Арматурная сталь

1 Виды арматуры и ее применение – многогранная сталь

Задавшись вопросом, какая бывает арматура, сложно получить исчерпывающий ответ в нескольких абзацах. Арматуру можно разделить на виды по самым разным характеристикам: по форме профиля, по назначению, по материалу изготовления, по технологии производства, по особенностям нагрузки в конструкциях из железобетона. И это еще далеко не все, однако остановимся на основных группах.

Итак, арматура бывает круглой и квадратной. Квадратная арматура поставляется исключительно в горячекатаных стальных прутках, со стороной квадрата от 5 мм до 200 мм. Углы могут быть как острыми, так и притупленными. Квадратные изделия, чаще всего, пользуются спросом при создании конструкций в качестве угловых опор, а также при создании заборов разной сложности.

Круглая арматура, в свою очередь, по профилю делится на гладкую и рифленую. Последняя представляет собой прутки с равномерным рифлением разного вида – все они преследуют цель более надежного сцепления с бетоном. Рифленая арматура обязательно имеет два продольных ребра, между которыми по спирали проходит рифление.

Именно арматура с рифлением, чаще всего, применяется в сооружениях из железа и бетона. По назначению такие изделия делят на рабочие, распределительные, монтажные и хомуты (анкера). Рабочая арматура берет на себя в железобетонных конструкциях скалывающую и растягивающую нагрузку от внешнего воздействия и непосредственно веса конструкций.

Распределительная арматура отвечает на удержание рабочих прутьев арматуры в нужном положении, а также распределяет между ними равномерно вес конструкции. Монтажная арматура служит для сборки каркаса, ее задача – обеспечить точное положение всех элементов при бетонировании. Хомуты же связывают арматуру в одно целое, предохраняя бетон от возникновения косых трещин возле опор.

Сортамент арматурных изделий гладкого типа

ГОСТ 5781-81 оговаривает не только технические и остальные характеристики арматурных изделий гладкого профиля, но и их сортамент, который включает в себя 20 типоразмеров такой арматуры. Так, положениями ГОСТ предусматривается выпуск гладкой арматуры следующих диаметров: 6, 8, 10, 12, 14, 16 мм, а также 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 55, 60, 70 и 80 мм. Площадь сечения арматуры каждого типоразмера и ее удельную массу (теоретические) тоже можно узнать из положений ГОСТ 5781-82. Для примера, теоретический вес арматуры, диметр которой составляет 16 мм, равен 1,58 кг, а изделия с диаметром 80 мм — 39,46 кг.

Вес погонного метра гладкой арматуры

Стандартом оговариваются и правила обозначения арматурных изделий, в качестве примеров которых можно рассмотреть маркировку нижеследующих элементов:
16-A-I (А240) ГОСТ 5781-82 — арматурный пруток диаметром 16 мм, соответствующий классу A-I;
22-A-IV (А600) ГОСТ 5781-82 — арматурный пруток класса A-IV, диаметр которого составляет 22 мм.

В таблице, где представлен весь сортамент гладкой арматуры, можно узнать все размеры, соответствующие каждому классу изделий, а также их технические характеристики.

Механические свойства арматурной стали

Отклонения, которые может иметь по своему номинальному диаметру, оговариваются положениями стандарта 2590. Его требованиям обязан соответствовать весь горячекатаный прокат круглого сечения, диаметр которого находится в интервале 5–270 мм. Оговаривается стандартом и такой параметр круглых арматурных прутков, как их овальность, рассчитывающаяся следующим образом: берется разность между самым большим и наименьшим значениями фактических диаметров профиля, измеряемых в одном сечении. Такая разность, согласно требованиям ГОСТ, не должна быть больше суммы допусков (плюсового и минусового), оговоренных для данного диаметра.

