Как работает арматура в бетоне. Преимущества и недостатки армирование бетона

Как работает арматура в бетоне. Преимущества и недостатки армирование бетона

Армирование бетона – процедура, благодаря которой можно значительно увеличить долговечность любого здания. Она обладает следующими преимуществами:

• Конструкция может быть любых форм и размеров. При этом армирование значительно повышает ее прочность, устойчивость к разнообразным нагрузкам.
• Увеличивается долговечность.
• Здание избавляется от негативного влияния перегревов, морозов, сильных перепадов температур.
• Армированный бетон отлично переносит нагрузки на изгиб.
• Вероятность появления трещин в сооружении с армированным бетоном равняется нулю.

Несмотря на многочисленные преимущества, армирование бетона обладает некоторыми недостатками. Среди них:

• Вес конструкции после армирования значительно увеличивается. Это обязательно следует учитывать при проектировании.
• Если бетонное здание уже построено, то выполнить армирование практически невозможно. Это доставляет серьезные трудности.

Современные требования строительства предполагают обязательное армирование частных жилых коттеджей, перекрытий, конструкций монолитных зданий. Благодаря армированию бетона удается укрепить фундамент. Для выполнения работы используют различные материалы. Всего выделяют следующие типы армирования, среди которых:

• Усиление производится при помощи арматурной сетки, которые укладывают в 1 или 2 слоя.
• Усиление производится при помощи арматурной фибры или полипропиленового полотна. Это позволяет изменить структурную оболочку бетонной смеси. За счет этого повышается устойчивость конструкции, она легко выдерживает нагрузки на изгиб.

Если же армирование бетона производится при помощи полипропиленового волокна, то такая конструкция приобретает следующие свойства:

• Материал приобретает износостойкость;
• Бетон приобретает прочность на изгиб и сжатие;
• Бетон приобретает отличные водоотталкивающие свойства;
• Бетонная конструкция сохраняет эксплуатационные свойства после заморозков и резких перепадов температур;
• Практически к нулю сводится количество трещин в бетонной конструкции.

Арматура работает на растяжение. Деформация конструкции вследствие сжатия и растяжения

Как именно арматура помогает сделать железобетон таким прочным? Любая несущая конструкция из бетона подвергается нагрузкам на сжатие и растяжение, что вызывает временную или постоянную деформацию. Чтобы понимать, как работает деформация, можно представить на месте железобетонной плиты большой блок резины, который сжимается, растягивается и сгибается по определенным правилам. Бетон подвержен почти тем же законам физики, хотя его деформация менее заметна глазу. А чрезмерная деформация недостаточно укрепленного бетона вызовет разрушение конструкций, что чревато приведением здания в аварийный вид.
Чистый бетон , хоть и выглядит довольно прочным, разрушается при относительно малых усилиях. Поэтому его используют там, где предполагается лишь один вид деформации в один момент времени. Несущие конструкции в зданиях требуют большей прочности и гибкости. Стержень арматуры из стали выдерживает значительные нагрузки по сравнению с твердым бетоном, он выдерживает в сто раз более сильное растяжение, чем самый крепкий неармированный бетон. Таким образом, стержни из стали способны удерживать целые бетонные плиты от сильной деформации, принимая на себя многие виды нагрузок, в том числе резкие вибрации. 
Важно подбирать арматуру определенного сечения, чтобы она хорошо укладывалась в бетон, не создавая полостей или слабых областей в плите. Сцепление может быть усилено длительным выдерживанием бетона после заливки, а также повышением исходной шероховатости стальных стержней. Сама же сталь отлично сцепляется с бетоном, при этом они имеют примерно одинаковые физические свойства в плане изменения температуры – например, они одинаково меняют свой объем. Дополнительное укрепление происходит при усадке бетона – он так плотно сжимает стальные прутья, что они практически становятся неотъемлемой частью готовой железобетонной плиты. Железобетон становится частью прочных стен, полов и потолочных плит в жилых и промышленных зданиях.
Так как бетон является слабым проводником тепла, стальная арматура надежно защищена от одного из своих главных недостатков – хрупкости при резком изменении температур. Арматура внутри железобетонной плиты практически не испытывает влияния температуры в самые жаркие или холодные сезоны года.

