Зачем в бетоне арматура – Работа арматуры в бетоне — Всё о бетоне

Поскольку арматурный профиль подвержен коррозии (а если это произойдет, вероятность трещин в бетоне увеличится), то стержни уста

vest-beton.ru

что это такое и для чего она нужна

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.

• 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.

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.

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;

• 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.

• 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.

pobetony.expert

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.

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.

midas-beton.ru

плюсы и минусы, полезные советы

Армирование бетона применяется повсеместно с целью придания материалу вспомогательного укрепления и прочности благодаря добавлению в конструкцию арматуры. Бетон – ключевой строительный материал, который нецелесообразно или невозможно заменить в процессе реализации различных этапов сооружения зданий.

Несмотря на хорошие показатели прочности, бетонные конструкции легко деформируются, прекрасно справляясь с усадкой и сжатием, но демонстрируя ухудшение характеристик в 10-12 раз при растяжении. Неравномерные нагрузки в зонах растяжения провоцируют трещины, что в дальнейшем ведет к разрушению строения. Для повышения износоустойчивости зданий и препятствования преждевременной коррозии используется метод армирования.

Союз бетона и стали

Для начала нужно рассмотреть основные свойства сочетания двух материалов. Благодаря своим физическим характеристикам бетон дополняет сталь, защищает от коррозии, перегревов. А за счет арматуры в бетоне значительно повышается стойкость материала к общим и локальным деформациям, перепадам температур, правильно распределяются нагрузки.

Основные показатели прочности бетонных конструкций:

• Сжатие
• Растяжение
• Сдвиг

В разных состояниях материал демонстрирует иные значения данных параметров. Он очень прочен при сжатии, поэтому применяется при возведении перекрытий, выдерживающих постоянно сильное сжатие. Но если, кроме этого фактора, работает еще и растяжение, обязательно применяется железобетон, так как самостоятельно выдержать нагрузку бетон не может.

Армированный бетон обладает большим запасом прочности на растяжение, так как используемая в его производстве арматура сделана из прочной стали. При правильном соединении двух материалов они обеспечивают максимальные показатели, делая здания и сооружения прочными и долговечными.

Железобетонные правила

Прочность всей железобетонной конструкции определяется правильностью связи двух материалов. Самым важным является то, каким образом бетон отдает появляющееся в результате нагрузки напряжение стальной арматуре. Если в процессе энергия не теряется, прочность будет максимальной.

Здесь нужно, чтобы не было сдвига связи – допускается показатель, равный 0.12 миллиметра. Соединение арматуры и бетона должно быть прочным, точным и полностью недвижимым. Важно правильно выполнить теоретические расчеты и верно реализовать их на практике, соблюдая все правила производства железобетонных конструкций.

Поведение железобетона

Армированный бетон – это прочный и надежный материал, который используется в самых разных сферах строительства. В соответствии с поставленными задачами к армирующей системе предъявляют такие основные требования: хорошая механическая прочность, адгезия с массой бетона, малогабаритность, небольшой вес, близость коэффициента линейного температурного расширения к показателям бетона, стойкость к влиянию компонентов раствора.

Стальные прутья и сетки в значительной степени улучшают свойства строительного материала, для чего бетон армируют практически всегда в процессе выполнения сложных работ. В основном усиливают балки, плиты и колонны.

Элементы, где есть нагрузки на бетон:

• Балки – напряжение однородное, растяжение больше действует на нижнюю часть, которую укрепляют каркасом, усиливая сопротивление растяжению и передачу его стали.
• Плита – опирается на 2 или 4 стороны, наибольшее растяжение посредине, сетку крепят с двух сторон, укрепляя их одинаково.

Армирование бетона осуществляется несколькими методами: дисперсное, с использованием сетки, монолитное (стержневое, каркасное). Обычно армируют фундамент, конструкции жилых домов, монолитные сооружения, перекрытия и т.д.

Характеристики и работа с арматурой

Чтобы понять, как работает арматура в бетоне, необходимо рассмотреть особенности самих материалов. Стальные элементы изготавливают с рифленой поверхностью для увеличения адгезии с бетонным раствором. Поверхности могут быть с кольцевым, серповидным, а также четырехсторонним либо смешанным покрытием (демонстрируют наилучшую адгезию).

При сооружении своими руками обязательно четко следуют нормам расхода стали и заполнителя. В зависимости от проекта показатели будут разные. Обычно для фундамента берут около 160-200 килограммов на 1 метр кубический, несущих перекрытий – около 200 килограммов. Чаще всего предпочтение отдают стальным прутьям, но сегодня рынок предлагает также суперпрочные соединения из базальта, стекла, стеклопластика. Последний, кстати, лучше всего укрепляет элементы конструкции, обеспечивая малый вес и хорошую износоустойчивость.