Арматурную сталь, относящуюся к разным классам, а также различного диаметра, производители выпускают в следующем виде:

• арматура, относящаяся к классам A-I и A-II, с поперечным размером до 12 мм, допускается к поставке заказчикам в прутках или мотках, а если ее диаметр больше — только в прутках;
• изделия, относящиеся к классу A-III с размером поперечного сечения до 10 мм, допускаются к поставке в мотках или в виде стержней, если диаметр больше — в прутках;
• арматура классов A-IV и A-V поставляется преимущественно в прутках, за исключением изделий с поперечным размером 6 и 8 мм, по предварительной договоренности с заказчиком такие изделия могут поставляться в виде мотков.

Арматура марки А1 диаметром 10 мм, поставляемая в бухтах

Длина стержней арматуры, которая может находиться в интервале 6–12 м, также обязана соответствовать определенным требованиям. Так, стержни могут отпускаться заказчику мерной и немерной длины, допускаются также партии мерной длины, где содержится не более 15% немерных стержней, длина которых не меньше 2 метров. Нормативным документом допускается, что по предварительной договоренности с заказчиком прутки гладкой арматуры могут нарезаться длиной, находящейся в интервале 5–25 м.

На длину мерной продукции, которая может соответствовать обычной или повышенной точности, стандартом оговариваются нижеследующие допуски:

• арматурные прутки, длина которых не превышает 6 м: обычная точность — +50 мм, резка повышенной точности — +25 мм;
• изделия длиной более 6-ти метров: обычная точность — +70 мм, повышенная — +35 мм.

Оговаривается стандартом и кривизна стальных арматурных прутков, данный параметр не должен быть больше 0,6% их длины. Гладкие арматурные прутки из стали A-I-A-IV не подвергают последующей термической обработке, а для изделий класса A-V, производители выполняют низкотемпературный отпуск. Такую термическую обработку в соответствии с ГОСТ можно не выполнять, если после испытаний, которые необходимо провести в течение 12-ти часов после выпуска изделий, величина относительного удлинения арматуры составляет не менее 9%, а равномерного — минимум 2%.

Допустимая кривизна сортового стального проката для производства гладкой арматуры

Классификация, маркировка и требования стандартов

Трубопроводная арматура за счет своей способности изменять внутреннее сечение трубопровода позволяет эффективно управлять потоками различных типов сред. Так, ее использование дает возможность выполнять следующие операции:

• распределять фазы движения рабочих сред;
• осуществлять сброс потока;
• отключать подачу;
• обеспечивать смешивание нескольких потоков;
• осуществлять регулировку параметров потока;
• выполнять распределение рабочей среды.

Классификация арматуры строится на основе ее функциональных возможностей. Так, в зависимости от этого параметра трубопроводная арматура может быть следующих типов.

Регулирующего типа

С помощью такой трубопроводной арматуры изменяют параметры потока рабочей среды и, соответственно, его основные характеристики. В данной категории выделяют дроссельный и запорно-регулирующий типы. С помощью арматуры первого типа, которую часто называют редукционной, можно уменьшать рабочую нагрузку в трубопроводе, что делается за счет увеличения гидравлического сопротивления в его проточной зоне. Запорно-регулирующая трубопроводная арматура — это совокупность устройств, с помощью которых обеспечивается регулирование параметров рабочего потока и его перекрытие.

Запорная арматура для различного диаметра труб

Запорного типа

Такую трубопроводную арматуру используют для герметичного перекрытия потока рабочей среды. Если она применяется для управления потоком рабочей среды в контрольно-измерительные агрегаты, то она называется контрольной. Есть еще и дренажная запорная арматура, за счет которой осуществляется сброс рабочей среды из трубопроводов или емкостей.

Смесительно-распределительного типа

Такая трубопроводная арматура обеспечивает смешивание потоков рабочей среды, а также их распределение по требуемым направлениям движения.

Защитная

Эту трубопроводную арматуру используют для защиты элементов системы от последствий, вызванных изменением параметров потока рабочей среды. Такие изменения чаще всего могут быть последствиями возникновения аварийных ситуаций в системе. Арматура этого типа может также обеспечивать защиту от смены направления движения рабочего потока.

