Работа арматуры в бетоне

Уже более века в строительной отрасли известен такой материал, как железобетон. Несмотря на такой почтенный возраст, это соединение бетона и стальной арматуры используется в строительстве до сих пор. Это объясняется многими факторами, среди которых важнейшим является повышенная прочность железобетона, которая достигается благодаря использованию арматуры.

Армаровка, подготовленная под заливку бетона

Армаровка, подготовленная под заливку бетона.

В данной статье будет рассказано о том, как работает арматура в бетоне, зачем она там нужна и в чем заключается особенность такого конструкторского решения.

Железобетонные сооружения используются не только в строительстве жилых или же производственных зданий. Преимущества, которые дает этот строительный материал, позволяют применять его во многих сферах строительства, подразумевающих дальнейшую эксплуатацию в различных условиях.

Союз бетона и стали

Схемы основных уплотнений деформационных швов бетонных и железобетонных плотин

Схемы основных уплотнений деформационных швов бетонных и железобетонных плотин:
а – диафрагмы из металла, резины и пластических масс; б – шпонки и прокладки из асфальтовых материалов; в – инъекционные (цементация и битумизация) уплотнения; г – брусья и плиты из бетона и железобетона; 1 – металлические листы; 2 – профилированная резина; 3 – асфальтовая мастика; 4 – железобетонная плита; 5 – скважины для цементации; 6 – цементационные клапаны; 7 – железобетонный брус; 8 – асфальтовая гидроизоляционная прокладка.

Создание строительного материала из бетона и стали обусловлено рядом преимуществ, которые дает такой симбиоз. Прежде всего это касается физических свойств этих двух материалов. Бетон дополняет сталь, а сталь значительно усиливает физические параметры бетона.

В первую очередь это касается такого понятия, как прочность. Данный параметр измеряется при разных состояниях того или иного материала. К таким состояниям относятся растяжение, сжатие и сдвиг. Каждое из этих состояний важно, поэтому их расчет ведется весьма тщательным образом.

Бетон имеет довольно высокий уровень прочности при сжатии. Этот показатель обусловил применение бетонных конструкций при строительстве перекрытий, где сжатие является постоянным. Однако там, где помимо сжатия действует и фактор растяжения, нужно применять железобетон.

Объясняется это тем, что сталь, из которой сделана арматура, имеет очень высокий уровень прочности при растяжении. Это-то и дает тот запас прочности, которым славятся железобетонные конструкции. Правильное соединение стали и бетона, правильно созданная между ними связь обеспечивают высокую прочность железобетонного сооружения. Далее будет рассказано о том, как достичь того, чтобы эта самая связь стали и бетона была как можно более прочной и на полную мощность выполняло свое предназначение.

Железобетонные правила

Самостоятельная укладка половой доски

Самостоятельная укладка половой доски

Прочность конечной железобетонной конструкции зависит в первую очередь от того, как осуществляется связь бетона с арматурой. Если говорить более конкретно, то важно то, как бетон передает свое напряжение, возникающее от нагрузки, стальной арматуре. Если эта передача осуществляется без потери энергии, то и общая прочность будет высокой.

При передаче напряжения не должно быть никакого сдвига связи. Значение этого параметра допускается лишь в 0,12 мм. Точное, прочное и неподвижное соединение бетона и стальной арматуры – это залог того, что и прочность конечного железобетонного сооружения также будет высокой.

Для того чтобы наглядно понимать принцип работы арматуры в бетоне, недостаточно знать лишь теоретическую часть, о которой было сказано выше. Немаловажной частью подготовки является и практика, то есть знание того, как этот железобетон делается и какие правила его производства обеспечивают железобетонную связь конечной конструкции.

Читайте также:  Изготовление арматурного каркаса ленточного фундамента

Выбор стальной арматуры

Схема армирования

Схема армирования

Для того чтобы начать производство железобетона, понадобятся, как не трудно догадаться, железо и бетон. При выборе материала для металлического остова нужно руководствоваться определенными правилами, некоторые из которых прописаны в специальных нормативных документах. Согласно правилам, для производства арматуры можно использовать следующие материалы:

  • мягкая сталь;
  • средне- и высокоуглеродистая сталь;
  • стальная проволока, произведенная методом холодной протяжки.

