Зачем арматура в бетоне?

Для чего нужна арматура?

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.

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:

Металлические. Из металлов изготавливают традиционную арматуру, она высокая по теплостойкости. В процессе армирования её могут сгибать и сваривать.
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:

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.

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.
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:

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.

Распределительная (конструктивная) – распределяет нагрузку рабочей арматуры по всей площади и обеспечивает её цельность. Ставится в места концентрации напряжений и резких изменений сечения конструкции.
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).

Специфика маркировки

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 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.

Зачем бетону нужна арматура, деформация бетонной конструкции

Ведя разговор о бетоне, нельзя забывать о железобетоне. За счет исключительных качеств, он широко применяется в современном строительстве. Железобетон – это прежде всего бетон, в который вводятся стальные стержни называемые арматурой. Само слово «арматура» – итальянского происхождения и в переводе на русский означает «вооружение». Зачем же нужно «армировать» бетон?

Деформация конструкции вследствие сжатия и растяжения

На строительные конструкции действуют сжатие и растяжение. Из-за этого конструкции деформируются. Для примера, наглядно можно представить обе силы, если взять обыкновенную резинку, положить ее на две опоры и нажать на нее в середине. Резинка сожмется в верхней части, но зато растянется в нижней. В средней же части длина резинки не изменится. Та условная линия, которая разделяет резинку на две части – сжатую и растянутую, называется нейтральной осью. При работе бетонной конструкции на изгиб получается аналогичная картина ее деформации.

Конструкции из бетона при изгибе разрушаются при очень малой нагрузке. Прочность же стального стержня на растяжение в 100 – 200 раз выше, чем у бетона. Значит, если заставить оба материала (бетон и сталь) работать как одно целое, т. е. добиться одинаковой прочности в зоне сжатия и в зоне растяжения изгибаемой конструкции, то можно в несколько раз повысить прочность сооружения на изгиб. Для этого в растянутую часть вводят несколько стальных стержней (арматуру) определенного сечения. Теперь уже конструкция не ломается при изгибе и может выдерживать во много раз большую разрушающую нагрузку.

Читать еще: Подставки под армирующую сетку

Может возникнуть вопрос, как же могут совместно работать в одной конструкции два таких разнородных материала, как бетон и сталь?

Все дело в их свойствах: большая прочность на сжатие; высокая прочность арматурной стали на растяжение; большая сила сцепления бетона со сталью; почти одинаковое изменение длины бетона и стали при изменении температуры.

За счет прочного сцепления бетона с арматурой, ее нельзя выдернуть. При твердении бетон уменьшается в объеме и обжимает арматуру, а значит еще прочнее сцепляется с ней. Сила сцепления с арматурой будет возрастать со временем и тем больше, чем плотнее бетон и чем больше шероховатость поверхности арматуры.

Очень малая теплопроводность бетона весьма полезна для железобетонных конструкций: бетон хорошо защищает арматуру от резких изменений температуры.

Как работает арматура в бетоне?

Одним из важных этапов работы по заливке бетона является связывание арматуры. Армирование служит дополнительным укрепителем готовой железобетонной конструкции. Правильный выбор металла и его закрепление имеет не менее важную роль, чем марка бетона. Поэтому перед началом строительных работ определяются с видом арматуры, которая соответствует назначению планируемой конструкции.

Что собой представляет?
Зачем нужна?
Классификация
Как выбрать?

Что собой представляет?

Арматура — это профиль из стали, имеющий круглое сечение и рифленую форму. Материал имеет высокую прочность на растяжение, что в сочетании с бетоном позволяет сделать покрытие или стену крепче. На поверхности металлических прутьев нанесены выступы, которые располагаются под уклоном относительно главной оси арматурной проволоки.

Физические характеристики арматуры регламентируются ГОСТом 30062—93, которым предусмотрено использование специальной аппаратуры для оценки качества стройматериала.

Зачем нужна?