Фазоразделительная

Это трубопроводная арматура, которая разделяет рабочую среду по различным фазовым состояниям. Она, например, может разделять перегретый пар и рабочую среду, задерживать конденсат (кондесатоотводчик), а также решать ряд других задач.

Предохранительная

Этот тип трубопроводной арматуры защищает систему от критического повышения давления рабочей среды.

https://youtube.com/watch?v=YdotvTuHryo

Трубопроводную арматуру, согласно требованиям Государственного стандарта Р52720-2007, характеризуют два основных параметра:

• условное давление;
• условный проход.

Условное давление, обозначаемое Ру или PN, характеризует такое значение данного параметра, при котором емкости или трубопроводы могут эксплуатироваться в течение определенного периода времени при условии, что температура рабочей среды составляет +20 градусов Цельсия. Классификация трубопроводной арматуры и номинальные значения данного параметра оговорены Государственным стандартом 26349-84.

Значения условного прохода арматуры, который обозначается Ду или DN, характеризуют параметры элементов, входящих в состав трубопроводов. Допустимые величины данного параметра оговариваются Государственным стандартом 28338-89.

https://youtube.com/watch?v=7rey8yJ7vOM

ГЛАВА 4. АРМАТУРА И АРМАТУРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Классификация арматурных сталей

Арматуру, вводимую в бетонные конструкции для восприятия растягивающих усилий (при изгибе, растяжении, внецентренном сжатии и растяжении), располагают главным образом в растягиваемых частях. В отдельных случаях арматуру применяют для усиления бетона против сжимающих усилий.

Арматуру подразделяют на рабочую, воспринимающую рабочие нагрузки, и распределительную, позволяющую распределить усилия между рабочей арматурой. Арматуру используют также для восприятия усадочных, температурных, транспортных и других временных нагрузок.

Арматура должна надежно работать совместно с бетонным камнем, ее прочностные свойства должны полностью использоваться при работе под нагрузкой.

Марку арматурной стали выбирают с учетом типов, монолитных конструкций и схемой их работы, а также прочностных характеристик бетона. Применение высокопрочных бетонов позволяет использовать стали-повышенной прочности. Высокопрочные арматурные стали применяют главным образом для предварительно напряженных конструкций.

Степень армирования железобетонных конструкций определяется коэффициентом армирования, который равен отношению площади сечения рабочей арматуры к площади сечения бетона

Процент армирования выражают произведением (х-100=ц, %• Сталь для арматуры в зависимости от механических свойств подразделяют на классы А-1, А-И,’А-П1 и др. Марки стали обозначают в зависимости от химического состава; металлы, входящие в состав стали, обозначают буквами: Г — марганец, С — кремний, Т — титан, Ц — цирконий, X — хром, М — молибден. Например, в марке стали 23Х2Г2Ц первые цифры указывают на содержание углерода в сотых долях процента; цифры после буквенных обозначений обозначают содержание соответствующего элемента в процентах (при отсутствии цифры содержание его не превышает 1 %).

В зависимости от технологии изготовления арматуру подразделяют на стержневую, изготовляемую горячей прокаткой стали, и проволочную, получаемую волочением в холодном состоянии. Как стержневую, так и проволочную арматуру выпускают гладкой и периодического профиля для улучшения сцепления с бетоном.

Стержневую арматуру (термин «стержень» обозначает арматурную сталь любого диаметра и профиля независимо от поставки в прутках, мотках или бухтах) можно подвергать термическому упрочнению после проката и упрочнению в холодном состоянии.

Арматурную проволоку выпускают низкоуглсродистую обыкновенную класса B-I (В — волоченая) и высокопрочную углеродистую класса В-П. которую используют для предварительно напряженных конструкций. Проволоку периодического профиля дополнительно обозначают индексом «р» — рифленая (например, Вр-П).

Семипроволочные пряди () готовят из центрально расположенной проволоки, диаметр которой примерно на 10% больше диаметра периферийных, обвитых вокруг центральной. Шаг свивки равен 14—16-кратному номинальному диаметру пряди.

