 6 45 5d

Примечание. * Для Ат800К — диаметры 18-32 мм

Маркировка и обозначения арматурной стали

Маркировка арматурной стали должна содержать:
• номинальный диаметр (номер профиля), мм;
• обозначение класса прочности;
• обозначение ее эксплуатационных характеристик — свариваемости (индекс С), стойкости против коррозионного растрескивания (индекс К).
Примеры условного обозначения арматурной сталиразличного класса прочности и технического назначения:
арматурная сталь диаметром 20 мм, класса прочности А300 (A-II): 20А300 ГОСТ 5781-82;
арматурная сталь диаметром 18 мм, класса прочности А240 (A-I): 18А240 ГОСТ 5781-82;
арматурная сталь диаметром 20 мм, класса прочности Ат800: 20Ат800 ГОСТ 10884-94;
то же, диаметром 10 мм, класса прочности Ат400, свариваемой (С): 10Ат400С ГОСТ 10884-94
то же, диаметром 16 мм, класса прочности Атб00, стойкой против коррозионного растрескивания (К): 16Атб00К ГОСТ 10884-94

Маркировка и упаковка горячекатаной стали для армирования железобетонных конструкций

Концы стержней из низколегированных сталей класса А600 (A-IV) должны быть окрашены красной краской, класса А800 (A-V) — красной и зеленой, класса А1000 (А-VI) — красной и синей. Допускается окраска связок на расстоянии 0,5 м от концов.
Стержни упаковывают в связки массой до 15 т, перевязанные проволокой или катанкой. По требованию потребителя стержни упаковывают в связки массой до 3 и 5 т.
На связки краска наносится полосами шириной не менее 20 мм на боковую поверхность по окружности (не менее 1/2 длины окружности) на расстоянии не более 500 мм от торца.
На мотки краска наносится полосами шириной не менее 20 мм поперек витков с наружной стороны мотка.
На неупакованную продукцию краска наносится на торец или на боковую поверхность на расстоянии не более 500 мм от торца.
На ярлыке, прикрепленном к каждой связке стержней, наносят условное обозначение класса по пределу текучести (например, А400) или принятое обозначение класса арматурной стали (например, A-III)

Маркировка и упаковка арматурной термомеханически упрочненной стали для железобетонных конструкций

Маркировка производится в соответствии с ГОСТ 10884 при прокатке или же при отсутствии прокатной маркировки несмываемой краской.
Маркировка при прокатке
Арматурная сталь периодического профиля имеет маркировку класса прочности и завода-изготовителя, наносимую при ее прокатке в виде маркировочных коротких поперечных ребер или точек на поперечных выступах.
Маркировочные короткие поперечные ребра высотой 0,5 мм, не выходящие за пределы габаритного размера по окружности диаметром d, располагают на поверхностях, примыкающих к продольным ребрам.
Маркировочные точки высотой, равной высоте поперечного выступа, представляют собой конусообразные утолщения на поперечных выступах

При отсутствии прокатной маркировки концы стержней или связки арматурной стали соответствующего класса должны быть окрашены несмываемой краской следующих цветов:
Ат400С — белой;
Ат500С — белой и синей;
Атб00 — желтой;
Атб00С — желтой и белой;
Атб00К — желтой и красной;
Ат800 — зеленой;
Ат800К — зеленой и красной;
Ат1000 — синей;
Ат1000К — синей и красной;
Ат1200 — черной.
Допускается окраска связок на расстоянии 0,5 м от концов. Стержни упаковывают в связки массой до 10 т, перевязанные проволокой. По требованию потребителей стержни упаковывают в связки массой до 3 т.
При поставке стали в мотках каждый моток должен состоять из одного отрезка арматурной стали. Масса мотка — до 3 т

К каждому мотку или связке стержней должен быть прочно прикреплен ярлык, на котором указывают:
• товарный знак или товарный знак и наименование предприятия-изготовителя;
• условное обозначение арматурной стали;
• номер партии;
• клеймо технического контроля

Правила приемки и методы испытания арматуры установлены соответствующими стандартами и техническими условиями. Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 12004, а испытание на изгиб – по ГОСТ 14019

Арматурная проволока

Холоднодеформированную арматуру (арматурную проволоку) диаметром от 3 до 12 мм изготавливают способом холодного волочения и подразделяют по форме поперечного сечения на гладкую и периодического профиля, а также по классам прочности: 500, 600, 1200, 1300, 1400, 1500. Класс прочности соответствует гарантированному значению условного предела текучести проволоки, МПа, с доверительной вероятностью 0,95

Расчетная площадь поперечного сечения и теоретическая масса 1000 м проволоки

Номинальный диаметр (номер профиля), мм Площадь поперечного сечения, мм2 Масса 1000 м, кг
3,0 7,07 55,5
4,0 12,57 98,7
5,0 19,63 154,1
6,0 28,27 221,9
7,0 38,48 302,1
8,0 50,27 394,6

Примечание. Линейная плотность проволоки периодического профиля класса В500 не должна превышать следующих значений: диаметром 3 мм — 0,052 кг, диаметром 4 мм — 0,092 кг, диаметром 5 мм — 0.144 кг.

