Зачем арматура в бетоне

Арматура для бетона – какую лучше использовать

Тяжелый бетон это прочный материал, который обладает высокой «несущей» способностью «на сжатие». В то же время его способность воспринимать растягивающие и изгибающие напряжения оставляют желать лучшего.

  • Арматура под бетон: виды и классификация
  • Сколько арматуры нужно на куб бетона
  • Образец расчета арматуры для фундамента
  • Немного математики
  • Заключение

Поэтому для обеспечения стойкости сооружений ко всем видам механических нагрузок применяется арматура для бетона, закладываемая сооружение на этапе подготовки к заливке. Бетон без арматуры может воспринимать лишь незначительные нагрузки на изгиб и растяжение. При превышении определенной величины, измеряемой в МПа или кгс/см2 конструкция начинает идти трещинами или полностью разрушается.

Арматура под бетон: виды и классификация

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

  • Материал изготовления – углеродистая сталь или стеклопластик.
  • 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.
Диаметр арматуры, мм Профиль Назначение
6 гладкий монтажная/для формирования хомутов
8 монтажная/возможно применение в качестве армирующих элементов буронабивных свай
10 периодический (рифленый, ребристый) рабочая/используется для небольших построек с учетом параметров грунта
12 рабочая/самые распространенные варианты для возведения ленточного или плитного железобетонного основания
14
16 рабочая/используется для больших домов на сложном грунте

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.

Сколько арматуры нужно на куб бетона

Этот законный вопрос задают себе многие застройщики частных и дачных домов, возводящих объекты капитального строительства без разработки дорогостоящего проекта.

При определении количества арматуры на куб бетона учитываются следующие факторы: условия эксплуатации в конкретном регионе России (состояние грунта, глубина промерзания почвы и высота стояния грунтовых вод), вес сооружения, тип конструкции и технические характеристики доступной арматуры.

Приблизительные нормы расхода стального армирования диаметром 12 мм на ленточный фундамент частного дома следующих габаритов 9х6 метров – 18,7 кг на 1 м3 тяжелого бетона.

Отмечая, что расчет характеристики – расход арматуры на м3 бетона должен производиться в каждом конкретном случае индивидуально. В соответствии с требованиями действующего нормативного документа СНиП 52-01-2003, в общем случае количество продольной арматуры не может быть меньше 0,1% от площади поперечного сечения конструкции.

В качестве примера рассмотрим сечение ленточного фундамента частного дома высотой 1 метр и шириной 0,5 метра.Для его усиления потребуется 1х0,5= 0,05 м2 арматуры соответствующего сечения.

Абстрагируясь от нормативных документов регламентирующих количество арматуры на 1 м3 бетона, сообщим читателям этой публикации практические нормы расхода, обеспечивающие высокий уровень прочности и долговечности частного здания.

Образец расчета арматуры для фундамента

Правильно уложенная на фундамент рабочая арматура увеличит его прочность на разрыв и изгиб. Есть еще и вспомогательная арматура, устанавливаемая вертикально. Она обеспечивает прочностью на срез.

В обоих вариантах используются различные виды армирования, что следует учитывать:

  • Первые шаги начинаются с того, что по периметру опалубки, собранной в ленточном котловане, вбиваются вертикально прутья. При этом выдерживаются одинаковые расстояния между стержнями – 50-80 см. Диаметр самой арматуры находится в пределах 0,8-1 см, а высота прутьев равна глубине котлована.
  • К вспомогательным прутам вяжут внизу и вверху горизонтальные пояса, количество прутьев в которых выбирают с учетом рекомендаций, приведенных в таблице:
Ширина пояса, см Количество прутьев
Не более 40 см 2
Более 40 см 3

При достаточно глубоком котловане допускается в горизонтальных поясах прокладывать по четыре прута.

  • Расстояние от наружного края пояса до оконечной точки вертикального стержня не должно превышать 10 см.
  • Чтобы армировочный каркас был единой неподвижной конструкцией, особое внимание нужно уделять соединению углов. Здесь лучше использовать систему перекрестных лент, объединив между собой пруты двух горизонтальных поясов. Не помешает для усиления углов и использование арматурной сетки.