Каждый из этих материалов проходит такие операции, как механическое упрочнение и холодное скручивание. Важным фактором является и то, что металлические стрежни должны быть обязательно с неровной или же немного зазубренной поверхностью. Такое положение дел дает дополнительное сцепление стали с бетоном.

Конструкция монолитного перекрытия с применением стального профилированного настила в качестве несъемной опалубки и внешней арматуры

Конструкция монолитного перекрытия с применением стального профилированного настила в качестве несъемной опалубки и внешней арматуры.

Расположение арматуры должно быть осуществлено по всей площади железобетонного блока, плиты или же иной конструкции. Из стальных стержней создается сетка. Эта сетка представляет собой прутья, которые соединены между собой под прямым углом. Соединение происходит путем сварки или же вязки.

Существует и еще одна разновидность арматуры, о которой нужно рассказать. Это так называемая листовая арматура. Представляет она собой лист стали, который по всей своей поверхности прорезается во множестве мест, а получившиеся прорези расширяются. Получается своеобразная сетка, расположение которой осуществляется так же, как и расположение обычной арматурной сетки. Применение такой сетки востребовано в плитах перекрытия и стенах зданий.

Подготовка стержней к связке

Схема армирования

Схема армирования

Прежде чем начать работы по составлению арматурной сетки и встраиванию ее в бетонную плиту или же иную бетонную конструкцию, стальные стрежни нужно к этому подготовить. Далее их нужно проверить на пригодность и прочность. Только после этого стоит приступать к основной операции армирования бетона.

Самыми главными параметрами, по которым происходит проверка арматуры, являются наличие на ней ржавчины и ее соответствие указанным ранее расчетным размерам. Нельзя забывать и о физических дефектах. Стальные прутья должны быть ровными и соответствовать всем размерам. Их расположение в бетонной плите должно быть точно выверено, ведь отклонение даже на несколько миллиметров может быть критическим.

Говоря о ржавчине, речь идет о сильной коррозии, которая уже начинает разрушать внутренности того или иного металлического стержня. При ржавчине, которая поразила лишь незначительные части стержней, эксплуатация арматуры разрешена. Однако нужно совершить обработку таких прутьев специальными антикоррозийными средствами.

После этого осуществляется сгиб металлических стержней. Зачем нужна эта операция? Она необходима для сложных армированных конструкций, которые будут устанавливаться в бетоне. Производится данная операция на специальных станках. После завершения всех операций, призванных подготовить арматуру, происходит связка или же сварка арматурной сетки. Для создания такой сетки обычно используются следующие материалы и инструменты:

  • стальные прутья (они должны быть уже подготовлены, проверены и, если нужно, изогнуты);
  • металлическая проволока (она нужна, если используется связка);
  • сварочный аппарат (он нужен, если будет использоваться сварка арматурной сетки);
  • ровная поверхность (связка или сварка сетки должна производиться очень осторожно, малейший сдвиг может нарушить правильность всей конструкции);
  • подъемный механизм (для закрепления стальной конструкции в бетоне нужно использовать подъемный механизм);
  • прокладки и ограничители (эти приспособления позволяют контролировать ровность связки и избежать смещений).

Создание арматурной сетки

Схема монолитного перекрытия

Схема монолитного перекрытия.

Связка как крепление арматурных стержней сейчас используется намного чаще, чем сварка. Обусловлено это меньшей затратностью данного процесса. Однако и качество соединения тоже уменьшается. Но что бы там ни было, данная операция проводится и ее осуществление тоже требует знаний и определенных навыков.

Читайте также:  Армирование кладки из газосиликатных блоков

Обычно связка проводится в стороне от уже сделанной опалубки. Поверхность, на которой происходит связка, должна быть идеально ровной, так как в результате должна получиться связка без каких-либо смещений. Для контроля ровности и отсутствия смещений применяются специальные прокладки и ограничители, устанавливаемые в ходе процесса крепления прутьев.