В условных обозначениях холоднодеформированная арматура (проволока) обозначается буквой В. Например, проволока диаметром 5 мм класса прочности 1400 обозначается: 5-В1400.
Пример условного обозначения проволоки номинальным диаметром 3,0 мм класса прочности 500;
Проволока 3-В500 ГОСТ 6727-80

В качестве ненапрягаемой арматуры применяют проволоку класса B500(Bp-I, В500С), которую изготовляют из низкоуглеродистой стали по ГОСТ 380, а для напрягаемой арматуры применяют проволоку гладкую и периодического профиля классов прочности 1200,1300, 1400 и 1500, которую производят из углеродистой конструкционной стали марок 65-85 по ГОСТ 14959. Проволоку класса В600, изготовляемую из стали марок СтЗкп и Ст5пс с термической обработкой, можно применять в качестве ненапрягаемой и напрягаемой арматуры

Марку стали для арматурной проволоки завод-изготовитель выбирает так, чтобы обеспечить заданные стандартами и техническими условиями механические свойства.
Высокопрочную арматурную проволоку в процессе изготовления подвергают низкотемпературному отпуску, в результате чего повышаются ее упругие свойства: развернутая из мотка и свободно уложенная проволока должна сохранять нормируемую прямолинейность.
Высокопрочную проволоку диаметром 7 и 8 мм изготовляют по разовым заказам, согласованным с заводом-изготовителем

Характеристика холоднотянутой проволоки

Класс арматурной проволоки ГОСТ и ТУ Класс прочности Номи – нальный диаметр, мм Разрывное усилие, кН Усилие, соотв. пределу текучести, кН Относи-тельное удлинение после разрыва на расчетной длине 100мм, % Число перегибов на 180° Диаметр оправки при испытании на изгиб на 180° в холодном сост., мм
В ГОСТ 6727 500 3 3,9 3,5 2 4
В ГОСТ 6727 500 4 7,1 6,2 2,5 4
В ГОСТ 6727 500 5 10,6 9,7 3 4
В ТУ 14-4-1322-85 600 4 10,5 8 2,5 4
В ТУ 14-4-1322-85 600 4,5 13,2 10,2 2,7 4
В ТУ 14-4-1322-85 600 5 16,4 12,5 3 5
В ТУ 14-4-1322-85 600 6 22,6 18 4 6
В ГОСТ 7348 1500 3 12,6 106 4 9(8)
В ГОСТ 7348 1400 4 21,4 18 4 7(6)
В ГОСТ 7348 1400 5 32,8 27,5 4 5(3)
В ГОСТ 7348 1400 6 47,3 39,7 5 30
В ГОСТ 7348 1300 7 60,4 50,7 6 35
В ГОСТ 7348 1200 8 74 62 6 40

Примечания:
В скобках приведены данные для проволоки периодического профиля.
Для гладкой стабилизированной проволоки диаметром 5 мм (ТУ 14-4-1362-85) усилие, соответствующее условному пределу текучести, равно 30,1 кН

Промышленностью освоено производство следующих новых видов арматурной проволоки:
стабилизированной гладкой высокопрочной проволоки диаметром 5 мм с повышенной релаксационной стойкостью;
низкоуглеродистой проволоки периодического профиля диаметром 4-6 мм повышенной прочности класса В600.
Проволока изготовляется в мотках массой 500-1500 кг. Допускается изготовление, проволоки в мотках массой 20-100 кг. Каждый моток должен состоять из одного отрезка проволоки. Проволока должна быть свернута в мотки неперепутанными рядами

Арматурные канаты

Арматурные канаты изготавливают из высокопрочной холоднотянутой проволоки. Для наилучшего использования прочностных свойств проволоки в канате шаг свивки принимают максимальным, обеспечивающим нераскручиваемость каната, обычно в пределах 10-16 диаметров каната

Механические свойства арматурных канатов

Марка каната ГОСТ, ТУ Класс прочности каната Ø каната, мм Ø проволоки, мм Номин. плошадь поперечн. сечения каната, мм2 Разрывное усилие каната, кН Усилие при условном пределе текучести, кН Относит. удлинение при разрыве, % Теор. масса 1м, кг
К-7 ГОСТ 13840 1500 6 2 22,7 40,6 34,9 4 0,173
К-7 ГОСТ 13840 1500 9 3 51 93,5 79,5 4 0,402
К-7 ГОСТ 13840 1500 12 4 90,6 164 139,5 4 0,714
К-7 ГОСТ 13840 1400 15 5 141,6 232 197 4 0,714
К-19 ТУ 14-4-22-71 1400 14,2 2,8 128,7 236,9 181,5 4 1,014

В процессе производства канаты К-7 и К-19 подвергают низкотемпературному отпуску. Согласно ТУ 14-4-1362-85 усилие, соответствующее условному пределу текучести, равно 30,1 кН