Нужно взять во внимание и такой момент – арматура для ленточного фундамента не должна ложиться на землю. Рекомендуется использовать бетонную подложку. До того, как будет выполняться окончательная сборка каркаса, делают первую заливку толщиной в 5-7 см. Когда бетон застынет, можно выполнять сварку (или привязку) друг с другом нижнего и верхнего поясов.

Немного математики

До того, как приступать к укреплению ленточного фундамента, необходимо произвести расчет арматуры. Это позволит заранее запастись нужным количеством материала и выбрать правильные параметры.

Сначала рассматривают схему будущего дома, чтобы определиться с количеством лент под фундамент. У стандартного здания четыре наружные стены и несколько внутренних (в нашем случае пусть будет две несущих), значит, всего лент фундамента – шесть.

Математические вычисления можно рассмотреть на конкретном варианте.

К примеру, строится дом квадратного типа с длиной стены 10 м. Количество прутьев в каждом из основных поясов берется по 2. В данном случае расчет арматуры будет выглядеть так:

  1. Длина дома умножается на количество лент и количество прутьев в двух поясах:
    10 х 6 х 4 = 240 м – общая длина основной арматуры с прутьями d=12 мм.
  2. К периметру дома прибавляют длину внутренних стен (допустим, каждая по 10 м):
    40 + 2 х 10 = 60 м – общая длина ленты.
  3. Предыдущий параметр умножают на 5,4 – средний коэффициент на каждый метр ленты:
    60 х 5,4 = 324 м – общая длина вспомогательной арматуры

Расчет производился для ленты высотой 80 см и шириной 40 см. Математические действия достаточно просты, так что рассчитать нужное количество прутьев не составит труда.

Если идет речь о фундаменте, то это арматура диаметром не менее 12 мм сваренная или связанная в формате ячейки габаритами 50х50 миллиметров. Стены здания из бетона допускается армировать в продольном направлении с шагом 0,4-0,5 метра. При этом сцепление арматуры с бетоном обеспечивается ее конструктивными особенностями – продольным и поперечным рифлением.

Заключение

В заключение повествования стоит отметить, что системных рецептов по армированию конструкций приемлемых для всех возможных случаев нет и не может быть. Частный застройщик, принимающий решение, сколько арматуры на 1 м3 бетона должен руководствоваться климатическими условиями и массой планируемого сооружения.

Это переменные величины, нуждающиеся в уточнении в каждом конкретном случае строительства здания и сооружения.

Читайте также  Устройство бетонной площадки под авто

Металл против стеклопластика: на чем держится бетон

Какая бывает арматура

Без арматурного каркаса невозможна ни одна монолитная бетонная конструкция. Прочность, устойчивость к деформациям — все это обеспечивается именно арматурным каркасом. За много десятилетий все привыкли к тому, что арматура — это металлические прутья или проволока. Не так давно на рынке появилась композитная арматура — стеклопластиковая или стеклобазальтовая, под нее даже разработан свой собственный свод правил — СП 295.1325800.2018 «Конструкции бетонные армированные полимерной композитной арматурой». Разбираемся, в чем различия между этими двумя типами арматуры и в чем заключаются некоторые секреты обустройства металлического арматурного каркаса.

Как работает арматура

Монолитный бетон — и прочный, и долговечный, и универсальный материал. Но у него есть один большой изъян — он хрупкий. Именно поэтому, чтобы придать всей монолитной конструкции устойчивость к деформациям и разрушению, бетон укрепляется своеобразным «скелетом» — арматурным каркасом. Именно арматура удерживает общую конструкцию: например, стальной прут на растяжение прочнее бетона в две сотни раз — и после заливки и застывания вся масса приобретает единые свойства.

Так что, если мы хотим получить прочный бетонный монолит, нужно, чтобы внутри него обязательно был каркас из арматуры. Это касается подавляющего большинства случаев: и для фундамента, и в перекрытиях, и в лестницах, и в других монолитных конструкциях.

