Для чего используется армирование бетона? Для чего в бетоне арматура

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Арматурный металлопрокат – неотъемлемый элемент любой железобетонной конструкции. Прочный и долговечный, тем не менее, он неустойчив перед влагой, химическими соединениями. Чтобы каркас не ржавел и не разрушался, ему необходима защита в виде бетонной прослойки.

Оглавление:

Что представляет собой?
Величина слоя
Правила монтажа арматуры

Для чего нужен защитный слой?

В соответствии с СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» каркас нуждается в защите от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

Используемые методики антикоррозионной обработки арматуры (цинкование, оксидирование) не дают 100 % гарантии безопасности от ржавления. Поверхностная пленка не отличается высокой прочностью, к тому же ее толщина не превышает несколько микрон. Достаточно одного сварного шва либо неаккуратной транспортировки, чтобы нарушить ее целостность.

Следует учитывать и тот факт, что бетон почти на 40% состоит из тяжелых наполнителей в виде гравия или щебня. При заливке смеси в опалубку острые грани камней легко царапают цинковый или гальванический слой. Поэтому арматура с антикоррозионным покрытием используется для монтажа открытых каркасов или конструкций.

Арматурный скелет, расположенный в теле плиты или ленты фундамента, должен быть отгорожен от попадания воды, снега, растворителей и других едких жидкостей. Наиболее оптимальным решением является формирование прослойки, которая в нормативных документах получила название «защитный бетонный слой». Под этим словосочетанием подразумевается расстояние от поверхности арматурных стержней до ближайшей грани цементного камня. Такое сочетание обеспечивает:

Правильную совместную работу всех компонентов железобетонной конструкции (бетон и металл).
Защиту от коррозии и атмосферных воздействий (включая резкие перепады температуры, пожары и другие).
Правильную анкеровку арматурных прутьев с возможностью устройства стыков и выводов на другой уровень.

От чего зависит толщина бетонной прослойки?

Защитный слой бетона формируется в обязательном порядке, а на величину его сечения влияют следующие факторы:

1. диаметр стержней. Чем выше этот параметр, тем больше должен быть объем прослойки;

2. условия окружающей среды. К примеру, на заболоченных почвах очень силен так называемый капиллярный подсос внутри бетонного камня, поэтому без должной гидроизоляции фундамент может быстро отсыреть, а арматура – проржаветь. Поэтому защитный слой бетона должен быть максимально допустимым;

3. тип сооружения или изделия. Нормативы дают четкие размеры прослойки для каждого вида, будь то ленточный фундамент или плита перекрытия;

4. условия эксплуатации. Арматура в нагруженных конструкциях подвергается большему риску, чем в ненагруженных. Соответственно просчитывается защитный слой бетона на основании соответствующих санитарных норм и методик расчета;

5. функциональная нагрузка металлических изделий. Дело в том, что арматура может быть рабочей, распределительной или конструктивной.

Соответствующие рекомендации даны в сводах правил и нормативах по устройству и возведению бетонных и железобетонных конструкций. Ниже приведены допустимые величины.

Условия применения арматурного проката	Толщина бетонного слоя, мм
Продольная рабочая арматура в фундаментных балках и блоках (сборные основания)	30
Продольный рабочий прокат для фундаментов монолитного типа (обязательно наличие бетонной «подушки»)	35
Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов без бетонной подготовки	70
Каркас в закрытых помещениях, уровень влажности – нормальный или пониженный	20 и более
Арматура в закрытых помещениях, повышенная степень влажности	25 и более
Конструкция, расположенная на открытом воздухе без дополнительной антикоррозионной защиты, включая бетон	30 и более
Арматура, введенная в грунт в отсутствие дополнительной защиты, а также в фундаменте с предварительной заливкой бетонной «подушки»	40 и более
Арматура в бетоне, который находится в прямом контакте с почвой	76
Арматура диаметром от 18 до 40 мм, бетон подвержен воздействию грунта и атмосферных явлений	52
Каркас из стержней сечением 18-40 мм в бетоне, который подвержен воздействию земли и погодных условий	1,2-2,5
Арматура в бетонном камне, изолированном от грунта и погодных факторов	1,2 -2,5

Для сборных систем указанные в таблице 1 значения уменьшаются на 5 мм. Бетон для конструктивного проката заливается в толщине на 5 мм меньше, чем для рабочих узлов.