Бетонные конструкции имеют высокую прочность на сжатие, поэтому их использование широко распространено в сооружении кровель и несущих конструкций. Так как сжимание не является единственным фактором воздействия на покрытие, то стяжка из бетона требует дополнительного укрепления. Это обусловлено тем, что при сжатии верхнего слоя происходит растяжение нижней части бетонной балки. Такое напряжение приводит к образованию трещин. Чтобы избежать преждевременного разрушения покрытия, применяется армирование. Арматура укрепляет конструкцию и придает ей устойчивости к растяжению. Только применение металла в бетонных балках делает возможным использование стройматериала для возведения несущих сооружений.

Классификация

В зависимости от характеристик материала выделяют различные виды арматуры. Существует такая классификация стройматериала:

Для данного раствора подходит именно рифленые стержни.

По форме:
- Круглая. Используется для укрепления железобетонных блоков.
- Квадратная. Применяется для угловых сооружений.
По рифлености:
- Гладкая. Не применяется для железобетонных блоков.
- Рифленая. Чаще всего используется при заливке бетона, так как имеет граненую форму. Это способствует хорошей сцепке материала с бетонной смесью.
По форме:
- Продольная. Делает возможным растяжение бетонной связки, что предотвращает разрушение бетона при растяжке.
- Поперечная. Название обусловлено размещением арматуры перпендикулярно к продольным прутьям.
- Напрягаемая. Работа по заливке бетона начинается с натяжения арматуры, что после формирования поверхности делает готовое изделие крепче.
По типу материала:
- Стальная. Имеет вид стержня с поперечными сечениями. Именно этот вид обеспечивает прочность железобетонных блоков.
- Композитная. Составляющими этого вида стройматериала являются волокна стеклянного, углеродного, арамидного или базальтового типа.

Как выбрать?

Арматура для заливки бетона используется стального вида круглого сечения, так как она будет выдерживать довольно большие механические воздействия.

Для лучшей адгезии с бетоном выбирают прутья, имеющие выступы. Толщина материала зависит от размера предполагаемых нагрузок. Положительной стороной использования металлических стержней вместе с бетоном является их одинаковая реакция на воздействие перепадов температуры. Если связывание арматуры предполагает сварочные работы, то выбирается материал, который рассчитан на нагревание, что не влияет на качество готового изделия.

Технология армирования бетона

Благодаря своим свойствам и характеристикам, железобетон позволяет, строить многоэтажные дома, промышленные здания, склады, технологические объекты различной формы. Армирование бетона позволяет укрепить его структуру, и сделать ее более устойчивой к большим нагрузкам.

Для чего нужно армировать бетон

Разница между армированным бетоном и простым в его прочностных характеристиках. Материал хорошо переносит нагрузку на сжатие, но не способен без дополнительного усиления противостоять нагрузкам на растяжение и изгиб. Для этого бетон армируют другим материалом, у которого показатель прочности выше. Применяют данную технологию в монолитном строительстве при возведении оснований, стен, колонн, лестниц, перекрытий и других железобетонных конструкций.

Преимущества и недостатки

Технология армирования бетона имеет ряд неоспоримых преимуществ:

повышение устойчивости к механическим нагрузкам, прочности;
увеличивается показатель жесткости;
устойчивость к сильному нагреванию, температурным перепадам, замерзанию;
снижение риска образования трещин в бетонном изделии при усадке;
равномерное распределение нагрузки по всей площади фундамента;
увеличение долговечности бетонной конструкции.

Недостатков у данной технологии всего один, это значительное увеличение стоимость строительных работ.

Способы и материалы для армирования бетона

Есть 3 вида усиления бетонных изделий, которые активно применяются в строительстве, они имеют свои особенности и преимущества. Самый применяемый способ, это укрепление бетона арматурой.

Стержневое армирование

Первый вариант выполнения стержневого армирования бетона ненапряженный. Представляет собой композицию стеклопластиковых или стальных стержней периодического и гладкого профиля, соединённых между собой с помощью проволоки или сварки, в единый металлический каркас. Он помещается в опалубку и заливается бетоном, в результате получается железобетонная конструкция.

Арматура в бетоне придает ему способность выдерживать механические нагрузки на скручивание, растяжение и изгиб. Благодаря этому появилась возможность строительства высотных зданий разнообразных форм.