Заливка бетона с армированием – способы усиления:

1) Монолитное – производят каркасы на заводе, из выложенных несколькими слоями соединенными между собой прутьев диаметром 6-40 миллиметров, соединенных проволокой поперечно и вертикально. Может использоваться проволока металлическая диаметром 2-4 миллиметра. Стержни используются в напряженном и ненапряженном состоянии. В итоге получается каркас с крупными ячейками размером до 20 сантиметров.

2) Дисперсное – путем добавлением фибры из базальта, стали, стекловолокна (используется чаще всего) или полипропилена в определенный объем жидкого раствора. Стальную фибру делают из металлических опилок, в среднем добавку вводят в объеме 0.3-1.2 килограмма на кубический метр раствора (для особо прочных растворов повышают до 2-3 килограммов) на этапе замешивания. Значительно повышается стойкость бетона к воде, истиранию, растрескиванию.

Большой популярностью пользуется стекловолоконная фибра. Для самых прочных смесей берут до 3-10 килограммов на кубический метр.

3) С использованием сетки (из полимера, композита, стали) – работы выполняются легко, для разных задач сетки продаются с ячейками 15-20 сантиметров листами размером 0.5х2 или 1.5х2 метра. Конструкция прочна, но боится коррозии, может проводить холод и понижать теплоизоляционные свойства здания.

Арматура для бетона должна быть качественной: без большого слоя ржавчины (чтобы не отпадали крупные куски при обработке), с соответствующим маркировке и параметрам диаметром стержня, который может меняться в зависимости от условий хранения.

Способы обработки арматуры:

• Гнутье – осуществляется вручную, на специальном гибочном станке, обращая внимание на радиус изгиба, указанный в СНиП.
• Вязка – элементы связывают в единый каркас на месте или отдельно, потом перемещая.
• Сварка – может выполняться встык или вприхватку.

Чтобы понять, как правильно армировать бетон, необходимо рассмотреть свойства разных материалов и конструкций, изучить основные правила и нормы, этапы реализации задачи.

Основные этапы выполнения работ:

• Осмотр, подготовка площади, учет наклона, контура участка, измерение уровнем.
• Создание опалубки из деревянных щитков, закрепление досок забитыми в землю кольями, оклейка внутренней части досок пергамином.
• Подготовка арматуры.
• Просчет расстояния между прутьями.
• Соединение связкой или сваркой.
• Заливка объекта, утрамбовка бетона для устранения воздушных карманов.
• Ожидание полного затвердевания – около 2-3 недель, съем опалубки.

Выбор стальной арматуры

Металлическая армация производится с использованием разных видов стали, из которой изготавливают необходимые элементы, каркасы, измельчают и добавляют в виде добавки в раствор и обрабатывают различными способами.

Материалы, из которых производят элементы конструкции:

• Мягкая сталь
• Среднеуглеродистая сталь
• Высокоуглеродистая сталь
• Стальная холоднокатаная проволока

Обычно используют деформированные стержни с рельефной поверхностью, что обеспечивает максимальную адгезию и исключает возможность сдвига. Чем выше усилие на сдвиг, тем больше сопротивление материала. Самостоятельно стержни с рельефом не применяются, только со стальной проволокой, исключающей сколы бетона.

Для производства железобетонных плит применяют арматурную сетку из стальной проволоки, соединяя ее электросваркой или витыми стержнями. Такие плиты необходимы в процессе строительства дорог, домов.

Стальная листовая арматура – тонкий лист стали с отогнутыми краями ячеек разной конфигурации, который чем-то похож на сито. Данным материалом армируют плиты перекрытия, стеновые панели.

Подготовка стержней к связке

Первым этапом выполнения задачи является проверка стержней на предмет ржавчины и соответствия указанным физическим параметрам. Прутья должны быть ровными, точно соответствовать спецификациям. Далее прутья сгибают на специальных станках в соответствии с проектом, и только после придания нужной формы и конструкции вяжут или сваривают.

