Гладкая арматура

Гладкая арматура: технические характеристики, стандарты и сферы применения

Гладкая арматура, также известная как арматура класса А-I (А240) по старому ГОСТ 5781-82 или арматура класса А240 по действующему ГОСТ 34028-2016 (ISO 6935-2:2015), представляет собой стальной стержень с гладкой цилиндрической поверхностью, без периодического профиля. Она является одним из фундаментальных видов металлопроката, используемого преимущественно в качестве вспомогательной и монтажной арматуры в железобетонных конструкциях, а также для изготовления различных металлических изделий и элементов в электротехнической и строительной отраслях.

Технология производства и материалы

Гладкая арматура изготавливается методом горячей прокатки из углеродистой стали обыкновенного качества (марки Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп) или низколегированной стали. Ключевое отличие от рифленой арматуры (классов А-III, А500С и др.) заключается в отсутствии процесса профилирования – нанесения на поверхность стержня рифлений (выступов) для улучшения сцепления с бетоном. После прокатки стержни могут подвергаться термической обработке (отпуску) для снятия внутренних напряжений. Контроль качества включает проверку геометрических параметров, механических свойств и химического состава.

Основные технические характеристики и стандарты

Основным документом, регламентирующим производство арматуры в России, является ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия», гармонизированный с международным стандартом ISO 6935-2:2015. Для гладкой арматуры устанавливаются следующие ключевые параметры:

• Класс прочности: А240 (А-I). Цифра обозначает минимальный предел текучести в Н/мм² (МПа). Для класса А240 он составляет 240 Н/мм².
• Диаметры проката: Номинальные диаметры от 6 мм до 40 мм. Наиболее ходовые диаметры в строительстве и для изготовления закладных изделий: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 мм.
• Механические свойства: Предел текучести (σт) – не менее 240 МПа, временное сопротивление разрыву (σв) – не менее 380 МПа, относительное удлинение (δ) – не менее 25%.
• Химический состав: Регламентируется содержание углерода (C), кремния (Si), марганца (Mn), серы (S), фосфора (P). Для стали марки Ст3сп, например, содержание углерода не превышает 0,22%.

Сравнительная таблица: Гладкая vs Рифленая арматура

Критерий	Гладкая арматура (А240)	Рифленая арматура (А500С)
Поверхность	Гладкая, цилиндрическая	Периодический профиль (рифления)
Класс прочности	А240 (п.т. ≥240 МПа)	А500С (п.т. ≥500 МПа)
Сцепление с бетоном (адгезия)	Низкое, обеспечивается в основном за счет сил трения и концевых анкеровок (загибов)	Очень высокое за счет механического зацепления рифлений
Основная функция в ЖБК	Вспомогательная, монтажная, конструктивная, распределительная	Рабочая, воспринимающая основные растягивающие и сжимающие нагрузки
Область применения	Поперечные хомуты, монтажные каркасы, закладные детали, сетки, элементы крепежа	Продольная несущая арматура в балках, колоннах, плитах, фундаментах
Экономика	Как правило, ниже стоимость за тонну, но требуется больший диаметр для равной несущей способности	Выше стоимость за тонну, но меньший расход металла из-за высокой прочности

Сферы применения в электротехнике и строительстве

В электротехнической и кабельной отрасли гладкая арматура находит применение не как проводник тока, а как конструктивный, механический элемент.

• Заземляющие устройства: Стальная гладкая арматура диаметром 10-16 мм используется в качестве вертикальных и горизонтальных заземлителей (электродов) для создания контура заземления подстанций, электроустановок. Требования к коррозионной стойкости и сечениям регламентируются ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.54-2013.
• Закладные детали и крепеж: Из арматуры А240 изготавливают анкерные болты, шпильки, пластины для крепления электрооборудования (трансформаторов, щитов, опорных конструкций) к фундаментам и строительным конструкциям.
• Армирование бетонных оснований и конструкций: При строительстве фундаментов под силовые трансформаторы, распределительные устройства (РУ), опоры ЛЭП, кабельные каналы и лотки гладкая арматура применяется для создания распределительных и монтажных каркасов, хомутов, усиления мест установки закладных деталей.
• Изготовление несущих конструкций: В составе сварных металлоконструкций (рамы, каркасы шкафов, опорные кронштейны) для электротехнического оборудования.
• Кабельные системы: Арматура малых диаметров (6-8 мм) может использоваться для изготовления поддерживающих трасс для кабелей внутри технических помещений.

Особенности монтажа и обработки

Работа с гладкой арматурой имеет специфику, обусловленную ее низкой адгезией к бетону.

