Что такое арматура: о разновидностях и применении
Если вы человек технических специальностей, или же каким-либо боком касаетесь строительной отрасли, знать ответ на вопрос — что такое арматура, жизненно необходимо.
Больше 90% железобетонных конструкций обеспечивается повышенными параметрами прочности именно благодаря оговоренному элементу. Помимо классического представления об арматуре, имеется узконаправленное терминологическое употребление слова.
В сегодняшней статье мы раскроем все области применения арматуры – как в строительстве, так и бытовой сфере.
Оглавление
Что такое арматура: свойства, применение и классификация
Говоря об арматуре, 75% случаев относится к строительству. Простейший пример – столпы электросети, состоящие из высококачественного бетона и внутреннего арматурного каркаса с применением высокопрочной, стали.
Арматура – составляющий компонент железобетонных конструкций, выполняющий роль компенсатора при растягивающих усилиях к конструкции. В слаборазвитых странах арматурой может служить даже бамбуковый стебель, ну а в России чаще всего применяется сталь с высокими показателями сопротивления к растяжению.
Важно: основная задача арматуры – обеспечение связки бетона на всех этапах обработки конструкции. Для этого материал обязан иметь высокую пластичность и запас прочности, а также экономить финансы строителя.
Одна из классификаций арматуры – по типу стали. Деление происходит на «мягкую» и «твердую» сталь. В первом случае, ключевой характеристикой является предел по текучести, а во втором – временное сопротивление. Для корректировки характеристик исходного материала используется химический метод – внедрение легирующих добавок или углерода + физический – волочение, вытягивание, сплющивание, скручивание материала в холодном виде. Иногда применяется термический метод обработки, либо комбинируется сразу несколько.
Классификация горячительной арматуры происходит в соответствии с ГОСТом 5781-61, и делится на 4 категории продукции. Детальнее по каждому классу расскажет таблица ниже.
| А -I | Сюда относят конструкции из стали круглого и гладкого типа. Основная задача в применении – распределение нагрузки и монтажные работы. |
| A -II | Показатели минимального предела по текучести составляет от 3 тонн на 1 квадратный сантиметр, а временное сопротивление от 5 тонн на 1 квадратный сантиметр. Рекомендации по использованию – конструкции с высоким уровнем проницаемости воды. |
| А -III | Арматура с рыхлённой поверхностью, в виде стержня с распределенными выступами по всей его длине. Имеется наклон гребней в отношении основы стержня. Изготовляется арматура из 35ГС. Базовое применение – монолитные бетонные конструкции и армирование дорожного полотна. По уровню распространения, класс наиболее популярен в РФ. |
| А -IV | Совокупность гладкого с периодическим профилем из высокопрочной стали. Используется в конструкциях предварительного напряжения. Сечение от 0.6 до 9 сантиметров. |
Пару слов о классификаторах в таблице. Цифра после заглавной буквы «А», отвечает за степень прочности стали. С повышением порядкового номера, соответственно усиливается и прочность арматуры. Однако, судить о качестве исключительно по данному параметру не стоит, ведь при повышении прочностных характеристик, снижается уровень пластичности арматуры, что делает материал менее гибким.
В последнее время набирает популярность арматура, разработанная не по ГОСТам, а через ТУ, либо СТО АСЧМ 7-93. А 500С – один из таких вариантов. Отдельный класс арматурных конструкций, начавший историю в Сибири. Конкурентные преимущества А 500С – низкая себестоимость производства, повышенный предел текучести, отсутствие точек пересечения продольных в рифленом профиле, что избавляет металл от преждевременного образования усталостных трещин и повышенные показатели свариваемости.
Разновидности арматуры в строительстве:
- стальная. Классический вариант – стержень с сечениями. Используется для обеспечения прочности конструкций;
- композитная. В основе материала не сталь, а углеродные/стеклянные волокна. Внутри имеется собственная классификация в зависимости от базового материала при изготовлении;
- продольная. Используется для снижения риска проявления трещин бетона в местах с высоким уровнем растяжения конструкции;
- поперечная. Идет в связке с продольной и устанавливается поперек. На арматуру ложится часть нагрузки от поперечного растяжения конструкции. Преподносится в виде хомутов и отогнутых стержней;
- напрягаемая. Стержни с диаметрами 0.5 – 3.6 сантиметра.
Существует масса других разновидностей арматуры, но наиболее употребляемые в строительстве мы описали выше. Еще одним параметром для классификации является вес и длина стержней, что оговаривается в ГОСТе 5781-82.
