Армирование бетонного основания

Все, что нужно знать об армировании бетона

1. Что это такое и зачем нужно?
2. Виды
3. Варианты для разных конструкций
   • Для стяжки пола и потолка
   • Для ленточного фундамента
   • Для колонн и столбов
   • Для масштабных фундаментных плит
4. Правила укладки арматуры

Бетон представляет собой один из наиболее популярных материалов для строительства, что может применяться практически на всех этапах постройки зданий. Но, несмотря на то что он отличается высокой прочностью, возможна его деформация под влиянием природных и антропогенных факторов. Известно, что бетон отлично выдерживает такой вид воздействия, как усадка, и очень плохо – растяжение.

Если нагрузка неравномерна, то области растяжения создают в бетоне трещины, из-за чего начинается разрушение постройки. Поэтому для увеличения прочности этого материала применяется армирование бетона. Попробуем разобраться, какие бывают его виды, что это за технология, и как правильно ее воплотить в жизнь.

Что это такое и зачем нужно?

По своей сути, армирование представляет собой усиление бетона металлическим каркасом, который обычно создается из арматуры. Основной задачей такой процедуры будет компенсирование недостатка бетона в пластичности. Кроме того, армированный материал отличается большей способностью к растяжению и излому. Прочность арматурного соединения с бетоном довольно большая. Она не будет деформироваться даже при довольно серьезных перепадах температур по причине того, что коэффициенты их теплорасширения являются практически одинаковыми. Укрепление бетона позволяет перераспределить нагрузку в области растягивания балок из-за того, что сталь имеет большую упругость. А бетон помогает уберечь сталь от перегревания и коррозии.

Для максимальной надежности соединения бетона и арматуры ее поверхность делают рельефной. Она бывает различной:

• кольцевая;
• серповидная;
• 4-сторонняя;
• смешанная.

Последние 2 типа позволяют получить максимально качественный результат сцепления. Чтобы возводимая постройка была прочной, потребуется придерживаться нормы расходования стали и заливки бетона. Но следует сказать, все будет индивидуально. Например, для фундамента ленточного типа потребуется где-то 150-200 килограммов на 1 кубометр. А для перекрытий из бетона несущего формата – около 200 килограммов. Добавим, что ранее для армировки бетона применялась лишь металлическая решетка, сделанная из стали. Сегодня же используются еще и высокопрочные соединения из стекла, базальта и углерода.

Очень часто применяется бетон, что был армирован стеклопластиком. Такое сочетание не только имеет отличные показатели стойкости к износу, но и позволяет существенно облегчить этот материал.

Теперь следует сказать несколько слов о том, какие бывают виды армирования. Конструкционно армирование бетона подразделяют на такие категории:

• монолитное;
• дисперсное;
• выполненное с применением сетки.

Теперь расскажем о каждом несколько подробнее. Армирование монолитного типа обычно используется в создании железобетонных блоков в промышленных условиях. Такая методика заключается в монтаже каркасного типа прутьев в один либо несколько слоев. Но они должны быть соединены при помощи проволоки, как поперек, так и вертикально. Должны получиться крупные ячейки, имеющие размер до 20 сантиметров.

Армирование дисперсного характера представляет собой добавление в бетонный раствор, что еще не успел полностью застыть, мелкодисперсных компонентов. Речь обычно идет о фибре. Обычно она делается на основе базальта, полипропилена или стали, стекловолокна. Но наиболее активно тогда используется бетонное армирование частицами стекловолокна.

В третьем случае применение сетки объясняется в первую очередь тем, что ее монтаж очень прост. Она может быть: композитной, из железа или полимеров. Сетки, выполненные из стали, продаются уже готовые к применению с габаритами 50 на 200 сантиметров или 150 на 200 сантиметров. Диаметр их ячеек может колебаться от 150 до 200 миллиметров.

Более надежными являются полимерный и композитный варианты. Причина – они почти не подвержены коррозионному воздействию.

Варианты для разных конструкций

Армирование конструкций из бетона нередко бывает дополнительным, хотя чаще это обязательный шаг повышения прочности бетона. Часто как арматура могут использоваться разные решения: проволока из стали, стальные прутки разного диаметра, арматура из пластика, арматура композитно-полимерного типа. Кроме того, существует 2 типа соединения различного рода армирующих частей в одну конструкцию: связывание при помощи мягкой вязальной проволоки и скрепление элементов при помощи сварки электродугового типа. И многих интересует вопрос, как же лучше соединить элементы.

Конечно, в промышленных условиях обычно применяют сварку. Из-за того что этот процесс очень ответственный, им обычно занимаются только специалисты, что имеют высокую квалификацию и большой опыт. А дома, конечно, будет лучше применить проволоку 2-3-миллиметрового диаметра. Иногда есть даже смысл вязать ее в 2 слоя. Одновременно сварено либо связано должно быть не менее 50% мест пересечения отдельных конструкционных частей и соединений. Далее более подробно рассмотрим разные варианты для различных конструкций.