Нужно помнить, что при данной работе крепление, которое уже произведено, крайне сложно исправить. Для этого придется разбирать целую секцию и перевязывать ее заново. Поэтому слежение за ровностью связки и правильностью процесса является обязательным.

Для вязки могут использоваться различные материалы. Самым распространенным и доступным из них является обычная железная проволока, которая обладает мягкостью и одновременной прочностью. Могут использоваться и специальные крепления на основе пружин. Они значительно ускоряют процесс крепления.

Для того чтобы связь арматуры с бетоном была качественной, нужно просчитывать такой момент, как слой бетона над стальной сеткой. Слой бетона должен защищать стальную конструкцию от проникновения к ней воздуха и влаги. Важно найти разумное значение толщины слоя бетона, которое удовлетворит все требования, предъявляемые к железобетонным конструкциям.

Сварка деталей

Соотношение составляющих бетона М250

Соотношение составляющих бетона М250 (цемент, песок, гравий и вода).

Вторым способом создания арматурной сетки является сварка. Она начинает все чаще использоваться на наших стройках, так как является идеальным решением для прочности и качественного исполнения железобетона. Далее будут рассмотрены ее преимущества и то, как правильно производить сварку, чтобы связь арматуры и бетона стала действительно крепкой.

Чаще всего используют электродуговую сварку. Она является самой распространенной из-за своей простоты и качества. Посредством сварочного аппарата и электродов производится сварка внахлест под углом и сварка двух стержней из стали на одной прямой. В первом случае особый контроль за качеством не предусматривается. А вот при сварке на одной прямой нужно создать действительно прочное соединение, способное выдержать большую нагрузку.

Сварка имеет ряд преимуществ перед вязкой:

  • возможность обойтись без соединения внахлест;
  • уменьшение итогового поперечного сечения многих участков соединений в арматурной сетке;
  • повышенная жесткость арматурного каркаса.

Можно найти еще немалое количество преимуществ, которыми обладает сварка.

Прежде чем начинать производить сварку, стыки стержней стоит зачистить. Они должны быть ровными или же обрезаны под определенными углами, удобными для сварки прутьев того или иного сечения. При подгонке прутьев друг к другу можно использовать специальное устройство, которое контролирует как горизонталь, так и вертикаль прутьев.

Немаловажным условием качественно выполненной работы является ее контроль. Он должен касаться всего: и качества швов, и квалификации сварщика, и итога произведенных работ. Нужно сказать пару слов о предварительном проверочном сваривании. Оно предполагает сварку нескольких проверочных прутьев. После чего производятся их испытания на разрыв и на сжатие.

Поведение железобетона

Таблица соотношения прочности бетона

Таблица соотношения прочности бетона.

Здесь будет рассказано о том, как арматура улучшает качества бетона в тех или иных строительных конструкциях, важнейшими из которых являются балки, плиты и колонны. Каждая из этих конструкций позволяет найти особенности, которые должны учитываться при создании железобетонных блоков.

Напряжение, которое испытывает балка, не является однородным. Нижняя часть балки более подвержена растяжению. Это значит, что именно она нуждается в укреплении арматурным каркасом.

Низ балки, укрепленный арматурной сеткой, будет испытывать точно такое же растяжение, как и раньше. Однако сопротивление этому растяжению будет усилено физическими свойствами стали, которая при грамотной связке с бетоном будет передавать ему свое сопротивление.

http://youtu.be/OfZncM5PDLY

Относительно бетонной плиты надо сказать следующее. Ее опирание происходит посредством двух, а иногда и четырех сторон. Плита испытывает растяжение с большего в середине. Принято крепить арматурную сетку с двух сторон плиты, это позволяет быть уверенным в том, что арматурная сетка работает в полной мере.

http://youtu.be/6IhoUQ0V0CM

Представленная тут информация поможет понять, как работает арматурная сетка и зачем нужно ее использование в строительстве как промышленном, так и гражданском. Несмотря на то, что железобетон используется уже довольно давно, он до их пор остается актуальным и будет оставаться таким еще долгое время.

Комментарии