Арматура
Современное строительство, как гражданское, так и промышленное, сложно представить без использования арматуры. Арматура строительная представляет собой стержни, которые в процессе монтажа собираются в необходимую конструкцию: сетку или каркас. Смонтированный каркас или сетку заливают бетонным раствором. Применение армирующего каркаса оправдано тем, что бетон отлично работает на сжатие, но плохо на растяжение. Арматура принимает на себя растягивающие нагрузки и перераспределяет их на массив. За счет этого удается добиться прочности и увеличения несущей способности железобетонных конструкций. Армированные конструкции в значительной мере меньше подвергаются растрескиванию.
Армконструкция должна иметь:
- Повышенную прочность
- Устойчивость к вибрации
- Высокую пластичность
- Стойкость к деформациям
- Инертность к коррозийным процессам
Разновидности арматуры
В зависимости от использования арматура бывает:
- Рабочей. Называется так, потому что преобладающе работает в связке с бетоном. Воспринимает растягивающие, реже сжимающие нагрузки возникающие от веса конструкции и внешних нагрузок.
- Монтажной. Монтажная арматура не воспринимает никаких нагрузок. Необходима для фиксации и удержании рабочей арматуры в запроектированном положении. Иногда монтажные стержни вынимают.
- Поперечной. Поперечная арматура устанавливается перпендикулярно продольным несущим стержням. Служит для воспрепятствования усилий сдвига и поперечной силы, и для предотвращения выпучивания продольных прутов арматурного каркаса. Собирает отдельные прутья в объемный каркас и обеспечивает конструкции пространственную работу.
- Распределительной. Данный тип арматуры необходим для перераспределения нагружающих усилий внутри монолитной конструкции. Связывается с рабочими прутами сваркой или проволочной скруткой.
В настоящее время в строительной индустрии используют два принципиально различных вида арматуры:
- Стальная. Производится в виде стальных прутов или бухт разной длины и диаметра сечения.
- Композитная. Изготавливается из органического сырья. И выполняет те же задачи, что и стальная.
Общая классификация стальной арматуры
Чтобы проще разбираться в арматурном каркасе, существует классификация по признакам.
По классам арматура бывает:
- А240. Выпускается сечением от 6 до 40 миллиметров из стали марки Ст3кп, Ст3пс и Ст3сп
- А400. В зависимости от марки стали, Ст5пс и Ст18сп, диаметр бывает 6- 40 миллиметров. Из марок 18Г2С производят прутья диаметром равным 40-80 миллиметров.
- А500. Делают профиль от 10 до 40 мм.
- А600. Производят пруты толщиной 10- 40 миллиметров.
- Ап600. 10-40 мм.
- А800. Данную арматуру изготавливают диаметром от 10 до 32 мм.
- А1000. Как и в предыдущем классе d=10-32 мм.
- В500. От 3 до 16 мм.
Индекс В означает, что арматура получена холоднодеформированным способом.
- Вр500. Выпускают 3-5 миллиметров в диаметре.
- Вр1200. d=8мм.
- Вр1300. Производят 7 миллиметров в диаметре.
- Вр1500. Выпускают диаметром 3 мм.
- Вр1600. Встречается 3-5 миллиметров.
Индекс К интерпретируется как арматура канатная.
- К1400. Производится d=15 мм.
- К1500. d=6-18 мм.
- К1600. Имеет размеры 6, 9, 11 ,12 ,15 миллиметров
- К1700. Данный прокат выходит с размерностью 6-9 мм. в диаметре.
По способу изготовления
- Горячекатанная.
- Холоднодеформированная
- Канатная
Производство арматурного проката
Изготовление арматуры начинается на металлургических комбинатах. Там из железной руды с добавлением угля получают чугун. Далее чугун переплавляют в сталь, добавляя в исходное сырье легирующие элементы. Они придают стали заданные свойства. В качестве легирующих химических веществ используют: марганец- Г, кремний-С, хром- Х, никель-Н, молибден-М, вольфрам- В, селен-Е, алюминий- Ю, титан- Т, ниобий- Б, ванадий- Ф, кобальт- К, медь- Д, бор-Р, азот-А, цирконий- Ц. Буквенный индекс через дефис говорит об обозначении химического элемента в маркировке стали.
