Зачем арматура в бетоне. Армирование железобетонных конструкций – зачем это нужно и как выполняется

Зачем арматура в бетоне. Армирование железобетонных конструкций – зачем это нужно и как выполняется

Несмотря на то, что бетон сам по себе является достаточно прочным материалов, который прекрасно выдерживает статические нагрузки, для некоторых целей его естественных механических характеристик оказывается недостаточно. Это связано с тем, что, несмотря на прекрасные показатели, которые дает бетон при нагрузках на сжатие (к примеру, когда мы используем его в качестве элемента фундамента – он легко выдерживает нагрузку дома, однако при нагрузках растяжения бетон легко деформируется, трескается и теряет свои свойства. Именно поэтому так важно использовать арматуру при строительстве основательных конструкций.

В целом армированный бетон представляет собой бетонную массу, в которой находятся металлические арматуры. Существует две разновидности такого материала:

• Бетон с простым армированием. В нем находится несущая и конструктивная арматуры. Если здание, монолитные стены которого принимают определенные горизонтальные нагрузки, не имеет в бетоне арматур, то такие стены легко пойдут трещинами. Именно здесь включаются в работу арматуры без предварительного напряжения. Таким образом, при растяжении бетон не страдает, так как всю эту нагрузку воспринимает на себя металлическая арматура.
• Бетон с преднапряженной арматурой. Существует множество конструкций, для которых использование обычного армирования не помогает: они все равно разрушаются в силу большого расстояния между элементами, значительных нагрузок, или других факторов. В таких случаях используется технология предварительного напряжения. Вначале арматуру натягивают между двумя опорами, потом поверх нее заливают бетон, а после того, как он наберет всю свою прочность, опоры убирают. Арматура сжимает бетон, и плита (балка, ригель, или другое ЖБИ), выгибается. После того, как на выгнутую конструкцию дают нагрузку, она возвращается в ровное положение. Таким образом вся готовая конструкция может принимать значительно большие нагрузки без провисания, трещин и прочих деформаций.

На что работает бетон. Проектирование состава бетона

Состав бетона выражают либо в виде расхода составляющих материалов по массе на 1 м³уплотненного бетона, либо отношением массы составляющих к массе цемента, принимаемой за единицу, с указанием водоцементного отношения (В/Ц). Например, 1 : 2,5 : 4,0 при В/Ц = 0,48.

Исходные данные для определения состава бетона содержатся, как правило, в архитектурно-строительной части проекта или задании и включают следующие требования:

• проектную прочность или класс бетона по прочности;
• заданную условиями работ удобоукладываемость бетонной смеси;
• при необходимости требования по водонепроницаемости, морозостойкости или коррозионной стойкости бетона;
• данные по наибольшей крупности заполнителя, длительности и режиме твердения и др.

Целью проектирования является определение расходов составляющих или их соотношения между собой, при которых будут гарантированы к определенному сроку один или несколько нормируемых показателей (прочность, плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, долговечность, защита арматуры от коррозии и др.) с учетом ряда технологических параметров (подвижности, нерасслаиваемости под действием собственной массы и уплотняющих механизмов) и при минимальном расходе цемента, как наиболее дорогостоящего компонента (СТБ 1182, ГОСТ 27006). В строительно-технологической практике наибольшее распространение получили методы проектирования состава бетона по требуемой прочности на сжатии. Это обусловлено тем, что этот показатель является основным для конструкционных и других бетонов и предполагает однозначное влияние прочности на другие необходимые свойства бетона.

Проектирование состава бетона ведется по разработанным методикам и включает:

• выбор материалов (составляющих) для бетона;
• получение технических характеристик составляющих бетона;
• определение предварительного (расчетного) состава бетона;
• проверку запроектированного состава бетона в пробных замесах;
• корректировку состава бетона;
• расчет материалов на замес бетоносмесителя.

Тип цемента следует выбирать с учетом технологии производства работ, реакционной способности заполнителя, вида конструкции и армирования, условий твердения (в частности тепловой обработки), размеров конструкции и назначения сооружения, условий эксплуатации (агрессивности среды) и с учетом требований ГОСТ 30515.

Марку ( класс ) цемента принимают в зависимости от проектного класса бетона бетонных и железобетонных изделий и конструкций и условий их твердения. При этом необходимо руководствоваться рекомендациями или нормативными документами. Вместе с тем необходимо учитывать, что при использовании цемента, активность которого ниже прочности бетона, потребуется увеличение его расхода. А это приведет к удорожанию, образованию трещин в результате усадки и другим негативным последствиям. Если активность цемента окажется слишком высокой, это может привести к занижению его расхода и цемент может оказаться меньше минимально допустимого, требуемого техническими условиями. В этом случае в цемент можно вводить тонкомолотые добавки.