Особое указание – защитный слой не должен быть меньше диаметра используемой арматуры. Под каркас желателен монтаж закладных элементов. Это могут быть пластиковые фиксаторы, которые удержат стержни в нужном положении, кирпичи или куски бетона.

Техника монтажа арматурного каркаса

Прежде чем приступить к формированию «скелета» в опалубке, следует вспомнить об основных правилах:

1. Нижний уровень не должен соприкасаться с дном траншеи. Поверх песчано-щебневой основы рекомендуется залить бетон тонкий слоем (до 5 см). В сочетании с фиксаторами это обеспечит должную защиту.

2. Каркас не должен соприкасаться с опалубкой, а угловые элементы загибаются или обрезаются таким образом, чтобы между металлом и боковой стенкой оставалось не менее 5 см.

3. Верхняя часть формируется в соответствии с требованиями СНиП и СП.

Таким образом, все начинается с подготовки. Дно траншеи засыпается песком и щебнем, утрамбовывается, далее заливается слой цементно-песчаной смеси в 3-5 мм. После того, как бетон застынет, устанавливаются спейсеры, укладывается нижняя горизонтальная часть каркаса (продольная). Монтируются поперечные элементы, которые привязываются или привариваются к рабочей арматуре.

Далее выводятся вертикальные части. При необходимости по бокам тоже выставляются фиксаторы, позволяющие создать защитный слой бетона толщиной не менее 3 см. После скрепления всех узлов формируется следующий уровень из рабочего проката в горизонтальной плоскости. После тщательной фиксации и проверки завершается устройство каркаса креплением верхних поперечных элементов. Можно заливать бетонный раствор и уплотнять его вибратором.

Для чего используется армирование бетона? — ЗАО "МСК-1"

Основной задачей этого процесса является улучшение свойств прочности бетонных конструкций различного типа. Бетон имеет отличные показатели сжатия, но считается крайне неустойчивым во время растяжения. К тому же, армирование бетона позволяет предотвратить столь неприятный процесс, как усадка недавно возведенного дома или любого другого строения.

Наличие внутреннего каркаса на основе металлических прутьев позволяет придать бетонной конструкции гибкости, сделать ее более прочной и долговечной. Однако это далеко не единственная причина, по которой следует подвергнуть используемый бетон процедуре армирования. Другими преимуществами армирования являются:

Повышенная устойчивость к нагрузкам. Металлическая сетка, находящаяся внутри бетона, равномерно распределяет основной вес, снижая нагрузку на саму конструкцию к минимуму. Именно по этой причине армированное сооружение служит намного дольше, в сравнении с сооружением, в котором не было использовано армирование
Экономически выгодное решение в строительстве. При использовании любого способа армирования, плотность бетона заметно снижается, как и его расход. В итоге, вы получаете более качественную конструкцию за меньшие деньги
Сохранение монолитности даже при резких перепадах температур. При этом, коэффициенты температурного расширения стали и бетона остаются прежними
Предупреждение усадочных трещин и их дальнейшего распространения. Для этих целей очень часто используется стальная фибра, устанавливаемая прямо в состав бетонной смеси
Повышение показателей гибкости несущих конструкций

Преимущества армированного бетона

В зависимости от выбранного способа армирования, железобетонная конструкция может обладать такими свойствами, как:

Повышенная устойчивость перед коррозийными процессами. Не секрет, что применение даже самой качественной стали со временем может привести к коррозии металла, что повлияет на устойчивость всей конструкции в целом. Именно поэтому очень важно уберечь поверхность от влаги. В качестве альтернативы можно использовать коррозионностойкие виды арматуры, созданные из синтетических материалов

Защита от возможного растяжения. Для увеличения прочности воздвигаемой конструкции в растянутой зоне строителями используется специальная технология, при которой арматура создает необходимое напряжение за счет сжатия бетонного сооружения специальными прутьями.

