В даний час сталева рифлена арматура проводиться трьох основних типів, на кожен з яких поширюється свій окремий ГОСТ з сортаментом і вимогами до виготовлення. Відповідно, кожен тип цих металовиробів володіє своїми унікальними характеристиками, і тільки вага прутків різних стандартів майже або повністю збігається.
Що собою являють рифлені арматурні стрижні Як відомо, сталеві прути для армування бетонних виробів і конструкцій з вигляду поверхні виробу поділяються на гладку арматуру і рифлену. Перша являє собою стрижні правильного круглого перетину з незмінним діаметром і рівною поверхнею. Тому її і називають гладкою.
Рифлена або як "по-науковому" в ГОСТах її називають - періодичного профілю арматура - виглядає інакше. Вона теж кругла, але в поперечному перерізі являє собою профілі з 2-ма поздовжніми ребрами (уздовж всієї довжини стержня) або без них і виступами поперек вироби. Останні розташовані під кутом до поздовжньої осі прутків і в залежності від виду арматури можуть: • мати якийсь певний незмінний діаметр і висоту щодо стрижня (суцільного підстави прутка); • бути серпоподібними; • бути сегментними.
Сам стрижень (суцільне підставу прутка), в залежності від виду арматури, може бути круглим, овальним або з перетином, близьким за формою до трикутника або квадрата. При цьому за результатами зовнішніх вимірів найбільш виступаючих поверхонь всі типи вироби круглі, з якимось певним незмінним діаметром.
Типи рифленою арматурної продукції та ДСТУ на неї Як згадувалося вище, сталеві арматурні прути періодичного профілю виробляють трьох типів. Їх виготовлення регламентується відповідними трьома стандартами. Це такі типи рифлених сталевих виробів: • гарячекатана арматура для армування як попередньо напружених, так і звичайних залізобетонних конструкцій - роблять по ГОСТ 5781-82; • зварюються прути для виконання армування залізобетонних конструкцій - проводять згідно з ГОСТ Р 52544-2006; • термомеханически зміцнені вироби для армування залізобетонних конструкцій - випускають по ГОСТ 10884-94.
Вибір якогось одного з цих типів завжди залежить від застосовуваної технології виготовлення тих чи інших залізобетонних конструкцій, а також умов і способів їх подальшої експлуатації. Продукція кожного з вищенаведених ГОСТів підрозділяється на класи. Вироби стандартів 5781 і 10884 діляться залежно від міцності (механічних властивостей), а ГОСТ Р 52544 - за способом виробництва. Таким чином, в даний час проводяться наступні основні класи сталевих арматурних прутів:
• по ГОСТ 5781 - гладка арматура A-I і рифлена A-II, A-III, A-IV, A-V і A-VI; • по ГОСТ 10884 - рифлені стрижні Aт400, Aт500, Aт600, Aт800, Aт1000 і Aт1200 (останні 3 найменування виробляють ще й гладкими); • по ГОСТ Р 52544 - рифлена арматурна сталь A500C (гарячекатана) і B500C (холоднодеформована).
Всі ці вироби згідно своїх стандартів додатково діляться за іншими параметрами ще на ряд видів, які розглянуті в класифікації арматури. Особливості сталевих арматурних прутів періодичного профілю
Головна особливість стрижнів змінного профілю - за рахунок своєї рифленої поверхні вони набагато краще гладких зчіплюються з бетоном. Від того наскільки надійний контакт арматури з останнім, залежить, чи буде виконана основна задача армування - зміцнення бетонного виробу або конструкції. Адже якщо порушиться зчеплення стрижнів з бетоном, то кожен з цих матеріалів почне працювати самостійно, а в підсумку рано чи пізно зруйнується сама залізобетонна конструкція. Спочатку під дією навантажень розкришиться бетон. Потім будуть зім'яті або порвані, а може, просто проржавіють прути.
Тією ж мірою зчеплення з бетоном, яка властива рифленою арматури, особливо потребують залізобетонні вироби і конструкції, які відчувають високі навантаження на стиск або вигин. Тому для виготовлення залізобетонних об'єктів і продукції підвищеної міцності в якості основного армирующего елемента використовують тільки вироби змінного профілю. Поверхневий шар бетону може бути зміцнений і гладкою арматурою.
У сталевого рифленого стрижневий продукції є ще одна особливість. Згідно ГОСТів, за якими її виготовляють, сортамент типорозмірів по діаметру у неї такий же, що і у гладкої арматури, виробленої за цими ж стандартами. І при цьому номінальний питома вага (маса 1 метра) і тих, і інших прутків, відповідно до цих же стандартами, майже або повністю збігається. Якщо виходити з того, що вага будь-якого металовироби залежить від площі його поперечного перерізу, то такого бути не повинно. Маса прутів змінного профілю повинна бути менше, ніж у гладких. Адже за рахунок виступів рифлення утворюються порожнечі в перерізі, не заповнені металом.
Однак все пояснюється дуже просто. Насправді рифлену продукцію виготовляють трохи більшого, ніж вказано в таблицях сортаменту ГОСТів, діаметра. При цьому розмір самого стрижня арматури (суцільного підстави прутка), заміряють між поперечними виступами, навпаки, трохи менше. Ці діаметри теж вказані в стандартах і нормуються ними. Середнє значення між ними дуже близько до номінальної величини типорозміру арматури, зазначеної в Гості, але відрізняється від нього. Так що якщо самостійно робити розрахунок питомої ваги арматури з рифленням, то отримані значення будуть трохи відрізнятися від даних в стандарті на неї.
