Арматурой называют стальные стержни различной формы, сетки и объемные каркасы из них, представляющие собой составную часть железобетонных конструкций и отвечающие техническим и технологическим требованиям. Требования к арматуре определяются необходимостью обеспечить совместную ее работу с бетоном на всех стадиях службы конструкции. Сталь для арматуры должна обладать прочностными характеристиками, которые могут быть наиболее полно использованы при работе конструкции, и свойствами, необходимыми для выполнения арматурных работ и их индустриализации. Первое из этих требований удовлетворяют путем улучшения сцепления арматуры с бетоном. Решающее влияние на величину сцепления оказывают профиль и состояние поверхности стержня. Требования к прочности и технологическим свойствам арматуры обеспечиваются химическим составом сталей, способами их производства и обработки.

По назначению арматуру подразделяют на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты.

Рабочая арматура (расчетная) воспринимает главным образом растягивающие (в некоторых случаях сжимающие) усилия, возникающие от внешних нагрузок и воздействия силы тяжести конструкции, а также создает предварительное напряжение.

Распределительная арматура (конструктивная) предназначена для закрепления стержней в каркасе путем сварки или вязки с рабочей арматурой, обеспечения совместной их работы и равномерного распределения нагрузки между ними.

Монтажная арматура поддерживает при сборке каркасов отдельные стержни рабочей арматуры и способствует установке их в проектное положение. Стержни монтажной арматуры применяют также для соединения плоских арматурных элементов в один пространственный каркас.

Хомуты предназначены для предотвращения косых трещин в бетоне конструкций (балок, прогонов, колонн) и для изготовления арматурных каркасов из отдельных стержней для тех же конструкций.

В зависимости от условий применения арматуру подразделяют на ненапрягаемую и напрягаемую.

Ненапрягаемую арматуру применяют в обычных и предварительно напряженных конструкциях, а напрягаемую — только в предварительно напряженных конструкциях. Такое подразделение важно, так как арматурная сталь класса А- IV может быть использована в качестве как напрягаемой, так и ненапрягаемой арматуры, а высокопрочную арматурную сталь применяют только в качестве напрягаемой.

Эффективность напрягаемой арматуры повышается при увеличении ее прочности, поэтому в качестве напрягаемой арматуры целесообразно применять высокопрочные арматурные стали. В каркасах железобетонных конструкций напрягаемую арматуру соединяют с ненапрягаемой с помощью распределительной ненапрягаемой арматуры, т. е. сеток и стержней, пропущенных между ее рядами и с наружных сторон. Поэтому можно применять как свариваемую, так и несвариваемую напрягаемую арматуру. Напрягаемую арматуру используют в предварительно напряженных железобетонных конструкциях только в качестве рабочей, ненапрягаемую — в качестве рабочей, распределительной и монтажной в самых различных конструкциях, начиная от сравнительно мелких и ажурных сборных железобетонных изделий и кончая огромными монолитными гидротехническими сооружениями. Всю ненапрягаемую арматуру следует сваривать. Это позволяет механизировать и автоматизировать арматурные работы и переходить от применения вязаной арматуры к сварным арматурным изделиям — каркасам и сеткам.

По виду поставляемой арматурной стали различают стержневую, проволочную арматуру и арматурные изделия.

В зависимости от профиля стержневая и проволочная арматура бывает гладкая и периодического профиля.

Стержневую арматуру подразделяют на следующие виды:

-горячекатаную, не подвергающуюся после проката упрочняющей обработке, классов А-I, А-II, А-III, А-IV и А-V;

-термически упрочненную, подвергающуюся после проката упрочняющей термической обработке, классов Ат-IV, Ат-V и Ат-VI;

-упрочненную вытяжкой, подвергающуюся после проката упрочнению вытяжкой в холодном состоянии, классов А-IIв и А-IIIв.

-арматурную проволоку из низкоуглеродистой стали (обыкновенную) круглую (гладкую) класса В-I и периодического профиля класса Вр-I, из углеродистой стали (высокопрочную) круглую (гладкую) класса В-II и периодического профиля класса Вр-II;

-витую проволочную арматуру, т. е. арматурные канаты (спиральные) семипроволочные класса К-7 и девятнадцатипроволочные класса К-19, арматурные канаты, двухпрядные класса К2, трехпрядные К3 и многопрядные класса Кп.

