Арматурные стали
Прочность сцепления арматуры с бетоном во многом определяется материалом и профилем поверхности арматурного стержня, свойствами бетона и технологией его укладки.
Показателем качества стальной арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:
А - для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;
В - для холоднодеформированной арматуры.
Основной характеристикой для арматурных сталей является предел текучести т, т.к. в случае его превышения нарушается сцепление бетона с арматурным стержнем и появляются трещины в бетоне.
Класс арматуры соответствует гарантированному значению предела текучести в МПа, установленному в соответствии с требованиями стандартов и технических условий, и принимается в пределах от А240 до А1500 и от В500 до В2000.
Арматурные стали подразделяются на классы в зависимости от минимального значения предела текучести (Н/мм2) и эксплуатационных характеристик (С - свариваемая; К - стойкая против коррозионного растрескивания). Свариваемость проката обеспечивается технологией и химическим составом стали, из которой он изготовлен.
Имеется 7 классов (прил. 4) арматурной стали: А - I — круглого сечения; А -II …А -VI — периодического профиля (для лучшего сцепления с бетоном).
Способы увеличения значения т (повышения уровня площадки текучести на диаграмме растяжения (см. рис. 2.15) следующие:
-легирование стали такими редко используемыми легирующими химическим элементами как бор, азот, алюминий, цирконий (прил.4);
-упрочнение арматуры (рис.3.11) путем предварительного растягивания (Lр) стальных стержней арматуры на 3,5 …5,5 % от их первоначальной длины (Lо).
При растягивании происходят зональные разрушения в кристаллической решетке, возникает «наклеп», т.е. происходит упрочнение материала в наименее «слабых» сечениях. После предварительного растяжения начальная длина стержня увеличивается до Lу, а площадка текучести то после предварительного растяжения перемещается ту по оси ординат выше.
При
работе предварительно деформированного
стержня его растяжение происходит по
пунктирной линии; прочность железобетона
существенно возрастает, т.к. ту
то.
Разрушения по железобетону и аварии происходят из-за хрупкого разрушения арматуры или узлов. При использовании более пластичного материала арматуры происходит перераспределение нагрузок, поэтому бетон и арматура работают надежнее.
По европейским стандартам свариваемая арматура должна иметь содержание углерода не более 0,22%, а углеродный потенциал не более 0,52 %. Этим условиям отвечает арматура класса А500С. За счет низкого содержания углерода и в результате термомеханического упрочнения в потоке проката она практически не ломается при изгибе, как по целому металлу, так и по сварным соединениям всех видов, в том числе и по дуговым прихваткам, часто используются при монтаже зданий.
Переход на арматуру А500C и В500С – это переход на уровень европейских стандартов.
У американцев и японцев категорически запрещена сварка на монтаже. Ее заменяют вязкой или механическим соединениями арматуры. Очень эффективно применение вместо нахлесточной или ванной сварки механических соединений арматуры (спрессованные втулки, винтовые соединения и др.).