Второй способ предварительно напряжённое армирование. Это когда перед укладкой бетонной смеси, трос или стальную арматуру с высоким показателем прочности на растяжение, натягивают специальными устройствами. После того как бетон наберет необходимую прочность устройства отсоединяют, и арматура либо трос передают силу предварительного натяжения бетону.

Железобетонные элементы, изготовленные по данной технологии, обладают меньшим прогибом и повышенным показателем трещиностойкости, что дает возможность перекрывать пролеты большой длины при одинаковом сечении с ненапряженными конструкциями.

Дисперсное

Данная технология подразумевает добавление в жидкий бетон мелкодисперсных волокон. Для их изготовления используют материалы: сталь, базальт, полипропилен, стекло.

Чаще всего фибру применяют при армировании стяжек. Ее добавление улучшает структуру бетона, и он становится прочнее, это способствует:

повышению трещиностойкости;
противостоянию воздействию агрессивной среды;
увеличивается срок службы – долговечность.

При дисперсном армировании бетона металлической фиброй, процент появления усадочных трещин уменьшается на 20-25%, а полимерной на 60-90%, когда при армировании металлической сеткой этот показатель равен 6%.

Сеточное

Для армирования используют готовые сетки из стали, композитов или полимеров. Размер ячейки, как и диаметр используемой арматуры, может существенно отличаться, в зависимости от типа бетонной конструкции. Самые ходовые размеры ячейки варьируют в пределах от 50-200 мм.

Металлические сетки бывают 2 видов.

Тяжелые. Изготавливаются из арматуры диаметром от 6 до 40 мм. Стандартные размеры: ширина 650 – 3050 мм, длина до 9000 мм. По согласованию с производителем допускается изготовление сеток и большего размера.
Легкие. Могут транспортироваться в рулонах, изготавливают из стальных прутов от 3 до 10 мм.

Главное преимущество использования сеток, это то, что не надо самостоятельно размечать, связывать или сваривать арматуру, достаточно ее разложить и соединить между собой по чертежу.

Но есть существенный минус. При монтаже тяжелых сеток требуется задействовать тяжелую технику, чаще всего это автокран.

Нормы и требования к армированию бетона

Для получения максимально прочного, долговечного, устойчивого к большим нагрузкам железобетона, были разработаны определенные требования, которых важно придерживаться.

Для выполнения поперечного или продольное армирование, без предварительного напряжения, нужно использовать арматуру класса А500С, А600 или А400, для сварных сеток и каркасов, классов В500 и Вр500. Второстепенное поперечное усиление может быть изготовлено на основе стержневой горячекатаной гладкой арматуры класса А240.
Для усиления предварительно напряженных элементов использовать: горячекатаную, термомеханически упрочненную арматуру периодического профиля классов А600, А800 и А1000; холоднодеформированную Вр1200 и Вр1600; канатную 7-проволочную К1400, К1500, К1600, К1700.
Расход арматуры на 1 м3 бетона напрямую зависит от типа конструкции и нагрузки, которой она должна противостоять, так этот показатель может быть как 20 кг, так и 300 кг.
Соблюдение защитного слоя бетона для арматуры. Не менее диаметра арматуры, и не менее 1 см.
Если арматура уже использовалась, ее нельзя применять повторно для создания основного усиливающего каркаса.

Отдельное внимание нужно уделить тому, как соединять металлические пруты между собой в единую армирующую конструкцию. Доступные варианты – сварка или вязка арматуры с помощью вязальной проволоки. Рекомендуется второй способ, так как металл при вязке, не нагревается и сохраняет свои первоначальные свойства.

Применения технологии армирования бетона в строительстве

Конструкции из железобетона применяются в различных направлениях строительства. В этой сфере можно выделить несколько наиболее популярных вариантов применения технологии армирования, которая является обязательной.

Ленточный фундамент

Армирующий каркас имеет форму прямоугольной ленты из 4-16 стальных продольных прутов периодического профиля, соединенных между собой поперечными элементами, кусочками арматуры или хомутами (количество необходимой арматуры зависит от размера основания). Все части каркаса соединяются между собой в единое целое сваркой или вязкой. Затем его выравнивают в опалубке, и заливают бетоном.

