Stal zbrojeniowa i konstrukcyjna od A do Z

Stal wytwarzana jest w bardzo wielu gatunkach, co pozwala na jej niezwykle szerokie jej zastosowanie. W budownictwie wykorzystywana jest przede wszystkim stal zbrojeniowa o wysokich wymaganiach jakościowych, a także gatunki z przeznaczeniem do tworzenia różnorodnych konstrukcji oraz stale nierdzewne o szczególnym przeznaczeniu.

Stal zbrojeniowa i konstrukcyjna od A do Z

Stal do zbrojenia konstrukcji żelbetowych

Stal zbrojeniowa to jeden z podstawowych produktów wykorzystywanych w budownictwie do tworzenia na budowie stalowego szkieletu konstrukcji żelbetowych, dostarczana w formie prętów lub prefabrykowanych elementów płaskich lub przestrzennych. Zastosowana stal musi spełniać określone w normie wymagania wytrzymałościowe, a obecnie obowiązujące regulacje wprowadziły obligatoryjnie trzy klasy jakościowe.

Zbrojenie płyty fundamentowej wykonane z prętów zbrojeniowych. fot. Izodom 2000 Polska
Zbrojenie płyty fundamentowej wykonane jako siatka z żebrowanych prętów stalowych. fot. Izodom 2000 Polska

Zasadniczym kryterium - oprócz określanej dotychczas wytrzymałości materiału na rozciąganie - wyznaczana jest również granica plastyczności, czyli obciążenie, do którego nie następuje jeszcze trwałe odkształcenie, a po jego zmniejszeniu stal powraca do poprzedniej długości.

Gotowy fragment zbrojenia budowlanego elementu konstrukcyjnego, widoczne stalowe pręty żebrowane i drut wiązałkowy. fot. Uciechowski
Gotowy fragment zbrojenia budowlanego elementu konstrukcyjnego, widoczne stalowe pręty żebrowane i drut wiązałkowy. fot. Uciechowski

Natomiast wprowadzenie parametru ciągliwości ma istotne znaczenie dla wczesnego wykrycia niebezpiecznych zjawisk w konstrukcji żelbetowej objawiających się np. znacznym odkształceniem w wyniku przeciążenia, ale bez przekroczenia granicy wytrzymałości. W takich sytuacjach wysoka ciągliwość stali pozwala na podjęcie działań zapobiegających katastrofie budowlanej lub ograniczających jej skutki.

Zbrojenie płyty stropu monolitycznego z widocznym szalunkiem. fot. M. Szymanik dla budujemydom.pl
Zbrojenie płyty stropu monolitycznego z widocznym szalunkiem. fot. M. Szymanik dla budujemydom.pl

Klasyfikacja stali zbrojeniowej według EN

Klasa stali

Charakterystyczna granica plastyczności [MPa]

Stosunek wytrzymałości na rozciąganie do granicy plastyczności

Wydłużenie procentowe pod max. obciążeniem

A – stal zbrojeniowa o niskiej ciągliwości

400-600

1,05

>2,25

B – stal zbrojeniowa o średniej ciągliwości

400-600

1,08

>5,0

C – stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości

400-600

1,15-1,35

> 7,5

Według tej klasyfikacji produkowane są konkretne gatunki stali, które odpowiadają oznaczeniom według normy europejskiej (EN) jak i norm krajowych (PN).

Do poszczególnych klas kwalifikują się m. in. stale zbrojeniowe:

Użebrowanie stali poszczególnych klas jakościowych - od góry: klasa C, klasa A, klasa B. rys. Centrum Promocji Jakości Stali w wydaniu Materiały Budowlane 7/2013
  • do klasy A - B500A, RB500W
  • do klasy B - B500B, 34GS
  • do klasy C - B500SP, 35G2Y, a zbrojenia z tej stali są standardowo wykorzystywane do tworzenia odpowiedzialnych konstrukcji żelbetowych.

Znakowanie prętów

Pręty zbrojeniowe zakwalifikowane do poszczególnych klas są odpowiednio oznakowane poprzez uformowanie żeber o odpowiednim ukształtowaniu i ukierunkowaniu. Pełnią one również funkcję kotwienia w otulającym je betonie zapewniając stabilne połączenie.

Znajdując napis „EPSTAL” na pręcie zbrojeniowym (znakowanie zatwierdzone przez ITB) możemy mieć pewność, że jest to stal gatunku B500SP
Znajdując napis „EPSTAL” na pręcie zbrojeniowym (znakowanie zatwierdzone przez ITB) możemy mieć pewność, że jest to stal gatunku B500SP. zdjęcie z opracowania Centrum Promocji Jakości Stali Sp. z o.o. na stronie www.epstal.pl 

Żebrowanie prętów w klasie C tworzą skośne pary o różnym nachyleniem sąsiednich żeber, w kasie B wypustki przeciwstawnie skośne, które znajdują się naprzemiennie po obu stronach osi wzdłużnej (w jodełkę), natomiast w prętach klasy A żebra tworzą linię śrubową na obwodzie.