Маркировка и упаковка арматурной проволоки и канатов

Арматурную проволоку и канаты поставляют в несмазаном виде. Канаты поставляют на барабанах или в мотках, проволоку в мотках массой 500-1500 кг, равномерно перевязанных по окружности не менее чем в трех местах. Допускается изготовление проволоки в мотках массой 20-100 кг, перевязанных не менее чем в трех местах. Каждый моток должен состоять из одного отрезка проволоки.
По требованию потребителя моток массой 500-1500 кг должен иметь промежуточные вязки, расположенные внутри мотка. Мотки проволоки массой 20-100 кг связывают в бухты. К каждому мотку (бухте) должен быть прочно прикреплен ярлык, на котором указывают:
товарный знак или наименование и товарный знак предприятия-изготовителя ;
условное обозначение проволоки;
номер партии;
клеймо технического контроля.
Правила приемки и методы испытания проволоки установлены соответствующими стандартами и техническими условиями. Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 12004, испытание на перегиб по ГОСТ 1579, а испытание на изгиб — по ГОСТ 14019.

Применение арматуры

В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций следует применять:
а) стержневую арматуру классов А400 (A-III), Ат400С и Ат500С — для продольной и поперечной арматуры;
б) арматурную проволоку класса В500 — для поперечной и продольной арматуры;
в) стержневую арматуру классов А240(А-1), А300(А-II)и АсЗ00(Ас-II) — для поперечной арматуры, а также для продольной арматуры, если другие виды ненапрягаемой арматуры не могут быть использованы;
г) стержневую арматуру класса Ат600С — для продольной арматуры;
д) стержневую арматуру классов A600(A-IV), Ат600 и Ат600К — для продольной арматуры в вязаных каркасах и сетках;
е) стержневую арматуру классов A800(A-V), Ат800, Ат800К, A1000(A-VI), Ат 1000, Ат1000К, Ат1200 — для продольной сжатой арматуры, а также для продольной сжатой и растянутой арматуры при смешанном армировании конструкции (наличии в них напрягаемой и ненапрягаемой арматуры) в вязаных каркасах и сетках

Из-за хладноломкости запрещается применять арматуру классов А300 (A-II) марки стали Ст5пс (диаметром 18-40 мм) и класса А240(А-I) марки стали СтЗкп, А600 (A-IV) и выше при температуре ниже -30°С; класса А400 (A-III) при температуре ниже -40°С

Арматуру классов А400(А-III), Ат400С, Ат500С, Ат600С, В500, А240(А-1), А300(А-II) и Ас300(Ас-II) рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сеток

Допускается использовать в сварных сетках и каркасах арматуру классов Ат600К (из стали марок 10ГС2 и 08Г2С) и Ат800 (из стали марки 20ГС) при выполнении крестообразных соединений контактно-точечной сваркой

Ненапрягаемая арматура классов А240(А-1), А300(А-II), А400(А-III), Ат400С, Ат500С, Ат600С хорошо сваривается контактной и дуговой сваркой; А600 (A-IV) и А800 (A-V) — только контактной сваркой.
В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций следует применять стержневую арматуру классов A800(A-V), Ат800, Ат800К, A1000(A-VI), Ат1000, Ат1000К и Ат1200; высокопрочную арматурную проволоку и арматурные канаты.
В качестве напрягаемой арматуры также допускается применять стержневую арматуру классов A600(A-IV), Ат600, Ат600С, Ат600К

В качестве напрягаемой арматуры конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, следует преимущественно применять арматуру класса A600(A-IV), а также классов Ат600К, Ат800К, Ат1000К и арматуру других видов в соответствии со СНиП 52-01-2003.
Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций должна применяться горячекатаная арматурная сталь класса Ас300(Ас-II) марки 10ГТ и класса А240(А-1) марок СтЗсп и СтЗпс, а также класса А240(А-1) по ТУ 14-2-736-87 (особенно для конструкций, предназначенных для применения в районах с расчетной температурой ниже -30°С). В случае, если возможен монтаж конструкций при расчетной зимней температуре ниже -40°С, для монтажных петель не допускается применять сталь марки СтЗпс, так как данная сталь является хладноломкой.
Для закладных деталей и соединительных накладок применяют, как правило, прокатную углеродистую сталь класса С38/23

При проектировании и производстве сборных железобетонных конструкций в ряде случаев следует учитывать величину модуля упругости арматуры

Расчетные значения модуля упругости арматуры

Класс арматуры Модуль упругости Е, МПа
А240(A-I), А300(A-II), Ас300(Ac-II), А400(А-III), Ат400С, Ат500С 2,0 х 105
А600(A-IV), Ат600, Ат600С, АтбООК, А800(A-V), Ат800, Ат800К, А1000(A-VI), Ат1000, Ат1000К, Ат1200 1,9 х 105
В1200-1500 2,0 х 105
В500 2,0 х 105
В600 1,9 х 105
К-7, К-19 (К1400-К1500) 1,8 х 105