Что такое армирование и для чего оно нужно?

Требования к бетону для заливки в опалубку

Раствор для заливки опалубки можно заказать у поставщиков. Готовый бетонный раствор должен быть не ниже марок М 200, М 300.

При изготовлении раствора в домашних условиях нужно придерживаться правильной технологии:

• если нет необходимости в особой прочности бетона – приготовляют раствор из 1 части цемента марки М 400 и 3÷8 частей гравийно-песчаной смеси;
• высокопрочный бетон – это смесь из 1 части цемента М 400, 2,5÷5 частей щебня и 1,5÷2 частей песка.

Все части будущего раствора для заливки опалубки тщательно перемешиваются вручную лопатами или в бетономешалке, после добавления воды снова перемешиваются. В итоге полученный бетон должен не растекаться по лопате, а оседать на ней.

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

В процессе длительной эксплуатации строительные конструкции подвергаются воздействию сжимающих и изгибающих нагрузок, а также крутящих моментов. Для усиления выносливости железобетона и расширения сферы его использования выполняется усиление бетона арматурой. В зависимости от массы каркаса, диаметра прутков в поперечном сечении и пропорции бетона изменяется коэффициент армирования железобетонных конструкций.

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

Для того, чтобы армирование выполняло свое назначение, необходимо расчитать усиление бетона, соответствующий минимальному проценту

Процент армирования колонны, балки, фундаментной основы или капитальных стен определяется следующим образом:

• масса металлического каркаса делится на вес бетонного монолита;
• полученное в результате деления значение умножается на 100.

Коэффициент армирования бетона – важный показатель, применяемый при выполнении различных видов прочностных расчетов. Удельный вес арматуры изменяется:

• при увеличении слоя бетона показатель армирования снижается;
• при использовании арматуры большого диаметра коэффициент возрастает.

Для определения армирующего показателя на подготовительном этапе выполняются прочностные расчеты, разрабатывается документация и делается чертеж армирования. При этом учитывается толщина бетонного массива, конструкция металлического каркаса и размер сечения прутков. Данная площадь определяет нагрузочную способность силовой решетки. При увеличении сортамента арматуры возрастает степень армирования и, соответственно, прочность бетонных конструкций. Целесообразно отдать предпочтение стержням диаметром 12–14 мм, обладающим повышенным запасом прочности.

Показатель армирования имеет предельные значения:

• минимальное, составляющее 0,05%. При удельном весе арматуры ниже указанного значения эксплуатация бетонных конструкций не допускается;
• максимальное, равное 5%. Превышение указанного показателя ведет к ухудшению эксплуатационных показателей железобетонного массива.

Чтобы гарантировать надежность конструкций из железобетона, необходимо соблюдать требования строительных норм

Разновидности усиления

Применяются следующие виды укрепления бетона:

• с использованием мелкофракционного наполнителя. Такой вид усиления также называют дисперсным. В жидкую бетонную смесь вводятся фиброволокна из кусочков проволоки, стекловолоконных нитей или синтетический заполнитель. После твердения бетона, находящиеся в массиве волокна повышают прочность, уменьшают риск растрескивания при усадке и температурных колебаниях. При этом резко возрастает стойкость к воздействию механических факторов и агрессивным средам;
• с применением арматурного каркаса. Силовая конструкция из стальных стержней позволяет равномерно демпфировать усилия, обеспечивая целостность армированного массива в условиях повышенных нагрузок. Каркас представляет собой пространственную металлоконструкцию из рабочей арматуры диаметром 1,4–2,0 см, располагающуюся продольно. Рабочие стержни соединяются с поперечными прутками диаметром 0,6–0,8 см. Фиксация элементов производится вязальной проволокой;
• с помощью специальной сетки, произведенной промышленным образом. Технология послойного укрепления положительно зарекомендовала себя при выполнении отделочных мероприятий внешней поверхности стен, возведенных из различных стройматериалов. Для усиления поверхности используется готовая сетка из стальной проволоки или пластика, на которую наносится слой шпатлевки или отделочный раствор. Такой вид армирования позволяет создать надежную основу для внешнего штукатурного слоя.

Выбор метода укрепления осуществляется в соответствии с особенностями здания, действующими нагрузками и поставленной перед строителями задачей.

