Rodzaje stali

Konstrukcje żelbetowe są zbrojone trzema rodzajami wkładek:
a) wiotkimi, spotykanymi w zwykłym żelbecie i wykonanymi ze stali węglowej lub stopowej, ewentualnie ulepszonej,
b) sprężającymi, jak sama nazwa wskazuje - stosowanymi w konstrukcjach sprężonych i wykonanymi ze stali stopowych,
c) sztywnymi, czyli kształtownikami stalowymi, tworzącymi samonośne konstrukcje wzmacniane betonem (program uprawnienia budowlane na komputer).

Zbrojenie w żelbecie spełnia, jak wiadomo, podwójną rolę: przenosi naprężenia rozciągające i nadaje tworzywu własności zbliżone do materiału jednorodnego.
Beton, jak wszystkie materiały kruche, ma małą wytrzymałość na rozciąganie w stosunku do wytrzymałości na ściskanie. Wciągnięcie do współpracy stali daje żelbetowi zdolność do przenoszenia naprężeń rozciągających.
Beton ma jednak liczne wady strukturalne. Jest on zespołem ciał stałych, cieczy i gazów, co powoduje niejednorodność tego materiału (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Spełnienie obu wymienionych wyżej zadań zbrojenia zależy od zapewnienia jego ścisłej współpracy z betonem. Zależy ona od właściwego rozmieszczenia prętów zbrojeniowych i od przyczepności betonu do stali. Ujednorodnienie żelbetu wymaga równomiernego i stosunkowo gęsiego rozmieszczenia wkładek stalowych w betonie. Wobec dużej różnicy wytrzymałości stali i betonu, aby naprężenia przyczepności mogły przenieść na beton całą siłę panującą we wkładce, musi ona charakteryzować się znacznym modułem powierzchniowym lub zapewniać duże zazębienie mechaniczne, decydujące jak wiadomo o przyczepności (uprawnienia budowlane).
Powyższe względy zadecydowały o kształtowaniu stali zbrojeniowej. Podstawowym jej rodzajem stały się pręty wiotkie.

Początkowo były one okrągłe, później ich kształt stał się bardziej złożony w celu zwiększenia modułu powierzchniowego. Obecnie przeważa tendencja stworzenia takiego kształtu pręta wiotkiego, aby osiągnąć jak najlepsze zazębienie mechaniczne; prowadzi to do stopniowego przechodzenia od prętów guzełkowatych do żebrowanych. O kształcie profilowania decydują wyniki specjalnych badań prowadzonych w różnych krajach (program egzamin ustny). Zagadnienie to zostało bliżej omówione w tomie II Budownictwa Betonowego.
Zbrojenie z kształtowników stalowych, zwanych wkładkami sztywnymi, stosowane jest w przypadkach, gdy chodzi o uniknięcie kosztownych rusztowań lub sprowadzenie do minimum przekroju elementu ze względów funkcjonalnych budowli oraz dla zachowania tych samych form prefabrykatu itp.

Struktura i właściwości stali

Ostatnio dzięki czynnemu kształtowaniu naprężeń w przekroju (przez nadawanie wkładkom wstępnych naprężeń) powstał trzeci rodzaj wkładek stosowanych w konstrukcjach sprężonych. Są to druty ze stali o podwyższonej wytrzymałości, umieszczane w betonie pojedynczo lub w wiązkach. Ten rodzaj zbrojenia pomijamy, gdyż został on omówiony w tomie III BB.
Struktura i właściwości stali zostały szczegółowo omówione w tomie II BB (opinie o programie). Ograniczymy się w tym miejscu do podania gatunków i klas stali, stosowanych w kraju i za granicą.

Podobnie jak rozwój przekroju wkładki zbrojeniowej szedł początkowo w kierunku zwiększenia modułu powierzchniowego a następnie mechanicznego zazębienia betonu, tak w doborze gatunków stali widać wyraźną tendencję do podwyższenia jej właściwości mechanicznych, głównie wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności.
Konstrukcje wzniesione w okresie międzywojennym są zbrojone przeważnie stalą okrągłą gładką. Była ona produkowana o średnicach od 5 do 32 mm i sprzedawana w kręgach lub prętach długości 3-8 m. Oprócz stali gładkiej stosowano stal Griffel o średnicach od 5 do 50 mm i stal Isteg o średnicach od 5 do 20 cm oraz stal grzebieniową o średnicach od 10 do 40 mm (segregator aktów prawnych).

Po roku 1944, do czasu unifikacji stali w ramach RWPG, stosowano u nas:
a) stal gładką węglową pospolitej jakości, znak X, o nieokreślonej granicy plastyczności i niegwarantowanej spawalności,
b) stal gładką węglową pospolitej jakości, znak STOS, o gwarantowanej minimalnej granicy plastyczności i gwarantowanej spawalności,
c) stal gładką węglową pospolitej jakości, znak St37B, o gwarantowanej minimalnej granicy plastyczności i niegwarantowanej spawalności,
d) stal gładką węglową zwykłej jakości, znak St37S, o gwarantowanej minimalnej granicy plastyczności i gwarantowanej spawalności,
e) stal żebrowaną węglową pospolitej jakości (o wysokiej wytrzymałości), znak St50B, o gwarantowanej minimalnej granicy plastyczności, nieprzeznaczoną do spawania (promocja 3 w 1).