Армирование бетона – это технология, которая успешно применяется уже несколько веков. В России ее впервые использовали в 1802 году и с тех пор техника стала основой монолитного строительства. В настоящее время с использованием методики производятся такие типы конструкций, как стены, перекрытия, резервуары и фундаменты. Разберемся с комплексом особенностей, которые требуется учитывать при армировании фундамента и других типов ЖБИ.
Основные особенности
Собственно бетон имеет ряд положительных качеств, которые делают его отличным строительным материалом: а именно высокую сопротивляемость перепадам температуры, воздействию агрессивных факторов среды. Однако, стройматериал имеет очень слабую сопротивляемость растягивающим нагрузкам. Именно для повышения этих свойств и проводится армирование бетона.
В исторической практике существует множество способов укрепления данного материала, но в современной стройиндустрии востребованы два типа материалов: композиты и металл. Например, стеклопластиковая арматура и такие марки металлопроката, как арматура А1.
Преимущества первых в том, что они очень легкие и не поддаются коррозионным процессам, вторые отличаются повышенной прочностью. Композиты в общем виде – это волокна (углерод, базальт), которые залиты полимером в качестве основы. Армирование продукцией металлургической промышленности подразумевает использование стальных уголков, швеллеров, тавров и двутавров, а так же стержней с рифлями и без них, например арматуры А2 и прочих типов.
Распространенным способом упрочнения объекта строительства считается укладка специальных армирующих сеток в основу конструкции. Не редкость и применение стрежней для создания пространственных укрепляющих каркасов, например, армирование фундамента с использованием арматуры А3. Привлекательность этого класса проката обусловлена его низкой стоимостью и высоким сцеплением с укрепляемым составом.
Учитывая высокие требования по прочности готового ЖБИ, для армирования бетона применяются в основном стержни диаметром не менее 12-ти миллиметров. Такой подход максимально снижает угрозу повреждения конструкции от разрывающих нагрузок. Сам строительный бетон прекрасно компенсирует сжимающие нагрузки.
Стоит отметить, что для менее ответственных работ, например, под армирование стяжки пола, можно использовать более легкие стержни.
Тонкости армирования различных типов конструкций
При этом, в зависимости от того, фундамент какого типа предполагается укрепить, различаются требования армирования. В общем виде существует три типа основ: плитный фундамент, ленточный и свайный. Рассмотрим тонкости метода укрепления для каждого из видов.
Плиты армируются с использованием рифленых стержней, толщина такой конструкции будет варьироваться в пределах 150-300 мм в зависимости от этажности и используемой марки бетона. С целью экономии материала, при небольшой массе готового сооружения, допускается применение строительной арматуры небольшого сечения в 6-10 мм. Укрепляющая конструкция для армирования фундамента из плит имеет два слоя (верхняя и нижняя решетка), которые соединяются подпорками. При этом система не сваривается, а связывается проволокой.
Армирование фундамента ленточного типа имеет несколько другие особенности. Класс ЖБИ укрепляется при помощи решетки, которая расположена в верхней части основы и распределяет таким образом все растягивающие нагрузки. Для защиты металла от коррозии слой бетона до грунта должен быть не менее 50 мм. Монолитная конструкция этого типа армируется с определенной частотой соединения стержней. Наибольшее допустимое расстояние между элементами проката – 400 мм, если каркас имеет высоту более 150 мм, то используют и поперечные элементы.
Если класс грунта, на котором ведется строительство относится к пучинистым, то используется свайный фундамент. Такая конструкция имеет ряд особенностей. Во-первых, от ростверка до грунта сохраняется зазор в 100-200 мм. Такой подход позволяет избежать сырости на первом этаже и утепляет всю конструкцию. Во-вторых, бурятся скважины, в которые укладывается рубероид, и внутрь каждого отверстия опускается каркас из стальной арматуры. Используются для этого стержни в 12-14 мм с рифлением, связываются элементы проволокой. Армирование бетона в данном случае подразумевает создание сваи не менее 250 мм диаметром.