Источник: https://armatury-pod-lentochnyj-fundament.aystroika.info/stati/rabota-armatury-v-betone-armirovanie-konstrukciy

На что работает арматура. Как работает арматура в ленточном фундаменте

Виктор, Волгоград задаёт вопрос:

Здравствуйте! Мне предстоит построить дом. Он будет стоять на ленточном фундаменте.

Оценив состояние семейного бюджета, я уже подумываю заливать основание под строение без его армирования. Мои знакомые утверждают, что хороший бетон и без арматуры выдержит тяжелые стены, и зданию не грозят ни просадки, ни трещины. По их мнению, фундамент будет заключен в ров, который защитит конструкцию от смещения.

Они советуют забутить основание и забыть об армировании, говоря, что крупные камни лучше справятся с его укреплением, чем стальные стержни. И все-таки я боюсь, что без арматуры в фундаменте появятся трещины. Подскажите, пожалуйста, как работает арматура в фундаменте.

Для чего она нужна? Можно ли в строительстве обойтись без нее? Спасибо.

Здравствуйте! Ваши знакомые правы лишь отчасти. Или им неизвестно, как работает арматура в фундаменте, или они не знают, что в подавляющем большинстве случаев в умеренных широтах грунты являются пучинистыми.

Фундамент без армирования имел бы смысл, если бы располагался на монолите, а его функция сводилась только к выравниванию площадки под возведение стен. Конечно, бетон #8211; очень прочный материал, выдерживающий огромные нагрузки на сжатие. Однако на фундамент воздействуют не только усилия, вызванные весом строения, на него влияют силы, направленные и по другим векторам.

Бетон прекрасно выдерживает усилия, прикладываемые к нему в перпендикулярном направлении, но нагрузки на излом, когда одна из граней фундамента растягивается, а другая сжимается, ему противопоказаны. При этом материал больше боится именно воздействия на разрыв. А подобные ситуации возникают довольно часто:

из-за неравномерной плотности грунта, вызванной его составом или уровнем влажности;морозного пучения грунта (в этом случае нагрузки направлены в обратную сторону, т.

е. вверх);цикличности воздействия этих факторов;подвижности верхних слоев грунта;изменений температуры и т. п.

Все действующие на излом усилия в конечном счете приведут к образованию трещин в фундаменте, а в худшем случае #8211; к проседанию не только самого фундамента, но и опирающегося на него строения.

От таких недостатков избавлен армированный железобетон. Заключенные в него стержни служат надежными компенсаторами сжатий и расширений строительного материала, улучшая характеристики бетонного изделия.

Стоит сказать, что многие самодеятельные строители совершают ошибку, считая, что для придания фундаменту необходимой прочности достаточно проармировать только одну из его сторон (нижнюю, верхнюю или боковую часть). Они не учитывают направленности воздействия нагрузок, из-за которых незащищенной остается неармированная сторона ленты.

Арматура не способна обеспечить одинаковую прочность фундамента на всем его протяжении, так как стержни имеют определенную длину и их приходится соединять. В местах сопряжения прутьев железобетонная конструкция будет более уязвима. Наращивание арматуры сваркой встык не улучшает ее характеристик, поэтому стержни должны соединяться внахлест.

Длина нахлеста составляет 30-40 сечений арматуры. Чтобы не ослаблять бетон, соединение прутьев не следует делать в углах фундамента. Кроме того, стыковать арматуру в соседних поясах следует с максимальным разбросом.

Арматурины соединяются двумя способами:

Вязальной проволокой пользуются в тех случаях, когда возможно проседание грунта под лентой. Сварка применяется, когда такая возможность исключена.

На то, как будет работать арматура в фундаменте, влияют:

характеристики металла;состояние прутьев;толщина стержней;количество поясов армирования и перемычек между ними.

Сегодня в строительстве применяются прутья класса А-III с пределом текучести 390 Н/мм².

Для возведения небольших строений используется арматура сечением от 12 до 16 мм. Лучшее сцепление с бетоном обеспечивают профилированные прутья. К тому же они должны быть очищены от жира и грязи, препятствующих контакту материалов.

