Зачем арматура в бетоне?

Содержание

Для чего нужна арматура?

Зачем арматура в бетоне?

Арматура – это металлическое изделия в виде стержня. Арматурные прутья относят к важным элементам строительства. Их получают путем проката стали на металлургических заводах, подвергая высоким температурам. Из стали удаляют отходы и добавляют примеси, снижая уровень углерода и повышая прочность прутьев. После изготовления арматура подвергается проверкам и соответствиям ГОСТу. Производство и продажа арматуры — сферы высокого спроса, так как её используют в гражданском и в промышленном строительстве. Данная статья поможет детальней рассмотреть, что такое арматура.

Необходимость применения

Арматура нужна для прочности и выносливости бетона и используется в процессе любого строительства. Устойчивость бетона к растяжению, намного меньше чем к фактору сжатия. Благодаря рифленой поверхности арматура хорошо закрепляется в бетоне и уменьшает его деформацию.

Арматура – это металлическое изделия в виде стержня

Чистый бетон не имеет высокого свойства прочности, и чтобы увеличить его долговечность, бетон и арматуру соединили в железобетоне. Железобетонные конструкции предназначены надежному укреплению постройки в сравнении с обычным бетоном:

  • арматура защищает бетон от резких перепадов температуры;
  • повышается прочность при одновременном воздействии факторов сдавливания и растяжения;
  • арматура препятствует образованию бетонных трещин.

Арматура используется и в фундаменте. Он берет на себя любые виды нагрузок от вышестоящих конструкций и потому должен быть максимально прочным. Дополнительно на фундамент воздействуют движения грунтов и морозное пучение. Арматура в фундаменте работает как эффективная защита и помогает сопротивляться разрушению бетона.

Общая классификация арматуры: виды

В зависимости от вида изготовленного материала, арматурные стержни бывают:

  1. Металлические. Из металлов изготавливают традиционную арматуру, она высокая по теплостойкости. В процессе армирования её могут сгибать и сваривать.
  2. Композитные. Они изготовлены из стеклянных, базальтовых и углеродных волокон. Наиболее востребована стеклопластиковая арматура, не проводит электроток и не подвержена коррозии.

Арматура металлическая

В зависимости от способа изготовления арматура может быть:

  1. Стержневой. Подобная арматура используется чаще всего. Диаметр прутьев от 6 до 80 мм, они изготавливаются путем холодного и горячего проката, служат каркасом железобетонным конструкциям и могут быть:
  • Гладкими. Без выступающих изгибов на поверхности.
  • Периодического профиля. Состоят из периодичных мелких выступов по всему периметру.
  1. Проволочной. Размер данной арматуры доходит до 10 мм. Изготавливается способом холодной протяжки стержней через ряд уменьшающихся в диаметре отверстий. В результате стержни проволочной арматуры сужаются в диаметре и увеличиваются в длине.
  2. Канатной. Арматура изготавливается из проволоки. Диаметр высокопрочных канатных прутьев от 6-15 мм. В ней не должно быть оборванной проволоки и вмятин.

В зависимости от установки арматура делится на три вида:

  • Штучный. Используется в опалубках на частном строительстве работ небольших объемов. Отдельные элементы используются в каркасах и арматурных сетках.
  • Арматурная сетка. Уже готовые переплетения вертикальных и горизонтальных стержней фундаменту и плитам перекрытия.
  • Каркас. Каркасные конструкции предназначены армировать колонны и балки.

Выбор конкретного вида арматуры зависит от места и способа её применения.

Сетка арматурная 50х50х3 мм в картах

Разновидности

По своему назначению арматура бывает таких видов:

  1. Рабочая. Самый значимый вид арматуры, обладающий высокой прочностью, принимает основные нагрузки строения. В свою очередь, выделяется:
  • Поперечная рабочая арматура часто производится в виде хомутов. Удерживает нагрузку от поперечной силы конструкции и устанавливается перпендикулярно к продольным арматурным прутьям.
  • Продольная арматура принимает нагрузку от факторов сжатия и растяжения по вертикальной оси напряженных конструкций.
  1. Распределительная (конструктивная) — распределяет нагрузку рабочей арматуры по всей площади и обеспечивает её цельность. Ставится в места концентрации напряжений и резких изменений сечения конструкции.
  2. Монтажная. Применяется для усиления каркаса и объединяет все части. В некоторых случаях конструктивная и рабочая арматура может одновременно выполнять функции монтажной.

Каждый из этих видов арматуры обеспечивает максимальную прочность и долговечность в конкретном месте строительной конструкции.

Область применения

Арматура очень широко применяется в строительстве:

  • гражданские здания;
  • мосты, гидроэлектростанции и плотины;

Арматура в строительстве

  • заводы и фабрики;
  • применяется в закладке фундаментов;
  • шахты, аэродромы и портовые сооружения.

Арматуру используют в изготовлении ломов и штифтов, кроме того, прутья популярны в частном применении на дачных участках (в пристройках, заборах и сараях).

Маркировка арматуры – специальное обозначение, помогает лучше разобраться в диаметре арматуры, её внешнем виде и характеристиках. Созданное чтобы упростить выбор и быстро сориентироваться в различных видах арматурных прутьев. Стержневую арматуру поделили на 6 классов:

  • Класс А240 (А1). Арматурные прутья класса А240 гладкие и без углублений, из-за чего обладают худшими свойствами сцепления с бетоном в сравнении с профильной арматурой. Применяется дополнением к основной арматуре и выпускается разными диаметрами и длиной. Используется в формировании каркасов. Если здание небольшое, её можно применять самостоятельно (в ленточном фундаменте дачи либо бассейна). Имеет невысокую стоимость и повышенную эластичность.
  • Класс А300 (А2). Арматура периодического профиля с различным диаметром от 10 до 80 мм пользуется высокой популярностью и нужна в изготовлении железобетонных плит и возведения частных домов. Плотнее чем арматура класса А1.