Прочие ЖБИ
Прочими типами ЖБИ, которые нуждаются в укреплении, считаются стены и перекрытия. Методика схожа с армированием фундамента, но имеет ряд отличий. Геометрия каркаса в таком случае должна укладываться в ряд требований: сечение арматуры от 8 мм, шаг в длину не более 200 мм, поперек – 350. Так же необходимо учесть, что строительная арматура, уложенная поперек, должна быть меньше продольной не более чем на 25%. В стенах и перекрытиях допускается использовать сетку для укрепления конструкции. Стоит отметить, что два типа рассматриваемых ЖБИ имеют отличия по нормативам, связанных с различным принципом воздействия нагрузок.
Существует так же основное правило, которое распространяется на все типы ЖБИ, в том числе на армирование стяжки пола. Его соблюдение обеспечивает надежность готовой конструкции: армирование должно происходить при максимально возможной связи бетона и укрепляющих стержней. Только так при передаче нагрузок не будет происходить потеря энергии. Таким образом, разрыв между основой и каркасом не должен превышать 0,12 мм! Разумеется, что для соблюдения всех этих параметров, необходимо руководствоваться нормами, прописанными в СниП.
Способы армирования фундамента
Существует несколько методов армирования фундамента, которые позволяют классифицировать работы вне зависимости от типа конструкции.
Первый вариант – это дисперсное усиление ЖБИ. В таком случае в жидкий раствор вносится металлическая стружка, либо специальное фибровое волокно. Готовый материал получается крайне устойчивым к истирающим воздействиям и более жестким, чем не упрочненный вариант. Актуально таким методом армирование бетона пола или стяжек. Для придания конструкции максимально высоких несущих и прочностных характеристик, часто способ комбинируют со стержневым.
Стержневое армирование фундамента подразумевает применение каркаса, прутков, объединенных в единую систему, которые эффективно принимают на себя и перераспределяют нагружающие воздействия. Используют подобный принцип для несущих компонентов зданий, либо для отдельно стоящих конструкций.
Армирование стяжки, а так же прочих плоских элементов может осуществляться при помощи слоевого укрепления. Методика подразумевает включение сетки в жидкую часть отделочного слоя, как раствор или шпатлевка.
Нюансы армирования
Подчеркнем, что армирование бетона проходит в соответствии со СНиП 2.03.01-84, а так же приложению к нему. Данный документ содержит все требования, которые предъявляются к процессу расчета числа укрепляющих элементов и их сечения. В том числе, прописаны допуски и требования к готовым конструкциям. Однако, сортамент арматуры и требования к металлическим компонентам ЖБИ регламентируется уже государственным стандартом 10884-94.
Эксперты придерживаются двух принципов расчета армирования бетона, которые зависят от степени ответственности конечной конструкции. Так для частного строительства и объектов, эксплуатация которых не будет проходить при воздействии серьезных нагрузок, достаточно основных правил, касающихся создания ЖБИ. Если же речь идет о сооружениях вроде плотин или мостов, то проводятся более детальные расчеты под армирование бетона. Во многом это связано с принципами работы стальных составляющих, например, при армировании стяжки пола или несущих систем.
Первый вариант подразумевает работу с предварительно напряженными элементами, вне зависимости от используемого сортамента арматуры. То есть, в растворе работают прутки, которые до заливки были растянуты в специальном устройстве. После набора марочной прочности, по всей длине пруток поджимает бетон, что значительно повышает механическую прочность изделия. К примеру, армирование бетона по такому принципу придает балке или плите большую стойкость к изгибающим напряжениям, вплоть до 40-60 процентов в сравнении с ненапряженными предварительно прутками.
Что касается армирования фундамента высоток, то создается связанная конструкция при помощи стержней, которые переходят из одного ЖБИ в другое, образуя монолит. В таком случае каркас приобретает максимально возможную жесткость. Методика позволила создавать на ограниченной площади небоскребы в сотни метров.
Стоит отметить, что для большинства проектов достаточно купить арматуру описанных выше марок. Однако, для более ответственных специфических объектов прокат заказывают в индивидуальном порядке у производителя. Реализуют такие партии из более качественных сплавов. Естественно, что при этом цена арматуры, а значит и всего проекта в целом, может значительно возрасти.
Кстати, несмотря на разнообразие форм укрепляющих систем, которые напрямую связаны с геометрией ЖБИ, существует всего два вида конструкций. В первую очередь это сетки, плоские, либо деформированные, подходящие, например, для армирования стяжки пола. Второй вариант – это пространственный каркас, который позволяет укрепить конструкции любой формы, вне зависимости от сложности геометрии. Такие устройства становятся основой для армирования фундамента, плотин, мостов и других объемных конструкций сложной формы.