Если неправильно выполнить армирование ленточного фундамента, тогда он не сможет противостоять действующим на него нагрузкам, и с годами на нем и стенах дома могут появиться трещины.

Стяжка пола

Чаще всего для армирования стяжки используют металлические сетки, или изготовленные из композитной арматуры. Данный способ подходит больше при самостоятельном выполнении работ. Если использовать фибру из стали или стекловолокна, тогда лучше заказать готовый бетон, так как самостоятельно качественно его замешать очень сложно.

Читать еще: Крепление мауэрлата арматурой

Усиленная стяжка более стойкая к появлению трещин при температурных перепадах, механических воздействиях, что существенно увеличивает ее срок службы.

Возведение колонн

При армировании колонн основные стержни располагаются вертикально, их количество зависит от формы и размера колонны. Соединяются они между собой в единый каркас с помощью горизонтальных поперечных элементов в виде хомутов.

Совместная работа арматуры с бетоном увеличивают показатели несущей способности колонны где-то на 25 %. Так например 3 метровая колонна 30 на 30 см, армированная 4 прутами диаметром 16 мм, способна выдержать нагрузку около 135 тонн.

Плитный фундамент

Армированный плитный фундамент, представляет каркас из 2 слоев сетки, которые соединены между собой пространственными каркасами. По краям сетки соединяются между собой «П» образным элементами. Основная часть арматурного усиления расположена на нижнем слое сетки, так как основная нагрузка приходится на нее.

Монолитный плитный фундамент обладает хорошей несущей способностью, благодаря своей форме, в виде цельной железобетонной подушки, он позволяет возводить здания различной формы на сложных грунтах.

Советы от специалистов

Для качественного армирования бетона арматурой и сеткой, рекомендуется придерживаться советов профессионалов в данной области.

Перед началом сборки металлической сетки или армирующего пояса для усиления фундамента, несущих колонн, балок, нужно осмотреть арматуру на наличие повреждений.
Осмотреть поверхность металлических прутьев на наличие, которая могла бы нарушить структуру металла и уменьшить диаметр стержня. Легкий налет ржавчины, не являются критичными, щелочь, содержащаяся в бетоне, ее разъедает.
Металлический каркас должен находиться на высоте минимум 7 см от почвы (дна ямы). Для этого рекомендуется устанавливать пластиковые фиксаторы для арматуры.
Соблюдение радиуса загиба арматуры. Согнутые под меньшим углом пруты теряют свои первоначальные прочностные свойства, и не могут использоваться в качестве основного армирования.
Элементы усиливающего каркаса, которые являются несущими (они будут принимать на себя самую большую нагрузку), изготавливаются из металлических прутов с ребристыми поверхностями. За счет периодического профиля обеспечивается лучшее сцепление арматуры с бетоном. Поэтому такая форма профиля арматуры в бетоне является предпочтительной при армировании.
При воздействии на железобетонную конструкцию влаги в процессе эксплуатации, чаще всего это фундаменты. Для защиты арматуры от образования ржавчины, рекомендуется добавить в бетонный раствор специальные гидроизоляционные добавки.

Армирование бетона будет эффективным только в том случае, если правильно выбрать материал для сборки усиливающего каркаса, грамотно соединить между собой элементы конструкции. За счет этого значительно увеличится долговечность бетонного изделия, его устойчивость к воздействию факторов окружающей среды, нагрузке от сезонного движения почвы, массы постройки.

Металл против стеклопластика: на чем держится бетон

Какая бывает арматура

Без арматурного каркаса невозможна ни одна монолитная бетонная конструкция. Прочность, устойчивость к деформациям — все это обеспечивается именно арматурным каркасом. За много десятилетий все привыкли к тому, что арматура — это металлические прутья или проволока. Не так давно на рынке появилась композитная арматура — стеклопластиковая или стеклобазальтовая, под нее даже разработан свой собственный свод правил — СП 295.1325800.2018 «Конструкции бетонные армированные полимерной композитной арматурой». Разбираемся, в чем различия между этими двумя типами арматуры и в чем заключаются некоторые секреты обустройства металлического арматурного каркаса.