Специфика маркировки арматуры

  • Класс А400 (А3). Прутья указанного класса наделены ребристой поверхностью. Их диаметр составляет от 6 до 40 мм. Арматура весьма популярна из-за недорогой стоимости и высокой прочности. Её применяют в сварочных и железобетонных конструкциях, в строительстве дорожных плит и покрытий, а также при армировании бетонных стен зданий.
  • Класс А600 (А4). Используют в напряженных и ненапряженных железобетонных конструкциях. Арматура класса А600 диаметром от 10 до 32 мм используется в армировании фундаментов зданий и производстве железобетонных конструкций, их часто связывают в каркасы.
  • Класс А800 (А5) и А1000 (А6). Прутья с рифлеными ребрами диаметром 6-36 мм производится из низколегированной стали. Арматура класса А5 и А6 высокой прочности и стоимости. Их применяют лишь в промышленном строительстве больших фабрик, заводов и сооружений.

Существуют и более детальные характеристики в маркировке с различным обозначением:

  • Буква «К» говорит о дополнительной обработке арматурной стали антикоррозийными веществами (Ат800К).
  • Буква «С» дает возможность понять, что стержни хорошо свариваются (Ат400С).
  • Буква «т», добавленная к индексу, обозначает — арматура термически упрочненная (Ат800К).
  • Буква «в» — арматура, упрочнённая вытяжкой.

Заключение

Строительные объекты с применением арматурного каркаса становятся надежными и долгосрочными. Арматура увеличивает прочность конструкции и важна в процессе заложения фундамента здания.

Арматурный каркас для ленточного фундамента

Арматурный каркас для ленточного фундамента играет роль скелетного основания, который полностью берет на себя напряжение от внешнего и внутреннего давления. Арматурные прутья принято соединять в каркасы или сетки с помощью сваривания или связывания специальной проволокой. В самостоятельном строительстве вязание арматуры занимает длительный период времени и требует соответствующих навыков, поэтому многих волнует вопрос: «Можно ли сваривать арматуру для фундамента?»

Вязать арматуру стоит тогда, когда строительство происходит на сложном грунте (с высоким уровнем подземных вод, значительным промерзанием грунта). Если свариваются крупные прутья с маркировкой «С» в строительстве частного здания небольшого размера — сварка не повлияет на прочность конструкции.

В процессе армирования следует обратить повышенное внимание на правильное армирование углов фундамента. Неправильная стыковка прутьев может привести к появлению трещин и расслоений. На углах необходима жесткость соединения арматуры и вязка тогда не подходит. На угловом месте стыков арматуры хорошо использовать Г-образные пруты.

Современные технологии позволяют использовать не только металлическую, но и композитную арматуру. Пластиковая арматура плюсы и минусы:

  • имеет малый вес;
  • не подвержена коррозии;
  • высокая прочность на разрыв;
  • низкая теплопроводность;
  • не изгибается;
  • прутья соединяются исключительно вязкой.

Пластиковую арматуру спокойно применяют в малоэтажном строительстве, в различных фундаментах и плитах.

Кроме вязки и сварки, используют муфтовое соединение арматуры, что позволяет надежно соединить концы арматурных прутьев друг с другом. У такого способа есть преимущества и недостатки:

  • высокая скорость соединения прутьев;
  • прочность соединения;
  • снижается расход материала;
  • высокая стоимость;
  • требуется нарезать резьбу и прикрутить муфту.

Данный способ соединения арматуры часто применяется в промышленном строительстве и в больших объемах работ.

Источник: https://pobetony.expert/armirovanie/dlya-chego-nuzhna-armatura

Зачем нужна арматура в бетоне

Зачем арматура в бетоне?

Каждое строительство должно начинаться с расчета фундамента. Только после расчета можно будет приступать к его закладке.

Ленточный создается в том случае, если стены будущего дома будут выполнены из тяжелых материалов. Таких как бетон или кирпич.

Прочность и долговечность всего строения будет зависеть от того, как точно и правильно будут произведены расчеты. Фундамент – основа здания. Всю нагрузку он принимает на себя и распределяет ее на грунт. Плоскость, расположенная сверху, называется обрезом. Обрез – основа для внутренних и внешних стен. Нижняя плоскость – подошва. Подошва выполняет функцию по распределению нагрузки.

Ленточный фундамент – практически самое удобное решение для утяжеленных построек. Он позволяет возводить здания даже на слабых грунтах.

Схема армирования ленточного фундамента

Ленточный фундамент – это бетонная лента, которая сооружается по периметру предполагаемого здания, на нем возводят стены будущего здания. Для армирования используют арматуру различных диаметров.

Читайте также  Армопояс на газобетоне под мауэрлат

В основе своей ленточный фундамент отлит из бетона, на этом постулате мы останавливаться не будем. Просто зафиксируем этот факт. Для повышения прочности и увеличения срока службы более 150 лет назад фундаменты начали армировать.

Сейчас армирование – это очень эффективный способ для увеличения основной способности конструкции, несущей. Каркас изготавливают из стальных прутьев, тем самым повышая прочность и прочие эксплуатационные характеристики.