Затем расплав подается на машину непрерывного разлива. Сталь сливается в распределитель, подается в кристаллизатор, а оттуда в специальные желоба, где и охлаждается. Изначально заготовки для будущей арматуры имеют квадратное сечение. В таком виде сырье для получения арматуры храниться до момента, когда отправиться на металлопрокатный стан. Перед тем как начать процесс формирования арматуры, заготовки разогревают в печи для увеличения пластичности. Температура разогрева зависит от марки стали. Важно не перегреть, чтобы не ухудшить показатели твердости будущего изделия. Недогрев тоже нежелателен, так как усложняет процесс вытягивания. Разогретые бруски пропускают через систему валков. Каждый блок валков имеет меньший размер по сравнению с предыдущим. При этом происходит утончение и удлинение заготовки, и формирование круглого профиля. Так получают проволоку катанку, которая может служить самостоятельным изделием и являться материалом для дальнейшей переработки, и горячекатанную арматуру. На заключительном этапе протягивания на арматуру наносятся насечки. Предусмотрены кольцеобразные, серповидные и комбинированные. Насечки, они же ребра, нужны для лучшего механического сцепления арматуры и бетона.
Холоднодеформированную арматуру- проволоку получают прокаткой на специальном станке до заданного диаметра. Применяют для производства катанку из высокоуглеродистой и низкоуглеродистой стали. Холоднодеформированный прокат выпускают размером в диаметре от 3 до 16 миллиметров.
Канатная арматура. Наиболее эффективная напрягаемая арматура выпускается в виде канатов. Представляет собой закрученные по спирали вокруг центральной проволоки проволочные нити. В производстве первое место занимает канатная арматура из семи нитей, но существуют 3, 19 проволочные канаты и арматурные пучки, состоящие из продольных не свитых проволок или канатов.
По типу профиля
- Гладкий. На поверхности изделия отсутствуют ребра. Пример гладкого профиля арматура А240
- Периодический. На поверхность изделия в процессе производства наносятся насечки перпендикулярно или под углом к продольной оси. Ребро на пруте арматуры отстоит от другого на одном и том же расстоянии, называемом периодом, по всей длине изделия. Отсюда происходит название ребристопрофильной арматуры- периодическая.
По условиям эксплуатации
- Ненапрягаемая. Ненапрягаемая арматура предназначена для формирования сеток, пространственных каркасов, армированных поясов в обычном состоянии.
- Напрягаемая. Применяется для производства предварительно напрягаемых железобетонных конструкций. Как известно, бетон чувствителен к усилиям растяжения и провисания. Для того чтобы нивелировать эти нагрузки бетону необходимо придать расчетное предварительное сжатие. Сжимающее усилие бетону придает напрягаемая арматура. Напряжение арматуры основано на том, что предварительно растянутый металл после снятия напряжения стремиться принять прежнюю первоначальную форму, то есть сжаться. Но если при этом арматурный материал обжат бетоном, то нагрузка сжатия передается на всю железобетонную конструкцию. Напрягают арматуру механическим, электротермическим, электромеханическим способом.
При механическом напряжении арматуру растягивают до расчетного значения винтовыми или гидравлическими домкратами.
При электротермическом способе под воздействием электрического тока происходит нагрев до 300-3500 С. За счет нагрева металл расширяется. Нагретую арматуру до охлаждения помещают между упорами, препятствующими ее укорачиванию. В процессе понижения температуры в прутах или канатах возникают растягивающие напряжения. Напряженную арматуру заливают бетоном и, после затвердения снимают напряжение. Сжимающая нагрузка передается на бетон за счет анкеров, которые закреплены на противоположных концах прутов арматуры, либо при помощи механического сцепления бетона за ребра арматурного прута. Электротермический способ хотя и менее трудоемок, но не обеспечивает точности соблюдения заданных параметров.
