Бетон – это материал, который широко используется в строительной отрасли. Его использование необходимо на каждом этапе при возведении зданий и сооружений. Связано это с тем, что данное вещество имеет высокую прочность при затвердении, что необходимо и для закладки фундамента, и для монтажа перекрытий, и для других строительных работ. Однако природные и антропогенные факторы могут оказывать существенное влияние даже на этот твёрдый материал, и он подвергается деформации. Например, бетон отлично выдерживает усадку, а вот растяжение выдержать не может.
Когда на изделия из бетона оказывается неравномерная нагрузка, то в тех областях, где наблюдается растяжение, могут возникать трещины. В результате этого постройка может частично или полностью разрушиться. Для того чтобы увеличить прочность бетона целесообразно применять такой метод, как его армирование. Для того чтобы понять, как этот процесс изменяет свойства бетона, необходимо выяснить, что представляет собой данная технология и как её необходимо осуществлять. Также важно иметь представление и об основных видах армирования бетона.
Содержание:
1 Для чего применяется армирование?
2 Виды армирования
3 Использование различных конструкций армирования
3.1 Для стяжки полов и потолков
3.2 Для закладки фундамента ленточного типа
3.3 В производстве колонн и столбов
3.4 При производстве плит для фундамента
4 Основные правила укладки арматуры
Для чего применяется армирование?
Армирование — это введение в бетон каркаса из металлической арматуры. Это необходимо для усиления бетона. По сути, данная процедура служит для того, чтобы компенсировать недостаточную пластичность этого строительного материала. Кроме этого бетон с арматурой имеет больше возможностей для растяжения и меньше подвержен излому. Между арматурным соединением и бетоном возникает прочное соединение. Деформация такого материала практически невозможна даже в случае больших температурных перепадов по причине почти одинаковых коэффициентов расширения этих двух материалов.
Применение арматуры даёт возможность перераспределить основную нагрузку в тех местах, где возможно растягивание балок. При этом стальной каркас обладает большой упругостью, а бетонное покрытие защищает его от воздействия внешних факторов, таких как высокая температура и коррозия.
Чтобы максимально надёжно соединить два компонента, арматуре придают рельефную поверхность, которая быть:
- кольцевой;
- серповидной;
- четырёхсторонней;
- смешанной.
В двух последних случаях получается самое лучшее сцепление материалов. Для большой прочности возводимой постройки необходимо точно выдерживать нормы использования стальных вставок и бетонной заливки. Однако точного расхода быть не может, так как в зависимости от назначения пропорции могут быть разными. К примеру, если закладывается ленточный фундамент, то необходимо от 150 до 200 килограммов на один кубический метр, а чтобы изготовить несущие бетонные перекрытия – не менее 200 килограммов. Несколько десятков лет назад армирование бетона проводилось с использованием только одной металлической решётки, изготовленной из стали. В наше время для производства наиболее высокопрочных строительных материалов используют добавки, основой которых может быть стекло, базальт и углерод.
Широкое применение приобрёл бетон с добавлением стеклопластика в качестве армирующего материала. Такой материал отличается не только высокой стойкостью, но и способствует облегчению бетонных плит.
В зависимости от конструкции выделяют несколько видов армирования:
- стержневой или монолитный;
- дисперсный;
- армирование с использованием сетки.
Остановимся на каждом виде поподробнее. Для создания промышленных блоков из железобетона используется монолитное армирование. Для этого из стальных прутьев изготавливается однослойный или многослойный каркас. При этом они соединяются в поперечном и вертикальном плане с помощью толстой проволоки. В результате получается крупноячеистый каркас с размерами ячейки около 20 сантиметров. После этого вся конструкция заливается бетоном.
Дисперсный способ армирования предусматривает добавление в ещё не застывший раствор бетона мелкодисперстного компонента – фибры. В основу фибры входит базальт, полипропилен, сталь или стекловолокно. Как уже было сказано выше, довольно часто в последнее время используется стекловолокно.
Третий способ армирования предусматривает использование сетки, на изготовление которой идёт железо или полимеры, также она может совмещать материалы (композитная). Для производства таких плит производятся специальные стальные сетки, имеющие размеры 50X200 или 150X200 сантиметров. Ячейки в этих сетках имеют диаметр 150X200 миллиметров.
Наиболее часто используются сетки из композитных материалов или полимеров. Связано это с тем, что они практически не подвергаются действию коррозийных агентов.
Использование различных конструкций
Армирование бетонных конструкций применяется обычно как обязательный элемент, чтобы повысить прочность бетона. Наиболее часто в качестве арматуры используют такие материалы, как стальную проволоку, прутья из стали, имеющие различный диаметр, пластиковую, а также композитно-полимерную арматуру. Чтобы все армирующие части собрать в единую конструкцию, применяют два различных типа соединений. Первый тип основан на простом связывании элементов обычной мягкой вязальной проволокой. Второй тип — на использовании электродуговой сварки для скрепления арматурных элементов. Довольно часто встаёт вопрос: какой тип соединения лучше применить?