Изготовление арматуры происходит в специальных цехах и на арматура-сварочных заводах. Весь процесс полностью автоматизирован. У большинства точек имеется 2 направления производства – арматура для поставки в бухтах, и арматура из стали пруткового типа. Резка и плавка также обеспечивается на специализированных автоматизированных станках.
Классификация арматуры по применению
Важно усвоить, что сам термин «арматура» применим не только в железобетонных конструкциях. Существует запорная (трубопроводная) и фонтанная арматуры, имеющие применение в работе с водо- газоснабжением. Стеклопластиковая арматура – еще один представитель направления, который близкий по духу к стальному оригиналу, но далекий по структуре материал. О каждом из оговоренных представителей мы поговорим детальнее далее.
Понятие трубопроводной арматуры: что это такое?
Отдельная категория технического оснащения при работе с трубопроводами. Назначение запорной арматуры – управление потоками жидкости/газа в замкнутой среде. Благодаря элементам арматуры, человек может как снизить/увеличить пропускную способность трубы, так и перекрыть поток жидкости/газа вообще.
Примеры запорной арматуры:
- клапаны-регуляторы;
- чугунные задвижки;
- разнообразные краны;
- затворы дискового типа.
Область применения 50% элементов запорных арматур – это инженерные системы. На втором месте – использование в общетехнических работах + ремонтные, соорудительные конструкции при особых условиях.
Изделия запорного типа производятся из стали, чугуна, меди + пластика (в пластиковых конструкциях). О классификации запорной арматуры по эксплуатационной области можно прочесть в таблице ниже.
| Промышленное | Арматура используется для организации промышленных процессов и в народном хозяйстве. Изготовление происходит в крупных масштабах на специализированных заводах. | 25% |
| Общепромышленное | Запорная арматура, применяемая при нестандартных условиях работы. Сюда относят среды с высоким показателем давления, низкими/высокими температурами, опасными химсоставами, или даже радиоактивными веществами. Внутри классификатора имеется свое распределение в зависимости от узкой специализации – криогенные, фонтанные, сыпучие и так далее. | 20% |
| Специальное | Запорные конструкции, изготовляемые по специальным заказам. Технические особенности использования расписаны в техрегламенте. | 5% |
| Судовое | Использование на водоплавающих конструкциях – подлодки, корабли и так далее. Определение в отдельную категорию обусловлено специальными требованиями к запорным механизмам – виброустойчивость, повышенное сопротивление давлению и прочее. | 10% |
| Сантехническое | Назначение – бытовые и хозяйственные цели. Имеет наибольшее распространение. Установка происходит на 99% сантехнических приборов. Отличительные черты – маленький диаметр сечения и ручное управление. | 40% |
При строительных работах, на планах запорная арматура имеет собственные условные обозначения, что облегчают строителям подбор, необходимых составляющих системы. Детальное описание наименований представлено на рисунке ниже.
Имейте в виду, что на трубопровод необходимо ставить исключительно ту арматуру, что предусмотрена инженерными требованиями. Несоблюдение рекомендаций приведет к разрывам и возникновению опасных ситуаций на производстве/быту. Особо актуален вопрос для предприятий, работающих с опасными веществами или газом.
А теперь давайте подробнее рассмотрим, что такое запорная арматура, и какие ее типы бывают по целевому назначению.
Шаровые/пробковые краны
Один из самых популярных элементов в бытовых сантехнических коммуникациях, который регулирует подачу жидкостей. Базовые показатели – низкий уровень сопротивления и малые габариты. Бытовые изделия имеют вес от 800 до 9 000 грамм.
Из чего состоит кран:
- рукоятка;
- элемент запора;
- непосредственно корпус;
- прокладки для уплотнения.
По типу устройства, в 2020 году популярные краны шарового и пробкового вида. Кроме того, существует классификация по уровню герметизации – натяжные или сальниковые краны. Еще один вариант распределения заключается в методе крепления. Здесь идет распределение на муфтовые (гайка на резьбу), фланцевые (фланцы с болтами) и обычная варка.
Характеристики популярных кранов:
- пробковые краны применимы в коммуникационных системах по транспортировке газов. Температурные показатели могут достигать +55 градусов. Установка производится через муфты. Материал производства в 80% случаев – чугун, а пиковое давление достигает 1 атмосферы;
- краны фланцевого типа используют на трубопроводных системах с температурным режимом от 40 мороза до +75 по Цельсию. Благодаря дистанционной регулировке, обладают высокими показателями безопасности. Материал изготовления – высокопрочная сталь;
- сальниковые краны монтируют в трубопроводах муфтами. Материал производства в большинстве случаев – чугун. Оборудование применяют в водо- и нефтепроводах. Пиковый температурный режим для сальникового крана может достигать 105 градусов по отметке плюс. Допустимое давление составляет порядка 10 атмосфер.