В качестве арматуры применяют также канатную проволоку двух- и трехпрядную, свитую из двух или трех семипроволочных или 19-проволочных прядей с диаметром проволоки от 1,5 до 3 мм. Общий диаметр двухпрядного каната из семипро-волочных прядей колеблется от 9 до 18 мм.

Арматурные стали должны обладать достаточной пластичностью. При пониженной пластичности стали возможно хрупкое разрушение конструкции и раннее исчерпание ее несущей способности. Кроме того, возможен хрупкий из»-лом арматуры при намотке, натяжении и других технологических операциях по ее заготовке.

Пластичность характеризуется относительно удлинением при разрыве, а также при испытаниях на изгиб.

Арматурные стали, имеющие при растяжении четко выраженную площадку «текучести (классов A-I — А-Ш и др.), условно считают мягкими, а высокопрочные, холодносплющенные, при арматурной проволоке диаметром до 5,5 мм — твердыми.

Расчетные напряжения мягких сталей принимают менее предела текучести. Предел текучести твердых сталей условно принимается равным 0,85 предела прочности. При увеличении напряжений выше предела текучести мягкие стали приобретают свойство повышать сопротивление с переходом в стадию самоупрочнения.

Силовая обработка мягких сталей (вытяжка в холодном состоя

нии/сплющивание) позволяет повысить их механические характе

ристики. Новый предел текучести и прочности упрочненной стали

вследствие старения металла может несколько увеличиваться, при

этом сталь делается более хрупкой.

Что означает класс арматуры?

Исходя из того, что сама суть железобетона – сочетание арматурного каркаса внутри с бетонной заливкой, изделия разной формы и с разной ложащейся на них нагрузкой должны в качестве армирования использовать и разные по сечению и составу арматурные прутки. Классификация арматуры – путь для унификации и упрощения процессов изготовления железобетона.

Для облегчения ориентирования в видах арматуры существуют таблицы классов, благодаря которым и осуществляется подбор нужного по сечению и состава металла прутка.

Основные параметры, указываемые в таблицах:

• Вес (масса)
• Предел применяемого диаметра
• Нагрузка и сопротивление, которое может выдержать пруток
• Принципиальная возможность встраивания в напряжённые детали конструкции
• Относительное удлинение

Обратите внимание на первую (левую) колонку. В ней приведены старые и новые обозначения

Первое означает ещё советский ГОСТ 5781-75 (который, тем не менее, можно сплошь и рядом встретить в справочниках). Чтобы не быть дезориентированным, нужно знать соответствие старых ГОСТов и обновленных. В скобках указаны числовые и буквенные значения по действующему ГОСТ 34028-2016. Рассмотрим представленные маркированные образцы более подробно:

А 240 – гладкопрофильная арматура класса А1, не имеющая по внешнему краю рифлёных зацепов в виде «спирали» или «ёлочки» с продольной гранью. Такой гладкий профиль идёт для изготовления ненапряжённых арматурных сеток в изделия из ж/бетона, не предназначенных для несущих конструкций, либо в качестве хомутов. Сцепление с бетоном у них слабое, прочность низкая.

В основном такую арматуру используют при армировании штукатурки в стенах, когда штукатурный раствор набрасывают кельмой и потом выравнивают предназначенными для этого инструментами, и в при заливке стяжек пола. Кроме того, гладкая арматура может применяться как толстая проволока для связки крупногабаритных металлоконструкций – ибо только такие прутки в роли скрепляемой проволоки могут надёжно зафиксировать каркасы, сделанные из профиля диаметром 40 и более мм.