Для стяжки пола и потолка

Для проведения армирования стяжки потолочного либо напольного типа обычно используют специальную решетку из металла либо сетку.

Для ленточного фундамента

Если требуется произвести армирование фундамента ленточного типа, то применяют сварной либо вязаный вариант в форме квадрата, что состоит из 4-х прутьев арматуры и более. Такой пояс должен быть сделан по всему фундаментному периметру. Такой вариант армировки считается одним из наиболее надежных. Он замечательно противостоит всем типам нагрузок механического типа.

Для колонн и столбов

При необходимости армирования колонн, столбов и такого типа фундаментов применяется вариация предыдущего метода. Вариацией этот метод назван потому, что в прошлом случае все производится горизонтально, а тут все будет происходить вертикально. Чтобы сэкономить металл, для армирования конструкций вертикального типа можно применить один либо несколько стержней, что будут работать лишь на растягивание.

Следует добавить, что данный тип армирования лучше применить лишь под не очень большие нагрузки.

Для масштабных фундаментных плит

Для осуществления армирования масштабных плит для фундамента либо блоков такого типа обычно применяют так называемое «комбинированное» армирование. Иногда его еще называют двойное. Его суть состоит в том, что поначалу производится укладывание решетки из стали либо сетки, после чего внутрь заливаемой конструкции происходит установка армирующего пояса. Причем это происходит по такому же принципу, как в случаях, описанных выше.

Правила укладки арматуры

Теперь поговорим о различных правилах укладки арматуры, соблюдение которых даст возможность сделать бетон прочным и максимально надежным.

• Сборку и установку конструкции следует производить так, чтобы арматура, вообще, не касалась опалубки. После заливания бетона высота защитного слоя поверх металла не должна превышать 20 миллиметров.
• При создании фундаментов арматурное волокно следует погрузить в «тело», что будет заливаться на расстояние минимум 50 миллиметров от дна котлована. Для установки требуемого уровня высоты применяют кирпич, крупнофракционный щебень либо спецподставки, выполненные из пластика.
• Если арматура ранее уже использовалась, то ее не следует применять для усиления мест будущей постройки, что будут находиться под серьезной нагрузкой. Подобную арматуру можно использовать разве что для потолочной стяжки либо создания пола.
• Расстояния между частями узлового характера должны быть где-то 25-30 сантиметров. Чтобы усилить прочность, возможно снижение размера ячеек до 100 миллиметров. Дальнейшее снижение проводить не следует по причине того, что заливаемый бетон может попросту «не пройти» через ячейки, и в конструкции будут пустоты, что потом могут стать источником серьезных проблем.
• Наличие небольшой ржавчины на элементах из стали не следует причислять к дефектам. К тому же ржавчину зачищать не следует, а уж тем более закрашивать ее. Наличие краски на металле может существенно ухудшить сцепление металлического элемента и бетона.
• Нельзя производить погружение армирующего пояса в опалубку, что уже была залита бетоном. Поначалу следует смонтировать арматуру, установить ее и лишь потом можно заливать бетон.
• Для армировки не следует применять такие материалы, как прутья, длина которых составляет до 100 сантиметров, сталь листового типа, демонтированные трубы, алюминиевые прутья, рельсы, сетку-рабицу. Отметим, что применение слишком коротких прутьев может существенно снизить устойчивость бетона к износу.
• Прутья лучше будет связывать, а не сваривать, по причине того что швы сварочного типа больше подвержены деформации.
• Не менее 50% соединений должны быть связаны или сварены.
• Чтобы защитить металл от ржавчины, следует добавлять в бетон спецдобавки гидроизоляционного типа. Их применение даст возможность очень существенно увеличить долговечность сооружения.
• Для создания максимально качественного армирования не будет лишним оклеить пергамином внутреннюю сторону досок опалубки. Это позволит предотвратить слишком быстрое испарение влаги при армировании бетона, а также сделает залитую поверхность максимально ровной. Кроме того, это позволит продлить долговечность щитов.
• При армировании пола и стен следует помнить о том, что необходимо оставить отверстия для вентиляции и электрических проводов.
• Следует не допускать попадания на арматуру различных маслянистых веществ, ведь тогда сцепление с бетоном станет очень затруднительным.
• Для армировки разных объектов может применяться разная арматура, у которой должна быть своя минимальная толщина. Кроме того, она может производиться как в готовых мотках, так и в прутьях. При подборе следует принимать в расчет нагрузки предельного типа, а также назначение армируемой площади. Чем больше нагрузка, тем больший диаметр должны иметь прутья.
• Бетон должен полностью скрывать армирование. В противном случае основание будет гнить и окисляться.
• Армирующая поверхность не должна создавать каких-либо препятствий для распределения бетона по всей площади заливки.
• Материал по поверхности должен быть распределен максимально равномерно. Для этого можно применить подборки.