Выбор мелкого и крупного заполнителя также зависит от требуемой прочности бетона. Чем выше требуемая прочность бетона, тем выше должны быть требования к качеству заполнителей. При этом необходимо стремиться использовать заполнители местные или из близко расположенных карьеров, но отбираются те из них, которые позволяют получить бетон с заданными свойствами при минимальном расходе цемента.

Разработано множество методов проектирования состава бетона, однако стандартного метода, позволяющего получить требуемый результат только с помощью расчета, в настоящее время не существует. Все они являются, как правило, расчетно-экспериментальными и состоят из расчетной части и обязательной экспериментальной проверки и корректировки назначенного состава.

Расчетная часть сводится к определению расхода составляющих по эмпирическим формулам, накопленным таблицам и графикам, выражающим основные зависимости свойств бетона от его состава. При этом различают номинальный (лабораторный) состав, рассчитанный для сухих материалов, и производственный (рабочий, полевой) – для материалов, находящихся в естественно-влажном состоянии. При незначительных объемах или малосерийном нерегулярном производстве конструкций и изделий допускается принимать ориентировочные составы бетонов, которые могут служить основой при назначении рабочего состава с обязательной и .

Как армировать бетон. Зачем бетону армирование?

Все знают, что бетонные блоки обладают довольно высокими прочностными характеристиками. Изделия на основе цементного раствора отличаются высокой прочностью на сжатие — то есть, легко переносят прямое давление. Но есть у бетона один недостаток: он довольно хрупок при растяжении. Если вам кажется, что бетонные блоки при эксплуатации не растягиваются, то вы заблуждаетесь.

Схематичное изображение процесса растяжения бетонной монолитной плиты основания здания

Именно процесс растяжения происходит при любой подвижке здания:

• проседание с течением времени под собственным весом;
• смещение в результате движения нестабильного грунта;
• изменение нагрузок в процессе надстроек или капитального ремонта.

Именно усиление бетонного блока путем армирования значительно улучшает его характеристики на изгиб и растяжение.

Материалы усиления

В зависимости от размера плиты и способа её использования, усиление может быть выполнено различными материалами:

• стальные прутки;

Металлические стержни периодического профиля для армирования

• композитная арматура;

Стеклопластиковая арматура

• фиброволокно .

Фиброволокно для армирования

Самые серьезные и ответственные части здания следует усиливать сеткой из стальных стержней.

Металл используется при устройстве:

• бетонных фундаментов;
• монолитных лестничных маршей;
• формировании плит перекрытия.

Такой способ усиления самый прочный и надежный, но и самый затратный. Цена сопоставимого количества металла значительно отличается от стоимости композитной арматуры.

Различные виды композитной арматуры могут быть использованы при устройстве базовой основы на земле под легкие постройки. При этом, материал композита больше в диаметре, чем заложенный в проекте металлический стержень. Узнать размер требуемого прутка можно из таблицы ниже.

Соответствие прутков различного диаметра стальной и пластиковой арматуры по эксплуатационным качествам

Важно! Не рекомендуется использовать композит при усилении бетонных частей здания, не имеющих опоры на грунт, то есть для плит перекрытия или лестниц.

Фиброволокно используют для укрепления цементных блоков небольших размеров, например, брусчатки или газобетенонных блоков, используемых в строительстве стен зданий. Армированная бетонная плитка имеет большую прочность, что значительно увеличивает срок её эксплуатации.

Напряженно армированный бетон. Напряженно армированный бетон.

Сущность изготовления таких изделий состоит в том что до начала формования изделия арматуру растягивают и в таком состоянии зажим в форме. После затвердевания бетона арматуру обрезают при этом она стремиться сократиться и сжимает бетон ,и чем более сильно растянута арматура тем сильнее будет сжиматься бетон. И когда к констр будет приложена нагрузка напряжения возникшие от нее частично компенсируются предварительно созданными снимающими напряжениями и поэтому трещины в растянутой зоне появяться позже.и тем более предварит напряж арматура способств повышению ее долговечности.

19.Монолитный железобетон. Сборный железобетон.