• А300 и Ас300 арматура 2-го класса. Имеет рифлёный профиль, с диаметром прутка, начинающимся с 10 и заканчивающимся 80 мм. Сцепляемость с бетоном выше. Применение – при возведении малоэтажных домов (с количеством этажей не выше 3-х).
• А400, или AIII – арматура 3-го класса. Самый популярный профиль, который может использоваться в капитальном (в т. ч. и многоэтажном) строительстве и для решения почти всех строительных задач. Имеет уникальное сочетание сопротивления напряжениям и прочности, на поверхности всегда есть рифление. Долговечна, прочна, а по стоимости лишь ненамного превышает стоимость марки а1и а2(А 240 , А 300 и Ас 300). А3 — это горячекатанный профиль с периодической поверхностью.
• А600 Рифлёная арматура 4 класса. Имеет несколько большие характеристики по прочности и сопротивлению напряжениям, чем у А 400, и в составе металла есть легирующие добавки, повышающие долговечность арматурных конструкций внутри железобетона, или другой показатель содержания углерода. Такие стержни в арматурную сетку скрепляются сваркой. А600 в основном идёт в опорные блоки или плиты фундаментов, как более прочная и долговечная.

Арматуры V и VI классов в гражданском строительстве практически не применяются, и идут в основном для строительства больших гидротехнический сооружений, ВВП аэродромов, принимающих крупнотоннажные воздушные судна, дамбы для больших водохранилищ и других стратегических объектов.

Основные типы профилей (кроме класса А 240, гладкого и не нуждающегося в представлении):

а) кольцевой; б) серповидный двухсторонний; в) серповидный четырехсторонний

Классификация арматуры

Трубопроводная арматура – это изделия, классифицируемые по сфере применения, методам уплотнения, конструктивным особенностям. Рассмотрим некоторые из них.

Сфера применения

Основываясь на эксплуатационных характеристиках, выделяют: вакуумную, криогенную, отсечную арматуру. В зависимости от назначения, это устройства контролирующие, редукционные, противопомпажные. Транспортируемый продукт определяет их герметичность, стойкость к химическим и агрессивным средам.

Тип соединения

Способ соединения с трубопроводом подразделяет арматуру на фланцевую, межфланцевую, муфтовую, резьбовую, сварную. При сварке фитингов с трубами используют присоединительные патрубки, при муфтовом соединении применяются внутренние резьба и дополнительные патрубки.

По методу герметизации

В зависимости от используемых уплотнительных элементов выделяют арматуру:

• сальниковую;
• мембранную;
• сильфонную;
• шланговую.

В сальниковом соединении для уплотнения применяется набивка из волокна, пропитанного герметиком. Мембранный уплотнитель представляет эластичный диск, зажимаемый в месте соединения.

Сильфон – это гофрированная трубка, складывающаяся при зажиме. В шланговой конструкции применяется гибкий шланг, его пережимают, отсекая или уменьшая поток жидкости.

По конструкции соединительных патрубков

Выделяют устройство проходное, угловое, неполнопроходное, полнопроходное. В неполнопроходном внутреннее сечение соединительной трубки меньше диаметра трубы, входящей в фитинг. В полнопроходной арматуре все диаметры одинаковы.

Особенности конструкции промышленной арматуры

Если рассматривать классификацию промышленной трубопроводной арматуры, то можно сделать вывод, что её ассортимент включает в себя узлы следующих видов:

Задвижка – один из типов водопроводной арматуры, состоящий из корпуса и запорного элемента, который перемещается в плоскости, перпендикулярной центральной оси. Стоит отметить, что задвижку также можно использовать в системах с минимальным гидравлическим сопротивлением, и диаметром трубы до 2 метров

Важно помнить, что задвижка способна выдерживать давление до 25 МПа. Среди основных недостатков данного вида узлов стоит выделить плохую ремонтопригодность, большие размеры и высокую материалоёмкость

Стоит отметить, что задвижку относят к запорным узлам, а для её изготовления используют конструкционную сталь, латунь или чугун. 

Вентиль – используется в первую очередь как запорное и регулирующее устройство. В основе его конструкции лежит стальной или чугунный корпус, а также запорный элемент, который перемещается по направлению потока. Существует две разновидности вентилей: устройство со штоком возвратно-поступательного движения и устройство со штоком вращательно-поступательного движения. Первый вариант предусматривает движение маховика вентиля вместе с запирающим элементом. Во втором – маховик приводит в движение шпиндель запирающего элемента.
Среди основных особенностей вентиля стоит отметить большие размеры и лёгкость в эксплуатации. Вентиль устанавливается на трубопроводы, диаметр которых меньше 3-ёх см.    