Тут, правда, следует уточнить, что при армировании бетона фиброволокном их применять категорически запрещено.

В следующем видео вас ждут армирование и опалубка мелкозаглубленного ленточного фундамента.

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.

1. 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.
2. 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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Соблюдение защитного слоя бетона для арматуры. Не менее диаметра арматуры, и не менее 1 см.
5. 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.

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.

1. Перед началом сборки металлической сетки или армирующего пояса для усиления фундамента, несущих колонн, балок, нужно осмотреть арматуру на наличие повреждений.
2. 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.
3. Металлический каркас должен находиться на высоте минимум 7 см от почвы (дна ямы). Для этого рекомендуется устанавливать пластиковые фиксаторы для арматуры.
4. Соблюдение радиуса загиба арматуры. Согнутые под меньшим углом пруты теряют свои первоначальные прочностные свойства, и не могут использоваться в качестве основного армирования.
5. 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.
6. 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.

Как правильно армировать бетон: последовательность, 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.

• 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.

Армированный бетон

Армированный бетон — это класс материалов, в основе которых находится цемент с добавками. Неорганическое вяжущее вещество с добавлением металла в виде отдельных элементов или сетки, стекловолокна, стали, дисперсных или других волокон, геосинтетики.

Все об армированном бетоне

Что такое армированный бетон

У материала высокая прочность к сменяющимся условиям климата. Он отличается от обычного большей устойчивостью на сжатие и допустимое растяжение. Для этого в состав вводятся стержни, которые будут повышать сопротивляемость. Обязательно производится натяжение арматуры любым способом — химическим, элетротермическим или механическим.

Для чего армируют бетон

Раствор без стальной конструкции после застывания перестает быть пластичным, поэтому начинает трескаться при любом серьезном воздействии на него.

Если бетонной смесью залит фундамент, то при воздействии силы морозного пучения со стороны земли площадка начнет деформироваться. То же происходит при неравномерной нагрузке на плиту. Любая деформация, которая создает у объекта с одной стороны зону растяжения, а с другой — зону сжатия, повышает риск появления трещин. Именно это является основной причиной армирования. Сталь создает каркас, который будет распределять нагрузку и противостоять растягиванию.

Где и зачем применяется

Армированный бетон необходим для создания построек с должным уровнем эластичности и усиления, крупных конструкций, фундамента, стен, потолочных перекрытий, усиления шахтных стволов и горных выработок, объектов строительства.

У каждого строения есть определенные участки, которые стоит армировать, чтобы значительно продлить срок жизни постройки.

Элементы конструкции, которые нуждаются в армировании

• Фундамент.
• Основание стропильной системы.
• Первый ряд кладки.
• Перекрытия.
• Части здания, которые подвержены дополнительной нагрузке.

Плюсы и минусы

Усиленный арматурой бетон приносит пользу, но и обладает недостатками.

Преимущества

• Увеличиваются допустимые механические нагрузки.
• Не образуются трещины.
• Даже самая технически сложная конструкция будет прочной.
• Срок жизни свыше 50 лет.
• Переносит температурные перемены.

Недостатки

• В заложенный застывший фундамент постройки встроить армирование слишком сложно.
• Вес армированной конструкции будет значительно выше, это следует учитывать во время проектирования.

Виды армирования

В зависимости от используемого материала

Есть две разновидности армирования в зависимости от используемого материала:

• С помощью различных непрерывных нитей металла — металлическая сетка или ткань. Стандартный армированный материал может обеспечить двухмерное укрепление бетона.
• С помощью маленьких отрезков волокон — фибры. Фибробетон гарантирует трехмерное укрепление и повышенную прочность в случае растяжения и изгиба.

По типу конструкции

• Монолитная — сваренная, с ячейками через каждые 20 см. В основном используется для изготовления железобетонных блоков на заводах. Заключается в том, что прутья монтируются в 1-5 слоев. Они соединяются по вертикали и горизонтали. В результате получаются нерегулируемые ячейки с шагом до 20 см.
• Сеточная — связанная арматура. Простой способ армирования, используется часто. Сетка бывает из полимеров, композитов и стали. В последнем случае можно приобрести готовый вариант размерами 0,5х2 или 1,5х2 метра. Каждая ячейка — примерно 15-20 см.
• Дисперсная — с добавлением мелких деталей в раствор. В не затвердевший раствор добавляются мелкодисперсные компоненты, их называют фибры. Их изготавливают из определенной марки стали, стекловолокна, базальта или полипропилена. Сейчас наиболее распространено стекловолокно.