Чтобы правильно выбрать кран, необходимо обратить внимание на его маркировку. У 100% сертифицированной продукции, разработанной по ГОСТам, обязан присутствовать диаметр условного прохода, допустимое давление, материал и завод-изготовитель.
Зная маркировку и условные обозначения, человек будет в состоянии самостоятельно подобрать необходимый тип крана в свою систему коммуникаций.
Вентиля
По сути, это устройство для прекращения подачи жидкости или газа путем перекрытия затвора. Отличительная черта вентиля от классического крана – высокий показатель герметичности системы, что позволяет использовать запорную арматуру в газопроводных сетях.
Как и в случае с кранами, вентиля монтируются 3 путями – сварка, муфты или фланец. Для активизации вентиля, используется либо ручное управление посредством маховика, либо электропривод с дистанционным пультом.
В маркировке вентилей имеется обозначение модели, прохода, тип монтировки, давление, материал, климатические условия использования и документ, по которому оборудование было изготовлено.
Задвижки
Как правило, применяются на магистральных трубопроводах и в коммуникациях технологического типа. Отличительной чертой запорной арматуры является наличие специального конструктивного элемента – шпинделя.
Монтаж производится через фланцы. При изготовлении приоритет отдается чугуну, но по ГОСТам не предусмотрены жесткие ограничения по данному вопросу, потому, может использоваться сталь или любой другой цветной метал, либо его сплав. В зависимости от типа шпинделя, задвижки подразделяют на выдвижные и фиксированные. Детальнее о распределении задвижек по назначению в таблице ниже.
| Промышленное | Арматура используется для организации промышленных процессов и в народном хозяйстве. Изготовление происходит в крупных масштабах на специализированных заводах. | 0.25 |
| Общепромышленное | Запорная арматура, применяемая при нестандартных условиях работы. Сюда относят среды с высоким показателем давления, низкими/высокими температурами, опасными химсоставами, или даже радиоактивными веществами. Внутри классификатора имеется свое распределение в зависимости от узкой специализации – криогенные, фонтанные, сыпучие и так далее. | 0.2 |
| Специальное | Запорные конструкции, изготовляемые по специальным заказам. Технические особенности использования расписаны в техрегламенте. | 0.05 |
| Судовое | Использование на водоплавающих конструкциях – подлодки, корабли и так далее. Определение в отдельную категорию обусловлено специальными требованиями к запорным механизмам – виброустойчивость, повышенное сопротивление давлению и прочее. | 0.1 |
| Сантехническое | Назначение – бытовые и хозяйственные цели. Имеет наибольшее распространение. Установка происходит на 99% сантехнических приборов. Отличительные черты – маленький диаметр сечения и ручное управление. | 0.4 |
Промышленные трубопроводы в 80% случаев оснащаются электро- или гидравлическими приводами – это сделано с целью обеспечения безопасности для обслуживающего персонала систем.
В маркировке задвижек также масса полезной информации – наименование, тип привода, рабочий диаметр, категория размещения, тип соединения и так далее.
Что такое фонтанная арматура: назначение и разновидности
Фонтанная арматура входит в категорию запорных конструкций общепромышленного назначения. По сути – это трубная конструкция с фланцевыми соединениями и массой тройников, соединений и прочего нагромождения. Подобные соединения уплотняют при помощи стальных прокладок с небольшим процентом углерода.
Сферы применения фонтанной арматуры:
- с целью обеспечения герметизации скважин;
- отвод сырья;
- дебитная регулировка скважины;
- доступ к забою;
- различные работы в затрубном пространстве – забор проб, измерение температуры/давления и так далее.
В 80% случаев, фонтанная арматура предназначается для скважин, а именно, при воздействии агрессивной среды. В рамках нашего государства, фонтанная арматура одна из основ в добыче нефти и газа.
Список обозначений по ГОСТах 13846-84 и 13846-89 представлены на рисунке выше. В соответствии с теми же требованиями, температурный режим для оптимального качества работы конструкций – от -50 до +40 градусов.
Распределение фонтанных арматур по ГОСТам:
- тройниковая. Отводы по бокам крепятся к сборной части + установкам с замерами посредством выкидных линий;
- двух/однорядная. Название происходит от числа опущенных в скважину компонентов;
- с задвижками/кранами. Для упрощения работы в узлах. Задвижные элементы применяют при работе с жидкостями, а краны – для газа.