Stale konstrukcyjne

W budownictwie do tworzenia konstrukcji stalowych wykorzystuje się półprodukty w postaci profili kształtowych - hutniczych bądź zimnogiętych - a także wiele gotowych wyrobów w postaci np. blach pokryciowych, prefabrykowanych dźwigarów czy bram i ogrodzeń.

Dwuteownik H. fot. ArceloMittal
Dwuteownik H. fot. ArcelorMittal

Do ich produkcji jako surowiec wyjściowy stosuje się wiele gatunków stali węglowych - głównie niskostopowych - oznaczanych dawniej symbolem od St 0 do St 5 z dodatkowymi literami określającymi szczególne własności.

Ceowniki o stopkach równoległych UPE. fot. ArcelorMittal
Ceowniki o stopkach równoległych UPE. fot ArcelorMittal

Obecnie jako standardowe stale do powszechnego użytkowania dostępne w składach materiałów hutniczych to gatunki o oznaczeniach S235JR, S275J0, S355J2, gdzie cyfry odpowiadają wartości granicy plastyczności w MPa.

Własności stali w certyfikatach producenta

Profile stalowe wykonane metodą walcowania na gorąco to kształtowniki przeznaczone do przenoszenia dużych obciążeń w postaci teowników, dwuteowników, ceowników, oraz kątowników charakteryzujących się zmienną grubością ścianek, a obliczeniowe parametry poszczególnych przekrojów podawane są w tablicach i poradnikach inżynierskich.

Obecnie wykorzystanie tych wyrobów zostało znacznie ograniczone - głównie do prac remontowych - gdyż w nowych obiektach zastępują je prefabrykowane elementy żelbetowe. Szersze wykorzystanie mają produkty zimnogięte utworzone z blach, z których kształtowane są profile otwarte (kątowniki, i ceowniki) oraz zgrzewane profile zamknięte w postaci rur, przekrojów kwadratowych czy prostokątnych. Ze stali tej wykonuje się np. ogrodzenia, czy różnorodne konstrukcje wewnątrz domu.

Stale nierdzewne

W warunkach, gdy użytkowanie elementów stalowych może powodować ich korozję, alternatywnym rozwiązanie dla powłok ochronnych (malowania, galwanizacji) będzie zastosowanie odmian stali odpornych na rdzewienie.

Stale nierdzewne to produkty wysokostopowe o znikomej zawartości węgla, a główne składniki decydujące o odporności na korozje w środowisku kwaśnym, alkalicznym i na niszczące oddziaływanie warunków atmosferycznych.

Głównymi dodatkami tych stali stopowych jest chrom i nikiel, a czym większa zawartość tych składników, tym wyrób wykazuje lepsze własności antykorozyjne. Produkowanych jest wiele rodzajów stali nierdzewnej o specjalistycznym przeznaczeniu m. in. przy produkcji aparatury do zastosowań spożywczych czy w medycynie.

Profile ze stali nierdzewnej. fot. Polstal
Profile ze stali nierdzewnej. fot. Polstal

Natomiast w budownictwie wykorzystuje się najczęściej dwa gatunki stali o oznaczenia EN (norma europejska) 1.4301 orz 1.4404. Stal 1.4301 według PN ma symbol 0H18N9, co jednocześnie określa skład chemiczny materiału - zawiera poniżej 0,07% węgla, średnio 18% chromu i 9% niklu. Materiał ten wykorzystywany jest - głównie w postaci rur i prętów o różnorodnych średnicach - do prac przy ekskluzywnych wykończeniowych wnętrz jak i na zewnątrz.

Z tej stali nierdzewnej budowane są m. in. poręcze schodowe, balustrady a także widoczne konstrukcje nośne wyposażenia, zwłaszcza pomieszczeń wymagających utrzymania wysokich wymagań higienicznych i w warunkach podwyższonej wilgotności otoczenia. Do łączenia elementów - oprócz złączy śrubowych - wykorzystuje się również spawanie metodą TIG lub laserowe, co zapewnia wysoką estetykę utworzonych spoin.

Stale 1.4404 o krajowym oznaczeniu 00H17N14M2 mają poniżej 0,03% węgla, a zawartość składników stopowych wynosi średnio 17% chromu, 14% niklu i 2% molibdenu.

Ponieważ charakteryzują się wysoką odpornością na oddziaływanie kwaśnych substancji w wysokich temperaturach wykorzystywane są standardowo to produkcji elementów kominów spalinowych i dymowych w formie samodzielnych konstrukcji jak i wkładów do istniejących już kanałów służących do odprowadzenia produktów spalania z kotłów i pieców.

Produkty z tej stali w postaci rur i elementów niezbędnych do wykonania komina produkowane są z blachy grubości 0,6-1 mm metodą zgrzewania liniowego. Z cieńszej blachy wykonywane są kanału spalinowe do podłączenia kotłów gazowych, natomiast grubszy materiał służy do produkcji elementów kominowych odprowadzają produkty spalania z kotłów na paliwo stałe o odporności temperaturowej do 600°C.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Aleksander Rembisz

Zdjęcie: Janusz Werner

Komentarze

FILMY OSTATNIO DODANE
Copyright © AVT 2020 Sklep AVT