Какую из них лучше выбрать — зависит от расчетов и необходимой прочности готового объекта.

Процесс изготовления

Производственные

На производстве практикуют метод экструзии — это формирование плиты без опалубки. Это делает возможным производить перекрытия до 18 метров в длину. Сначала их создают на формовочных стендах, а потом делят дисковой пилой на необходимые части.

В многоэтажном строительстве

В многоэтажном строительстве используют метод сборно-монолитного каркаса. Для этого вяжется технологическая арматура или фиксируется несущая конструкция на месте будущего объекта. Форма выстраивается, затем заливается монолитным бетоном. Когда все застынет, деталь обретет твердость и сцепляющую силу двух материалов. Стоимость строительства становится ниже, а прочность — выше. При возникновении нагрузок бетонная смесь и сталь работают вместе, поэтому переносимость становится в разы выше.

В домашних условиях

Для изготовления в домашних условиях используется два разных способа.

• Металлические полосы натягивают и крепят на анкеры, поверх них укладывают цемент. Когда масса затвердеет, с арматуры снимают напряжение, и она сжимается вместе с цементом. В результате получается материал, который хорошо переносит растяжение и сжатие, выдерживает высокие нагрузки и может служить основой в строительстве.
• Заранее готовят каналы под арматурные прутья. Залитая масса твердеет, затем металл вводят в эти полости и натягивают, в качестве опоры выступает затвердевший раствор. Когда удастся добиться натяжения, каналы заливают бетоном. Во втором случае добавляют армированную фибру прямо в состав смеси. Это может быть стальная стружка, синтетические волокна или геосинтетические материалы. При ее использовании допускается закладывать раствор меньшей толщины, несущие способности получившегося объекта не пострадают.

Все методы армирования повышают способность плиты выдерживать нагрузки, оставаться монолитной и крепкой при изменениях температуры, при растяжении и сжатии.

Как армировать бетон?

Бетон остается ключевым стройматериалом, который используется на разных этапах возведения конструкций. Но несмотря на свою прочность, он может деформироваться под влиянием разнообразных факторов. Давно было подмечено, что материал хорошо выдерживает усадку и плохо – растяжение. При неравномерной нагрузке, так называемые зоны растяжения дают трещины в бетоне, и постройка разрушается. Поэтому чтобы избежать преждевременной коррозии и повысить износоустойчивость зданий, стали использовать метод армирования. Он заключается в придании бетону вспомогательного укрепления при помощи добавления связанной между собой арматуры.

Прочность соединения арматуры с бетоном довольно велика. Она не разрушается даже при сильных температурных перепадах, потому что коэффициенты их теплового расширения почти идентичны. Укрепление бетона ведет к перераспределению нагрузок в зоне растяжения балок (потому что упругость стали значительно выше). Бетон же, в свою очередь, защищает сталь от коррозии и перегрева, например, при пожарах. Все это делает союз бетона и арматуры залогом успешного строительства.

Какие задачи решает армирование?

Для более надежного соединения бетона с арматурой, ее изготовляют с рельефной поверхностью. Поверхность может быть с серповидным, кольцевым, четырехсторонним или смешанным покрытием. Последние два вида показывают лучшие результаты сцепления.

Для прочности возводимого сооружения своими руками, нужно четко придерживаться нормы расхода заполнителей и стали. Так, в каждом индивидуальном случае расход материалов будет разным. Для фундамента в среднем эта норма составляет 150-200 кг на 1 кубический метр. Для несущих перекрытий – она увеличивается до 200 кг.

Ранее для данной процедуры брали только металлические (стальные прутья). Сейчас же армирующие материалы для бетона представлены суперпрочными стеклянными, базальтовыми и углеродными соединениями. Широко используют бетон, армированный стеклопластиком, который демонстрирует лучшие показатели по износоустойчивости и делает материал легче. Ему присущ ряд достоинств, которые наглядно показывает таблица.

Таблица сравнительных характеристик стальной и стеклопластиковой арматуры

Плюсы и минусы

Так, армированный бетон имеет ряд преимуществ:

• конструкции даже самой замысловатой формы будут надежными;
• устойчивость к температурным колебаниям;
• долговечность;
• армировка позволяет значительно увеличить допустимые механические нагрузки;
• образование трещин почти невозможно.

Но вмести с тем, существует и несколько минусов, которые нужно учесть:

• установка арматуры в уже готовую конструкцию создаст целый ряд проблем;
• вес постройки заметно увеличится, что обязательно нужно учесть при проектировании.

Вернуться к оглавлению

Исходя из конструкции, армирование бетона дифференцируется на несколько основных типов:

• монолитное;
• дисперсное;
• армирование с помощью сетки.