Арматура называется несущей, если она до бетонирования монолитных железобетонных конструкций используется для подвески опалубки и способна воспринимать монтажные и транспортные нагрузки, возникающие при работе, а также нагрузки от силы тяжести бетона и опалубки. Несущая арматура требует увеличения расхода стали. Поэтому ее применяют только в тех случаях, когда это обосновано технико-экономическим расчетом.

Арматурные стали классов A-I, А-II, А-III, B-I, Вр-I применяют в качестве ненапрягаемой арматуры в обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкциях, арматурные стали классов A-IV, A-V, Ат-IV, At-V, At-VI, B-II, Bp-II, K-7, K-19, K2, КЗ и Кп — в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Часть арматурных изделий унифицирована, и их выпускают централизованно. К таким изделиям относятся сварные арматурные легкие сетки (плоские и рулонные) и тканые сетки для армоцемента. Легкими сварными сетками условно принято называть сетки из арматуры диаметром от 3 до 12 мм.

Для изготовления сеток по ГОСТ 8478—81 применяют арматурную проволоку диаметром 3; 4 и 5 мм классов Вр-I и B-I и горячекатаную сталь диаметром 6 и 8 мм класса А-III. Сетки состоят из стальных стержней рабочей и распределительной или только рабочей арматуры, расположенных на расстоянии 10...250 мм один

Длина плоских сеток не превышает 9 м, длина рулонных сеток зависит от массы рулона, которая должна быть в пределах 900... 1300 кг, ширина сеток — от 1 до 3,8 м. Благодаря доборным шагам, расположенным с одного из краев по ширине и длине

сеток, их можно изготовлять любого, не кратного основным шагам размера по ширине рулонных сеток и по ширине и длине плоских сеток.

При унификации сварных сеток учитывались параметры арматурных каркасов массовых типовых железобетонных конструкций, поэтому поставляемые централизованно плоские и рулонные сетки пригодны для армирования сборных железобетонных плит промышленных и жилых зданий, монолитных конструкций, а также для изготовления пространственных арматурных каркасов. Из поставляемых промышленностью сварных плоских и особенно рулонных сеток (товарных) можно вырезать, составлять и гнуть сетки любых размеров и конфигураций. При этом трудоемкость изготовления арматурных изделий в цехах и на строительных площадках резко сокращается. По ГОСТ 8478—81 изготовляют также сетки с укороченными через один поперечными стержнями, которые называют сетками экономичного армирования. Они позволяют экономить до 10% арматурной стали без снижения несущей способности , железобетонных плит перекрытий.

Тканые сетки для армоцементных конструкций выпускают по ГОСТ 12184—66 с ячейками 5...20 мм из проволоки диаметром от 0,5 до 1,6 мм. Для производства тонкостенных армоцементных конструкций типа оболочек двоякой кривизны, предназначенных для строительства складских и производственных зданий и защитных гидроизоляционных зонтов станций метрополитена, в основном применяют тканые сетки с ячейками 7 и 10 мм из проволоки диаметром 0,7 и 1 мм.

Для изготовления плоских сварных тяжелых сеток (ГОСТ 23279—78) используют стержневую арматуру диаметром от 6 до 40 мм. Тяжелыми сварными сетками называют сетки с диаметрами продольных, поперечных или тех и других стержней от 14 до 40 мм. Сварные тяжелые арматурные сетки изготовляют трех типов:

1 —с рабочими стержнями в продольном направлении и распределительными (монтажными) стержнями в поперечном направлении;

3 — с рабочими стержнями в продольном и поперечном направлениях.

Шаг продольных стержней может быть от 100 до 400 мм, шаг поперечных — от 100 до 600 мм. Длина сеток типа 1 может быть от 0,85 до 11,95 м (через 0,3 м), типов 2 и 3 — до 5,95 м. Ширина сеток составляет от 0,65 до 3,05 м.

По индивидуальным заказам допускают также специальные арматурные сетки индивидуальных размеров и сечений.