Железобетонный, или, другими словами, армированный, фундамент фактически является изделием, способным выдерживать нагрузки, имеющиеся в уже построенных объектах.

Необходимость армирования

Часто фундамент испытывает очень неравномерные нагрузки. Это вызвано либо неоднородным грунтом, либо конструкционными различиями отдельных частей сооружения, на нем возведенного. Бетон в данном случае препятствует сжатию конструкции, а металл противостоит растяжению.

Как раз в зонах растяжения чаще всего образуются трещины, поэтому очень важно осуществлять армирование любого фундамента, особенно ленточного. Для качественного армирования, кроме точных расчетов, вам понадобится только арматура. При строительстве частных домов или загородных коттеджей и садовых домиков чаще всего используется арматура. Диаметр ее может варьироваться от 6 до 14 мм.

Для того чтобы собрать арматурный каркас, то есть соединить все прутья в одну целую конструкцию, применяют вязальную проволоку.

Расчет нагрузок на основание

Мелкозаглубленный ленточный армированный монолитный фундамент используется для деревянных домов и бань на пучинистых грунтнах.

Рассчитать нагрузку, а значит, не только выбрать диаметр арматуры, но и определить, какую именно арматуру использовать, – это довольно сложная операция. Обычно она осуществляется специалистом при проектировании жилого дома. Нужно использовать арматуру, диаметр 6 и 8 мм. Это допустимо только для легких, небольших построек в скальных или гравийных грунтах.

Глубина зависит от величины нагрузки, нагрузки на основание, состава грунта.

Наибольшие нагрузки воспринимает только продольный элемент каркаса ленточного фундамента. Поэтому для продольной укладки используется арматура ребристого профиля, диаметр 10-14 мм. Если качественные показатели грунта разные на площади всего фундамента, то и диаметры армирующих вложений должны быть соответствующими.

Расчет армирования

При расчете арматуры для ленточного фундамента необходимо будет учесть следующее:

  1. Арматура ребристого профиля позволяет достичь максимального сцепления с бетонной заливкой. Диаметр арматуры в данном случае определяющего значения не имеет.
  2. Уложенная вдоль периметра арматура должна отстоять от стенок опалубки, от дна траншеи и от верхней части сооружаемого фундамента не менее чем на 50-60 мм. Тем самым вы скроете стальные пруты в бетоне и защитите их от коррозии.
  3. У ленточного фундамента максимальная зона растяжения находится на поверхности, поэтому заглублять арматуру в бетонную заливку не нужно.
  4. • Например, у фундамента шириной 400 мм зазор между продольными прутами составит 300 мм в горизонтали и от 150 до 300 мм в вертикальной плоскости, в зависимости от глубины.
  5. Для поперечных и вертикальных элементов армирования можно использовать гладкие прутки, диаметр которых составит 6-8 мм. Нагрузка на них будет гораздо меньше, чем на продольные элементы.
  6. Расстояние между вертикальными и поперечными элементами должно быть 150-350 мм. Допускается увеличение до 500-600 мм.

Оптимальное количество арматуры

Ленточный армированный монолитный фундамент с опорной подошвой применяется для посторойки деревянных домов на грунтах (песке, глине, суглинках).

Относительно точный расчет необходимого количества арматуры для ленточного фундамента провести очень несложно. Для этого необходимо посчитать периметр вашего будущего дома, добавить к этому числу длины внутренних стен (но только тех, под которыми будет фундамент) и помножить получившееся число на количество прутков в арматурном коробе. Этот расчет является малой составной частью расчета, в котором учитываются все факторы, воздействующие на фундамент.

В виде примера давайте рассчитаем необходимую арматуру для ленточного фундамента размерами 6 х 5 м, у которого одна несущая внутренняя стенка имеет длину 5 м. В схеме армирования 4 продольных прута ребристого сечения, диаметр которых составляет 12 мм. Периметр дома – 22 пог. м (5+6+5+6).

Общая длина фундамента с внутренней стеной составит 27 м (22+5). Общая длина необходимой вам арматуры – 108 м (27*4). Если вдруг у вас не получилось купить пруты той длины, которая нужна, не отчаивайтесь. Отрезки можно соединять, но делать это нужно так, чтобы один прут перекрывал другой как минимум на 1 м.

Эти длины тоже нужно будет учесть.

Покупка материала

Довольно редко арматуру продают погонными метрами. Обычно продавцы арматуры считают ее килограммами. Для того чтобы точно определить нужное ее количество, необходима таблица расчета. Предприятия, выпускающие металлопрокат, должны использовать в работе и соблюдать ГОСТ 5781-82. В нем указана масса метра изделия. Есть еще ГОСТ 2590-88, он определяет вес стального круглого проката. Хочется уточнить, что цифры в обоих документах одинаковые. Какую из них предпочесть? Все будет зависеть от удобства пользования этой справочной литературой.

Технология армирования

Большинство фундаментов проектируются так, чтобы их ширина не превышала 450 мм, а глубина – 1000-1200 мм. Поэтому рекомендуем использовать две-три пары продольных арматурных прутьев, диаметр которых – 12-16 мм. Соединяют их между собой 8-миллиметровой арматурой.

Нам необходимо создать каркас в виде короба, ширина которого вдвое меньше высоты. Основное назначение вертикальных и поперечных элементов этого каркаса – сохранение формы, поэтому не сомневайтесь. Диаметр арматуры в 8 мм, и этого будет вполне достаточно.