Вернуться к оглавлению

Монолитное

Монолитная армировка применяется в основном при производстве железобетонных блоков на заводах. Метод заключается в каркасном монтаже прутьев в один или несколько слоев, которые соединены проволокой по вертикали и в поперечном направлении. Таким образом, получаются крупные ячейки – до 20 см.

Дисперсное

Дисперсное армирование являет собой добавку в незатвердевший раствор бетона мелкодисперсных компонентов, так называемой фибры. Она изготавливается на основе стали, базальта, полипропилена или стекловолокна. Сегодня наибольшего признания заслужило армирование бетона частицами стекловолокна.

С помощью сетки

Использование армирующей сетки довольно распространено, потому что ее установка достаточно легка. Она может быть железной, композитной или полимерной. Стальные сетки продаются в готовом виде размером 0,5×2 или 1,5×2 м. Диаметр ячеек варьируется в диапазоне 15-20 см. Композитная и полимерная сетки считаются надежнее, потому что менее подвержены коррозии.

Этапы армирования

При желании провести укрепление бетона, нужно разделить работу на несколько этапов. Хотя алгоритм заливки разных поверхностей имеет ряд схожих действий, все же некоторые моменты могут существенно отличаться. Поэтому обратим внимание на несколько универсальных моментов при выполнении этого задания своими руками:

• Первым этапом является осмотр и подготовка площади армирования. Нужно учесть контуры и наклоны участка. Измерить их при помощи уровня и учесть при следующих этапах.
• Сооружение опалубки из деревянных щитков. После необходимо закрепить доски при помощи кольев, забитых в землю. Обязательно опалубка должна превышать высоту предполагаемой заливки. При желании внутреннюю часть досок можно оклеить пергамином, который задержит влагу и сделает поверхность значительно ровнее.
• Подготовка непосредственно самой арматуры. После тщательного осмотра на предмет дефектов, прутья или сетку равномерно укладывают на горизонтальную поверхность и распределяют с учетом контура предполагаемой постройки. Предпочтительнее использовать именно целые прутья нужной длины. Это значительно повысит прочность конструкции.
• Расстояние между прутами должно быть рассчитано заранее и быть одинаковым на всех участках.
• Соединить арматуру можно как с помощью сварки, так и специальной проволоки, соединяя прутья по вертикали.
• Далее непосредственно приступают к заливке объекта, предварительно рассчитав объем (умножаем периметр основания на ширину и высоту). Бетон следует утрамбовать, чтобы избежать воздушных карманов внутри.
• Дождаться полного затвердевания бетона (обычно 2-3 недели) и снять опалубку.

Вернуться к оглавлению

Полезные советы при армировании

Особенно стоит обратить внимание на материалы, которые не желательно применять для армирования. Сюда можно отнести:

• листовую сталь;
• прутья из алюминия;
• демонтированные трубы;
• сетку-рабицу;
• рельсы;
• прутья длинной до 1 м.

Схема связки прутьев.

Вот еще несколько практичных советов, позволяющих вам избежать проблем при армировании своими руками:

• используйте арматуру и соединяющую проволоку без явных коррозийных признаков;
• выбирая между сваркой и связкой прутьев, отдайте предпочтение второму способу, потому что сварочные швы больше подлежат деформации;
• связанно (приварено) должно быть не меньше половины всех соединений;
• непосредственно в бетон стоит ввести гидроизоляционные добавки, чтобы защитить сталь от ржавчины и тем самым значительно продлить срок эксплуатации сооружения;
• воспользуйтесь пергамином для оклейки внутренней стороны досок опалубки. Он предотвратит излишние испарение влаги при армировании бетона, сделает залитую поверхность заметно ровнее и продлит срок службы самих щитов;
• для армирования разных объектов используют разную по диаметру, поверхности и механическим свойствам сталь. Арматура может изготавливаться как в прутьях, так и в готовых мотках. При ее выборе нужно учитывать назначение армируемой площади и предельные нагрузки. Чем больше нагрузка – тем больше диаметр прутьев;
• следует избегать попадания на арматуру красок или маслянистых веществ;
• рекомендуется использование цельных элементов конструкции (прутьев или сетки заданных размеров). Использование элементов длиной до 1 метра на широких площадках резко снижает износоустойчивость железобетона;
• при армировании стен и пола не забудьте оставить отверстия для электрических проводов и вентиляции.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Армирование бетона применяется для существенного продления срока эксплуатации и усиления несущих способностей конструкций. Существует много вариантов и методов исполнения этой работы.

При подборе подходящего именно вам – обязательно следует проконсультироваться со специалистом. Он поможет правильно рассчитать нормы расхода материалов и подскажет их характеристик.

Армированный бетон. Виды, свойства, технологии

Немаловажны и экономические факторы, застройщики стремятся снизить расходы на строительство, не теряя при этом надёжности и долговечности конструкций. Поэтому на мировом рынке появляется всё больше новых стройматериалов, созданных на основе материалов хорошо известных, традиционных. Одним из таких материалов является армированный бетон.