Затвор – главный представитель запорно-регулирующих устройств. В основе его конструкции лежит стальной корпус и запорный элемент, который перекрывает движение потока в перпендикулярной плоскости. Стоит отметить, что затвор может удачно функционировать в любых трубопроводах, и это с учётом того, что его масса и габариты не очень большие. Однако имеется один существенный недостаток – затвор не очень герметичный, поэтому, зачастую его устанавливают только в трубопроводы со средним уровнем давления. 

Кран – его конструкция очень схожа с предыдущим вариантом. Однако, имеется одно отличие – запорный узел крана имеет форму тела вращения, а не диска. Поэтому, краны, которые могут похвастаться лучшей герметичностью, используются в трубопроводах с любым допустимым давлением. Среди основных достоинств крана — его способность функционировать в любой плоскости. Поэтому неудивительно, что данный элемент обладает сравнительно небольшими габаритами.

Клапан – данная разновидность запорной арматуры имеет много общего с вентилём. В основе его конструкции также лежит корпус и запорный элемент, который функционирует за счёт физических характеристик потока. Поэтому, логично предположить, что клапан вовсе не имеет внешних элементов управления.

Преимущества применения арматуры

Рациональное сочетание различных по своим свойствам материалов позволяет создать новый материал, обладающий новыми особенностями, неприсущими исходным составляющим материалам. Например, если обычная бетонная балка при появлении трещин в растянутой зоне разрушается, то при армировании растянутой зоны, несмотря на наличие тещин в бетоне, такой балке ничто не угрожает, а её несущая нагрузка возрастает.

Работа конструкций из армированных материалов более сложна, чем работа конструкций из неармированных материалов. В зависимости от назначения конструкций и величины нагрузки, которую они будут нести при эксплуатации, выбирается и вид арматуры. Рассмотрим наиболее распространенные виды арматуры подробнее.

Типы устройств

Трубопроводная арматура – понятие обширное, для удобства классификации подразделяется на группы. Рассмотрим самые важные из них.

Трубопроводная запорная арматура обеспечивает полное прекращение подачи рабочей жидкости или газа на отдельном участке трубопровода. Основные характеристики качества устройства – герметичность, длительное удерживание потока. Может находиться в двух положениях – открыто/закрыто.

Кран ПНД шаровой для труб: устройство, выбор, монтаж и эксплуатация В пластиковых трубопроводах все чаще используются фитинги из полиэтилена низкого давления. Кран ПНД — фурнитура, выполняющая запорную и регулирующую функции. Это недорогая и надежная замена…

Предохранительные устройства требуются для защиты трубопровода от скачков давления. Действуют в автоматическом режиме, отключают подачу продукта при критическом давлении.

Распределительные устройства выполняют разделение основного потока на отдельные ветви, их смешивание, изменение направления движения.

Регулирующие устройства обеспечивают требуемые настройки давления, температуры и других характеристик, для безаварийной работы технологических систем. Устанавливаются на ответственных участках трубопроводов.

Трубопроводная арматура комбинированного действия выполняет несколько функций, ее название указывает эти возможности – невозвратно-запорная, закрытие/ограничение движения и другие.

Обратная арматура исключает появление обратных потоков в трубах.

Воздушный клапан для отопления для стравливания воздуха из батареи В современных системах отопления для отвода скопившегося воздуха предусматривают специальное устройство – воздушный клапан для отопления. Без этого прибора отопление не смогло бы нормально работать….

Важно: во время разработки схемы трубопроводов нужно учитывать комплексные характеристики элементов – максимально допустимое давление, температура.

Похожие записи:

Отделка фасада дома История эльвиры бойко Какой расширительный бак для водоснабжения лучше выбрать Как сделать обвязку каркасного дома: выбор материала, технологические требования, верхняя и нижняя обвязка Какую нагрузку выдерживает швеллер Поленница