Стали, применяемые в строительстве, и их свойства

Стали в зависимости от содержания углерода по назначению подразделяются на конструкционные, содержащие до 0,65% углерода, и инструментальные (0,65-1,4%).

Строительные стали в основном предназначены для работы в атмосферных условиях при нормальных и пониженных температурах. Они содержат не более 0,3% углерода и поэтому обладают высокой пластичностью, легко поддаются механической обработке, а при содержании углерода не более 0,1% хорошо свариваются.

В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик наиболее широко используемая в строительстве углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества подразделяется на три группы:

А – поставляемая по механическим свойствам;

Б – поставляемая по химическому составу;

В – поставляемая по механическим свойствам и химическому составу.

В современном строительстве все более широкое применение находят эффективные стальные профили: широкополочные двутавры, тонкостенные гнутосварные замкнутые профили (круглые, прямоугольные и квадратные трубы), а также холодноштампованный профилированный настил и другие изделия.

2. Общие сведения об арматурной стали и технические требования к ее качеству

Бетон характеризуется низкой прочностью на растяжение (в 15-20 раз меньшей, чем при сжатии). Для восприятия растягивающих напряжений в него вводят стальную арматуру в виде стержней, сеток или каркасов, располагая ее в соответствующей зоне конструктивного элемента. Поскольку сталь значительно прочнее бетона и на сжатие, арматурные стержни применяют в необходимых случаях и для усиления сжатой зоны конструкций. Бетон хорошо сцепляется со сталью, что обеспечивает их совместную работу, причем каждый из материалов используется наиболее рационально. Важным обстоятельством, обеспечивающим совместную работу бетона и стали, является примерно одинаковые у них температурные коэффициенты линейного расширения.

Армированный сталью бетон получил название железобетона, а сталь, применяемая для его армирования, - арматурной стали. Требуемая площадь поперечного сечения арматуры определяется расчетом и задается обычно отношением суммарной площади рабочей (расчетной) арматуры к площади бетонного сечения конструктивного элемента (так называемый коэффициент армирования).

По механическим свойствам нормируемыми характеристиками обычно являются предел прочности (временное сопротивление) при растяжении, предел текучести (физический или условный), относительное удлинение при разрыве. Кроме этого, нормируются пределы изменения геометрических характеристик (размеров поперечного сечения, профиля, длины стержней), масса одного метра стержня (линейная плотность).

По технологическим свойствам нормируются минимальная величина угла загиба или число перегибов в холодном состоянии, возможность осуществления сварных соединений. Производится также оценка качества стали по внешнему виду (отсутствие ржавчины, трещин, раковин, отколов ребер и др.), а при необходимости – по химическому составу.

Классификация арматурной стали

Арматурная сталь подразделяется следующим образом:

по технологии изготовления – стержневая (горячекатаная) и проволочная (холоднотянутая);

по профилю стержней – гладкого и периодического профиля;

по назначении – ненапрягаемая для обычных и напрягаемая для предварительно напряженных железобетонных конструкций.

В зависимости от механических характеристик стержневая горячекатаная арматура подразделяется на шесть классов: от А-I до A-IV. Сталь, подвергающаяся термическому упрочнению, имеет дополнительный индекс «т» (например, класс Ат-V), сталь упрочненная вытяжкой, - индекс «в» (например, класс А-IIIв). Предусматривается также изготовление стержневой арматуры улучшенного профиля класса Ас-II для северных районов, классов Ат-IIIС, Ат-IVС с повышенной свариваемостью, класса Ат-IVК с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением, класса Ат-УСК с улучшенными обеими характеристиками.

Проволочная арматура подразделяется на арматурную проволоку (гладкого и периодического профиля) и арматурные проволочные изделия.

Холоднотянутая стальная арматурная проволока делится на два класса: В-I – обыкновенная арматурная проволока (низкоуглеродистая) и В-II – высокопрочная арматурная проволока (углеродистая). При периодическом профиле проволоки добавляется индекс «р» - рифленая (например, Вр-I).

Арматурная сталь класса А-I и проволочная классов В-I и В-II изготавливается гладкой, круглого поперечного сечения. Для остальных классов стержневой и проволочной арматуры установлены определенные профили поперечного сечения. Допускается изготовление стали класса Ас-II с профилем класса А-II, а стали классов А-IV и А-V с профилем класса А-III. При этом концы стержней класса А-IV окрашиваются в красный цвет, а класса А-V – в красный и зеленый. Предусматривается и новая система маркировки арматурной стали с помощью системы специальных меток, наносимых на поперечные ребра периодического профиля с шагом, соответствующим номеру класса. Арматурная сталь диаметром более 12 мм для классов А-I и А-II, 10 мм для класса А-III, 8 мм для классов А-IV и А-V изготавливается и поставляется в стержнях, при меньших диаметрах – в стержнях или мотках. Длина стержней может быть от 6 до 12 м.

Термически упрочненная сталь классов Ат-III, Ат-IVС, Ат-V и Ат-VI выпускается с профилем класса А-III и соответствующей цветовой маркировкой концов стержней, поставляется в стержнях мерной длины – от 5,5 до 13,5 м.