Что понадобится:

• Проверенные и изогнутые прутья
• Специальная вязальная мягкая металлическая проволока либо пружины для крепления
• Сварочный аппарат – если выбран этот метод соединения
• Ровная поверхность
• Прокладки и ограничители – чтобы сделать все ровно и не сместить элементы
• Подъемный механизм – чтобы закрепить конструкцию в бетоне

Создание арматурной сетки

В процессе вязки нужно верно выбрать расположение элементов, зафиксировать сетку на идеально ровной поверхности, исключить смещения по вертикали или горизонтали. Уже сделанное крепление исправить сложно – придется разбирать секцию, заново скреплять. Проводить работы отдельно от уже готовой опалубки проще, но при реализации задачи непосредственно на месте нет необходимости привлекать спецтехнику для перемещения конструкции.

При выполнении вязки нужно верно определить расстояние между прутьями, которое выбирается с учетом их диаметра: значение не должно быть меньше диаметра стержня, при использовании нескольких прутьев разного диаметра расстояние высчитывают в соответствии с самым большим. В вертикальной плоскости между основными прутьями выдерживают минимум 12 миллиметров, за исключением мест пересечения или скрещивания с поперечными прутьями.

Для качественной связи нужно правильно рассчитать толщину слоя бетона над сеткой – он призван защитить конструкцию из стали от воздействия влаги и воздуха.

Сварка деталей

Второй способ закрепления арматуры – сварка, которая гарантирует прочность и качество исполнения железобетона. Обычно используют электродуговую сварку, правильно подобранные электроды, соединяют встык или внахлест.

Второй вариант не требует особого контроля за качеством, соединение встык должно быть сделано профессионалом, чтобы железобетон соответствовал заявленным механическим свойствам и выдерживал серьезные нагрузки.  Сварка обеспечивает повышенную жесткость каркаса, уменьшает итоговое поперечное сечение участков соединений.

До сваривания прутья зачищают, обрезают, гнут (если нужно), подгоняют по вертикали и горизонтали с использованием специального устройства, выполняют проверочное сваривание, испытывают швы на сжатие и разрыв. Если все в порядке, продолжают.

Защита от коррозии

Можно было бы спросить: если арматура в бетоне, зачем ее защищать? Но тут речь идет не о защитных средствах, а о достаточном слое бетона, который точно защитит каркас. Чтобы избежать проблем, до расчета бетона и его заливки проверяют правильность расположения конструкции, устраняют неточности.

Толщина защитного слоя:

• Плиты – минимум 1 миллиметр
• Продольные балки – минимум 25 миллиметров
• Конец прута – минимум 25 миллиметров
• Все остальные случаи – минимум 1 миллиметр либо диаметр арматуры

Игнорирование данных показателей приводит к появлению коррозии, трещинам, деформациям, разрушениям сооружения. Отдельно нужно позаботиться о защите элементов, выходящих на поверхность – для усиления краев используют лак, инертную краску, шеллак, в некоторых случаях медь. Элементы с покрытием алюминием, кадмием, цинком коррозируют еще в свежем растворе, поэтому их вообще не рекомендуется применять.

При возникновении влажности в бетоне могут присутствовать блуждающие электротоки, что стремительно разрушает металл. Для защиты желательно использовать разные способы гидроизоляции – материалы, добавки, покрытия, отделка и т.д.

Таблица сравнительных характеристик стальной и стеклопластиковой арматуры

По диаметру Композитная (стекловолоконная арматура) меньше стальной, вот таблица для соответствия:

Плюсы и минусы

Если задаться вопросом о том, зачем нужна арматура в бетоне, зачем использовать сразу два материала в конструкции вместо того, чтобы выбрать какой-то один, становится очевидно, что все свои лучшие свойства сталь и бетонный раствор проявляют исключительно в тандеме.

Основные преимущества железобетонной конструкции:

• Жесткость, способность выдерживать изгиб, растяжения, удары, усадку, принимать любую форму без потери прочности, принимая любые виды воздействия
• Длительный срок службы
• Стойкость к температурным воздействиям, влаге

К недостаткам причисляют увеличение веса конструкции (что обязательно нужно учитывать в проекте и просчитывать все показатели), сложности в перестройке, изменении уже готовых систем.