Фундамент подвергается поперечным растяжениям в гораздо меньшей степени, чем продольным.

Одно из самых проблемных мест каркаса – углы. Самый замечательный вариант – это армирование углов с помощью согнутой под прямым углом арматуры. Многие строители стараются не усложнять себе жизнь и просто связывают вязальной проволокой прутья, сложенные под углом в 90 градусов. Нареканий на такие действия строителей пока не зафиксировано. В любом случае, если вы армируете фундамент под забор, основных принципов строительных норм можно не придерживаться.

Вязка каркаса

Способ, которым вы будете соединять детали конструкции, также имеет большое значение. Многие люди, решившие залить фундамент самостоятельно, ошибочно считают, что фундамент будет более долговечным и устойчивым, если детали каркаса соединить сваркой. Процесс сварки разрушает кристаллическую решетку металлического прута в месте соединения, и это впоследствии ведет к его разрушению. Опытные специалисты настоятельно рекомендуют соединять армирующие пруты при помощи вязальной проволоки.

Для вязки арматуры используют специальный крючок. Он очень удобен, если площадь достаточно велика и мест, где арматуру необходимо связать, много.

Кусок проволоки длиной в 35-40 см складывают вдвое, вдевают петлю в крюк и свободные концы проволоки оборачивают вокруг арматуры по диагонали. Концы проволоки снова вдевают в крюк и, проворачивая его, создают прочное соединение. Для использования в промышленных масштабах такие крючки бывают электрическими. Кроме крюка, может быть использована специальная насадка на шуруповерт или дрель.

Источник: https://stroyka.ahuman.ru/zachem-nuzhna-armatura-v-betone/

Армирование бетона — что это и как рассчитать норму расхода

Зачем арматура в бетоне?

Бетон – популярный строительный материал. Без него невозможно представить возведение каких-либо конструкций. Под воздействием различных факторов, он может деформироваться. Да, его прочность не абсолютна. Давно доказано, что бетонные конструкции плохо переносят растяжение, однако на них не влияет усадка.

Если же усадка происходит неравномерно, возникают зоны растяжения. Это приводит к появлению трещин в бетоне. Со временем здание разрушается, снижается его износоустойчивость и прочность. Чтобы не допустить негативных последствий, рекомендуется использовать метод армирования бетона. Для этого применяют арматуру.

Преимущества и недостатки армирование бетона

Армирование бетона – процедура, благодаря которой можно значительно увеличить долговечность любого здания. Она обладает следующими преимуществами:

  • Конструкция может быть любых форм и размеров. При этом армирование значительно повышает ее прочность, устойчивость к разнообразным нагрузкам.
  • Увеличивается долговечность.
  • Здание избавляется от негативного влияния перегревов, морозов, сильных перепадов температур.
  • Армированный бетон отлично переносит нагрузки на изгиб.
  • Вероятность появления трещин в сооружении с армированным бетоном равняется нулю.

Несмотря на многочисленные преимущества, армирование бетона обладает некоторыми недостатками. Среди них:

  • Вес конструкции после армирования значительно увеличивается. Это обязательно следует учитывать при проектировании.
  • Если бетонное здание уже построено, то выполнить армирование практически невозможно. Это доставляет серьезные трудности.

Современные требования строительства предполагают обязательное армирование частных жилых коттеджей, перекрытий, конструкций монолитных зданий. Благодаря армированию бетона удается укрепить фундамент. Для выполнения работы используют различные материалы. Всего выделяют следующие типы армирования, среди которых:

  • Усиление производится при помощи арматурной сетки, которые укладывают в 1 или 2 слоя.
  • Усиление производится при помощи арматурной фибры или полипропиленового полотна. Это позволяет изменить структурную оболочку бетонной смеси. За счет этого повышается устойчивость конструкции, она легко выдерживает нагрузки на изгиб.

Если же армирование бетона производится при помощи полипропиленового волокна, то такая конструкция приобретает следующие свойства:

  • Материал приобретает износостойкость;
  • Бетон приобретает прочность на изгиб и сжатие;
  • Бетон приобретает отличные водоотталкивающие свойства;
  • Бетонная конструкция сохраняет эксплуатационные свойства после заморозков и резких перепадов температур;
  • Практически к нулю сводится количество трещин в бетонной конструкции.

Зачем нужно армирование

Рисунок 2. Армирование бетона

Основной целью армирования бетона является повышение прочности конструкции. Для этого арматуру делают с рельефной конструкцией: серповидной, кольцевой, смешанной или четырехсторонней. Наибольшую прочность конструкции обеспечивают арматуры двух последних видов.

Дабы повысить прочность строящегося бетонного здания, необходимо обязательно придерживаться всех расчетов и норм строительства. Нужно учитывать, что в каждом конкретном случае необходимо использовать разное количество материала. Для строительства жилых зданий в среднем применяют 150-200 килограмм арматуры на кубический метр конструкции.

Важно! Если же выполняется армирование несущих конструкций, расход может быть увеличен.

Ранее в строительстве для армирования бетона использовали исключительно металлические прутья. Сегодня же наибольшую прочность показывают стеклянные, базальтовые и углеродные соединения. Доказано, что армирование бетона стеклопластиком показывает наилучшие результаты по износоустойчивости. При этом вес конструкции значительно уменьшается.