Монолитнымназывается железобетон изготавливаемый непосредственно на строительной площадке . на месте возведения конструкции устанавливают опалубку ,которую изготавливают из водостойкой фанеры ,стали или пластмассы .Обычно применяют разборную переставную опалубку из сравнительно небольших щитов ,для возведения высоких сооружений (башен,труб,резервуаров) примен скользящую опалубку .В опалубку укладыв необходимая арматура а затем бетонная смесь .она уплотняется глубинными или поверхностными вибраторами . бетон после укладки необходимо первые 7-10 дней защищать от восыхания, а зимой от замерзания. Опалубка снимается при достижении бетона достаточной прочности (50% 7-10 суток).

Сборным-он представляет собой изделия конструкции изготовленные в заводских условиях .Основным приемуществом является высокий уровень механизации при их изготовлении а следовательно и высокая производительность труда. На строительной площадке производится только монтаж таких конструкций .Основными операциями при изготовлении сборных ж/б конструкций :1) приготовление бетон смеси,2) изгот арматурных каркасов 3)Формование и их ускоренное твердение. Ускоренное твердение осуществл за счет подогрева изделия в среде насыщенного водяного пара. Затем изделия проходят технический контроль(ГОСТ или ТУ)и затем отправляются на строй площадку для монтажа.

20.Мелкоштучне изделия из бетона.

На основе как цементных так и известковых вяжущих и д.р. Часто изготовляются бетон камни и мелкие блоки (кирпич 288х138х138)и до (390х190х180). Если такие камни изготавливают из бетона с средней плотностью >1600кг/м то они должны быть пустотелыми. Стеновые камни могут быть рядовыми и лицевыми. По прочности камни подраздел на 7 марок (от 25 до 200) по морозостойкости от 15 до 50.Мелкие стеновые блоки могут из ячеистого бетона (пенно газо бетон)с точки зрения теплоизоляции лучше применять мелкие стеновые блок из ячеистого бетона.

21.Стротельные растворы. Кладочные и штукатурные растворы.

Называется материал полученый в результате затвердевания рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси вяжущего мелкого заполнителя воды и при необходимости специальных добавок. До затвердевания этот материал называется растворной смесью. По назначению растворы делятся накладочные отделочные и специальные.Основные свойства:1)прочность (марка котор определ на образцах кубах в возрасте 28 суток) 2)морозостойкость (определ как и у бетона ,различают марки F10-F300). В качестве специальных добавок могут быть использованы глиняное или известковое тесто .они вводятся для тог чтоб повысить водоудержив способность и нерасслаиваемость. Кроме того могут вводиться некоторые химические вещества, например пластификаторы, противоморозные добавки(поташ).Приготовление растворов:1)дозирование исходных материалов и загрузка их в барабан смесителя принудительного действия. Зимой для получения растворов с положительной температурой песок и вода могут подогреваться ,вяжущее подогревать нельзя. Транспортируются растворные смеси в специализированных автомобилях. Срок и хранение растворных смесей зависит от вида вяжущего и ограничивается сроками схватывания.

Как правильно армировать плиту. Расчет толщины плиты и количества рядов арматуры

До того, как армировать плиту перекрытия, необходимо правильно выполнить все расчеты, с учетом СНиП. В расчетах учитываются лишь несущие стены и установленные на фундамент колонны, перегородки в качестве опор выступать не могут. К расчетным размерам на прочность плюсуют 30% путем умножения полученных показателей на коэффициент запаса прочности 1.3.

Толщина перекрытия

Выполняя расчет армирования плиты перекрытия, сначала высчитывают толщину, которая должна соотноситься с величиной расстояния между стенами в пропорции 1:30 (здесь толщина плиты : длина пролета). В справочной литературе предлагают такой пример: если ширина помещения составляет 6 метров=6000 миллиметров, то перекрытие должно быть по толщине минимум 200 миллиметров.

Если между стенами расстояние равно 400 миллиметров, то плита должна быть равна минимум 120 миллиметрам. Но специалисты советуют на практике добавлять определенный процент прочности, помня, что в помещениях будет стоять мебель, техника и т.д. Справочные примеры и вычисления актуальны лишь для чердаков и пустых помещений, в остальных же случаях желательно перестраховаться и там, где по расчетам получилось 120, делать минимум 150 миллиметров.

Экономия возможна лишь на втором ряду, где можно установить прут на 8 миллиметров и шаг в плите сделать в 2 раза больше. Если пролет больше 6 метров, выполнение расчетов желательно предоставить профессионалам, так как тут уже нужна установка специальных ригелей, существенно увеличиваются прогибы и иные нагрузки, учесть которые человеку без опыта будет трудно.