Нельзя забывать об установке поперечных прутьев, обеспечивающих дополнительную жесткость конструкции. Перемычки по горизонтали и вертикали устанавливают с шагом не реже 25 см. Нужно добавить, что арматура должна быть утоплена в толщу бетона на глубину не менее 5 см.

Источник: https://armatury-pod-lentochnyj-fundament.aystroika.info/stati/rabota-armatury-v-betone-armirovanie-konstrukciy

На что работает бетон. Классификация и области применения бетонов

По ви­ду вя­жу­ще­го ма­те­риа­ла раз­ли­ча­ют Б. на не­ор­га­ни­че­ских вя­жу­щих (це­мент­ные, гип­со­бе­то­ны , си­ли­кат­ные бе­то­ны , на жид­ком стек­ле, на маг­не­зи­аль­ных вя­жу­щих, сер­ные), на ор­га­ни­че­ских вя­жу­щих ( ас­фаль­то­бе­то­ны , по­ли­мер­бе­то­ны ) и на сме­шан­ном вя­жу­щем (по­ли­мер­це­мент­ные Б.).

По струк­ту­ре под­раз­де­ля­ют­ся на Б. слит­но­го строе­ния (с круп­ным за­пол­ни­те­лем и мел­ко­зер­ни­стые), ячеи­стые бе­то­ны (по­ро­бе­то­ны) и круп­но­по­рис­тые бе­то­ны (бес­пес­ча­ные). Воз­мож­ны Б. со сме­шан­ной струк­ту­рой (напр., слит­но­го строе­ния с по­ри­зо­ван­ным це­мент­ным кам­нем).

В за­ви­си­мо­сти от струк­ту­ры и ви­да за­пол­ни­те­лей по­лу­ча­ют Б. с раз­ной ср. плот­но­стью (кг/м³): о со­бо тя­жё­лые (бо­лее 2500), тя­жё­лые (от 1800 до 2500), лёг­кие (от 600 до 1800) и осо­бо лёг­кие (ме­нее 600).

Осо­бо тя­жё­лые бе­то­ны из­го­тов­ля­ют­ся пре­им. на порт­ланд­це­мен­те с ме­тал­лич. за­пол­ни­те­ля­ми (чу­гун­ная дробь, скрап, об­рез­ки ар­ма­ту­ры) или за­пол­ни­те­ля­ми из руд (маг­не­тит, ге­ма­тит, ли­мо­нит и т. п.). Плот­ность Б. на ме­тал­лич. за­пол­ни­те­лях мо­жет дос­ти­гать 6000 кг/м³. Осн. на­зна­че­ние та­ких Б. – за­щи­та от γ -из­лу­че­ния в ра­ди­ац.-тех­нич. ус­та­нов­ках (ре­ак­то­ры АЭС и т. п.). Б. за­щит­ной обо­лоч­ки кор­пу­са ядер­но­го ре­ак­то­ра кро­ме вы­со­кой плот­но­сти и за­дан­ной мар­ки по проч­но­сти не долж­ны те­рять свои свой­ст­ва да­же при темп-рах, воз­мож­ных при ава­рий­ном ре­жи­ме ре­ак­то­ра, т. е. быть дос­та­точ­но жа­ро­стой­ки­ми.

Тя­жё­лый бе­тон  – наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ный вид Б. Обыч­но это це­мент­ный Б., в ко­то­ром в ка­че­ст­ве за­пол­ни­те­лей ис­поль­зо­ва­ны гра­вий, ще­бень из плот­ных гор­ных по­род (из­вест­няк, гра­нит, ба­зальт и др.) ли­бо из ме­тал­лур­гич. шла­ков, а так­же при­род­ные (гл. обр. квар­це­вые) или дроб­лё­ные пес­ки. К тя­жё­лым Б. от­но­сят так­же си­ли­кат­ные Б. на плот­ных за­пол­ни­те­лях. Осн. по­ка­за­те­ли ка­че­ст­ва тя­жё­ло­го Б. – класс проч­но­сти на сжа­тие и мо­ро­зо­стой­кость. При­ме­ня­ет­ся для не­су­щих кон­ст­рук­ций гражд. и пром. зда­ний, при строи­тель­ст­ве ав­то­до­рог, аэ­ро­дро­мов, гид­ро­тех­нич. со­ору­же­ний и т. п.