Виды арматур

Для армирования бетона используют сетки, монолитные и дисперсные конструкции. Они отличаются по эксплуатационным свойствам, поэтому в каждом конкретном случае выбирают конкретный тип арматуры. Их технические характеристики следующие:

  • Монолитное. Такой тип армирования чаще всего используют при возведении железобетонных блоков в заводских условиях. Особенности строительства заключаются в каркасном монтаже прутьев. Они устанавливаются в один или несколько слоев. Между собой их соединяют проволокой поперек и по вертикали. За счет этого удается получить ячейки с шагом в 20 сантиметров.
  • Дисперсное. Подобный тип армирования означает добавление в подстывший бетон мелкодисперсных компонентов – фибры. Материал делают из полипропилена, базальта, стали и стекловолокна. Подобный тип армирования на сегодняшний день получил наибольшую популярность.
  • С помощью сетки. Большой популярностью пользуется армирование металлической сеткой. Установить ее очень просто. Подобную сетку делают из полимера, композита или железа. Материал легко приобрести в любом строительном магазине. Наибольшей популярностью пользуется композитная и полимерная сетки, которые практически не подвержены коррозии.
Читайте также  Армирование монолитных стен СНИП

Как определить необходимое количество арматуры

Рисунок 3. Арматура для бетона

Чтобы определить необходимое количество арматуры, необходимо обязательно учитывать тип фундамента, а также его форму. Если у вас плиточный фундамент, то необходимо использовать металлические стержни с диаметром не менее 10 мм с ребрами жесткости. Кроме того, на необходимый диаметр зависит от типа грунта и размера будущего здания. Прутья с диаметром 10 мм подходят для легких домов с устойчивым грунтом. Если же здание имеет несколько этажей, то лучше всего использовать арматуру от 15 мм.

Чтобы провести армирования плиточного фундамента размером 6 на 6, необходимо возвести конструкцию из металлических стержней с шагом максимум 20 сантиметров. Для такой площади потребуется 31 прут на каждое направление – то бишь всего 62 штуки. Для армирования необходимо возвести два пояса. Таким образом, для обработки всего фундамента потребуется 124 стержня. Если рассчитать все в метрах, получится 744.

Советы для качественного армирование бетона

Если вы решились самостоятельно провести армирование, то к этому процессу следует подойти максимально ответственно. Очень важно придерживаться всех техник и предписаний, чтобы здание получило максимальную устойчивость и долговечность. Старайтесь соблюдать следующие рекомендации:

  • Металлическую или полипропиленовую фибру добавляют в раствор при его замешивании. Учитывайте, что усилитель прочности необходимо замешивать вместе с остальными ингредиентами не меньше 15 минут. По прошествии этого времени раствор будет готов.
  • Выбирая армирующий материал, обращайте внимание, чтобы он подходил для использования вместе с бетоном. Определенные типы арматуры подходят исключительно под конкретные фундаменты.
  • Рабочая арматура должна обязательно выдерживать принимаемую нагрузку. Следите, чтобы этот параметр был правильно рассчитан.
  • Чтобы защитить здание от усадки, можно использовать дорожную сетку.

Армирование бетона – процедура, которая необходима для усиления строительного материала и несущих способностей. Существует огромное количество методов армирования. Выбор конкретного типа зависит от возводимого здания.

Источник: https://ExpertFasada.ru/beton/armirovanie-betona/

Арматура в бетоне

Зачем арматура в бетоне?

Железобетон – это один из самых старых стройматериалов. Несмотря на период использования больше одного века, он применяется и сегодня. Это можно объяснить наличием в нем арматуры, которая повышает прочность железобетонных объектов. Железобетонные постройки приобретают все большую популярность как в промышленном строительстве, так и бытовом. Именно его использование в разных направлениях делает железобетон лидером среди подобных материалов. Давайте попробуем выяснить в чем же заключается суть арматурной работы в бетоне, ее предназначение и особенности.

Бетон и сталь — их соотношение

Каждая строительная компания имеет уникальное соотношение армирующего и бетонного материалов, установленное на практике. Это объясняется рядом преимуществ их сочетания. Среди них можно выделить:

  • повышение эксплуатационных свойств конструкции в результате объединения;
  • повышение свойств прочности бетона под воздействием стали;
  • крепость материала зависит от его возможности сдвига, растяжения и оказанного давления на материал.

Бетон имеет высокие показатели прочности на сжатие. В случае больших нагрузок применение железобетона обязательно. Растяжение стали не влияет на ее прочность. Вследствие этого, возможно строительство высокопрочных конструкций. Связь между бетонным раствором и сталью играет главную роль в определении крепости постройки. Сжатие бетона определяет уровень его прочности. Исходя из этого, железобетон обязательно применяется во избежания разрушения стен под действием нагрузок.

Правила железобетонных материалов

С целью полного соответствия конструкции установленным требованиям, стальные и бетонные материалы должны тесно взаимодействовать между собой. Этот процесс происходит в ходе их адгезии, вследствие чего бетонная смесь затвердевает. В случае слабого сцепления происходит скольжение арматуры в бетоне, и как результат, конструкция рушится.

С целью повышения адгезионных свойств, поверхность прутьев оборудуется специальными выступами. Данная процедура происходит либо во время проката, либо в ходе сплющивания двух стержней перпендикулярно по отношению друг к другу с применением специального оборудования.

Кроме того, на концах арматурных стержней оборудуются крюки для еще большего сцепления. Металлические сетки и каркасы имеют более надежное сцепление с бетоном благодаря неподвижности отдельных стержней.

Перед использованием должна быть проведена полная очистка арматуры от загрязнений и ржавчины, поскольку они препятствуют адгезии.