Обязательно учитывается размер захвата – та часть плиты, что опирается на стены. Для зданий из пенобетона и газосиликата размер захвата должен быть равным 25-30 сантиметрам, из кирпича – 15-20 сантиметрам. Арматурные пруты обрезаются таким образом, чтобы они были залиты бетоном с торцевой части минимум на 25 сантиметров.

Если толщина железобетонной конструкции равна 150 миллиметрам, допускается выполнять одноярусное перекрытие, если больше – обязательно в два уровня.

Армирующая сетка

В СНиП указано, что для жилых сооружений желательно делать не один слой, а два ряда армирующей сетки. Для верхнего ряда может использоваться поперечная арматура с сечением меньшим и большими ячейками. Обычно диаметр арматуры верхнего и нижнего ряда составляет в среднем 8-12 миллиметров. Связывая стержни, формируют решетку с квадратными ячейками размером 20-40 сантиметров.

Более точно диаметр прутьев пролетов в 4 и 6 метров с учетом обычных нагрузок жилых домов указаны в таблице:

Все расчеты осуществляют с учетом максимального расстояния от стены до стены. Над всеми помещениями этажа сооружают одинаковую толщину покрытия, рассчитывая все по самому большому помещению, округляя значения в большую сторону.

Стыки прутков

Каркас арматурный выполняют из горячекатаного проката круглого сечения стали низкоуглеродистой. Металл пластичный, гибкий, хорошо держит нагрузки, выдерживает вибрации, актуален для работы на слабом грунте, не боится тяжелой техники, землетрясений и т.д.

Подбор арматуры в плите перекрытия ведется с учетом необходимости выполнять стыки (так как длины стержня может быть недостаточно) наложением. Все материалы должны соответствовать физическим характеристикам, быть без коррозии и ржавчины.

Стержни укладывают рядом на расстоянии, равном 10 диаметрам, связывают проволокой. Если толщина стержня равна 8 миллиметрам, двойное соединение составит 80 миллиметров. Также поступают с прокатом Ф12, стык получается 480 миллиметров. Стыковки стержней должны смещаться, чтобы не быть расположенными на единой линии. Для выполнения соединений также используют сваривание, прокладывая продольные швы, но это пагубно сказывается на гибкости всей конструкции.

Монтаж сетки

Стержни связывают проволокой диаметром 1.5-2 миллиметра, прочно скручивая места пересечений. Между сетками расстояние составляет около 8 сантиметров, его обеспечивают порезанные в размер стержни 8 миллиметров. Увязку выполняют на нижней сетке в местах пересечения.

Под нижней сеткой арматуры оставляют зазор для заливки раствора толщиной от 2 сантиметров – на опалубку с интервалом в метр раскладываются специальные конические фиксаторы из пластика.

Как правильно вязать арматуру для монолитной плиты – общие сведения

Существует принципиальная разница между плитами бетонными и железобетонными, используемыми в строительной сфере. Последние способны воспринимать значительные нагрузки за счет усиления бетонного массива с помощью арматурной решетки.

Плитный фундамент – важный элемент здания, состоящий из следующих составных частей:

• песчано-щебеночной подушки, демпфирующей реакцию грунта;
• марочного бетона, изготовленного по стандартной рецептуре;
• силовой решетки, для изготовления которой можно взять арматурные стержни.

Надежность и долговечность фундаментной основы определяется качеством изготовления плиты, верхней части которой приходится воспринимать вес строения, а нижней – компенсировать реакцию почвы.

Для монолитной плиты вязка арматуры гораздо проще, чем для ленточного фундамента

Расположенная внутри бетонного массива силовая решетка из стальной арматуры выполняет ряд серьезных задач:

• обеспечивает запас прочности фундамента;
• предотвращает разрушение плиты и образование трещин;
• воспринимает сжимающие нагрузки и изгибающие моменты.

Цельная плита представляет собой плавающий фундамент, обеспечивающий целостность строения при подвижках грунта. Конструкция обеспечивает устойчивость зданий на проблемных почвах при условии правильной вязки элементов арматурной решетки и использовании качественного бетона.При выполнении вязальных работ следует руководствоваться требованиями государственного стандарта, а также строительных норм и правил, регламентирующих особенности вязки.