Полезные советы при армировании

• Вводя фибру или другие добавки при дисперсном усилении в раствор, вымешивать массу с волокном минимум 15 минут, после сразу работать.
• При выборе типа материала для армирования учитывать тип упрочняемой конструкции – для перекрытий, стен, колонн выставляются разные требования, то же самое и с фундаментом (учитывать его тип).
• Разделять монтажную арматуру (обеспечивает прочное соединение элементов) и специальную распределительную (понижает локальное влияние нагрузок).
• Использование разных приемов и материалов с учетом назначения армируемой конструкции и предельных нагрузок позволит добиться наилучшего результата – так, к примеру, защитить здание от усадки поможет сеточное армирование с использованием обычной дорожной сетки, а при работе с отдельными важными элементами желательно дополнительно использовать фибру.
• Нежелательно применять: алюминиевые прутья, листовую сталь, сетку-рабицу, рельсы, демонтированные трубы, стержни длиной до 1 метра и другие неподходящие материалы.
• Выбирая между связкой и сваркой, лучше отдать предпочтение первому варианту (меньше деформации).
• В сам раствор нужно вводить гидроизоляционные присадки.
• Не лениться оклеивать внутреннюю сторону досок опалубки пергамином, который устранит излишнее испарение влаги, сделает поверхность более ровной, продлит срок службы щитов.
• На прутья и сетки не должны попадать маслянистые вещества или краски.
• Работая с полом и стенами, нужно оставлять отверстия для вентиляции и электрических проводов.

Армирование бетона позволяет значительно продлить срок службы конструкции за счет усиления ее несущих способностей, добавления прочности и стойкости к разным типам воздействий. Главное – выбрать правильные материалы и методы, которые позволят добиться наилучшего результата.

1beton.info

Как работает арматура в бетоне

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.

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.

Читайте также:  Изготовление арматурного каркаса ленточного фундамента

Выбор стальной арматуры

Схема армирования

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 ж

vest-beton.ru

Принцип работы арматуры в фундаменте

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.

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.

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.

1pobetonu.ru

Арматура для бетона: виды, расход, применение

 

Тяжелый бетон это прочный материал, который обладает высокой «несущей» способностью «на сжатие». В то же время его способность воспринимать растягивающие и изгибающие напряжения оставляют желать лучшего.

СодержаниеСвернуть

Поэтому для обеспечения стойкости сооружений ко всем видам механических нагрузок применяется арматура для бетона, закладываемая сооружение на этапе подготовки к заливке. Бетон без арматуры может воспринимать лишь незначительные нагрузки на изгиб и растяжение. При превышении определенной величины, измеряемой в МПа или кгс/см2 конструкция начинает идти трещинами или полностью разрушается.

Арматура под бетон: виды и классификация

Арматура, применяющаяся в современном строительстве, классифицируется в соответствии со следующими факторами:

• Материал изготовления – углеродистая сталь или стеклопластик.
• Технология производства и физическое состояние: стержневая, канатная и проволочная.
• Вид профиля сечения: круглый, гладкий или рифленый.
• Работа арматуры в бетоне: напрягаемая или ненапрягаемая.
• Назначение: рабочая, распределительная и монтажная.
• Способ установки: сварная или связанная мягкой стальной, медной или алюминиевой проволокой.

Диаметр арматуры, мм	Профиль	Назначение
6	гладкий	монтажная/для формирования хомутов
8		монтажная/возможно применение в качестве армирующих элементов буронабивных свай
10	периодический (рифленый, ребристый)	рабочая/используется для небольших построек с учетом параметров грунта
12		рабочая/самые распространенные варианты для возведения ленточного или плитного железобетонного основания
14
16		рабочая/используется для больших домов на сложном грунте

Также армирование бетона арматурой может быть иметь поперечный или продольный характер:

• Поперечное армирование исключает образование наклонных трещин от скалывающих механических нагрузок и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в «растянутой» зоне.
• Продольное армирование воспринимает нагрузку на «растяжение» и препятствует возникновению вертикальных трещин в нагруженной зоне.

Какой вид, тип, диаметр и количество арматуры использовать в каждом конкретном случае, указывается в проектной документации на то или иное здание или сооружение. Тем не менее, многих застройщиков, которые возводят дома, и сооружения без проекта интересует распространенный вопрос: какой расход арматуры на 1 м3 бетона необходимый для обеспечения долговечности сооружения. Рассмотрим расход арматуры на куб бетона подробнее.

Сколько арматуры нужно на куб бетона

Этот законный вопрос задают себе многие застройщики частных и дачных домов, возводящих объекты капитального строительства без разработки дорогостоящего проекта.

При определении количества арматуры на куб бетона учитываются следующие факторы: условия эксплуатации в конкретном регионе России (состояние грунта, глубина промерзания почвы и высота стояния грунтовых вод), вес сооружения, тип конструкции и технические характеристики доступной арматуры.

Приблизительные нормы расхода стального армирования диаметром 12 мм на ленточный фундамент частного дома следующих габаритов 9х6 метров – 18,7 кг на 1 м3 тяжелого бетона.