Электромеханический вобрал в себя технологические операции электротермического и механического способов растяжения.
Еще одним способом создания преднапряженных конструкций является способ натяжения на бетон. Заключается он в следующем. Перед заливкой бетонного раствора в форму помещают пластиковую трубу в расчетном месте. После застывания и вынимания трубы в массиве образуется канал. В него прокладывают арматуру и напрягают обычным способом. Затем канал бетонируют, анкеруют концы прутьев. Таким способом строятся длинномерные конструкции. Например, мосты. Натяжение на бетон позволяет прочно и надежно соединить сегменты пролета моста.
В настоящее время набирает популярность технология производства бетона на напрягающих цементах. Суть заключается в том, что бетон на напрягающем цементе во время затвердевания расширяется и растягивает арматуру. Так как арматура препятствует свободному расширению бетона, в массиве возникает сжимающее напряжение.
Композитная арматура
Арматура из композитных материалов получает все большее распространение. Композитная арматура производится:
- Стеклокомпозитная. Производится из тончайших нитей стекловолокна.
- Базальтокомпозитная. Выпускается из предварительно расплавленного природного материала базальта
- Углекомпозитная. Сырьем для производства служит углеволокно, состоящее из углеродных нитей.
- Арамидокомпозитная. Состоит из полиамидных волокон, которые обеспечивают высокую механическую прочность. Известно под торговой маркой «Кевлар».
Принцип производства сводится к тому, что расплавленное сырье вытягивается в нити на фильерных машинах и скрепляется в жгуты полимерной органической смолой. Выпускается толщиной от 4 до 32 мм. гладкой и рифленой фактуры. В зависимости от диаметра производится в бухтах – до 8мм, в прутах- при диаметре от 8 миллиметров. Получила широкое распространение в дорожном строительстве, в строительстве бассейнов; армировании фундаментов при частном строительстве и прочих ненагруженных фундаментов; в бетонных конструкциях, где есть угроза возникновения коррозии; при создании пешеходных и велосипедных дорожек; формировании арм. пояса в кирпичной или блочной кладке; устройстве отмосток вокруг зданий.
Сравнение стальной и композитной арматуры
Оба вида имеют свои достоинства и недостатки. Нельзя однозначно выделить какой-либо материал в лидеры по всем критериям. Для каждой конкретной задачи применима определенная арматура. Правильный выбор с экономической и технологической точки зрения может быть сделан только после грамотных проектных расчетов.
К плюсам стальной арматуры относится:
- При необходимости может соединяться методом сваривания. Этот момент важен если необходимо придать каркасу жесткость.
- Можно гнуть под любым углом на строительной площадке. В зависимости от конфигурации бетонного изделия стальная арматура способна повторить контур и при сгибе не создает напряжения в сторону разгибания. Значимый фактор, так как в углах стен и фундаментах не допускается прерывистость прутьев. Композитная арматура не способна сгибаться под углом в 90 градусов. При сгибе возникают силы, стремящиеся вернуть прут в исходное положение. Изогнутые композитные элементы арматуры можно заказать только на заводе. Согласно техническому заданию, их изготовят в нужном количестве
- Подходит для монолитного строительства многоэтажных зданий
- Есть возможность напряжения. Преднапряженные бетонные элементы хорошо работают на прогиб, обладают повышенной трещиностойкостью. За счет повышенной прочности есть можно уменьшить сечение изделия без снижения прочностных характеристик, поэтому требуется меньше расход бетона и стали.
- Обладает токопроводностью, это позволяет производить электропрогрев бетона в условиях низких температур. Свойство стальной арматуры проводить электрический ток полезно для создания системы заземления и молниеотведения. Композитная арматура, из-за физических характеристик непригодна для выполнения таких задач.
- Огнестойкость. Стальная арматура начинает приобретать избыточную пластичность и терять свои несущие свойства при 6000С. И в этом ее серьезный плюс. В то время как композитная размягчается при 250-3000 С. Нарушение арматурного каркаса может привести к обрушению здания.