Если вам нужен качественный бетон от производителя, то заказывайте его у нас. Мы доставим бетон в кротчайшие сроки по самой выгодной цене в Москве и Московской области.

Написать новый комментарий

betonnyi-zavod.ru

Понятие о железобетоне. Назначение арматуры. Совместная работа бетона и арматуры

Железобетонные конструкции

Бетон как искусственный камень наравне с естественными камнями обладает высоким сопротивлением сжатию и незначительным сопротивлением растяжению.

Усиление бетона железными (стальными) стержнями, которые воспринимают возникающие в теле бетона растягивающие напряжения, создало железобетон.

Таким образом железобетон представляет собой такое конструктивное сочетание бетона и железа, при котором обеспечивается совместная работа этих разнородных по своим свойствам материалов.

Железная арматура, расположенная в растянутом поясе балки, воспринимает растягивающие напряжения, усиливая тем самым сопротивляемость бетонной балки изгибу.

Соответственным выбором размеров балки и расположением арматуры можно получить решение, которое позволит полностью использовать как прочность бетона на сжатие, так и прочность арматуры на растяжение.

В той же балке в результате действия поперечных сил среза выделенный элемент испытывает деформации сдвига.

Чтобы усилить несущую способность балки, необходимо установить косые стержни—отогнутую арматуру, переходящую из растянутого пояса в сжатый. Эта же арматура одновременно связывает растянутый пояс балки (продольную арматуру) со сжатым поясом бетона. Такой же результат может быть достигнут установкой в балке хомутов.

Балка снабженная арматурой из продольных и отогнутых стержней, а также хомутами, представляет собой типичную конструкцию железобетонной балки.

Хомуты, расположенные в поперечных сечениях балки, охватывают снизу арматуру балки и закрепляются в сжатом поясе бетона. По числу вертикальных стержней, расположенных в одном поперечном сечении балки, хомуты называются двух-, четырех- и многосрезными.

Помимо бывают стержни, расположенные в сжатом поясе бетона. Эти стержни могут быть использованы для усиления сопротивляемости бетона на сжатие, и тогда они будут рабочими стержнями сжатого пояса; если же сжатый бетон не нуждается в усилении арматурой, то эти стержни предназначены лишь для придания арматурному каркасу жесткости, необходимой во время бетонирования. В таком случае арматура называется монтажной.

Для придания каркасу общей жесткости стержни арматуры в местах их пересечения перевязываются вязальной проволокой.

Например железобетонная колонна армирована продольными стержнями, усиливающими сопротивляемость бетонного сечения на сжатие, и кроме того поперечной арматурой—хомутами, обеспечивающими связь продольных стержней с бетоном. Без хомутов продольные стержни, выпучиваясь от продольного изгиба, могли бы оторваться от тела бетона. Поэтому для образования железобетонной колонны хомуты нужны наравне с продольными стержнями.

Под влиянием сжимающей продольной осевой силы в бетонной призме происходит укорочение в продольном и расширение в поперечном направлении. Поперечное расширение призмы сопровождается напряжениями растяжения, при которых призма может разрушиться раньше, чем будет исчерпана прочность бетона на сжатие. Путем усиления бетона арматурой по направлению поперечных растягивающих напряжений можно значительно повысить сопротивляемость бетонной призмы сжатию. Это осуществляется установкой по высоте призмы металлических колец наподобие бугелей, насаживаемых на головы деревянных свай, или спиральной обмоткой, препятствующей поперечным деформациям бетонной призмы.

Повышая сопротивление бетонной призмы растягивающим силам, такое армирование косвенно влияет и на повышение сопротивления бетона осевым силам сжатия, вследствие чего армирование и называется косвенным.

Помимо рабочей и монтажной отличают также распределительную и специальную арматуру. Так например, в плитах укладывается сетка из стержней, предназначенная для распределения между рабочими стержнями усилий от нагрузки. Отсюда и название арматуры—распределительная.

Что касается специальной арматуры, то ее приходится устанавливать в тех отдельных случаях, когда прочность конструкции необходимо обеспечить от влияния растягивающих напряжений при усадке бетона или изменений температуры.