Лёг­кий бе­тон обыч­но по­лу­ча­ют, ис­поль­зуя по­рис­тые за­пол­ни­те­ли ( пем­за , туф , ке­рам­зит , шла­ко­вая пем­за и др.) и обыч­ный или по­рис­тый пе­сок. В за­ви­си­мо­сти от ви­да за­пол­ни­те­ля та­кие Б. на­зы­ва­ют ке­рам­зи­то­бе­то­ном, шла­ко­бе­то­ном, пем­зо­бе­то­ном и т. п. Для сни­же­ния плот­но­сти Б. при­ме­ня­ют тех­но­ло­гию об­ра­зо­ва­ния пор в це­мент­ном кам­не (по­ри­за­цию) га­зо- или пе­но­об­ра­зо­ва­те­ля­ми. К лёг­ким бе­то­нам от­но­сят так­же ячеи­стые Б. с плот­но­стью 600–1200 кг/м³; в за­ви­си­мо­сти от ме­то­да по­ри­за­ции их на­зы­ва­ют га­зо- или пе­но­бе­то­на­ми. Осн. ха­рак­те­ри­сти­ки лёг­ких Б. – проч­ность на сжа­тие и сред­няя плот­ность. Лёг­кие Б. гл. обр. ис­поль­зу­ют для ог­ра­ж­даю­щих кон­ст­рук­ций, сте­но­вых па­не­лей, ре­же в не­су­щих кон­ст­рук­ци­ях (бал­ки, пе­ре­кры­тия). Для це­лей те­п­ло­изо­ля­ции по­лу­ча­ют Б. на по­рис­тых за­пол­ни­те­лях без пес­ка – круп­но­по­рис­тый Б.

Осо­бо лёг­кие бе­то­ны в осн. ячеи­стые; бла­го­да­ря вы­со­кой по­рис­то­сти они име­ют низ­кую те­п­ло­про­вод­ность и при­ме­ня­ют­ся для те­п­ло­изо­ля­ции. В ви­де мел­ко­штуч­ных бло­ков и в мо­но­лит­ном ва­ри­ан­те их при­ме­ня­ют для за­пол­не­ния кар­ка­са зда­ний. К этой груп­пе от­но­сят так­же круп­но­по­рис­тые Б. на по­ли­мер­ном свя­зую­щем и по­рис­тых за­пол­ни­те­лях.

В за­ви­си­мо­сти от ме­то­да из­го­тов­ле­ния раз­ли­ча­ют Б. мо­но­лит­ный и сбор­ный. Мо­но­лит­ный Б. с по­мо­щью опа­луб­ки фор­му­ют в ра­бо­чем по­ло­же­нии не­по­сред­ст­вен­но на строй­ке, где он и твер­де­ет. Сбор­ный Б. по­сту­па­ет на стро­ит. пло­щад­ку в ви­де го­то­вых эле­мен­тов и кон­ст­рук­ций, из­го­тов­лен­ных на спе­циа­ли­зир. пред­при­яти­ях.

По на­зна­че­нию Б. мо­гут быть кон­струк­ци­он­ны­ми, кон­ст­рук­ци­он­но-те­п­ло­изо­ля­ци­он­ны­ми и те­п­ло­изо­ля­ци­он­ны­ми в за­ви­си­мо­сти от пре­об­ла­да­ния у них проч­но­ст­ных или те­п­ло­изо­ля­ци­он­ных свойств. По­ми­мо этих осн. ти­пов су­ще­ст­ву­ют спец. Б.: жа­ро­стой­кие бе­то­ны , ки­сло­то­упор­ные, до­рож­ные, гид­ро­тех­ни­че­ские, фиб­ро­бе­то­ны , бе­то­но­по­ли­ме­ры , тор­крет-бе­то­ны, элек­тро­про­во­дя­щие и др.

Как правильно армировать плиту. Армирование бетонной плиты: расчет материала и технология укладки

Армирование бетонных плит – мероприятие необходимое для улучшения качества бетона

Бетон является одним из самых востребованных строительных материалов. Он используется при устройстве фундаментов, строительстве несущих стен, плит перекрытий и лестниц. Так же раствор на основе цемента используется при устройстве отмосток и при изготовлении бетонной тротуарной плитки. Мы уделим внимание очень важному моменту упрочнения конструкций — расскажем, почему необходимо армирование бетонной плиты, независимо от её размеров и места применения.