- Простота работы на строй площадке. Со стальной арматурой привычно и просто работать в полевых условиях, соблюдая минимальные требования безопасности. При работе с композитными материалами, нужно надежно защищать кожу и слизистые и дыхательные пути от попадания органической пыли.
Достоинства композитной арматуры
- Невысокая стоимость. Производство полимерной арматуры значительно дешевле стальной.
- Коррозийная стойкость. Композитные материалы не подвержены коррозии, в то время как стальную арматуру необходимо защищать от прямого воздействия воздуха и влаги. Все виды пластиковой арматуры можно применять холодных в условиях, когда в бетон добавляют антиморозные добавки. Стальная арматура в бетоне с добавками активно коррозирует.
- Низкий коэффициент теплопроводности. Благодаря этому свойству исключается образование мостиков холода. Расширение при охлаждении сопоставимо с показателями расширения бетона, поэтому не происходит отслоения арматуры и трещин в толще бетона.
- Диэлектрические качества. Являются плюсом композитной арматуре при строительстве зданий и помещений, где присутствие посторонних электромагнитных полей нежелательно. Это исследовательские и центры МРТ, радиотехнические лаборатории и так далее.
- Простота транспортировки. Композитная арматура легче стальной в 5 раз. Продукция малого сечения, до 8 миллиметров сворачивается в бухты. Поэтому нет необходимости в специальном длинномерном транспорте для перевозки. Для частного домостроения пластиковую арматуру можно привезти на личном транспорте.
- Высокая удельная прочность. Прочность композитной арматуры выше прочности стальной примерно в 3 раза. Но композитные материалы уступают стали по модулю упругости. Это говорит о том, что армировать нагруженные объекты ни стекалопаластиковой, ни базальтопластиковой, ни прочими видами органических арматур нельзя. Композитная продукция не подходит для изготовления предварительно напряженных конструкций, потому что имеет огромные потери напряженности с течением времени. То есть со временем, в течение 5-7 лет в органической арматуре теряется усилие сжатия, и напряженность бетона резко снижается. При сохранении внешней нагрузки бетон начнет трескаться и крошиться.
Ориентируясь на приведенные преимущества, невозможно однозначно сказать: какая арматура лучше, надежнее, практичнее. Однозначно формируется вывод, что для каждого вида есть своя область применения. Стальную арматуру оправданно использовать в преднапряженных объектах: балках, фундаментных блоках, перекрытиях. И в ненапряженных изделиях: ленточных фундаментах, набивных фундаментах, плитных основаниях, колоннах, несущих конструкциях. Композитную рационально применять для усиления кладки, для фундаментов частного малоэтажного строительства на твердых, не пучинистых грунтах, при условии неразрывности армирования углов; для неответственного армирования: лестничных маршей, не несущих колонн, чаш бассейнов. При выборе арматуры важно опираться на обоснованное мнение проектировщика, подкрепленное расчетами показателей и характеристик, взятых из СП и СНиП.
В тепле и комфорте. Рынок внутрипольных конвекторов
По мнению экспертов, встраиваемые в пол конвекторы являются наиболее практичным прибором отопления в помещениях с панорамными окнами и все чаще задействуются застройщиками.
Внутрипольные конвекторы – одна из сравнительно новых систем отопления помещений. Как и другие приборы конвекторного типа, она является альтернативой привычным радиаторам. По оценке специалистов, еще три года назад в семействе конвекторов внутрипольные занимали долю в объемах производства около 10%. Сейчас показатель подрос из-за роста объемов жилья с большой площадью остекления помещений.
Напомним, внутрипольные конвекторы непосредственно монтируются в стяжку пола. В отличие от радиатора, который в основном излучает тепло, конвектор передает тепло с помощью циркуляции воздуха. Тепло быстро распространяется по всему помещению, быстро достигается комфортная температура.