Схемы
После того, как форма укрепляющей системы определена под армирование стяжки, стен или прочих бетонных изделий, необходимо рассчитать диаметр прутков и шаг ячеек каркаса. Производится работа индивидуально, в зависимости от требований и условий эксплуатации каждого конкретного сооружения. Однако, пользуются при этом адаптированной системой расчета, которая признана универсальной и рабочей в большинстве случаев армирования бетона.
Принцип прост: чем большие нагрузки будет переносить элемент, тем большая должна быть толщина прутков каркаса. Сторона ячейки в среднем составляет десять диаметров стержней, однако, в местах соединения компонентов располагают усиливающие элементы в форме дополнительных отрезков арматуры.
ЖБИ можно разделить на два типа: балки и плиты, которые создаются путем усиления конструкции. При этом, для создания эффективно работающего железобетонного изделия требуется совместить рабочие стержни и распределительные элементы. Первые выстраиваются вдоль системы и имеют диаметр в 12-18 мм, вторые фиксируют стержни и имеют сечение в 6-8 мм. Соединяют чаще всего их при армировании бетона вязальной проволокой. Такая схема работает примерно в 80-ти процентах реализуемых архитектурных проектов. Еще более простая схема применяется при армировании стяжки пола.
Если балка в дальнейшем будет эксплуатироваться как подвесная, то в ней все стержни имеют одинаковое сечение и допускается применять прокат не меньше 16 мм диаметром. У лежачего элемента вспомогательные компоненты могут быть чуть меньше рабочих. При армировании бетона в форме подвесной плиты обустраивают каркас из двух сеток, расположенных зеркально. Одинаковое расстояние между элементами сохраняют при помощи специальных ограничителей.
О сварке
Если армирование стяжки может производиться с минимумом соединений металлических компонентов, то для армирования фундамента или объемных конструкций потребуется создание сложных конструкций. Важный вопрос в этом случае – это метод скрепления стержней. В подавляющем большинстве случаев процесс осуществляется с применением вязальной проволоки. Самой же распространенной ошибкой при реализации проекта становится электросварка.
Проблема в том, что при таком методе обработки происходит перегрев металла. Для распространенных классов проката под армирование бетона применяют марки стали с достаточно высоким процентом углерода. В итоге высокая температура ведет к потере до половины прочности, особенно в угловых соединениях. При армировании стяжки и других бетонных изделий путем сварки нагрузка перераспределяется неправильно. То есть, жестко фиксированный участок работает отдельно от всей конструкции, что приводит к появлению ненормальных напряжений.
Сваренный каркас даже при армировании стяжки пола в случае неправильной сборки можно будет только выбросить. Кроме того, растут затраты на эксплуатацию оборудования и повышается риск травмирования рабочих на объекте, в частности, электрическим током.
Тем не менее, армирование фундамента и прочие работы в целом ряде случаев требуют сварки в обязательном порядке. Показательный пример, это закладные детали, то есть те компоненты, на которые приходится большая часть нагрузки. В каркас при армировании стяжки или иных работах они именно ввариваются, что позволяет им работать максимально эффективно.
Также, полезна сварка при соединении продольных стыков. При армировании стяжки пола на растяжение перегретые прутки сохраняют до 70-ти процентов сопротивляемости, тем более, что на данном участке их получается два. По описанным выше причинам сварка в стык вообще не имеет смысла.
Еще один вариант, это проведение реставрационных работ. В таком случае можно приварить новые элементы каркаса к старым при армировании фундамента или других мероприятиях.
Тем не менее, самый распространенный и наиболее правильный способ соединения прутков при нормальных условиях работ, это вязка. Применяют в этом случае мягкую проволоку толщиной в пределах 0,5-2,5 мм. Работает мастер специальным крючком, который ускоряет и упрощает вязку.
На сайте «Мониторинг цен» в свою очередь вы можете найти все необходимые материалы для строительства, например, для армирования стяжки пола, от различных проверенных производителей, соответствующие всем требованиям норм, на лучших условиях сотрудничества и сравнить их цены, выбрав наиболее подходящее для Вас предложение.