Арматурный каркас бывает плоским (горизонтальный или вертикальный) или пространственным. Выбирается способ монтажа в зависимости от того, какую работу должна выполнять конструкция.

Фото: sdelai-lestnicu.ru

Два типа арматуры

Металлическая арматура — это стальной прокат, длинные пруты разного сечения (от 6 до 40 мм). Пруты эти бывают гладкими или ребристыми. Гладкий профиль (класс А1) используют, чтобы делать конструкционные перемычки. Ребристый обеспечивает более серьезное сцепление с бетоном, поэтому из него собирают несущий каркас для ленточных и плитных фундаментов. Разумеется, ребристый профиль дороже. Чтобы строить дома, в качестве рабочей арматуры используют арматуру классов А300 и А400. Металлическая арматура может быть сварена в сетчатый каркас, но этого делать не рекомендуется: прут станет хрупким из-за перегрева. Лучше вязать ее специальной проволокой или пластиковыми хомутами.

Композитная арматура была придумана около сорока лет назад. Она чаще всего бывает стеклопластиковая, но иногда бывает и стеклобазальтовая (сделанная из расплава горной породы и выскопрочного полимерного волокна). Профиль композитной арматуры чаще всего ребристый, сечение может быть от 4 до 20 мм. Такой каркас связывается проволокой или пластиковыми хомутами.

К достоинствам стеклопластиковой арматуры причисляют:

  • повышенную прочность;
  • устойчивость к коррозии;
  • удобство в транспортировке и монтаже.

Пластиковая арматура никогда не заржавеет — а значит, не нужно пытаться во что бы то ни стало выдерживать защитный слой бетона. Она прочная — бетонная конструкция будет хорошо удерживать форму десятилетиями.

Фото: stpulscen.ru

Зато есть у «новичка» и серьезный недостаток — у стеклопластиковой арматуры модуль упругости примерно втрое меньше, чем у стальной. Иными словами, при пиковой нагрузке по упругости стальная арматура растянется, а стеклопластиковая — порвется, то есть плита перекрытия просто рухнет моментально. Так что многие профессионалы рынка не советуют использовать такую арматуру в фундаментах, особенно в ленточных и плитных.

И еще одна проблема стеклопластиковой арматуры — она не очень выгодна, армирование стальными прутьями выходит дешевле, даже с учетом сильного подорожания металла в строительстве за последнее время. Так что многие эксперты сомневаются в целесообразности использования подобных каркасов в частном домостроении.

Секреты армирования бетона

Прежде чем делать арматурный каркас, нужно все хорошо рассчитать: в зависимости от нагрузки, от типа грунта и уровня его промерзания. Есть умельцы, которые умеют рассчитать параметры «скелета» бетонной конструкции самостоятельно. Но если вы никогда этого не делали — лучше оставить эту работу специалистам. Но есть и общие правила, о которых было бы не лишне знать каждому начинающему домовладельцу.

  • Продольные стрежни в рабочем поясе должны быть одного диаметра. Но если пруты разные и это объясняется конкретными причинами — то в нижнем поясе должны быть прутья большего диаметра.
  • Шаг между прутами в продольном поясе должен быть не больше 40 см.
  • А между поперечинами и вертикальными элементами каркаса — от 30 до 80 см.

Фото: armaturniy.ru

  • Диаметр арматуры может быть 10 мм, если длина сторон фундамента больше трех метров. Если больше — продольные пруты не должны быть меньше 12 мм в диаметре.
  • Один из главных нюансов технологии изготовления железобетонных изделий — соблюдение толщины защитного слоя бетона. Иными словами, нельзя заливать арматуру так, чтобы кончики прутьев выглядывали наружу. Бетон защитит каркас от коррозии, но только если защитный слой будет достаточной толщины. В противном случае мы увидим такой знакомый нам пейзаж с кусками бетона, осыпающимися с проржавевшего каркаса. Минимальный защитный слой — 1 см, но это, повторимся, самый минимум. Если диаметр прута арматуры больше, то минимальный защитный слой нужно будет увеличить до этого значения.

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.

Читайте также  Реставрация бетонного подоконника

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.
  • Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: