Арматура А240 (АI)

Чтобы бетон сделать более прочным, упругим, его укрепляют стержневой или проволочной арматурной сталью. Стержневая группа включает классы:

• гладкая горячекатаная А240;
• с периодическим профилем А300-А1000;
• холоднодеформированная с периодическим профилем или гладкая;
• с периодическим профилем термомеханически или термически упроченная Ат 3-Ат 7.

Характеристики класса А 240

Характеристики, сортамент, механические свойства, геометрические параметры, химический состав стали указаны в ГОСТ 34028-16.

Класс А240 или прежнее обозначение АI относится к не профилированной стержневой горячекатаной арматурной стали с гладкой поверхностью. 

Стержни выпускают способом горячей прокатки. Температуру проката доводят до 11000 и проводят его через валки. Размер сечения уменьшается, становится круглым. В конце стана на калибровочных валках окончательно обрабатывается гладкая поверхность, круглое сечение, заданный размер. Затем прокат еще раз нагревают и быстро охлаждают водой. Это способ закалки стали, чтобы увеличить ее твердость. Если нужно получить более мягкую сталь, ее не охлаждают, а дают самой остыть.

Чтобы получить прокат, не берут прокатывать заготовки из металлических частей, которые уже были в эксплуатации.

На поверхности готовых стержней неприемлемы трещины, повреждения. Допускается легко устранимая ржавчина.

Самое маленькое сечение проката 4 мм. До 10 мм в диаметре размерный ряд увеличивается на 0,5 миллиметра, а после 10 мм до 40 мм размеры растут на 1 мм. Удобный размерный ряд, из которого можно брать нужный диаметр арматуры. Точный выбор диаметра нужен, когда армирование планируют монтировать с высокой плотностью. Если увеличить размер диаметра на 2 позиции, то это может нарушить совместную работу стержней и бетона. При этом разница диаметров существенно увеличит весовую нагрузку ж/бетонного элемента и ее цену также.

Сравним вес 1 метра разных диаметров:

• 10 мм—0,62 кн;
• 13 мм—1,04 кг;
• 16 мм—1,57 кг.

Выпуск проката в стержнях и мотках. Длина стержней от 6 метров до 18 метров или по заказу. Прокат выпускают в мотках при его диаметре до 22 мм. Масса такого мотка от полтонны до 5т. Моток должен хорошо разматываться, этому не помешает нахлест или смещение витков.

Состав стали класса А240, ее свойства

Марка стали этого класса арматуры ВСт3пс2, ВСт3сп2, ВСт3кп2 для диаметров до 40 мм. Марка стали ВСт3пс3 для диаметров до 18 мм.

Химический состав стали влияет на механические и физические свойства проката из нее. Это низкоуглеродный сплав, углерода в нем до 0,22 %. Такое низкое содержание С обуславливает высокую ударную вязкость, пластичность, легкую обработку, свариваемость. При этом сваривается А240 всеми способами сварки. Пересечения стержней сваривают контактной точечной, механизированной или ручной дуговой. Соединения стыков сваривают механизированной, дуговой ручной, в инвентарной форме или ванной на накладке (ГОСТ 14098-14).

При низкой прочности у арматуры хорошая пластичность, гибкость. Об этом говорит высокий процент относительного удлинения при разрыве до 25 %. Также это видно на диаграмме деформаций при нагрузке на растяжение. Горячекатаная Ст3 деформируется первой, что подтверждает ее хорошую гибкость.

Хорошую гибкость арматура показывает при ее испытании на изгиб. Оно проводится в холодном состоянии с изгибом на 1800.

Металлургические заводы выпускают А240С с дополнительными условиями по свариваемости. Она вырабатывается методом горячей прокатки без закаливания. При этом углеродный эквивалент для нее не нормируется и не проверяется.

Прокат не выпускают с дополнительными условиями по категориям пластичности и выносливости при циклических нагрузках.

А240 в строительно-монтажных работах

Прочность у А240 ниже чем у А300-1000, но это металл, и его прочности достаточно для строительно-монтажных работ. Актуальности для монтажа способствуют его гибкость и сварка всеми способами.

Арматура хорошо варится.

Монтаж А240 по ГОСТ 23279-12.

• Монтируют как не напрягаемую арматуру в бетонных конструкциях, которые не будут несущими. 
• При технико-экономических расчетах в сварных сетках может нести рабочие нагрузки при d 10-30 мм. При этом сваривают все крестообразные соединения стержней в сетке.
• Как распределительная арматура в тяжелых сетках 3 типа при d 6-16 мм.
• Исходный материал для сварных сеток при d 6-10 мм. 
• Хорошая гибкость стержней часто нужна при монтаже каркасов, закладных деталей. Из них делают поперечные связи пространственных каркасов, хомуты.
• Она может быть исходной заготовкой для В500.
• Для подъемных элементов сборных ж/бетонных конструкций.

Сравнение свойств А240 (АI) и А400 (АIII)

Оба класса берут для монтажа армирования при монолитном бетонировании. Их механические характеристики разные из-за химического состава, способа производства, вида поверхности. 

В отличие от гладкой АI, у АIII по поверхности нанесен периодический профиль. Профиль наносят во время прокатки одной из 4-х форм. Периодическое профилирование обеспечивает прочное сцепление с бетоном. Это сцепление с профилем содействует совместной работе арматуры с бетоном. Такого прочного сцепления с бетоном нет у АI с ее гладкой поверхностью. Но для монтажной арматуры сцепление с бетоном не так нужно, как хорошая пластичность. Ведь она работает как распределительная, вспомогательная арматура в сетках и каркасах.

У АIII выше временное сопротивление 590 Н/мм2, а у АI 375 Н/мм2. То есть механические свойства АIII с d 10-40 мм соответствуют нагрузкам для рабочей арматуры. Ее монтируют в тяжелых сетках как рабочую, так и распределительную.

При этом оба класса выпускают с дополнительными условиями по свариваемости. На свариваемость влияет химический состав сплава. Сталь, которая идет для АI (ВСт3пс2, ВСт3сп2, ВСт3кп2), включает 0,13-0,22 % углерода, кремния 0,06-0,3 %, марганца 0,65 %. Стержни хорошо обрабатываются, свариваются всеми способами сварки, но у них невысокая прочность.

Сталь для АIII по ГОСТу 5781-82 (25Г2С, 32Г2Рпс, 35ГС) содержит больше углерода до 0,29-0,37 %, увеличен кремний до 0,9 %, также вдвое выше содержание марганца 0,9-1,75 %. 

Увеличение углерода и других веществ делает сталь тверже, прочнее, но уменьшается ударная вязкость, свариваемость. Чтобы применить ее прочность, разработали А400С с гарантируемой свариваемостью.