Арматура – незаменимый компонент железобетонных конструкций, отвечающий за восприятие растягивающих нагрузок. На рынке представлены два основных типа: гладкая и рифленая (периодического профиля). Их различия кардинально влияют на прочность и надежность сооружений.
Ключевое различие: профиль и сцепление с бетоном
Главное различие между гладкой и рифленой арматурой заключается в характере их поверхности:
- Гладкая арматура имеет ровную цилиндрическую поверхность без выступов. Сцепление с бетоном происходит только за счет сил трения и адгезии, что обеспечивает относительно слабую связь;
- Рифленая арматура имеет специальные выступы (ребра, серповидные отгибы), которые создают механическое зацепление с бетоном. Это значительно увеличивает силу сцепления, создавая практически монолитную конструкцию.
Технические испытания показывают, что сила сцепления рифленой арматуры с бетоном в 2,5-3,5 раза выше, чем у гладкой. Это кардинально влияет на прочность всей конструкции.
Механические характеристики гладкой и рифленой арматуры
Помимо характера поверхности, два типа арматуры имеют и другие различия:
Гладкая арматура (класс А240, А300):
- Предел текучести: 240-300 МПа;
- Временное сопротивление разрыву: 370-500 МПа;
- Относительное удлинение при разрыве: 25-28%;
- Модуль упругости: около 200 ГПа.
Рифленая арматура (классы А400, А500, А600):
- Предел текучести: 400-600 МПа;
- Временное сопротивление разрыву: 500-740 МПа;
- Относительное удлинение при разрыве: 14-20%;
- Модуль упругости: около 200 ГПа.
Как видно из сравнения, рифленая арматура обладает значительно более высокой прочностью на разрыв, что делает ее предпочтительной для большинства несущих конструкций.
Области применения гладкой арматуры
Несмотря на уступающие характеристики, гладкая арматура находит применение в определенных сферах строительства:
- Изготовление вспомогательных элементов: хомуты, стержни для крепления, монтажные петли;
- Армирование ненагруженных конструкций: отмостки, декоративные элементы, некоторые виды стяжек;
- Создание закладных деталей и анкеров, когда не требуется высокая прочность соединения с бетоном;
- Производство сварных сеток для легких конструкций и ограждений.
В современном строительстве гладкая арматура используется все реже, уступая место более эффективной рифленой.
Преимущества рифленой арматуры в несущих конструкциях
Рифленая арматура имеет ряд существенных преимуществ, делающих ее незаменимой в большинстве строительных проектов:
- Высокая прочность сцепления с бетоном, предотвращающая проскальзывание стержней при нагрузках;
- Повышенная несущая способность конструкций при меньшем расходе металла;
- Лучшая работа под динамическими нагрузками благодаря монолитности соединения с бетоном;
- Более высокая устойчивость к трещинообразованию в железобетонных конструкциях;
- Улучшенное распределение внутренних напряжений в бетоне благодаря надежному сцеплению.
Из-за этих преимуществ рифленая арматура является обязательной для фундаментов, несущих стен, колонн, балок и других ответственных конструкций.
Сравнительное поведение в железобетонных конструкциях
При нагружении железобетонные конструкции с разными типами арматуры ведут себя по-разному:
С гладкой арматурой:
- При достижении критических нагрузок арматура начинает проскальзывать в бетоне;
- Появляются широкие трещины;
- Происходит потеря несущей способности при относительно небольших деформациях.
С рифленой арматурой:
- Даже при значительных нагрузках сохраняется монолитность конструкции;
- Образуются множественные микротрещины вместо нескольких крупных;
- Сохраняется несущая способность при больших деформациях, что дает время для эвакуации и принятия мер безопасности.
Практические рекомендации по выбору
Для различных конструкций рекомендуется использовать:
- Фундаменты всех типов: рифленая арматура А500С или А400С;
- Несущие стены и колонны: рифленая А500С;
- Плиты перекрытия: основной каркас из рифленой А500С, вспомогательные элементы могут быть из гладкой А240;
- Лестничные марши и площадки: рифленая А400С или А500С;
- Дорожки, отмостки, декоративные элементы: допустимо использование гладкой А240.
Современные нормативы (СП 63.13330.2018) рекомендуют использовать рифленую арматуру для всех конструкций, воспринимающих расчетные нагрузки.
Экономическая эффективность выбора
Хотя стоимость рифленой арматуры выше, чем гладкой, ее применение часто оказывается более экономичным:
- Благодаря лучшим прочностным характеристикам требуется меньшее количество металла (до 20-30% экономии);
- Снижаются затраты на бетон благодаря возможности создания более тонких конструкций;
- Значительно уменьшаются расходы на обслуживание и ремонт конструкций в процессе эксплуатации;
- Увеличивается общий срок службы сооружения.
Выбор в пользу рифленой арматуры для ответственных конструкций – это инвестиция в долговечность и безопасность здания, которая многократно окупается со временем.
Дата публикации 21.04.2021 года