В высотных зданиях арматурный каркас служит основой всей конструкции

Виды армирующих элементов

Разобравшись, для чего нужно применять укрепление строительных элементов, что такое армирование, рассмотрим, какие виды изделий, предназначенных для усиления строительных конструкций, существуют на сегодняшний день:

каркасные системы – плоского и пространственного типа. Расположенные в одной плоскости, получают путем сваривания стержней с учетом требований проектной документации. Сварку осуществляют с помощью специализированных сварочных устройств, оснащенных групповым электродным приспособлением. Возможно применение традиционной электрической сварки. Такая конструкция служит заготовкой для объемного каркаса, где прутья располагаются в перпендикулярных плоскостях, соединенных между собой с помощью сварки или вязальной проволоки. Применение готовых каркасов позволяет ускорить проведение строительных мероприятий на треть общего времени, сократить количество отходов стали, благодаря эффективному раскрою;

https://youtube.com/watch?v=hOAl8RflWHo

• вязаные и собранные с применением сварки армирующие сетки. Для их изготовления используются стержни различного диаметра. При размере сечения проволоки до 1 сантиметра сетка считается легкой, свыше 1,2 см – тяжелой. Ячейка может быть как прямоугольной, так и квадратной формы. Сетка, изготовленная из проволоки диаметром менее 5-10 мм, поставляется в рулонном виде. Вязка сеток производится в случаях невозможности применения сварочного оборудования либо для увеличения площади охвата непосредственно на строительной площадке. Сфера применения этого вида изделия очень широка. Нужно армирование кирпичной кладки, цементного пола, дорожного покрытия? Армирующая сетка, в этом случае, – простой и надежный вариант. Это изделие можно использовать с целью установки каркасных конструкций и изготовления клеток для животных;
• хомуты применяются при сооружении пространственных каркасов. Они значительно облегчают процесс установки рабочей арматуры;
• закладные детали служат для упрощения сборочных работ. К ним привариваются анкера, фиксаторы арматуры, устанавливаются упоры, предотвращающие сдвиг.

Разновидности балок

Что представляет собой конструкция железобетонной балки? Каковы отличия по способу установки и форме сечения?

Балка – изготовленный из бетона и армированный стальными прутками элемент, работающий в составе строительной конструкции и воспринимающий силовые нагрузки. Такие строительные конструкции еще называют ригелями или прогонами. В зависимости от метода установки они могут быть:

• Монолитными элементами, представляющими собой свободно расположенные или защемленные с одной или двух сторон однопролетные конструкции.
• Комбинированными (сборно-монолитными) конструкциями, в том числе консольными.
• Сборными, состоящими из отдельных частей, входящих в состав общей многопролетной конструкции.

Сечение элементов различное и может иметь прямоугольную форму, представлять трапецию, тавр, двутавр или другие виды. Согласно строительным нормам, ширина сечения принимается равной 5 сантиметрам и представляет собой цифровой ряд, начиная от 100 мм, и заканчивая 250 мм. Высота изделия соответственно изменяется.

Комбинация арматурных стержней и бетона даёт комбинацию их свойств

Усиление углов

Фиксация элементов стальной конструкция должна обеспечивать полную передачу усилий между прутьями арматуры. Если армирование углов ленточного фундамента будет выполнено без разрывов, а соединение элементов будет жестким, то монолитное основание ленточного типа будет обладать необходимой прочностью за счет цельной пространственной рамы.

Простое соединение двух армирующих прутьев в углах недопустимо ни при каких обстоятельствах

Не допускается фиксация перпендикулярно расположенной арматуры, концы которой просто связаны с применением проволоки для вязания. Это вызывает появление трещин в угловых частях основания, расслаивание, откол частей фундамента.

Рассмотрим, как правильно армировать углы, какие главные ошибки допускают застройщики, не знакомые со спецификой армирования.

Производя работы, обратите внимание на следующие моменты:

• в каждой из угловых частей основания горизонтально расположенные стержни должны монтироваться в загнутом виде;
• не допускается соединение встык арматуры, что вызывает разрыв силовой цепи;
• угловые участки следует армировать стержнями, диаметр которых превышает один сантиметр.