Пример взаимодействия арматуры и бетона.

Обязательным условием для предотвращения появления ржавчины является создание плотного и толстого бетонного слоя вокруг каждого за прутьев. Бетон, который расположен между сеткой и поверхностью строения, работает в качестве защиты не только от арматурного ржавления, но и обеспечивает ее огнеупорность. Данное свойство возможно в случаях применения плотного бетона, который не пропускает воздух.

В случае несоблюдения нужной толщины слоя защитного бетона возможна потеря огнеупорности материалов и появления ржавчины на армирующей сетке. В свою очередь, слишком толстый защитный слой приведет к снижению прочности строения вследствие смещения арматуры.

Следует отметить, что железобетон не теряет свои качества в случае перепадов температуры. Бетон и арматура обладают почти одинаковым температурным коэффициентом расширения, что позволяет им одновременно удлиняться или укорачиваться при повышении или понижении температуры соответственно.

Выбор стальной арматуры

Железо и бетон — основные составляющие железобетона. Существуют некоторые правила выбора материалов, которые обязательны к выполнению. Согласно этим правилам, арматура может быть создана из таких стройматериалов, как:

  • сталь мягкой прочности;
  • высоко- и среднеуглеродистая сталь;
  • проволока из стали, созданная в ходе холодной протяжки.

Перед выходом в эксплуатацию стержни проходят процедуры по повышению прочности и холодному свертыванию. Обязательной особенностью металла должно быть наличие поверхности с неровностями и зазубринами. Это служит дополнительным сцеплением металла и бетона.

После соединения стержней под углом 90 градусов, они образуют армирующую сетку. Процесс соединения происходит с применением сварочных агрегатов или вязки. Расположение сетки также имеет особенности, она должна покрывать всю площадь железобетонного объекта.

Выделяют еще один вид арматуры под названием листовая. Этот материал являет собой стальной лист, который превращается в своего рода сетку путем прорезания на нем отверстий. Правила расположения листа идентичны вышеупомянутым правилам расположения сетки. Данная арматура применяется в бетонных плитах перекрытий и стен конструкции.

Подготовка стержней к связке

Сначала арматуру проверяют на коррозию.

Работа по арматуре — сложный и длительный процесс. Перед его проведением необходимо подготовить и проверить стержни. Они обязаны быть пригодными к использованию и прочными. После того, как вы убедитесь в качестве материала, можно приступать к работе.

В первую очередь происходит проверка стали на наличие коррозии и соответствие параметрам и свойствам. Следует обязательно учитывать физические дефекты. К расположению сетки в бетоне следует подходить ответственно, поскольку даже небольшое отклонение может привести к необратимым последствиям.

При проверке учитывается сильная разрушающая коррозия стержня. В случае если ржавчиной покрыты небольшие участки прутьев, арматура может быть использована. Однако обработка антикоррозийным раствором такого металла обязательна.

Следующий этап — сгибание стержня. Это необходимо при армировании сложных конструкций, что будут оборудоваться в бетон. Данная процедура проводится при помощи специальных станков. После окончания подготовительных процедур создается арматурная сетка путем связки или сварки. Сетка создается при помощи таких материалов, приспособлений и правил:

  • прутья из стали – подготовленные, проверенные и по необходимости изогнутые;
  • проволока из металла – при создании сетки путем связки;
  • аппарат для сварки – при изготовлении арматуры путем сварки;
  • ровная поверхность – в случае сдвига связки или сварки возможно нарушение конструкции;
  • механизм для подъема – используется при закреплении конструкции из стали;
  • ограничительные приспособления и прокладки – контроль за соблюдением ровной связки и предотвращают смещение арматуры.

Пути создания сетки

Специалист работает с арматурой, а именно ее креплением путем сварки или вязки.

Связка

Этот способ применяется чаще. Это объясняется небольшими финансовыми затратами. В то же время соединительные качества от этого ухудшаются. Однако это не мешает связке быть популярной. Связка происходит отдельно от установленной опалубки. Связка должна проделываться на ровной поверхности во избежание смещений. Для соблюдения ровности применяются прокладочные и ограничительные материалы. Их устанавливают в процессе соединения прутьев.

Крепление должно производиться тщательно и аккуратно, поскольку исправить неточности крайне сложно. Это возможно лишь путем разбора секции арматуры и повторной связки. Вязка может производиться различными материалами. Наиболее распространенным среди них является мягкая, но в то же время прочная металлическая проволока. Кроме того, возможно применение пружинных креплений. Благодаря им крепление происходит быстрее.

Для достижения качественного сцепления с бетоном необходимо правильно рассчитать толщину бетонного слоя, который накладывается поверх сетки. Этот слой защищает арматуру от негативного воздействия воздуха и влаги. Следует подходить ответственно к определению толщины защитного пласта бетона.

Сварка деталей

Если каркас из арматуры достаточно высокий, то для придания ему жесткости делается выбор в пользу сварки.

Еще одним способом конструирования армирующего материала является сварка. Ее популярность объясняется повышенными прочностными качествами, которые положительно сказываются на свойствах железобетона.