Как работает арматура

Монолитный бетон — и прочный, и долговечный, и универсальный материал. Но у него есть один большой изъян — он хрупкий. Именно поэтому, чтобы придать всей монолитной конструкции устойчивость к деформациям и разрушению, бетон укрепляется своеобразным «скелетом» — арматурным каркасом. Именно арматура удерживает общую конструкцию: например, стальной прут на растяжение прочнее бетона в две сотни раз — и после заливки и застывания вся масса приобретает единые свойства.

Так что, если мы хотим получить прочный бетонный монолит, нужно, чтобы внутри него обязательно был каркас из арматуры. Это касается подавляющего большинства случаев: и для фундамента, и в перекрытиях, и в лестницах, и в других монолитных конструкциях.

Арматурный каркас бывает плоским (горизонтальный или вертикальный) или пространственным. Выбирается способ монтажа в зависимости от того, какую работу должна выполнять конструкция.

Фото: sdelai-lestnicu.ru

Два типа арматуры

Металлическая арматура — это стальной прокат, длинные пруты разного сечения (от 6 до 40 мм). Пруты эти бывают гладкими или ребристыми. Гладкий профиль (класс А1) используют, чтобы делать конструкционные перемычки. Ребристый обеспечивает более серьезное сцепление с бетоном, поэтому из него собирают несущий каркас для ленточных и плитных фундаментов. Разумеется, ребристый профиль дороже. Чтобы строить дома, в качестве рабочей арматуры используют арматуру классов А300 и А400. Металлическая арматура может быть сварена в сетчатый каркас, но этого делать не рекомендуется: прут станет хрупким из-за перегрева. Лучше вязать ее специальной проволокой или пластиковыми хомутами.

Композитная арматура была придумана около сорока лет назад. Она чаще всего бывает стеклопластиковая, но иногда бывает и стеклобазальтовая (сделанная из расплава горной породы и выскопрочного полимерного волокна). Профиль композитной арматуры чаще всего ребристый, сечение может быть от 4 до 20 мм. Такой каркас связывается проволокой или пластиковыми хомутами.

К достоинствам стеклопластиковой арматуры причисляют:

повышенную прочность;
устойчивость к коррозии;
удобство в транспортировке и монтаже.

Пластиковая арматура никогда не заржавеет — а значит, не нужно пытаться во что бы то ни стало выдерживать защитный слой бетона. Она прочная — бетонная конструкция будет хорошо удерживать форму десятилетиями.

Фото: stpulscen.ru

Зато есть у «новичка» и серьезный недостаток — у стеклопластиковой арматуры модуль упругости примерно втрое меньше, чем у стальной. Иными словами, при пиковой нагрузке по упругости стальная арматура растянется, а стеклопластиковая — порвется, то есть плита перекрытия просто рухнет моментально. Так что многие профессионалы рынка не советуют использовать такую арматуру в фундаментах, особенно в ленточных и плитных.

И еще одна проблема стеклопластиковой арматуры — она не очень выгодна, армирование стальными прутьями выходит дешевле, даже с учетом сильного подорожания металла в строительстве за последнее время. Так что многие эксперты сомневаются в целесообразности использования подобных каркасов в частном домостроении.

Секреты армирования бетона

Прежде чем делать арматурный каркас, нужно все хорошо рассчитать: в зависимости от нагрузки, от типа грунта и уровня его промерзания. Есть умельцы, которые умеют рассчитать параметры «скелета» бетонной конструкции самостоятельно. Но если вы никогда этого не делали — лучше оставить эту работу специалистам. Но есть и общие правила, о которых было бы не лишне знать каждому начинающему домовладельцу.

Продольные стрежни в рабочем поясе должны быть одного диаметра. Но если пруты разные и это объясняется конкретными причинами — то в нижнем поясе должны быть прутья большего диаметра.
Шаг между прутами в продольном поясе должен быть не больше 40 см.
А между поперечинами и вертикальными элементами каркаса — от 30 до 80 см.