Остановимся более детально на требованиях, предъявляемых к арматурной решетке и нюансах вязки:

• для изготовления решетки используют ребристые прутья, обеспечивающие повышенное сцепление элементов;
• формируют два яруса силовых решеток, соединенных между собой вертикальными прутьями при толщине бетона 15 см и более;
• выполняют однослойное армирование решеткой с ячейками квадратного сечения размером от 20х20 см до 40х40 см при толщине плиты менее 15 см;
• используют для жесткого соединения элементов арматурного каркаса отожженную проволоку, предназначенную для вязания арматуры.

Отвечая на вопрос об особенностях правильной вязки арматурных элементов, предназначенных для усиления монолитного фундамента, специалисты рекомендуют использовать следующие методы вязки:

Вязка арматуры начинается с покупки металла, количество которого сначала необходимо вычислить с минимально возможным запасом

• ручной, обеспечивающие надежную фиксацию при минимальных затратах. Для соединения прутков необходимо приложить значительные усилия при выполнении работ кусачками или с помощью вязального крючка;
• полуавтоматический, позволяющий выполнять увеличенный объем работ за счет применения специального реверсивного устройства. Вращение крючка происходит в результате возвратно-поступательного перемещения корпуса;
• автоматический, предназначенный для ускоренной вязки арматуры на крупных промышленных объектах. Применение специального пистолета для вязания или шуруповерта с насадкой обеспечивает повышенную эффективность работ.

Выбор инструмента для вязания осуществляется индивидуально в зависимости от объема выполняемых работ:

• для разовой сборки арматурной решетки подойдет вязальный крючок или реверсивное устройство;
• при изготовлении арматурных каркасов в промышленных масштабах следует использовать автоматический пистолет.

При выполнении работ следует соблюдать ряд правил:

• для обеспечения прочного соединения стержней правильно использовать вязальную проволоку с диаметром поперечного сечения 0,8-1,4 мм;
• соединение отдельных стержней следует производить проволокой в участках их взаимного пересечения;
• при закручивании проволоки следует прилагать усилие, обеспечивающее жесткую фиксацию арматурных стержней

Технология изготовление решеток способом связывания превосходит метод сварки арматуры, при котором возникает локальный перегрев и значительно снижается прочность.

Как работает арматура в бетоне. Арматура под бетон: виды и классификация

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

• 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.

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.

Расположение арматуры в бетоне. Правила монтажа армокаркаса по СНиП

Количество необходимой для закладываемой конструкции арматуры и расстояние между арматурными прутьями напрямую зависят от размеров фундамента.

Согласно СНиП 52-01-2003 расстояние между прутьями рассчитывается, исходя из:

• диаметра прута;
• размера бетонного заполнителя;
• направления бетонирования;
• технологии укладки;
• вида бетонного уплотнителя.

Технологически правильное армирование подразумевает, что расстояние между прутьями продольной арматуры должно находиться в пределах от 25 до 40 см. Прутья же поперечной арматуры должны быть не более чем в 30 см друг от друга.

Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете впубликации.

Требования к бетону

Бетон для ленточного фундамента должен отвечать определённым физико-техническим требованиям. Среди них:

• прочность;
• морозостойкость;
• водонепроницаемость.

Прочность — это способность выдерживать нагрузки на сжатие, выраженная в килограммах на квадратный сантиметр.

Морозостойкость обозначается буквой “F” и числовым эквивалентом . Число — это количество циклов полного замораживания и оттаивания опытного образца бетона без изменений своих характеристик.

Водонепроницаемость обозначается буквой “W” и также числовым эквивалентом. Число, в данном случае, — это максимальное давление, измеряемое в мегаПаскалях, при котором образец бетона не пропускает через себя влагу.

Марки бетона , рекомендуемые для сооружения ленточного фундамента:

Соотношение типа сооружения, грунта и марки бетона для ленточного фундамента:

Требования к арматуре

Для армирования ленточного фундамента используется стальная или композитная арматура . Поверхность её профилирована, что приводит к передаче максимальной нагрузки от прогибающегося бетона к арматурным прутьям.

Для продольного армирования обычно используются металлические прутья, диаметр которых находится в пределах от 10 до 16 мм.

Для поперечного армирования применяются металлические прутья, диаметр которых находится в пределах от 6 до 8 мм.

В соответствии со, при возведении ленточного фундамента могут использоваться следующие виды арматуры:

• горячекатанная;
• термомеханически упрочнённая;
• механически упрочнённая в холодном состоянии;
• неметаллическая композитная.

О том, какую арматуру используют для армирования ленточного фундамента, расскажетстатья.