Рассмотрим возможные варианты усиления, и опишем, как армировать бетонную плиту фундамента стальными прутками.

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.

Плита бетонная армированная 500х500х50 для обустройства придомовых территорий

Технология усиления

Чтобы разобраться с технологией процесса усиления, возьмем ситуацию устройства монолитной плиты фундамента. Это наиболее сложный процесс, но и самый показательный.

Дело в том, что композитные прутья укладываются аналогично стальным, отличие только в диаметре стержней. А фиброволокно замешивается в массу бетона при его затворении.

Подготовка к усилению

Армирование плиты монолита происходит после того, как произведены подготовительные работы, а именно:

• вырыт котлован,
• отсыпана и утрамбована песчано-щебневая подушка,
• установлены щиты опалубки,
• проложен материал гидроизоляции.

Армирование укладывается в подготовленную опалубку, проложенную материалом гидроизоляции

Перед укладкой сетки усиления следует определиться с диаметром стержня, и рассчитать количество необходимого материала. Если у вас на руках есть проект строительства, то все эти данные прописываются в спецификации — и в расчетах нет необходимости.

В противном случае, расчеты производятся следующим образом:

• Диаметр стержня равняется 5% от толщины плиты. Армированная бетонная плита обычно заливается толщиной более 200 мм, соответственно берется арматура с диаметром стержня 10 мм и более.

Чем толще плита фундамента, тем крупнее диаметр стальных стержней

• Сетка выкладывается с размером ячейки 150-200 мм. Чем больше нагрузка на основание, тем меньше размер ячейки. Данное требование необходимо учитывать при закладке армирования в местах расположения несущих стен.

В местах наибольшей нагрузки размер ячейки уменьшается

• Длина стального стержня равна 11,7 м. При стыковке двух прутков, они связываются по всей длине нахлеста или в трех местах, как минимум. Длина нахлеста роняется 40 диаметрам стержня. Например, нахлест 2 прутков арматуры 12 мм должен равняться 12*40= 480 мм.

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.

Арматура работает на сжатие или растяжение. Как обосновать продольную арматуру ленточного фундамента.

В чем заключается вопрос? Кстати, это достаточно актуальная ситуация ввиду того, что грунты под зданием чаще, все же, равномерно расположены по глубине.

Так вот, есть здание (не важно какое 2,3 этажа, 4 и так далее). Под него запроектирован ленточный фундамент. Фундамент монолитный, в нем взята какая-то арматура. И выдан проект. И вдруг заказчик требует обоснования применяемой арматуры. Но если сделать расчет, то выясняется, что грунты равномерные под подошвой и по глубине грунтовой толщи, сильной разницы по нагрузкам от стен нет и, де факто, фундамент нигде не испытывает фактически никаких нагрузок кроме сжимающих. Ни изгиба, ни растяжения нигде нет. Вследствие массивности ленточного фундамента он на сжатие даже без арматуры проходит со свистом многократно перекрывая нагрузку. Как доказать, что арматура нужна и в каком конкретно количестве?

Тут все очень просто. Мы делаем монолитный фундамент. Армирование там необходимо хотя бы для исключения трещин вследствие усадки бетона, температурных воздействий и во время строительства, когда возможно неравномерное нагружение. То есть мы не можем протяженные бетонные конструкции делать без арматуры. Это почти гарантированно приведет к трещинам каждые 6-7 метров. То есть нам арматура нужна в любом случае. И вот тут, так как армированный бетон – это уже железобетонная конструкция у нас вступает в действие требование по минимальному проценту армирования железобетонных конструкций, прописанное в СП63.13330 п.10.3.6.

Берем оттуда процент, требуемый для нашей конструкции и армируем как минимум на это значение. А также учитываем требования пункта 10.3 того же СП по максимальным расстояниям между стержнями арматуры для железобетонных конструкций.

Да, и все эти требования в нормах взяты не от фонаря, а из условий того, что только при выполнении этих требований по расположению арматуры конструкция будет работать эффективно и долговечно.