• Анкеровка: Для надежной анкеровки в бетоне концы гладких стержней обязательно должны заканчиваться стандартными крюками (загибами) – полукруглыми с прямым участком или под углом 90/135 градусов. Длина загиба нормируется (не менее 3-10 диаметров стержня).
• Соединение: Основной способ соединения – дуговая электросварка (стыковая, нахлесточная). Вязка проволокой также применяется, но для гладких стержней она менее надежна из-за возможности проскальзывания.
• Гибка: Гибка производится в холодном состоянии на гибочных станках или вручную по определенным минимальным радиусам, чтобы избежать образования трещин.
• Антикоррозионная защита: При использовании на открытом воздухе или в агрессивных средах (например, в заземляющих устройствах) требуется защита – оцинковка, нанесение антикоррозионных покрытий или использование арматуры из коррозионно-стойких сталей.

Требования нормативных документов

Применение гладкой арматуры регламентируется рядом стандартов и правил:

• ГОСТ 34028-2016: Определяет технические условия на прокат.
• СП 63.13330.2018 (СНиП 52-01-2003) «Бетонные и железобетонные конструкции»: Устанавливает основные положения по проектированию, в том числе области применения арматуры разных классов.
• ПУЭ (Глава 1.7): Регламентирует требования к заземляющим проводникам, в том числе выполненным из круглой стали.
• ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (МЭК 60364-5-54:2011): Указывает на выбор и монтаж электропроводок, включая заземляющие устройства.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли использовать гладкую арматуру вместо рифленой в качестве рабочей продольной арматуры в балках?

Нет, это недопустимо без специального обоснования в проекте. Низкое сцепление с бетоном (адгезия) гладкой арматуры не позволяет ей эффективно передавать растягивающие усилия на бетон, что может привести к раскрытию трещин, проскальзыванию арматуры и хрупкому разрушению конструкции. Рифленая арматура (классы А400, А500С) специально разработана для этих целей.

Как правильно рассчитать длину загиба (анкеровки) для гладкого стержня?

Длина анкеровки (заделки) гладкого стержня в бетоне, обеспечивающая восприятие расчетного усилия, определяется по формулам СП 63.13330.2018 и зависит от прочности бетона, диаметра стержня и величины усилия. Минимальная длина анкеровки без расчета для стержней диаметром до 16 мм в сжатом состоянии составляет не менее 250 мм, в растянутом – с обязательным устройством крюков. Длина прямого участка крюка должна быть не менее 3d (для крюков под 90°) и не менее 5d (для крюков под 135°), где d – диаметр арматуры.

Каковы требования к сварке гладкой арматуры?

Сварка должна выполняться в соответствии с ГОСТ 14098 и технологическими картами. Для стыковой сварки рекомендуется контактная точечная или дуговая сварка с применением стальных подкладок. Нахлесточные сварные соединения должны иметь длину шва не менее 10 диаметров свариваемого стержня (для арматуры А240). Необходимо контролировать режимы сварки, чтобы не допустить пережога металла и снижения прочности в зоне термического влияния.

Чем обусловлен запрет на использование гладкой арматуры в сейсмических районах?

В сейсмоопасных районах (7 баллов и выше) к железобетонным конструкциям предъявляются повышенные требования по пластичности и энергоемкости. Гладкая арматура имеет четко выраженный физический предел текучести, после которого деформации резко возрастают, что может привести к внезапному хрупкому разрушению. Рифленая арматура классов А400-А500С, особенно термомеханически упрочненная, имеет более пологую диаграмму «напряжение-деформация», что обеспечивает лучшее перераспределение усилий при seismic impacts.

Какой срок службы у гладкой арматуры в заземляющем устройстве и как его увеличить?

В грунтах срок службы стальной арматуры без защиты составляет 20-30 лет в зависимости от коррозионной агрессивности почвы. Для увеличения срока службы до 50 лет и более применяют оцинкованную арматуру или арматуру с электрохимической защитой (протекторами). Также эффективно использование сталей с повышенным содержанием меди (например, 09Г2С), которые обладают повышенной коррозионной стойкостью.

Существует ли гладкая арматура из нержавеющей стали?

Да, существует. Она изготавливается по отдельным стандартам (например, ГОСТ 5632) из коррозионно-стойких сталей марок 12Х18Н10Т, AISI 304, AISI 316 и др. Применяется в особо агрессивных средах: химическая промышленность, объекты в морской воде, пищевое производство. Ее стоимость значительно выше, чем у арматуры из углеродистой стали.

Заключение

Гладкая арматура класса А240 остается востребованным и незаменимым материалом в строительстве и электротехнике, выполняя строго определенные вспомогательные и конструктивные функции. Ее применение должно основываться на четком понимании физико-механических свойств, в первую очередь – низкого сцепления с бетоном, что компенсируется правильной анкеровкой. Выбор между гладкой и рифленой арматурой является не вопросом экономии, а техническим решением, диктуемым расчетом и нормами проектирования. Соблюдение стандартов производства, монтажа и антикоррозионной защиты гарантирует долговечность и надежность конструкций, в которых используется данный вид металлопроката.