Существуют внутрипольные электрические и водяные конвекторы. Также эти приборы могут быть с принудительной и естественной конвекцией. По словам генерального директора АО «Фирма Изотерм» Виктории Нестеровой, внутрипольные конвекторы с принудительной конвекцией позволяют увеличить тепловую мощность более чем в 5 раз по сравнению с аналогами без вентилятора. Поэтому их рекомендуется применять в случаях, когда нужна увеличенная теплоотдача.
В Петербурге внутрипольные конвекторы установлены в ряде бизнес-центров, а также в новых жилых объектах комфорт-, бизнес- и премиум-класса. Они отличаются энергоэффективностью, а также, за счет своей «невидимости», не портят вид на окрестности.
Как рассказывает коммерческий директор Docklands development Екатерина Запорожченко, внутрипольные конвекторы задействованы в зданиях лофт-квартала Docklands, которые проектируются и возводятся по немецким технологиям строительства энергоэффективных зданий. «Поскольку корпуса располагаются на берегу Невы, вид стал одним из ключевых достоинств проекта. С целью его подчеркнуть мы приняли решение выполнить одну из стен каждого помещения в панорамном стекле. Чтобы обеспечить безукоризненный вид, но при этом защитить помещения от холода, остановили свой выбор именно на внутрипольных системах конвекторного отопления», – рассказала она.
В настоящее время на рынке внутрипольных конвекторов работают такие российские компании, как «Изотерм», «Варманн», «Техно», КЗТО и др. Большинство из них свое оборудование выпускают под брендом на латинице. Также на российском рынке есть и иностранные производители, в том числе такие известные европейские, как Mohlenhoff, Jaga, Minib, Kampmann. Реализуется и продукция ряда китайских компаний. По оценке специалистов, в последние два-три года отечественные предприятия наращивают объемы производства, вытесняя зарубежных производителей. В частности, это происходит благодаря курсу на импортозамещение и введению с июня 2018 года обязательной сертификации приборов отопления.
Как отмечает Виктория Нестерова, в целом на сегодняшний день на территории РФ около 10 заводов выпускают медно-алюминиевые конвекторы. Также некоторые европейские производители открыли свои производства в нашей стране. Но в ряде случаев их переносят не полностью. «Мы считаем, что при таком, так называемом сборочном, производстве изготовитель не может дать полноценной гарантии на свои приборы. Введение обязательной сертификации позволило решить ключевую проблему российского рынка отопительных приборов – прекратить практику введения потребителей в заблуждение путем завышения функциональных характеристик. Также оно существенным образом способствовало развитию импортозамещения за счет обеспечения равных и честных правил игры и создания условий для добросовестной конкуренции», – подчеркнула она.
Кстати
Согласно данным Ассоциации производителей радиаторов отопления, по итогам 2019 года зафиксирован рост объемов производства медно-алюминиевых конвекторов на 25,1%. У стальных конвекторов этот показатель снизился на 3%. Производство алюминиевых и биметаллических секционных радиаторов выросло на 33,4%, стальных панельных – на 49,6%.
Виктория Нестерова: «Внутрипольные конвекторы перестали быть диковинкой»
Внутрипольные конвекторы водяного отопления все активнее применяется в офисах и жилых помещениях. В интервью «Строительному Еженедельнику» генеральный директор АО «Фирма Изотерм» Виктория Нестерова рассказала о том, чем обусловлен растущий спрос на эти системы отопления, и развеяла некоторые мифы о них.
– Какова ниша внутрипольных конвекторов водяного отопления на сегодняшнем рынке?
– Тренд однозначен: они становятся все более популярными и все чаще устанавливаются вместо радиаторов. Причиной тому – современные тенденции в строительстве. В новых административных, офисных, жилых зданиях все больше используются панорамные окна, витражи, эркеры и прочие архитектурные изыски. Стандартные радиаторы для отопления помещений с такими пространственными элементами подходят плохо. Поэтому в них обычно применяются внутрипольные конвекторы.