В дополнение к вышесказанному, фонтанную арматуру могут разделять и по рабочему давлению. Базовые значения – 8-104 МПа, а при работе с аномальными показателями используются стандарты по АВПД.
Обратите внимание: чугунные детали крайне нежелательно использовать во взрывоопасных средах, или местах с возможной вероятностью возникновения пожаров. Отталкивайтесь на свойства среды, в которой придется работать конструкции в целом.
Конструкция фонтанной арматуры по ГОСТу 13846-84:
- головка трубного вида, чтобы подвесить и загерметизировать НКТ;
- фонтанная основа (елка);
- запорные компоненты, имеющие ручное управление;
- дроссели.
Подвес конструкций происходит через катушки с резьбой. У трубной головки можно менять боковые задвижки, но для осуществления работы требуются специальные глухие пробки для резьбовых отверстий корпуса фонтана.
Монтаж фонтанной арматуры происходит в 4 этапа:
- Укладка стали с низким содержанием углерода и овальным сечением в промежутки между фланцами.
- Подъемником опускают компрессионные трубы на место стыка.
- Свинчивание с предварительной смазкой резьбы.
- Опускание колонны труб.
- Опрессовка с целью проверки герметичности полученной конструкции.
Чтобы отремонтировать фонтанную арматуру, придется прибегнуть к помощи специалистов. Предварительный этап – это демонтаж и мойка элементов конструкции. Длительность и стоимость ремонта зависит от конструкционных особенностей. Закупочная стоимость фонтанной арматуры также обсуждается в частном порядке.
Сравнительная характеристика композитной арматуры и стальной:
Стеклопластиковая арматура: что это такое + область применения
Сравнительно новый тип продукции на строительных рынках России. По свойствам арматура напоминает стальную, но из-за некоторых производственных особенностей, уступает старшему собрату в ряде физических характеристик.
Сравнительная характеристика металлической и композитной арматуры представлены на рисунке выше. Из особенностей структуры прутков стоит выделить внутренний стержень и внешний слой. Стержень формируется из волокон стеклопластика. Иногда волокна переплетены косичкой, что обеспечивает более высокую прочность. Внешний слой выполняется либо через двунаправленную навивку из композита, либо как напыление из абразивного порошка.
| Маленький удельный вес , что позволяет использовать материал в конструкциях легкого типа. | Дороговизна . Учитывая различия в диаметрах использования, можно данные минус свести на нет. |
| Небольшая проводимость тепла. Волокна стеклопластика плохо проводят тепло, что полезно для нейтрализации мостиков холода. | |
| Бухтовые упаковки = экономия на доставке, что особо актуально для частников. | Низкая термоустойчивость . Арматура не может выдержать температуры выше 200 градусов, что необходимое требование для некоторых промышленных конструкций. |
| Долгий срок службы . Стеклопластик прослужит в бетоне дольше из-за меньшего влияния коррозии. | |
| Диэлектрик . Полезно в некоторых промышленных конструкциях. | Не гнетс . Под углом 90 градусов согнуть арматуру нельзя. Придется дополнять ее стальной. |
| Химустойчивость . Агрессивная/кислотная среды воспринимаются материалом проще. | |
| Радиопрозрачность . Арматура не создает помех радиопередач, что улучшает связь того же телефона. | Низкий модуль упругости , что не позволит материалу выдерживать высокие нагрузки. |
Жесткость каркасов из стеклопластика ниже, чем из стали, что делает конструкцию неустойчивой к вибрации и высоким показателям нагрузки. Заливая бетон с автомобильного миксера, придется быть крайне аккуратным.
Область применения стеклопластиковой арматуры:
- в ленточном и плитном фундаментах ниже уровня промерзания земли;
- в кирпичных стенах и газосиликатных блоках;
- связь в многослойных панелях;
- в основе конструкций с повышенным влиянием коррозийных эффектов (те же бассейны);
- армирование клееных деревянных балок;
- для укладки дорожного полотна в местах с повышенным давлением.
По мнениям спецов, стеклопластиковая арматура в 2020 хорошая альтернатива стали, но наш народ тяжело принимает инновации, пусть они и несут пользу нише. Говорить о полноценном захвате рынка арматуры композитным материалом еще рано, но перспективы у направления более чем яркие.
В сегодняшней статье мы произвели обширный разбор вопроса, что такое арматура, и в каких областях промышленности/быту материал имеет место быть использован. Более детальные данные по каждому из типов конструкций можно получить из технической литературы или у поставщиков строительной продукции.