Наиболее часто применяется электродуговая сварка. Ее простота и качество являются главными особенностями материала. Сварка может проводиться внахлест под углом или на одной прямой путем соединения двух стержней. Первый способ не требует особого контроля. А второй необходимо контролировать для достижения нужной прочности. Преимущества сварки:

  • соединение внахлест необязательно;
  • поперечное сечение соединений уменьшается;
  • каркас обладает высокой жесткостью.
Читайте также  Соединение арматуры внахлест ГОСТ

Это список не исчерпывающий. Стыки стержней необходимо зачистить перед началом работ. Поверхность должна быть обязательно ровной или обработанной для сварки конкретного типа сечения прутьев. На практике часто применяется оборудование, контролирующее горизонтальное и вертикальное расположение стержней.

Контроль за качеством работы должен проводиться на всех этапах и при любом виде работ. Нельзя не упомянуть предварительное сваривание для проверки материала. Данная процедура осуществляется путем сваривания нескольких прутьев и их проверки на прочность.

Поведение железобетона

Каждая конструкция имеет свои особенности, которые являются ключевыми при создании железобетона. Так, давление на балку не является одинаковым. Ее нижняя часть всегда подвержена растяжению. Поэтому арматура должна применяться именно в этом месте.

После армирования давление на балку будет неизменным. Однако благодаря стали, прочность бетона повышена. Сталь обеспечивает сопротивление бетона нагрузкам. Бетонная плита имеет особенности. Опирание этого элемента конструкции может происходить двумя или даже четырьмя ее сторонами. Самое большое растяжение происходит в средине плиты. Исходя из этого, арматура оборудуется с двух сторон плиты.

Принцип работы арматуры в фундаменте

Зачем арматура в бетоне?

Фундамент работает как несущее основание, на которое воздействуют все виды нагрузок от вышестоящих конструкций и которое равномерно распределяет их на почву.

Арматура из стали может абсолютно спокойно выдерживать нагрузки на растяжение в 10 раз больше, чем голый бетон.

В частном строительстве наиболее распространенным является фундамент ленточного типа. Он работает в виде замкнутой контур-ленты из сборного или монолитного железобетона, которая укладывается под несущими стенами постройки и по всему своему периметру распределяет вес строения. Большее распространение имеет ленточный фундамент из монолитного железобетона.

В процессе эксплуатации на фундамент воздействуют различные нагрузки, возникающие от веса самого здания, от морозного пучения и от движения грунтов. Нижняя часть при давлении дома имеет нагрузку на растяжения, а верхняя – на сжатие. Не стоит забывать и о силах морозного пучения, чья подъемная сила может значительно превышать вес здания и провоцировать растяжение в верхних частях ленточного фундамента.

В эпоху Петра І термин «арматура» обозначал армейское вооружение. Сегодня мы называем так «вооружение» стальными стержнями бетонного фундамента.

Смысл армирования

Ленточный малозаглубленный фундамент нужно армировать для того, чтобы компенсировать воздействующие на него нагрузки в процессе эксплуатации. Бетону свойственна большая прочность на сжатие, но вызывающие растяжение или срез бетона нагрузки могут с легкостью нарушить его структурную целостность. Устойчивость бетона к растяжению в 50 раз ниже, чем к сжатию. Трансформация при помощи стальной арматуры обычного бетона в совершенно новый материал, железобетон, дает возможность ленточному фундаменту получить улучшенную устойчивость к растягиванию.

Противостояние различным нагрузкам

Ленточный армированный фундамент является монолитной железобетонной рамой из надежно связанных балок, которая свободно лежит на упругом основании.

Почва под основой фундамента не является неподвижной монолитной платформой; чаще всего она представляет собой неоднородную структуру, на которую воздействуют, провоцируя движение, влага, грунтовые воды, влияние снежного и растительного покровов, температура воздуха и пр.

На конструкцию фундамента постоянно действуют различные нагрузки, возникающие от возможных движений почвы. Если представить, как работает нагрузка на ленточном фундаменте упрощенно, то можно говорить, что на нижнюю часть действует преимущественно растяжение, а верхняя часть испытывает сжатие.

Схема устройства ленточного фундамента.

Арматура из стали может спокойно, абсолютно без разрушений, выдерживать нагрузки на растяжение в 10 раз больше, чем голый бетон. Сталь имеет свойство удлиняться без разрывов при воздействии нагрузок на растяжение от 4 до 25 мм (тогда как бетон только на 0,2-0,4 мм). Бетон же лучше переносит нагрузку на сжатие.

Соединенные в одном материале, железобетоне, бетон и сталь позволяют лучше переносить комплексные нагрузки на растяжение и сжатие. Равноудаленная от нижней и верхней частей ленточного фундамента часть фактически не воспринимает нагрузки. Это говорит от том, что использование срединного слоя продольных элементов, который нередко монтируют «для большей прочности», лишено необходимости.

В том случае если вы возводите заглубленный фундамент (подземную стену), то и армировать его необходимо как монолитную бетонную стену.

Бывают такие случаи в самостоятельном дачном строительстве, когда строители работают так: они проводят армирование только нижней части фундамента. Аргументируется это тем, что нагрузка от здания не позволит балке выгнуться вверх, создавая этим самым растяжение в ее верхней части, в которой можно «сэкономить».

Но такие горе-строители не берут во внимание немалую подъемную силу намокающей расширяющейся почвы или же силу морозного пучения при замерзании воды в почве.

Нагрузка от этих сил может стать больше нагрузки от строения, и она вызовет растяжение в верхних частях фундамента, которое повлечет за собой разрушение его структурной целостности.

http://youtu.be/_xKAqYFUG-U

При неправильном армировании ленточного фундамента может произойти его разрушение, что повлечет за собой разрушение стен и всей постройки.