Хотя говорить «одним из материалов» не совсем верно. Армированный бетон представляет собой целый класс композиционных материалов, основой которых является цемент. Наиболее широко распространён знакомый всем строителям железобетон — материал, высокие эксплуатационные свойства которого обусловлены взаимодействием цемента и стальных армирующих стержней. Железобетон существует уже почти два века, и в процессе его изучения и совершенствования появляются новые способы армирования.

Сейчас можно выделить два основных вида армирования бетона — при помощи непрерывных нитей, то есть, сеток или тканей, и при помощи небольших отрезков волокон, так называемых фибр. Фибробетон более прогрессивен, прежде всего, потому, что традиционная арматура обеспечивает двухмерное укрепление бетона, а введение в цемент фибр даёт трехмерное укрепление. Для получения фибробетона используется металлическая фибра, стекловолокно, базальтовое, асбестовое волокно, синтетическое волокно (нейлоновое, полиэтиленовое, полипропиленовое).

Благодаря введению в бетон фибр, появляется возможность преодолеть один из главных недостатков бетона — низкую прочность на растяжение и изгиб. Армирующие волокна принимают на себя растягивающее напряжение, и сопротивление растяжению возрастает на 250%. Фиброволокно способствует равномерному распределению влаги в бетоне, вследствие чего снижаются внутренние нагрузки, в два раза повышается трещиностойкость и в 12 раз — ударная прочность бетона. Во время производства фибробетона в нём образуется гораздо меньше водных каналов и капилляров, чем в обычном бетоне, этим обуславливается его высокая морозостойкость. Также нужно отметить устойчивость фибробетона к воздействию агрессивных сред, высокую ударную прочность и водонепроницаемость.

Не следует думать, что получить уникальные свойства, можно просто насыпав в бетонную смесь металлическую стружку. Материалы, их которых изготавливают фибру, специально разрабатываются и многократно испытываются, прежде, после чего разработчики получают патент и необходимые сертификаты. Разрабатываются также технологии, с помощью которых армирующие волокна равномерно распределяются по всему объему смеси. Так, например, в процессе производства сталефибробетона применяют электромагниты, под воздействием которых металлическая фибра распределяется в общей массе бетона.

Чтобы распределить в бетоне стекловолокно применяют два способа получения смеси: торкетирование или, иначе, набрызг компонентов на специальную матрицу и премиксинг — предварительное перемешивание, после которого смесь формуется методом роликового прессования, виброуплотнения, экструзии и др. Также виброэкструзионный метод используется и при производстве базальтофибробетона.

Область применения фибробетона чрезвычайно широка, он может не только с успехом заменять традиционные виды бетона во всех областях строительного комплекса, но и выполнять более специфические задачи.

Так, например, стеклофибробетон позволяет воплощать самые оригинальные архитектурные замыслы, так как из него можно формировать объекты любой формы, фактуры и рельефа и создавать тонкостенные конструкции. Он используется для производства стеновых панелей, черепицы, декоративных элементов, малых архитектурных форм, элементов подземных сооружений, дренажных систем, тоннелей, автострад и т.д. Благодаря звукоотражающим свойствам стеклофибробетон применяется при возведении защитных экранов вдоль автострад. Востребован этот вид фибробетона и в реставрационных работах, так как с его помощью можно имитировать любой материал, и, к тому же, он не утяжеляет конструкцию и не создаёт дополнительной нагрузки на фундамент.

Обратили внимание на этот материал и специалисты, проектирующие зоопарки, так как он идеально подходит для имитации природного ландшафта — камней, скал и других элементов. Большое значение для создателей и работников зоопарков имеет то, что этот материал хорошо моется, и из него можно создавать прочные тонкостенные конструкции, внутри которых можно замаскировать оборудование или технические помещения.

Областью применения сталефибробетона являются сборные конструкции, этот материал позволяет уменьшить число стыков и повысить надёжность таких элементов, как трубопроводы, балки, сваи, элементы мостов, морских сооружений. Из него возводятся взрывоустойчивые конструкции, автомобильные дороги, мостовые настилы, ирригационные каналы, промышленные полы. Хорошо зарекомендовал себя сталефибробетон и при проведении ремонтных и реконструкционных работ.

Фибробетон, армированный полипропиленовой фиброй, используется для изготовления наливных полов, стяжки, фасадных растворов, резервуаров для воды. Благодаря тому, что полипропиленовые волокна не подвержены коррозии, этот материал подходит для возведения гидросооружений — водосливов, водохранилищ, отстойников, морских заграждений, а также сооружений, к которым предъявляются высокие требования по устойчивости к проникновению антиобледеняющих солей — дорог и мостов.