Само собой разумеется, что на производстве применяется сварка. Данный процесс требует большой ответственности, поэтому к работе по соединению элементов арматуры привлекают специалистов, которые имеют большой опыт работы в данной области и обладают высокой квалификацией. В домашних условиях проще воспользоваться проволокой диаметром 2-3 миллиметра. Для большей прочности можно делать двухслойную связку. Следует помнить, что для того, чтобы достигнуть максимальной прочности изделия, необходимо сварить или связать не меньше чем 50% мест, где пересекались отдельные конструкционные части и соединения. На следующем этапе остановимся подробно на разных вариантах для разных видов конструкций.
Конструкции для стяжки полов и потолков
Чтобы проводить армирование стяжки пола или потолка, как правило, используется специальная решётка или сетка, которая изготовлена из металла.
Для закладки фундамента ленточного типа
Если необходимо укрепить фундамент ленточного типа, применяют арматуру, имеющую форму квадрата, который получают путём сварки или вязания четырёх и более прутьев. В результате формируется видимость пояса и его необходимо расположить по всему периметру фундамента. Данный способ армирования относится к одним из самых прочных. Такой фундамент выдержит любые виды механических нагрузок.
В производстве колонн и столбов
Чтобы армировать колонны или столбы, используют вариацию ранее описанного метода. Данная вариация отличается тем, что в упомянутом ранее методе производится горизонтальное армирование, а при производстве столбов – вертикальное. Для большей экономии металла, в вертикальных конструкциях используются только стержни (один или более). Их назначение – работа на растягивание.
Необходимо уточнить, что описанный тип армирования не может выдерживать слишком большие нагрузки.
Для производства плит для фундамента
Чтобы осуществлять армирование плит для фундамента большого размера или специальных фундаментных блоков, обычно применяется комбинированное или, как ещё называют, двойное армирование. Принцип производства полностью соответствует вышеописанному.
Основные правила укладки арматуры
Чтобы бетон отличался повышенной прочностью и надёжностью, необходимо выполнять целый ряд правил по укладке арматуры.
- При сборке и установке конструкции, арматура не должна касаться опалубки. Как известно, поверх металла заливается бетон, который создаёт защитный слой. Толщина этого слоя на поверхности металла не должна быть более 20 миллиметров.
- В ходе создания фундамента армированные плиты погружаются в так называемое «тело» из бетона, которое заливают на расстоянии 50 миллиметров от дна котлована. Чтобы подобрать необходимую высоту пользуются кирпичом, крупнофракционным щебнем или специальными подставками, которые производятся из пластика.
- Бывшую в использовании арматуру не применяют для укрепления фундамента строения в местах, где будет наибольшая нагрузка.
- Такой вид арматуры целесообразно использовать только для стяжки потолков или формирования пола.
- Между узловыми частями расстояние не должно превышать 25 – 30 сантиметров. Для усиления прочности можно уменьшить размер ячеек. Однако не следует делать ячейки менее чем 100 миллиметров. Это связано с тем, что через очень маленькие отверстия заливаемый бетон проходит с большими трудностями, в результате чего внутри конструкции могут образовываться не заполненные пространства, что в дальнейшем может создать серьёзные проблемы.
- Если стальные элементы имеют небольшой налёт ржавчины, то это не является дефектом арматуры. Эту ржавчину не стоит обрабатывать какими-либо антикоррозийными средствами или закрашивать краской. Так как все дополнительные покрытия только создают препятствие для прочного сцепления металла и бетона.
- Не рекомендуется погружать армирующий элемент в опалубку, залитую бетоном. По правилам вначале монтируется арматура, а потом она заливается бетоном.
- При проведении армирования не следует применять короткие металлические прутья (до одного метра), листовую сталь, прутья из алюминия, разнообразные трубы, рельсы, а также сетку-рябицу. Чрезмерно короткие прутья, а также другие не прочные материалы, снижают износоустойчивость бетона.
- Металлические прутья рекомендуется соединять методом связывания, так как сварочные швы могут деформироваться.
- Для хорошей прочности и надёжности связыванию или свариванию должны быть подвергнуты не менее 50 % соединений арматуры.
- Для защиты металла от коррозии бетон обогащается гидроизоляционными спецдобавками, в результате чего увеличивается срок эксплуатации сооружений.
- Чтобы произвести качественное армирование, рекомендуется доски опалубки изнутри оклеить пергамином. Это замедлит процесс испарения влаги из бетона, что будет способствовать более прочному сцеплению. Также заливаемая поверхность будет идеально гладкой.
- При проведении армирование пола и стен необходимо оставлять отверстия для вентиляции и электропроводки.
- Чтобы не снизить сцепление арматуры с бетоном, необходимо избегать попадания на металлические материалы различных маслянистых веществ.
- При проведении армировки арматура может отличаться толщиной в зависимости от предельной нагрузки и площади предназначенной для армирования. С увеличением нагрузки должен закономерно увеличиваться и диаметр прутьев.
- Вся арматура должна быть полностью залита бетоном, чтобы избежать её коррозии и разрушения.
- При заливке арматуры бетоном, он должен беспрепятственно проходить через все ячейки и равномерно распределяться по всей площади изделия.
- Чтобы равномерно распределить бетон, можно воспользоваться специальными подборками.