Армировать железобетонные конструкции можно как плоскими отдельными сетками, так и пространственными каркасами, которые собирают из унифицированных тяжелых и легких сеток или плоских каркасов и соединительных стержней. Плоские каркасы выпускают в виде относительно узких и длинных изделий из рабочих продольных и распределительных поперечных стержней. Плоские каркасы иногда называют узкими сетками, чтобы не путать их с пространственными каркасами.

Пространственные каркасы выпускают различных сечений — замкнутые, прямоугольные и криволинейные, с переменным сечением по длине и т. д. Пространственные каркасы линейных элементов собирают в основном из узких сеток с помощью контактной точечной сварки.

Закладные детали предназначены для соединения сборных железобетонных изделий между собой и монолитных конструкций со сборными с целью образования жесткого каркаса при возведении зданий и сооружений. Закладные детали состоят из пластин — отрезков полосовой, угловой или фасонной стали с приваренными к ним тавровыми или нахлесточными соединениями нормальными или касательными анкерами, предназначенными для закрепления закладной детали в бетоне изделия. Допускается заанкеривание закладной детали в бетоне путем приваривания к рабочей арматуре. Закладные детали могут быть снабжены также устройством для крепления к формам (например, отверстием в пластинах), упорами для работы на сдвиг, арматурными коротышами для фиксации положения рабочей арматуры или самой закладной детали, болтами для соединения сборных элементов. Размеры и толщина пластин и диаметр анкеров зависят от вида стыкуемых элементов и нагрузок, воспринимаемых закладными деталями. Толщина пластин должна быть не менее 6 мм, толщина стенок или полок фасонного проката, к которому приваривают анкеры и соединительные детали, — не менее 5 мм. В больших пластинах, находящихся при формовании сверху, предусматривают отверстия для выхода воздуха и контроля качества бетонирования.

Преимущественно применяют анкеры закладных деталей из стали классов А-II и A-III. На концах анкеров из стали класса A-I должны быть крюки, шайбы или высаженные головки. Длина заготовок анкеров назначается кратной 10 мм. При определении длины заготовок нормальных анкеров учитывают припуск на осадку при сварке, который равен диаметру анкера. Нахлесточные соединения анкеров с пластинами закладных деталей выполняют контактной рельефной сваркой или дуговой электросваркой. До выполнения контактной рельефной сварки на плоском элементе выштамповывают рельефы. Операцию выштамповки рельефов совмещают с вырубкой плоского элемента по контуру, рихтовкой его, а также вырубкой в нем отверстия для крепления закладной детали на форме в процессе формования железобетонных конструкций (если отверстие предусмотрено проектом). Анкерные стержни размещены на пластине симметрично одной из ее осей, а их количество должно быть четным.

Надежность и долговечность сопряжений сборных железобетонных элементов в значительной степени зависят от способа противокоррозионной защиты закладных деталей. Все виды лакокрасочных покрытий (масляная краска на железном сурике, эмаль и лак) не выдерживают длительного срока испытаний: в местах повреждений покрытия сталь в щелочной среде становится катодом гальванической пары, а под краской—анодом. В результате в местах нарушения лакокрасочного покрытия возникает интенсивная язвенная коррозия стали.

Эффективный метод защиты стали от коррозии—оцинковывание. Местные повреждения оцинковки не вызывают язвенной коррозии стали. Цинк обладает большим отрицательным электрохимическим потенциалом по сравнению с железом, поэтому в присутствии влаги, проникающей через трещины или поры покрытия, образуется гальванический элемент, в котором цинк растворяется и защищает сталь от коррозии.

Цинковые покрытия наносят на закладные детали путем металлизации, гальванизации или же по способу горячего оцинкования. В промышленных зонах городов с относительно высокой степенью загрязненности атмосферы сернистыми соединениями допускается только покрытие методом металлизации. Осуществляется оно после пескоструйной обработки закладных деталей для очистки поверхности от ржавчины и придания ей шероховатости. На чистую поверхность закладной детали наносят, путем распыления сжатым воздухом слой расплавленного цинка с помощью электрических или газопламенных металлизаторов.