Отмечая, что расчет характеристики – расход арматуры на м3 бетона должен производиться в каждом конкретном случае индивидуально. В соответствии с требованиями действующего нормативного документа СНиП 52-01-2003, в общем случае количество продольной арматуры не может быть меньше 0,1% от площади поперечного сечения конструкции.

В качестве примера рассмотрим сечение ленточного фундамента частного дома высотой 1 метр и шириной 0,5 метра.Для его усиления потребуется 1х0,5= 0,05 м2 арматуры соответствующего сечения.

Абстрагируясь от нормативных документов регламентирующих количество арматуры на 1 м3 бетона, сообщим читателям этой публикации практические нормы расхода, обеспечивающие высокий уровень прочности и долговечности частного здания.

Образец расчета арматуры для фундамента

Правильно уложенная на фундамент рабочая арматура увеличит его прочность на разрыв и изгиб. Есть еще и вспомогательная арматура, устанавливаемая вертикально. Она обеспечивает прочностью на срез.

В обоих вариантах используются различные виды армирования, что следует учитывать:

• Первые шаги начинаются с того, что по периметру опалубки, собранной в ленточном котловане, вбиваются вертикально прутья. При этом выдерживаются одинаковые расстояния между стержнями – 50-80 см. Диаметр самой арматуры находится в пределах 0,8-1 см, а высота прутьев равна глубине котлована.
• К вспомогательным прутам вяжут внизу и вверху горизонтальные пояса, количество прутьев в которых выбирают с учетом рекомендаций, приведенных в таблице:

Ширина пояса, см	Количество прутьев
Не более 40 см	2
Более 40 см	3

При достаточно глубоком котловане допускается в горизонтальных поясах прокладывать по четыре прута.

• Расстояние от наружного края пояса до оконечной точки вертикального стержня не должно превышать 10 см.
• Чтобы армировочный каркас был единой неподвижной конструкцией, особое внимание нужно уделять соединению углов. Здесь лучше использовать систему перекрестных лент, объединив между собой пруты двух горизонтальных поясов. Не помешает для усиления углов и использование арматурной сетки.

Нужно взять во внимание и такой момент – арматура для ленточного фундамента не должна ложиться на землю. Рекомендуется использовать бетонную подложку. До того, как будет выполняться окончательная сборка каркаса, делают первую заливку толщиной в 5-7 см. Когда бетон застынет, можно выполнять сварку (или привязку) друг с другом нижнего и верхнего поясов.

Немного математики

До того, как приступать к укреплению ленточного фундамента, необходимо произвести расчет арматуры. Это позволит заранее запастись нужным количеством материала и выбрать правильные параметры.

Сначала рассматривают схему будущего дома, чтобы определиться с количеством лент под фундамент. У стандартного здания четыре наружные стены и несколько внутренних (в нашем случае пусть будет две несущих), значит, всего лент фундамента – шесть.

Математические вычисления можно рассмотреть на конкретном варианте.

К примеру, строится дом квадратного типа с длиной стены 10 м. Количество прутьев в каждом из основных поясов берется по 2. В данном случае расчет арматуры будет выглядеть так:

1. Длина дома умножается на количество лент и количество прутьев в двух поясах:
   10 х 6 х 4 = 240 м – общая длина основной арматуры с прутьями d=12 мм.
2. К периметру дома прибавляют длину внутренних стен (допустим, каждая по 10 м):
   40 + 2 х 10 = 60 м – общая длина ленты.
3. Предыдущий параметр умножают на 5,4 – средний коэффициент на каждый метр ленты:
   60 х 5,4 = 324 м – общая длина вспомогательной арматуры

Расчет производился для ленты высотой 80 см и шириной 40 см. Математические действия достаточно просты, так что рассчитать нужное количество прутьев не составит труда.

Если идет речь о фундаменте, то это арматура диаметром не менее 12 мм сваренная или связанная в формате ячейки габаритами 50х50 миллиметров. Стены здания из бетона допускается армировать в продольном направлении с шагом 0,4-0,5 метра. При этом сцепление арматуры с бетоном обеспечивается ее конструктивными особенностями – продольным и поперечным рифлением.

Заключение

В заключение повествования стоит отметить, что системных рецептов по армированию конструкций приемлемых для всех возможных случаев нет и не может быть. Частный застройщик, принимающий решение, сколько арматуры на 1 м3 бетона должен руководствоваться климатическими условиями и массой планируемого сооружения.

Это переменные величины, нуждающиеся в уточнении в каждом конкретном случае строительства здания и сооружения.

 

 

cementim.ru