Основная ошибка, которую допускают застройщики, производящие армирование углов ленточного фундамента – фиксация перпендикулярно расположенных концов прутьев. Это нарушает целостность жесткой пространственной конструкции, приводит к растрескиванию бетона, нарушению устойчивости строения.

Выбор толщины армирующих прутьев во многом зависит от распределения нагрузок

Армирование оснований производят в различных вариантах:

• С применением при усилении стальной сетки, размещенной в верхнем и нижнем ярусе, закрепленной к поперечно расположенным арматурным пруткам. Усиление угловых стыков производится загнутыми стержнями увеличенного до 2 см диаметра. Фиксация сетки к вертикальным стержням осуществляется с интервалом 0,5 м.
• Используя отдельные стальные стержни. Это позволяет обеспечить жесткую связь основания с капитальными стенами здания, надежно зафиксировать стальные стержни. Метод предусматривает соединение внахлест стержней, концы которых имеют необходимое перекрытие.

При изгибе стальных прутьев более 150 градусов применяются цельные прутки, имеющие незначительный изгиб. При меньших углах наружные прутья, имеющие прямолинейную конфигурацию, остаются целыми. Угловые элементы каждого яруса изгибаются соответствующим образом и пересекаются в зонах крепления. Усиление прямого угла основания осуществляется с использованием отдельных стержней Г-образной конфигурации.

Необходимость армирования бетона

Армирование бетона представляет собой упрочнение его структуры за счет введения дополнительных элементов или ингредиентов на стадии подготовки раствора или формирования бетонной конструкции. В целом, если рассматривать механические , то следует отметить достаточно высокую прочность на сжатие при сравнительно низкой прочности на растяжение (изгиб).

Схема армирования стяжки: 1 – основная сетка; 2 – дополнительное усиление основной сетки; 3 – П-образные усиления краев плиты; 4 – Г-образное усиление углов плиты; 5 – несущие стены.

Ряд элементов сооружений работает при воздействии очень высоких статических и динамических нагрузок, которые порой превышают допустимые нагрузки на обычные бетонные составы. Наконец, имеют более низкие показатели и по прочности на сжатие, что учитывается при установке перекрытий. Сами механические нагрузки имеют, как правило, направленный характер и несут риск локального в местах приложения силы.

Различные бетонные конструкции подвергаются нагрузкам разной величины и направленности. К наиболее перегруженным элементам можно отнести ленточные фундаменты, цокольные зоны сооружений, несущие и опорные элементы, зона крепления перекрытий, стяжки пола, сами перекрытия и другие элементы. Все эти причины вызывают необходимость армировать бетонные конструкции на стадии их изготовления.

Армирование бетона

Заливка монолитной плиты с усилительным каркасом: фото

В современном строительстве применение железобетона является стандартом де-факто, несмотря на то, что его цена на порядок выше обычного аналога. Однако наличие арматуры не превращают бетон в железобетон. Иногда в опалубку просто погружаются сваренный наугад каркас, который затем заливается раствором – некоторые строители по ошибке могут назвать это железобетоном, но это заявление ошибочно.

Минимальный процент усиления

Чтобы превратить обычный бетон в железобетон, недостаточно просто заложить в него металлический каркас. Существует такое понятие как минимальный процент армирования железобетонных конструкций, посредством которого определяется степень перехода одного состояния в другое. Если процент вхождения металлических элементов окажется меньше необходимого, то данное изделие относится к бетонным наименованиям.

Готовый каркас и металлического прута

Если количество металлических составляющих будет меньше необходимого, то такой тип усиления считается конструкционным укреплением – при этом изделие не становится железобетоном.

Минимальный процент усиления объекта продольной арматурой рассчитывается исходя из площади сечения бетонного элемента.

• Во внецентренно растянутых и изгибаемых объектах, в том случае если продольная сила располагается вне пределов рабочей высоты сечения, усиление должно составлять не менее 0,05% (арматура S) от площади сечения бетонного элемента;
• Во внецентренно растянутых объектах, где продольная сила располагается между арматурами S и S”, усиление должно составлять не менее 0,06% (арматура S и S”) от площади сечения бетонного элемента;
• Во внецентренно сжатых объектах минимальный процент вхождения металлических элементов составляет от 0,1 до 0,25% (арматура S и S”).