Также в строительстве морских сооружений может применяться базальтофибробетон, он устойчив к электрохимической коррозии, не вступает в химическую реакцию с солями или красителями. Фибробетон, армированный базальтовыми волокнами, может применяться и как замена железобетона в строительстве жилых сооружений и дорожных покрытий, и в качестве материала для создания таких ответственных объектов, как взлетно-посадочные полосы аэродромов, реакторные отделения атомных электростанций, береговые дамбы и плотины.

Можно сказать, что армированный бетон — стройматериал с уникальными возможностями, обусловленными оптимальным сочетанием технических, эксплуатационных и декоративных характеристик.

Как делают армирование бетона

Армированием бетона называется способ увеличения несущей способности конструкции металлическими прутьями – арматурой. Благодаря этому процессу увеличивается прочность изделия, а соответственно, и срок его службы.

Железобетон – это композиционный материал (КМ), т.е. состоящий из нескольких компонентов, каждый из которых несет свою нагрузку в определенной плоскости. Другими словами, он имеет структурное усиление материала в этой плоскости.

Само по себе сочетание бетона и металла является достаточно выигрышным, ведь они имеют приблизительно одинаковые температурные расширения – способность, позволяющую изменять объем изделия при изменении температуры. Также бетон обладает хорошей адгезией (притяжением молекул) к металлу.

Поскольку бетон является твердым, но хрупким строительным материалом, его основным критерием по прочности является плотность. Бетон хорошо функционирует на сжатие, но плохо работает на растяжение и изгиб. Плотность марки бетона на упаковке обозначается буквой М и цифрами в диапазоне от 50 до 1000. Они обозначают предел прочности бетона на сжатие в кг/см2.
На строительной площадке для уплотнения бетона используются вибраторы.
Металл, в отличие от бетона, имеет прочность на растяжение выше в 100 и более раз, т.е. с арматурой качество материала значительно повышается. Чтобы улучшить сцепление двух различных поверхностей и прочностные характеристики железобетона путем противодействия силам растяжения, арматура имеет рельефные насечки.

Как работает армирование в бетоне

Суть армирования заключается в том, что нагрузка, которая оказывается на бетон, должна передаваться непосредственно на весь стальной каркас, после чего он распределяет это давление по всему железобетонному изделию. Для наглядности рассмотрим его работу на конкретном примере.

Возьмем две колонны и положим на них не армированную плиту. Для условности по ее центру разместим нагрузку. Пояс сосредоточения нагрузки будет находиться перпендикулярно неармированной плите. Груз пытается прогнуть плиту там, где и расположен пояс нагрузки, при этом верхняя часть плиты сжимается, а в нижней части, наоборот, растягивается. Но как мы заметили ранее, на растяжение бетон работает очень плохо, поэтому на том месте, где оно появляется, строительный материал ломается.

Рассмотрим другой пример. Положим на две бетонные колонны ту же плиту, но усиленную арматурой в нижней части (так как именно там она работает на растяжение), и добавим нагрузку. В этом случае в том месте, где бетон работает на растяжение, мы добавили арматуру, которая работает в 100 раз лучше. За счет того, что арматура имеет насечки, она хорошо держится в бетоне, плотно прилегает к нему и берет всю нагрузку на себя. В верхней части бетон сам по себе отлично работает на сжатие, а нижняя часть имеет надежную арматурную защиту, работа которой направлена на растяжение. Это позволяет бетонным колоннам и плите функционировать должным образом.

Существует три основных вида армирования бетонных изделий.

Монолитное

Принцип метода заключается в том, что происходит укладка железных прутьев по слоям, причем они должны быть соединены проволокой параллельно и перпендикулярно будущей арматуре. В результате этих действий получаются достаточно крупные ячейки, размер которых составляет до 20 см.

Дисперсное

Этот способ армирования имеет свою особенность: не нужно делать какие-либо специальные установки. Оно происходит следующим образом: в незастывший бетонный раствор добавляют различные компоненты на основе стали, базальта, полипропилена и стекловолокна. Кстати, последний является одним из самых распространенных компонентов на сегодняшний день.

Сеточное

Метод характеризуется монтажом готовой сетки, предварительно зафиксированной на поверхности, не имеющей никаких возвышений и впадин, которая может быть изготовлена из железа, композита или полимерных материалов. При укладывании сетки очень важно выдерживать расстояние между основными прутьями хотя бы 1,2 см (кроме случаев, когда они расположены в местах пересечения или скрещивания с перпендикулярно установленной железной арматурой). Армирование с помощью сетки имеет широкое применение благодаря тому, что сетки имеют оптимальные размеры (от 0,5 до 1,5 в ширину и 2 м в длину), а также обладают антикоррозийным свойством.