Рассмотренные отдельные примеры конструирования позволяют сделать следующие выводы:

а) Всюду, где в бетонном теле возникают растягивающие напряжения таких размеров, которые либо превышают прочность бетона на растяжение, либо не обеспечивают надлежащего запаса прочности конструкции, необходимо вооружить бетон арматурой, воспринимающей растягивающие напряжения.

б) В сжатых элементах (колонны, сжатая зона балок и др.) арматура ставится для повышения сопротивляемости бетонного сечения, и в этом случае она не имеет того первостепенного значения, как в растянутых элементах.

Опыты показывают наличие значительной силы сцепления между бетоном и арматурой (для обычного бетона 25—30 кг см2). Конструирование и расположение арматуры в теле бетона должно быть таково, чтобы это сцепление сохранялось в течение всей службы сооружения при изменениях температуры воздуха и воздействиях окружающей среды. Тем самым будет обеспечена совместная работа обоих материалов.

Железо и бетон обладают почти одинаковыми коэффициентами линейного температурного расширения.

Небольшая разница между а бетона и железа может служить причиной возникновения в железобетоне внутренних напряжений, но при нормальных колебаниях температуры наружного воздуха внутренние напряжения, связанные с различными температурными деформациями, не нарушают сцепления между обоими материалами. Разность коэфициентов линейного расширения бетона и арматуры может привести к нарушению сцепления лишь при высоких температурах, и это необходимо соответствующим образом учитывать при подборе состава бетона и конструировании арматуры.

В тех же целях обеспечения совместной работы бетона и арматуры концы стержней заанкериваются крюками в бетоне.

Железо в бетоне не ржавеет. При наличии в бетоне достаточного количества цемента, при достаточной плотности бетона и достаточной толщине защитного слоя железо в бетоне хорошо сохраняется. Это подтверждается долголетней исправной службой большого количества резервуаров, труб, мостов и других сооружений, подвергающихся переменному действию воды и воздуха.

Сохранность железа в бетоне объясняется тем, что железо в присутствии сильных щелочей не окисляется, а гидратация цемента есть именно щелочная реакция. На поверхности железа образуется пленка цементного камня, которая и защищает в дальнейшем железо от ржавления.

Кроме того предусмотрено, что хомуты, охватывающие основную продольную арматуру, должны отстоять от наружной поверхности бетона не менее чем на 1,5 см.

При вредном воздействии на бетон дыма, кислот, высокой и переменной влажности, а также в гидротехнических сооружениях приведенные толщнны защитного слоя должны быть увеличены не менее чем на 1 см.

Защитный слой нужен также для придания конструкции огнестойкости. Обладая небольшим коэффициентом теплопроводности, бетон защищает железо от интенсивного нагревания во время пожара. Поэтому в сооружениях, где при возникновении пожара следует ожидать продолжительного и интенсивного действия огня (противопожарные зоны и др.), следует повышать величину защитного слоя бетона.

Для обеспечения сцепления между бетоном и арматурой и для возможности обетонирования стержней расстояние между ними должно быть:

а) в балках для стержней нижней арматуры не менее их диаметра и не менее 2,5 см, а для стержней верхней арматуры 3 см,

б) в колоннах и стойках не менее 5 см.

В некоторых случаях на совместную работу бетона и арматуры оказывает вредное влияние электрический ток. Дело в том, что сухой бетон отличается высоким электрическим сопротивлением. Влажный же бетон является проводником электричества и при сравнительно небольших напряжениях может пропустить значительное количество тока.

При этом переменный ток не оказывает вредного влияния на арматуру железобетона. При постоянном же токе арматура, являясь положительным электродом, окисляется вследствие разложения воды током и покрывается ржавчиной. Возникающее от ржавления увеличение объема арматуры разрушает бетон и вызывает трещины, которые со своей стороны способствуют дальнейшему развитию коррозии арматуры. Поэтому следует избегать соединения железобетонных конструкций с электрическими проводами, в особенности при влажном бетоне и при постоянном токе.