Максимальный процент усиления

Сборка каркаса перед заливкой

В бетонных работах инструкция – «чем больше, тем лучше» – неуместна.

Чрезмерное количество металлических составляющих существенно ухудшит технические характеристики изделия.

Как и в предыдущем случае, здесь также имеются нормативы.

Независимо от класса бетона и усилительных элементов, наибольший процент вхождения арматуры в сечение изделия не должен превышать 5% в случае с колоннами и 4% во всех остальных случаях. При этом бетонный раствор должен эффективно просачиваться между деталями усилительного каркаса;

Защитный слой бетона

Схема Ж/б в разрезе

Усилительный каркас должен покрываться защитным слоем бетона, который обеспечивает совместную работу бетона и металлического скелета. Также он защищает металл от коррозии и воздействия окружающей среды (см.также статью «Защита бетона от влаги: способы и применяемые материалы»).

Толщина слоя над металлическим каркасом составляющими должна составлять.

В стенках и плитах (толщиной мм) не менее:

• Свыше 100 мм – 15 мм;
• До 100 мм и включительно – 10 мм;

В ребрах и балках:

• Свыше 250 мм – 20 мм;
• До 250 и включительно – 15 мм;

В фундаментных балках:

Не менее 30 мм;

В колоннах:

Не менее 20 мм;

Укрепление лестничного пролета

В фундаментах:

• Монолитных с цементной подушкой – 35 мм;
• Сборных – 30 мм
• Монолитных без цементной подушки – 70 мм;

Также следует отметить, что алмазное бурение отверстий в бетоне или резка железобетона алмазными кругами должна учитывать расположение и структуру усилительного каркаса. Отделение частей или сквозные отверстия могут существенно снизить потенциал прочности объекта. Если же речь идет о полном демонтаже объекта, то данное обстоятельство учитывать нет необходимости.

Виды арматур

Для армирования бетона используют сетки, монолитные и дисперсные конструкции. Они отличаются по эксплуатационным свойствам, поэтому в каждом конкретном случае выбирают конкретный тип арматуры. Их технические характеристики следующие:

• Монолитное. Такой тип армирования чаще всего используют при возведении железобетонных блоков в заводских условиях. Особенности строительства заключаются в каркасном монтаже прутьев. Они устанавливаются в один или несколько слоев. Между собой их соединяют проволокой поперек и по вертикали. За счет этого удается получить ячейки с шагом в 20 сантиметров.
• Дисперсное. Подобный тип армирования означает добавление в подстывший бетон мелкодисперсных компонентов – фибры. Материал делают из полипропилена, базальта, стали и стекловолокна. Подобный тип армирования на сегодняшний день получил наибольшую популярность.
• С помощью сетки. Большой популярностью пользуется армирование металлической сеткой. Установить ее очень просто. Подобную сетку делают из полимера, композита или железа. Материал легко приобрести в любом строительном магазине. Наибольшей популярностью пользуется композитная и полимерная сетки, которые практически не подвержены коррозии.

Технология выполнения бетонных работ.

Бетонные работы можно разделить на два этапа:

• Подготовительный;
• Основной.

(Что бы самому научится проводить бетонные работы, стоит просматривать ссылки которые будут включены дальше).

В подготовительный этап бетонных работ мы включим весь процесс предшествующий бетонным работам: разработку проекта предполагаемой конструкции, где будут проводится бетонные работы и куда вывозится земля с котлована или траншеи, расчёт количества бетона, выбор марки бетона*. При изготовлении бетона в ручную, выбор состава бетона* и подсчёт количества сыпучих материалов: шлак, гравий, песок, цемент* и т.д. Планировка и разметка местности, разработка котлована и устройство опалубки. Ведь любые бетонные работы невозможны без опалубочных работ

Устройство забутовки и подсыпки, её трамбовка, устройство канализационных путей сообщения, армирование. Ну и самое важное это составление графика проведения бетонных работ!

Основной этап бетонных работ предполагает — собственно сам процесс заливки бетонной смеси в опалубку, равномерное распространение бетона по плоскости, его сушка под средством трансформатора для бетона*(если бетонные работы проводились в зимнее время); демонтаж опалубки, шлифовка бетонного основания, гидроизоляция основания конструкции.