Фото: armaturniy.ru

Диаметр арматуры может быть 10 мм, если длина сторон фундамента больше трех метров. Если больше — продольные пруты не должны быть меньше 12 мм в диаметре.
Один из главных нюансов технологии изготовления железобетонных изделий — соблюдение толщины защитного слоя бетона. Иными словами, нельзя заливать арматуру так, чтобы кончики прутьев выглядывали наружу. Бетон защитит каркас от коррозии, но только если защитный слой будет достаточной толщины. В противном случае мы увидим такой знакомый нам пейзаж с кусками бетона, осыпающимися с проржавевшего каркаса. Минимальный защитный слой — 1 см, но это, повторимся, самый минимум. Если диаметр прута арматуры больше, то минимальный защитный слой нужно будет увеличить до этого значения.

Работа арматуры в бетоне

Уже более века в строительной отрасли известен такой материал, как железобетон. Несмотря на такой почтенный возраст, это соединение бетона и стальной арматуры используется в строительстве до сих пор. Это объясняется многими факторами, среди которых важнейшим является повышенная прочность железобетона, которая достигается благодаря использованию арматуры.

Армаровка, подготовленная под заливку бетона.

В данной статье будет рассказано о том, как работает арматура в бетоне, зачем она там нужна и в чем заключается особенность такого конструкторского решения.

Железобетонные сооружения используются не только в строительстве жилых или же производственных зданий. Преимущества, которые дает этот строительный материал, позволяют применять его во многих сферах строительства, подразумевающих дальнейшую эксплуатацию в различных условиях.

Союз бетона и стали

Схемы основных уплотнений деформационных швов бетонных и железобетонных плотин:
а – диафрагмы из металла, резины и пластических масс; б – шпонки и прокладки из асфальтовых материалов; в – инъекционные (цементация и битумизация) уплотнения; г – брусья и плиты из бетона и железобетона; 1 – металлические листы; 2 – профилированная резина; 3 – асфальтовая мастика; 4 – железобетонная плита; 5 – скважины для цементации; 6 – цементационные клапаны; 7 – железобетонный брус; 8 – асфальтовая гидроизоляционная прокладка.

Создание строительного материала из бетона и стали обусловлено рядом преимуществ, которые дает такой симбиоз. Прежде всего это касается физических свойств этих двух материалов. Бетон дополняет сталь, а сталь значительно усиливает физические параметры бетона.

В первую очередь это касается такого понятия, как прочность. Данный параметр измеряется при разных состояниях того или иного материала. К таким состояниям относятся растяжение, сжатие и сдвиг. Каждое из этих состояний важно, поэтому их расчет ведется весьма тщательным образом.

Читать еще: Технология производства стеклопластиковой арматуры

Бетон имеет довольно высокий уровень прочности при сжатии. Этот показатель обусловил применение бетонных конструкций при строительстве перекрытий, где сжатие является постоянным. Однако там, где помимо сжатия действует и фактор растяжения, нужно применять железобетон.

Объясняется это тем, что сталь, из которой сделана арматура, имеет очень высокий уровень прочности при растяжении. Это-то и дает тот запас прочности, которым славятся железобетонные конструкции. Правильное соединение стали и бетона, правильно созданная между ними связь обеспечивают высокую прочность железобетонного сооружения. Далее будет рассказано о том, как достичь того, чтобы эта самая связь стали и бетона была как можно более прочной и на полную мощность выполняло свое предназначение.

Железобетонные правила

Самостоятельная укладка половой доски

Прочность конечной железобетонной конструкции зависит в первую очередь от того, как осуществляется связь бетона с арматурой. Если говорить более конкретно, то важно то, как бетон передает свое напряжение, возникающее от нагрузки, стальной арматуре. Если эта передача осуществляется без потери энергии, то и общая прочность будет высокой.

При передаче напряжения не должно быть никакого сдвига связи. Значение этого параметра допускается лишь в 0,12 мм. Точное, прочное и неподвижное соединение бетона и стальной арматуры – это залог того, что и прочность конечного железобетонного сооружения также будет высокой.

Для того чтобы наглядно понимать принцип работы арматуры в бетоне, недостаточно знать лишь теоретическую часть, о которой было сказано выше. Немаловажной частью подготовки является и практика, то есть знание того, как этот железобетон делается и какие правила его производства обеспечивают железобетонную связь конечной конструкции.

Выбор стальной арматуры

Для того чтобы начать производство железобетона, понадобятся, как не трудно догадаться, железо и бетон. При выборе материала для металлического остова нужно руководствоваться определенными правилами, некоторые из которых прописаны в специальных нормативных документах. Согласно правилам, для производства арматуры можно использовать следующие материалы:

мягкая сталь;
средне- и высокоуглеродистая сталь;
стальная проволока, произведенная методом холодной протяжки.

Каждый из этих материалов проходит такие операции, как механическое упрочнение и холодное скручивание. Важным фактором является и то, что металлические стрежни должны быть обязательно с неровной или же немного зазубренной поверхностью. Такое положение дел дает дополнительное сцепление стали с бетоном.

Конструкция монолитного перекрытия с применением стального профилированного настила в качестве несъемной опалубки и внешней арматуры.

Расположение арматуры должно быть осуществлено по всей площади железобетонного блока, плиты или же иной конструкции. Из стальных стержней создается сетка. Эта сетка представляет собой прутья, которые соединены между собой под прямым углом. Соединение происходит путем сварки или же вязки.

Существует и еще одна разновидность арматуры, о которой нужно рассказать. Это так называемая листовая арматура. Представляет она собой лист стали, который по всей своей поверхности прорезается во множестве мест, а получившиеся прорези расширяются. Получается своеобразная сетка, расположение которой осуществляется так же, как и расположение обычной арматурной сетки. Применение такой сетки востребовано в плитах перекрытия и стенах зданий.

Подготовка стержней к связке

Прежде чем начать работы по составлению арматурной сетки и встраиванию ее в бетонную плиту или же иную бетонную конструкцию, стальные стрежни нужно к этому подготовить. Далее их нужно проверить на пригодность и прочность. Только после этого стоит приступать к основной операции армирования бетона.

Самыми главными параметрами, по которым происходит проверка арматуры, являются наличие на ней ржавчины и ее соответствие указанным ранее расчетным размерам. Нельзя забывать и о физических дефектах. Стальные прутья должны быть ровными и соответствовать всем размерам. Их расположение в бетонной плите должно быть точно выверено, ведь отклонение даже на несколько миллиметров может быть критическим.

Говоря о ржавчине, речь идет о сильной коррозии, которая уже начинает разрушать внутренности того или иного металлического стержня. При ржавчине, которая поразила лишь незначительные части стержней, эксплуатация арматуры разрешена. Однако нужно совершить обработку таких прутьев специальными антикоррозийными средствами.

После этого осуществляется сгиб металлических стержней. Зачем нужна эта операция? Она необходима для сложных армированных конструкций, которые будут устанавливаться в бетоне. Производится данная операция на специальных станках. После завершения всех операций, призванных подготовить арматуру, происходит связка или же сварка арматурной сетки. Для создания такой сетки обычно используются следующие материалы и инструменты:

стальные прутья (они должны быть уже подготовлены, проверены и, если нужно, изогнуты);
металлическая проволока (она нужна, если используется связка);
сварочный аппарат (он нужен, если будет использоваться сварка арматурной сетки);
ровная поверхность (связка или сварка сетки должна производиться очень осторожно, малейший сдвиг может нарушить правильность всей конструкции);
подъемный механизм (для закрепления стальной конструкции в бетоне нужно использовать подъемный механизм);
прокладки и ограничители (эти приспособления позволяют контролировать ровность связки и избежать смещений).

Создание арматурной сетки

Схема монолитного перекрытия.

Связка как крепление арматурных стержней сейчас используется намного чаще, чем сварка. Обусловлено это меньшей затратностью данного процесса. Однако и качество соединения тоже уменьшается. Но что бы там ни было, данная операция проводится и ее осуществление тоже требует знаний и определенных навыков.

Обычно связка проводится в стороне от уже сделанной опалубки. Поверхность, на которой происходит связка, должна быть идеально ровной, так как в результате должна получиться связка без каких-либо смещений. Для контроля ровности и отсутствия смещений применяются специальные прокладки и ограничители, устанавливаемые в ходе процесса крепления прутьев.

Нужно помнить, что при данной работе крепление, которое уже произведено, крайне сложно исправить. Для этого придется разбирать целую секцию и перевязывать ее заново. Поэтому слежение за ровностью связки и правильностью процесса является обязательным.

Для вязки могут использоваться различные материалы. Самым распространенным и доступным из них является обычная железная проволока, которая обладает мягкостью и одновременной прочностью. Могут использоваться и специальные крепления на основе пружин. Они значительно ускоряют процесс крепления.

Для того чтобы связь арматуры с бетоном была качественной, нужно просчитывать такой момент, как слой бетона над стальной сеткой. Слой бетона должен защищать стальную конструкцию от проникновения к ней воздуха и влаги. Важно найти разумное значение толщины слоя бетона, которое удовлетворит все требования, предъявляемые к железобетонным конструкциям.

Сварка деталей

Соотношение составляющих бетона М250 (цемент, песок, гравий и вода).

Вторым способом создания арматурной сетки является сварка. Она начинает все чаще использоваться на наших стройках, так как является идеальным решением для прочности и качественного исполнения железобетона. Далее будут рассмотрены ее преимущества и то, как правильно производить сварку, чтобы связь арматуры и бетона стала действительно крепкой.

Чаще всего используют электродуговую сварку. Она является самой распространенной из-за своей простоты и качества. Посредством сварочного аппарата и электродов производится сварка внахлест под углом и сварка двух стержней из стали на одной прямой. В первом случае особый контроль за качеством не предусматривается. А вот при сварке на одной прямой нужно создать действительно прочное соединение, способное выдержать большую нагрузку.

Сварка имеет ряд преимуществ перед вязкой:

возможность обойтись без соединения внахлест;
уменьшение итогового поперечного сечения многих участков соединений в арматурной сетке;
повышенная жесткость арматурного каркаса.

Можно найти еще немалое количество преимуществ, которыми обладает сварка.

Прежде чем начинать производить сварку, стыки стержней стоит зачистить. Они должны быть ровными или же обрезаны под определенными углами, удобными для сварки прутьев того или иного сечения. При подгонке прутьев друг к другу можно использовать специальное устройство, которое контролирует как горизонталь, так и вертикаль прутьев.

Немаловажным условием качественно выполненной работы является ее контроль. Он должен касаться всего: и качества швов, и квалификации сварщика, и итога произведенных работ. Нужно сказать пару слов о предварительном проверочном сваривании. Оно предполагает сварку нескольких проверочных прутьев. После чего производятся их испытания на разрыв и на сжатие.

Поведение железобетона

Таблица соотношения прочности бетона.

Здесь будет рассказано о том, как арматура улучшает качества бетона в тех или иных строительных конструкциях, важнейшими из которых являются балки, плиты и колонны. Каждая из этих конструкций позволяет найти особенности, которые должны учитываться при создании железобетонных блоков.

Напряжение, которое испытывает балка, не является однородным. Нижняя часть балки более подвержена растяжению. Это значит, что именно она нуждается в укреплении арматурным каркасом.

Низ балки, укрепленный арматурной сеткой, будет испытывать точно такое же растяжение, как и раньше. Однако сопротивление этому растяжению будет усилено физическими свойствами стали, которая при грамотной связке с бетоном будет передавать ему свое сопротивление.

Относительно бетонной плиты надо сказать следующее. Ее опирание происходит посредством двух, а иногда и четырех сторон. Плита испытывает растяжение с большего в середине. Принято крепить арматурную сетку с двух сторон плиты, это позволяет быть уверенным в том, что арматурная сетка работает в полной мере.

Представленная тут информация поможет понять, как работает арматурная сетка и зачем нужно ее использование в строительстве как промышленном, так и гражданском. Несмотря на то, что железобетон используется уже довольно давно, он до их пор остается актуальным и будет оставаться таким еще долгое время.

0 0 голоса

Рейтинг статьи