Наприклад, порівняємо розрахунковий діаметр і масу з номінальними по ГОСТу для якогось стержня періодичного профілю (з типорозміром 12 мм). Якщо це рифлена арматура А3 стандарту 5781 (позначається в Гості як A-III), то у неї номінальний діаметр по поверхні рифлення 13,5 мм, а самого стрижня прутка - 11 мм. Тоді середнє значення діаметра: (13,5 + 11) / 2 = 12,25 мм. Відрізняється від номінальної величини типорозміру в 12 мм на 0,25 мм.
Відповідно, розрахункова площа перерізу вийде: S = 3,14 * R * R = 3,14 * 0,006125 * 0,006125 = 0,0001178 м2 (1,178 см2), де R - радіус в метрах, обчислений за формулою D / 2000 = 12,25 / 2000 = 0,006125 м. Номінальна площа перетину по ГОСТу 1,131 см2. А розрахунковий питома вага вийде: M = S * 7850 = 0,0001178 * 7850 = 0,924 кг, де 7850 щільність стали в кг / м3. А в стандарті для арматури типорозміру діаметром 12 мм вказана маса 1 метра 0,888 кг.
Але інші розміри рифлення, форма, кількість і розташування поперечних виступів і поздовжніх ребер такі, що площа перетину, а, значить, і питома вага стрижнів періодичного профілю такі ж, як і у гладких того ж типорозміру. Тобто в ГОСТах для рифлених прутків в якості номінального вказано діаметр, який є середньою величиною між поперечними розмірами виступів і западин між ними. Ця величина розраховується з урахуванням їх параметрів, і відповідає номінальному значенню діаметру гладкої арматури, рівнозначної по площі перетину.
Нюанси розрахунків питомої ваги До речі, якщо в наведеному вище прикладі при розрахунку питомої ваги підставити номінальний діаметр 12 мм, то результат все одно буде відрізнятися від табличного значення стандарту. Вийде 0,887 кг. А в Гості - 0,888 кг. Справа в тому, що в вищенаведеної формулою для площі перетину використовується коефіцієнт 3,14. Це так зване число "пі" (π). Таке його значення використовують практично у всіх розрахунках, що не вимагають високої точності. Але насправді у числа π набагато більшу кількість знаків після коми, а точніше, їх ряд нескінченний. А 3,14 - округлене значення цієї константи.
Невідомо з якою кількістю знаків після коми число π використовувалося при розрахунках даних для таблиць ГОСТів, але чим їх більше, тим точніше обчислення. Якщо взяти його наступний, теж округлений, варіант - +3,1415926535, то вже тоді при своїх розрахунках для номінальних діаметрів отримаємо такі ж значення площі перетину і питомої ваги, як і в стандартах. Вага арматурних прутків періодичного профілю
Дані відомості наводяться в ГОСТ 5781 і Р 52544, а в стандарті 10884 їх немає. У ньому зазначено, що для вироблених по ньому арматурних стержнів номінальний питома вага, а також діаметри, площі перетину і ряд інших характеристик повинні відповідати регламентуються ГОСТ 5781. Тобто ці параметри для виробів стандарту 10884 треба шукати в ГОСТ 5781. Згідно вищенаведених стандартів сталеві рифлені арматурні прути відповідних класів виробляють наступних діаметрів. Вироби ГОСТ 5781: • A-II - діаметром 10-80 мм; • рифлена арматура А3 (A-III) - 10-40 мм; • A-IV - 6-40 мм; • A-V - 10-40 мм; • A-VI - 10-22 мм.
Рифлений прокат ГОСТ 10884: • Aт400 і Aт500 - 6-40 мм; • Aт600 - 10-40 мм; • Aт800, Aт1000 і Aт1200 - 10-32 мм.
Продукцію ГОСТ Р 52544: • A500C - 6-40 мм; • B500C - 4-12 мм.
Згідно ГОСТ Р 52544 на вимогу споживача вироби A500C і B500C випускають ще й з номінальними діаметрами, які не вказані в його таблиці питомої ваги профілів, а саме: 4,5; 5,5; 6,5; 7; 7,5; 8,5; 9; 9,5; 45; 50 мм. Величину маси 1 метра цієї арматури необхідно буде шукати в супровідних документах на неї або розрахувати самостійно. Для останніх 2-х типорозмірів (45 і 50 мм) можна взяти значення ваги прутів стандарту 5781.
Вага арматурного прокату перших двох стандартів (5781 і 10884) і ГОСТ Р 52544 збігається не для всіх номінальних діаметрів (номерів профілю). Однак саме у всіх рифлених виробів стандартів 5781 і 10884 маса 1 метра така ж, як у гладких прутів одного з ними типорозміру. Це у продукції ГОСТ Р 52544 питома вага стрижнів багатьох діаметрів трохи відрізняється в більшу або меншу сторону від маси гладкої арматури. Але різниця настільки незначна, що їх характеристики все-таки відповідають що вказується для них номеру профілю.