Виды арматуры

Рабочая. Она предназначена для восприятия внутренних усилий, которые развиваются в элементах железобетонного сооружения под действием нагрузки. Выглядит рабочая арматура как металлические стержни.

Конструктивная. Она служит для восприятия усилий, на которые конструкцию не рассчитывают.

Монтажная арматура необходима для создания транспортабельного каркаса.

Анкерная. Она представляет собой совокупность соединенных между собой элементов, которые воспринимают растягивающие напряжения при совместной работе в железобетонных изделиях.

1. Перед непосредственным проведением самого армирования необходимо сделать осмотр всей площади, которая понадобится для строительства, включая осуществление замеров всех ее параметров с использованием уровня. Их необходимо учесть при дальнейшем усилении бетона.

Создание деревянной формы из щитков, высота которых в любом случае должна быть выше предположительной заливки. Затем проводится их закрепление. Если необходимо максимально повысить влагостойкость изделия, можно произвести оклейку досок с внутренней стороны.

Далее приступают к самому укреплению бетона. Необходимо сделать необходимые измерения и тщательный осмотр будущей конструкции. Для повышения прочности лучше применять прутья одинакового размера.

Заливка объекта. Очень важно, чтобы бетон был хорошо утрамбован. Это поможет исключить возникновение воздушных камер, которые уменьшают прочность изделия.

После полного затвердевания бетонной смеси происходит повторная проверка и снятие деревянных щитков.

Защитный слой арматуры – толщина слоя между бетоном и поверхностью ближайшей арматуры. Именно он обеспечивает совместную работу этих двух материалов, объединяя их в один единый каркас. Благодаря защитному слою изделие из железобетона не поддается влаге, резкому изменению температурного режима и другим факторам окружающей среды, что увеличивает вероятность сохранить целостность здания.

Вообще, на строительной площадке специально проводят определение защитного слоя бетона для арматуры, чтобы удостовериться, что армирование выполнено правильно, подробнее про это вы можете прочитать в другой статье на нашем сайте. Эту услугу вы можете заказать в нашей лаборатории бетона.

К преимуществам изделий, изготовленных из железобетона, относятся:

Повышенная прочность и стойкость к механическим повреждениям. Как было отмечено ранее, бетон является очень твердым материалом, но при этом теряет свою форму при появлении нагрузок на растяжение и изгиб. Железная арматура позволяет повысить уровень прочности (появление трещин практически невозможно), так как она поддерживает бетон, тем самым обеспечивая конструкции надежность.

Термостойкость и влагостойкость. Правильное армирование позволяет функционировать зданию не только за счет прочности, но и благодаря защите от воздействия воды и изменений температурного режима.

Длительный срок службы. Железобетонные изделия будут работать долгое время без существенных повреждений.

Пожалуй, единственным недостатком армирования можно назвать то, что железобетонные изделия имеют большой вес, из-за которого могут возникнуть трудности в процессе стройки (возможно, придется вносить коррективы в уже готовые системы).

Укрепление изделий из железобетона путем армирования может производиться одним из двух способов. Напряженный тип армирования увеличивает способность бетона сопротивляться крупным напряжениям, изделие имеет меньшие прогибы и повышенную стойкость к появлению различного рода трещин. Ненапряженный тип армирования характеризуется тем, что при возведении сооружения этим методом нельзя применять специальную проволоку с повышенной прочностью, которая могла бы повысить прочность всей конструкции, снизив риск образования дефектов. Именно поэтому при их строительстве приходится увеличить номинальный расход применяемой арматуры.

Также во время высыхания бетона, а именно в местах его растяжения, могут начать образовываться пустоты, которые снижают прочность всего сооружения, создавая благоприятную среду для самопроизвольного разрушения материала.

Кроме того, в большинстве случаев аварии происходят из-за допущенных отступлений и недостатков при армировании или монтаже составных частей. В отличие от качества бетона, которое можно проверить в любое время, контроль состояния металлических конструкций может быть ограничен, ведь если нужно сделать их проверку уже в готовом изделии на соответствие нормативным показателям, то какое-то количество застывшей смеси необходимо убирать, чтобы добраться непосредственно до самой арматуры. Чтобы проведение армирования было как можно проще, можно пользоваться некоторыми рекомендациями, которые помогут заметно увеличить срок службы любого здания:

если производится дисперсный метод армирования, лучше не просто сразу добавить специальные компоненты в незастывшую смесь бетона, а хорошо перемешивать все части смеси хотя бы 15 минут. Это позволит усилить связь между добавочными элементами и самим бетоном;

подбирать материал в соответствии с изготавливаемым изделием;

если необходимо сделать максимально прочную конструкцию, лучше применять не сварку, а связку. Это займет больше времени, но в дальнейшем заметно увеличит сохранность любой конструкции;

избегать попадания различных веществ на металлические прутья, которые могут провоцировать разъедание материала.