Это оборудование не только не загораживает панораму и идеально вписывается в любой интерьер, но при этом препятствует запотеванию стекла и отсекает сквозняки. Кроме того, внутрипольные конвекторы – это энергоэффективные приборы отопления. К примеру, в частном доме с индивидуальной котельной они помогут сэкономить до 30% затрат на отопление. Малый объем теплоносителя (0,4 л воды в конвекторе мощностью 1 кВт, что в 5 раз меньше, чем у радиатора) и применение материалов с высокой теплопроводностью (медь, алюминий) обеспечивают прогрев помещения до 20 градусов всего за 5 минут.
Добавлю, что мода на панорамное остекление только начала приходить к нам из Европы и будет в России стремительно развиваться. Соответственно, будет расти и популярность внутрипольных конвекторов. Наше предприятие в данном сегменте постоянно наращивает объемы производства на протяжении уже более десяти лет.
– Какие виды внутрипольных конвекторов выпускает ваша компания? В чем их особенности?
– В линейке продукции АО «Фирма Изотерм» представлен широкий размерный ряд внутрипольных конвекторов как с естественной, так и с принудительной конвекцией.
В частности, мы выпускаем внутрипольный конвектор, который может использоваться как в режиме отопления, так и в режиме охлаждения. Корпус выполнен из нержавеющей стали под уклоном и оснащен дренажными патрубками для отвода конденсата и удаления влаги, что делает возможным его установку и во влажных помещениях.
Также мы производим внутрипольные приборы отопления с подключением к приточно-вытяжной вентиляции. Все конвекторы выпускаются из лучших, по теплотехническим свойствам и устойчивости к коррозии, материалов: медных труб и напрессованных на них алюминиевых пластин, что обеспечивает качество и срок службы до 50 лет.
– Существует мнение, что внутрипольные конвекторы – оборудование хорошее, но слишком дорогое…
– Это миф, у которого уже истек срок давности. Прошли времена, когда внутрипольные конвекторы были чем-то редким и эксклюзивным. На данный момент на отечественном рынке работает более десяти производителей такой техники. Конкурентная борьба, оптимизация конструкций и увеличение объемов строительства с применением внутрипольных конвекторов привели к их существенному удешевлению. Сейчас их стоимость вполне сопоставима с ценой качественного европейского радиатора.
Кроме того, конвекторы российского производства в меньшей степени зависят от изменения курсов валют, а следовательно, обладают вполне конкурентоспособной ценой по сравнению с европейскими аналогами.
– Сложно ли их подобрать и смонтировать?
– Установку внутрипольного конвектора следует учитывать уже на стадии проектирования, так как монтаж имеет свою специфику. В стяжке пола необходимо подготовить специальные углубления и каналы под трубопроводы, которые могут быть выполнены из любого материала. В линейке приборов «Изотерм» есть внутрипольные конвекторы глубиной всего 80 мм. Их можно установить при стандартной толщине строительных перекрытий, практически в любом помещении.
Кроме того, существует огромное количество типоразмеров внутрипольных конвекторов, что позволяет выбрать оборудование по параметрам заказчика. В частности, наша компания всегда готова изготовить прибор, выполненный специально под условия клиента: и по мощности, и по габаритам, и по цвету, и по расположению терморегулятора. Угловое или радиусное исполнение конвектора позволит установить его в труднодоступных местах, когда нужно обойти угол, обогнуть колонну или зайти в нишу.
– В этом году АО «Фирма Изотерм» празднует свое 30-летие. Как планируете отметить свой юбилей?
– В 2019 году мы начали масштабное техническое переоснащение производства, приобрели новое оборудование, расширяем производственные мощности в целях увеличения объема выпуска и повышения качества продукции. В результате, несмотря на высокую конкуренцию, мы намерены продолжать удерживать лидерские позиции на рынке и плотно работать как с действующими, так и новыми клиентами.
То есть праздновать 30-летие мы планируем повышением производительности нашей компании. Ну и конечно, без подарков нашим постоянным партнерам нам не обойтись. Летом в период белых ночей мы приглашаем наших лучших заказчиков в гости, чтобы отметить юбилей. Будем праздновать – и одновременно строить грандиозные планы на будущие 30 лет.