Виды материала

В России для армирования монолитного ленточного фундамента применяется арматура класса А-ІІІ (А400) периодического профиля. Эта арматура представлена в виде стальных круглых профилей с парой продольных ребер и поперечными выступами, которые идут по трехзаходной винтовой линии.

Периодические профили предназначены для более надежного сцепления бетона с арматурой, что отличается от материала с гладким профилем, которая больше подходит для использования в качестве обвязки (хомута) продольных элементов. Маркировка стальной арматуры А400 обозначает предел текучести этого класса (390 Н/мм2). Но такая арматура сегодня уже считается устаревшей.

В начале 90-х годов страны Европы перешли на один класс, которую можно варить, предел текучести которой равен 500 Н/мм2. Применяя класс А500С вместо устаревшего класса А400, вы экономите свыше 10% стали в строительстве.

https://www.youtube.com/watch?v=5pcIEDAHQ6A

Схема плитного фундамента под коттедж с использованием армирования.

Арматура периодического профиля класса А-ІІІ производится в отечественном экземпляре с выступами в форме колец и в экземпляре «европрофиль» с выступами в виде серпов. Кольцевой профиль отечественного производства работает на повышение прочности сцепления бетона с арматурой, а профили в форме серпа повышают стойкость к часто повторяющимся нагрузкам. Для армирования ленточного фундамента стоит выбирать кольцевой профиль отечественного производства. Порой можно встретить 4-сторонние серповидные профили, которые объединяют плюсы обоих типов.

Арматуру марки А400 (А-ІІІ) не рекомендуется варить для соединения стержней. Если варить сталь, то есть локально воздействовать высокой температурой, происходит значительное структурное ослабление стали. Эти изменения в стальных стержнях происходят на том участке, который варят, и в прилегающих участках на длину, которая равняется четырем диаметрам стержня в обе стороны.

Если вы хотите варить соединение между стержнями, то вам следует выбирать специальные, предназначенные для этого классы, которые можно узнать по букве «С» в названии: А400С, А500С. Именно их можно варить для соединения стержней в каркас. Если вы не знаете, арматурой какого именно класса вы располагаете, но вам необходимо варить место соединения продольных стержней, то арматуру предварительно необходимо нагреть до 200 градусов по Цельсию, чтобы свести к минимуму потери стальной прочности.

Длина сварного шва как минимум должна быть равной 10 диаметрам одного стержня свариваемой арматуры (45-55% длины стержня).

Сварка сетки

Варить отдельные стержни сетки железобетонного фундамента можно двумя видами контактной электрической сварки: стыковой и точечной.

Точечная контактная сварка основывается на использовании тепла, которое выделяется в местах контакта стержней во время пропускания электрического тока, чтобы разогреть металл на этих участках до температуры плавления. Осаживая разогретые стержни друг к другу, получается их надежное соединение. Контактной точечной сваркой можно варить узлы каркасов и сеток, которые представляют собой два или три пересекающихся стержня под углами 60 и 90 градусов.

Вязка прутьев

Схема конструкции фундамента.

Также требуется гнуть арматуру для изготовления соединительных элементов, которые работают на растяжение (лапка или стандартный крюк) и для армирования примыканий и углов. Некоторые строители производят армирование примыканий лент и углов ленточного фундамента, используя перекрестия стержневой арматуры. Этот метод является очень грубым нарушением типовых схем армирования примыканий и углов, которые ослабляют конструкцию. Такой способ может повлечь за собой расслоение бетона.

Класс А-ІІІ гнется в холодном состоянии на прямой угол по диаметру изгиба без потерей прочности. Если гнуть арматуру на 180 градусов, то прочность снизится на 10%. Сегодня работает минимум два очень распространенных и недопустимых способа гибки стержней.

Недобросовестные рабочие, не желающие выполнять лишнюю работу, или надпиливают точку, где будет производиться гибка стержня, с помощью угловой отрезной машинки, или греют место сгиба паяльной лампой (автогеном или же на костре). Ясно, что оба приема в разы ослабляют стержни, что может повлечь разрушение их целостности под влиянием нагрузок.

Запомните, что все типы должны гнуться в холодном состоянии, если другое не указано проектировщиком.

Схема расчета арматуры для фундамента.

Арматура А-ІІІ (А400) применяется для поперечного и продольного армирования фундамента. Для дополнительного (вспомогательного) поперечного армирования (хомуты) можно также использовать стержневую гладкую горячекатаную арматуру класса А-І (А240) или А-ІІ.

Еще для армирования фундамента можно применять конструктивную арматуру, которая монтируется для восприятия непредвиденных усилий (к примеру, усилия от температурных деформаций или усадки бетона). Следует по возможности устанавливать арматуру пространственными или укрупненными заранее подготовленными элементами, сокращая при этом объем использования отдельных стержней. С бетонной подушки (подготовки) на месте монтажа стержней должны удаляться грязь, пыль, мусор, лед и снег.

Поверхность

Стержни необходимо обезжиривать, очищать от всех неметаллических покрытий посредством металлической щетки. Допускается наличие на арматуре эпоксидного покрытия. Оно в разы снижает сцепление с поверхностью бетона, но также повышает стойкость к коррозионному процессу.

Разрешается наличие на стержнях арматуры неотслаивающейся ржавчины. Кстати, обыкновенная неотслаивающаяся ржавчина даже усиливает прочность сцепления бетонной поверхности с арматурой.

Источник: http://o-cemente.info/armirovanie-betona/princip-raboty-armatury-v-fundamente.html