Давайте на примере фундамента разберёмся как проводят бетонные работы.

Первым делом стоит определиться какой это будет фундамент, то ли ленточный*, толи монолитный*. Но не для любой земли подойдёт тот или иной вид фундамента. Определится с этим вам поможет материал — Для каждого тип земли свой фундамент*.

Далее, как говорилось выше, идёт разметка фундамента и роется котлован под дом* при помощи спец.техники или вручную. Борта и днище котлована выравниваются лопатами и на дно устилается геотекстиль*(Геотекстиль не даст просаживаться забутовке и не пропустит корни деревьев, будет держать подошву под фундаментом сухой). По верх него ведётся забутовка основания, трамбовка зубутовки и выравнивается это всё гравиевой подсыпкой, которую так же проходят трамбовкой. Следом по краю котлована или траншеи устанавливается съёмная опалубка* и укладывается арматура для фундамента*, и устраиваются канализационные пути сообщения.

Арматура в любых бетонных работах играет очень важную роль. Она не даёт уже застывшему бетону разойтись по сторонам. Так сказать уменьшает момент растяжения и снимает выше стоящую нагрузку. Её можно сварить квадратами или связать. Варят арматуру только при строительстве тяжелых зданий и сооружений, а вяжут пруты арматуры на обычную бетонную проволоку.

Вот как то так вкратце, мы и разобрались в технологическом процессе проведения бетонных работ. Единственное что хочется добавить:

Бетонные работы можно выполнять по разному, смешанными и комбинированными способами согласно потребностям будущего основания и предполагаемых нагрузок на него сверху.

Не забываем, что при любых бетонных работах, будь то стяжка или фундамент, стены из бетона, по достижении конструкции более 15 метров в длину, стоит устраивать температурный шов

Ну а напоследок давайте посмотрим интересное видео.

**Материал «Бетонные работы» подготовлен администрацией сайта Строительство от а до я. Енакиево-Донецк*.

Задачи армирования

Чтобы точнее понять, почему армирование и бетонирование идут рука об руку, вспомним, какие силы действуют, допустим, на ленточный фундамент. И для начала представим идеальный вариант — ленту, которая передает нагрузку на абсолютно жесткое основание.

В этом случае будем иметь вертикально направленные усилия от стоящего над фундаментом здания и равноценные им компенсационные усилия от жесткой подстилающей поверхности.

И поскольку бетон хорошо работает на сжатие, нашей балке при таком разделении усилий ничегошеньки не грозит.

Но идеальных ситуаций не бывает. В подавляющем большинстве случаев приходится иметь дело не с жестким, а мягким основанием. Таким, что неравномерно сопротивляется сжатию. И теперь представим, что по центру у нас оказалась слабая зона.

В этом случае в нижней части изделия будут действовать разрывающие балку силы, нивелировать которые можно только армированием.

Если же провисание возникает над торцевой частью балки, разрушение будет происходить ближе к верхней плоскости изделия, которая также будет нуждаться в арматуре.

То есть в реальных условиях верхний и нижний слои бетона нужно армировать. Это позволит ему работать не только на сжатие, но и на изгиб.

Армирование фибробетона

Схемы армирования стыков.

Распространенной ошибкой является решение о том, что изготовить фибробетон можно кустарным способом. Например, насыпав в обычный раствор металлическую стружку или порезанную проволоку. Дело в том, что для создания материалов, из которых впоследствии будет изготовлена фибра, затрачивается много времени на одни только испытания, по окончании которых изготовители получают сертификаты на изготовление.

Для распределения в фибробетоне стекловолокна используют два метода:

1. Торкетирование, другими словами, набрызг стекловолокна на специальную основу.
2. Премиксинг – перемешивание, после которого смесь поддается воздействию роликового прессования или виброуплотнения.

А вот при производстве сталефибробетона используют магниты, с помощью которых равномерно распределяют металлическую фибру во всей массе бетона.

Фибробетон не только заменяет с успехом обычный армированный бетон, но и может использоваться в особенных архитектурных конструкциях, так как именно из него можно изготовить такие виды декоративных элементов, как стеновые панели, дренажные системы, черепица, малые архитектурные формы и многое другое.