У своїй життєдіяльності людина стикається з арматурою набагато частіше, ніж здається. І для цього не потрібно мати відношення до металургії, будівництва та інших галузей промисловості. У сьогоднішній публікації ми спробуємо розібратися, що являє собою арматура загалом і будівельна арматура зокрема. А також детальніше розглянемо ті види сталевого арматурного прокату, які зараз виготовляються та використовуються в Україні.
Арматура у промисловості та побуті
Спочатку кілька слів про термінологію. Які асоціації у вас при згадці слова «арматура»? Якщо чесно, у мене їх дві: ребристий сталевий пруток і зливний бачок. Але повірте, це далеко не повний спектр застосувань цього терміну.
Арматура – це набір допоміжних елементів або деталей (зазвичай стандартизованих), які не входять до основного складу агрегату, конструкції, механізму, споруди тощо, проте забезпечують їх правильну та ефективну експлуатацію.
Найбільш популярні види арматури:
- Трубопровідна арматура – деталі трубопроводів, що дозволяють регулювати потоки газу, пари, води та інших речовин, запобігати їхньому зворотному руху, перекривати подачу при аварійних викидах тощо. Така арматура підрозділяється на відвідну (повітро- та конденсатовідводи), регулюючу (вентилі, датчики та регулятори тиску), запобіжну (клапани), запірну (засувки, крани), аварійну та ін.
- Арматура для армування залізобетонних конструкцій (ЗБК) – обов'язкова складова залізобетонних конструкцій, що забезпечує їхню міцність і експлуатаційну стійкість, яка сприймає зусилля, що розтягують і стискають. Така арматура поділяється на гнучку (стрижні, дріт, фібра, зварні каркаси та сітки) та жорстку (кутик, швелер, двотаврова балка та ін.).
- Пічна арматура – металеві елементи високотемпературних печей, що сприяють збільшенню їхньої міцності та забезпечують ефективне охолодження зовнішніх частин.
- Валкова арматура – деталі та інструменти прокатних станів, які забезпечують правильну подачу металу у прокатні валки, утримують його у калібрах, виконують кантування тощо.
У матеріалознавстві та суміжних з ним науках також досить широко використовується поняття «армування», яке означає навмисне введення до складу матеріалу високоміцних елементів або інших складових у вигляді окремих частинок та волокон з метою надання йому специфічних властивостей. Армування ЗБК – один із таких прикладів. Крім того, на цьому принципі ґрунтується більшість технологій виробництва композиційних матеріалів.
Оскільки різновидів арматури та сфер її застосування дуже багато, я не зможу охопити їх усі в одній оглядовій статті. Тому подальша розповідь буде сфокусована на тому, що для мене найближче – на сталевому арматурному прокаті. Незважаючи на розвиток альтернативних видів армування ЗБК (фібра, дріт, полімерні вироби, арматурні канати/ пасма тощо), сталева арматура в прутках і бунтах все ще є металопродукцією, яка найчастіше використовується в даному сегменті будівельної галузі завдяки оптимальному поєднанню якісних характеристик і ціни.
Товари які можуть вас зацікавити
Арматура 8 А400/A500 L=12000мм
В дорозі
Арматура 12 А400/A500 ндл
В дорозі
Арматура 10 А240 L=6000мм
В дорозі
Арматура 5,5 А240 L=6000мм
В дорозі
Сталевий прокат для армування залізобетону: стандарти та особливості
Сталева арматура для залізобетонних конструкцій є гарячекатаним або холоднокатаним сортовим прокатом круглого або періодичного перерізу, який постачається в прутках або бунтах/мотках. Арматурна сталь періодичного профілю має на поверхні не менше двох рядів поперечних ребер, які рівномірно розподілені по всій довжині. Зазвичай, номінальний діаметр арматурного прокату знаходиться в діапазоні 4,0-50,0 мм (за деякими винятками для специфічних застосувань). Загальну класифікацію та види арматури для залізобетонних конструкцій, а також способи її виробництва, позначення та застосування ви можете вивчити в іншій публікації на нашому сайті.
Для того, щоб зрозуміти, яка арматура використовується для залізобетонних конструкцій в Україні, слід звернутися до чинної нормативної бази. Згідно з каталогом державного підприємства «Український науково-дослідний та навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості» (ДП «УкрНДНЦ»), зараз у нас діють наступні стандарти на технічні вимоги до сталевої арматури:
- ДСТУ 3760:2019 «Прокат арматурний для залізобетонних конструкцій. Загальні технічні вимоги» - основний нормативний документ для будівельної арматури в нашій країні, який поширюється на прокат гладкого та періодичного профілю діаметром 5,5-40 мм. У ньому описується як арматура ненапружувана для залізобетонних конструкцій, так і прокат для попередньо напружених ЗБК.
Відповідно до цього стандарту виготовляється арматурний прокат класів А240С (з гладким профілем), А400С, А500С, А500Е, А600, А600С, А800 та А1000 (з періодичним профілем). Технологія виготовлення вибирається виробником, для класів А400С і вище зазвичай використовується термомеханічна прокатка.
- ДСТУ 9130:2021 «Прокат гарячекатаний з арматурної сталі для залізобетонних конструкцій. Технічні умови» описує вимоги до прокату класів А240 (гладкий профіль), А300, А400, А600, А800 та А1000 (періодичний профіль, якщо інше не зазначено в замовленні) діаметром від 6 до 80 мм, у прутках та мотках.
Цей стандарт України нещодавно замінив радянський ГОСТ 5781-82, проте зберіг майже всі параметри продукції в первозданному вигляді. Особливістю даного нормативного документа є те, що арматура для монолітних залізобетонних конструкцій всіх класів міцності, крім А800 та А1000, виготовляються без застосування термічної чи термомеханічної обробки. Рівень механічних властивостей у цьому випадку досягається виключно за рахунок легування сталі, тому такий прокат буде, по-перше, завжди дорожчим за аналоги за ДСТУ 3760, а по-друге – матиме гіршу зварюваність у порівнянні з термомеханічно зміцненим прокатом. Це обов'язково слід враховувати під час аналізу техніко-економічної доцільності використання таких виробів у будівельних проектах.
- ГОСТ 10884-94 «Сталь арматурна термомеханічно зміцнена для залізобетонних конструкцій. Технічні умови» - «нащадок» радянського стандарту з таким самим індексом, який поширюється на гладку та періодичного профілю арматуру діаметром 6-40 мм класів Ат400С, Ат500С, Ат600, Ат600С, Ат600К, Ат800, Ат800К, Ат1000, Ат1000К та Ат1200.
Чесно кажучи, я не зовсім розумію, для чого в Україні досі зберегли цей нормативний документ, розроблений Держстандартом росії (а до цього - СРСР). Особливо якщо врахувати, що всі ключові класи арматури, про які йдеться в ньому, і так є в чинному національному ДСТУ 3760. Можливо, це зроблено для того, щоб залишити імпортерам можливість завозити на внутрішній ринок арматурний прокат виробників із країн СНД, які не бажають освоювати продукцію за нашими національними стандартами (виправте мене, експерти проектного та будівельного бізнесу, якщо я не правий).
- ДСТУ EN 10080:2009 «Сталь для армування бетону. Зварювана арматурна сталь. Загальні вимоги» є повним аналогом європейського стандарту EN 10080. Він встановлює умови постачання та визначення нормованих характеристик зварюваної арматури, яку застосовують у залізобетонних виробах. Сталі можуть бути ребристими, профільованими чи гладкими.
Як на мене, даний стандарт є дещо незвичайним, оскільки містить детальну термінологію, інструкції з визначення характеристичних величин тощо, але не включає опис таких важливих параметрів арматури, як класи міцності, механічні властивості, вимоги до циклічних випробувань та інше. Отже, при замовленні продукції за ДСТУ EN 10080 слід обумовлювати якийсь додатковий стандарт на технічні вимоги та випробування арматури для залізобетонних конструкцій (як варіант, DIN 488, ISO 6935 тощо).
Прокат арматурний за ДСТУ 3760. А500С vs А400С
Вперше ДСТУ 3760 було надано чинності у 1999 року. І це був один з перших національних нормативних документів, який не був «калькою» радянського ГОСТу з новою обкладинкою. Стандарт увібрав у себе не лише найкращі практики вітчизняної металургії, а й вимоги до арматурного прокату, обумовлені актуальними на той момент зарубіжними нормами ISO 6935, DIN 488, BS 4449, ISO 6934 та ін. Це в свою чергу сприяло не тільки розвитку постачання української арматурної продукції на експортні ринки, але й вдосконаленню технологій виготовлення та раціонального використання арматури всередині країни.
Саме у той час металургійні підприємства України освоїли та почали системно постачати на ринок прокат арматурний класу А500С, який широко застосовувався за кордоном, але був абсолютно невідомим на теренах колишнього СРСР. Оскільки вимоги ДСТУ 3760 суттєво відрізнялися від діючих до цього норм (а арматура А500С взагалі була відсутня у вітчизняній будівельній документації), знадобилася розробка спеціального нормативного документа, який отримав назву «Рекомендації із застосування арматурного прокату за ДСТУ 3760-98 при проектуванні та виготовленні залізобетонних конструкцій без попереднього напруження арматури». Ці рекомендації були розроблені та впроваджені Технічним комітетом зі стандартизації «Арматура для залізобетонних конструкцій» у 2002 році та є чинними й досі.
Досвід використання арматурного прокату А500С був настільки успішний, що він за лічені роки повністю витіснив продукцію класу А400С, яка раніше була ключовим видом прокату для армування залізобетону в Україні та країнах СНД. Оцінивши очевидні переваги арматури, яка при тому ж хімічному складі та зварюваності забезпечує більші міцністні та несучі характеристики ЗБК, підприємства будівельного сектора масово перейшли на А500С, скоротивши споживання прокату А400С практично до нуля.
Саме тому у мене щире здивування викликав той факт, що наразі, через більш ніж 20 років успішного використання гарячекатаної арматури А500С, у проектах реконструкції та відновлення України все частіше стали згадувати прокат А400С, що особисто я вважаю «кроком назад» у залізобетонному будівництві. І я спробую пояснити свою думку, спираючись на нормативно-технічну документацію (НТД).
Як уже було сказано, арматурний прокат обох класів, А400С та А500С, в Україні виготовляється за одним і тим самим нормативним документом – ДСТУ 3760 (зараз у нас діє цей стандарт у редакції 2019 року). Для виготовлення обох видів продукції використовуються одні і ті ж самі сталеплавильні та прокатні агрегати.
Обидва види арматури є зварюваними (про це говорить літера «С» в їх маркуванні). Зварюваність забезпечується хімічним складом сталі, а хімічний склад цих класів арматурного прокату згідно з ДСТУ 3760:2019 ідентичний.
Хімічний склад сталі деяких видів арматурного прокату за ДСТУ 3760 (плавковий аналіз), %
|
Клас арматурного прокату |
C, % |
Si, % |
Mn, % |
P, % |
S, % |
N, % |
As, % |
Вуглецевий еквівалент Се |
|
А240С |
≤ 0,22 |
≤ 0,50 |
- |
≤ 0,045 |
≤ 0,045 |
≤ 0,012 |
≤ 0,08 |
≤ 0,50 |
|
А400С, А500С |
≤ 0,22 |
≤ 0,50 |
- |
≤ 0,045 |
≤ 0,050 |
≤ 0,012 |
≤ 0,08 |
≤ 0,50 |
|
А800 |
≤ 0,37 |
≤ 2,40 |
≤ 2,30 |
≤ 0,040 |
≤ 0,040 |
≤ 0,012 |
≤ 0,08 |
- |
|
А1000 |
≤ 0,32 |
≤ 2,40 |
≤ 2,30 |
≤ 0,040 |
≤ 0,040 |
≤ 0,012 |
≤ 0,08 |
- |
При однакових вимогах до хімічного складу механічні властивості у арматурних сталей А400С і А500С істотно різняться - остання міцніша відсотків на 20.
Механічні властивості деяких видів арматурного прокату за ДСТУ 3760
|
Клас арматурного прокату |
Границя плинності σт/σ0,2, Н/мм2 |
Тимчасовий опір σв, Н/мм2 |
ВІдношення σв/ σт (σ0,2) |
Відносне видовження δ5, % |
Випробування на згин в холодному стані |
|
|
Кут, град |
Діаметр оправки* |
|||||
|
А240С |
≥ 240 |
≥ 370 |
≥ 1,25 |
≥ 25 |
180 |
0,5dн |
|
А400С |
≥ 400 |
≥ 500 |
≥ 1,10 |
≥ 16 |
90 |
3dн |
|
А500С |
≥ 500 |
≥ 600 |
≥ 1,08 |
≥ 14 |
90 |
3dн |
|
А800 |
≥ 800 |
≥ 1000 |
≥ 1,05 |
≥ 8 |
45 |
5dн |
* dн – номінальний діаметр прутка, мм
Відповідно до вже згаданих «Рекомендацій із застосування арматурного прокату…» обидва класи прокату рекомендуються до використання у якості поздовжньої та поперечної арматури. При цьому продукція класу А500С має значні переваги в порівнянні з А400С, оскільки має більш високі характеристики:
- Нормативний опір розтягу Rsn та розрахунковий опір розтягуванню для граничних станів другої групи Rs,ser для А500С становлять 500 МПа, а для А400С – 400 МПа (таблиця 4 нормативного документа);
- Коефіцієнт надійності арматури при розрахунку конструкцій за граничними станами першої групи для прокату діаметрів 25-32 мм класу А500С дорівнює 1,15; для класу А400С – 1,07-1,10 залежно від стану постачання арматури (таблиця 5 нормативного документа);
- Розрахунковий опір арматури розтягуванню та стисканню для граничних станів першої групи (таблиця 6 нормативного документа):
o А500С: при поздовжньому розтягуванні, Rs, і при стисканні, Rsc – 435-450 МПа (залежно від діаметра арматури);
o А400С: при поздовжньому розтягуванні, Rs, і при стисканні, Rsc – 365-375 МПа (залежно від діаметра та стану постачання арматури).
Зі сказаного вище витікає, що арматурний прокат класу А500С набагато ефективніший порівняно з продукцією класу А400С. Використання арматури А500С замість А400С дозволяє знизити металоємність залізобетонних конструкцій без будь-якого негативного впливу на їхні експлуатаційні характеристики. Крім того, продукція класу А500С системно використовується в проектах, де А400С не може застосовуватися через занизькі параметри міцності, які не забезпечують необхідну надійність і експлуатаційну стійкість кінцевих виробів.
Тож, причина сплеску популярності арматури А400С у проектах відновлення, реконструкції та розвитку інфраструктури в Україні для мене є абсолютно незрозумілою. Дуже сподіваюся, що це справді обумовлено якимись специфічними умовами будівництва, а не пов'язано із професійною недбалістю, бажанням нажитися на критично важливих для нашої країни ініціативах чи лобіюванням чиїхось інтересів. Адже багато тендерів під такі проекти зараз проводять міжнародні донори, які не мають достатньої технічної експертизи та оперують документацією, яку їм надали. Можливо, ми незабаром дізнаємось відповідь.
