Зачем арматура в бетоне: Страница не найдена — Бетон

Автор

Содержание

Зачем арматура в бетоне - почему при заливке используют арматуру

Армирование бетона используется для придания материалу дополнительного укрепления, прочности. Этот метод успешно применяют уже не один десяток лет. Несмотря на постоянное развитие технологий, разработку новых материалов, бетон, как и много лет назад, является ключевым стройматериалом, заменить который ничем невозможно. Он обладает рядом достоинств – прочность, долговечность, легкий монтаж/демонтаж. Вот только есть один важный нюанс — характеристики его ухудшаются при растяжении раз в 10.

Неравномерные нагрузки в местах растяжения провоцируют появление трещин, которые впоследствии приводят к разрушению конструкции. Чтобы увеличить долговечность и надежность здания, строения, не допустить возникновения коррозии и используют метод армирования. Тандем стали и бетона позволяет создавать долговечные и надежные постройки.

В чем секрет наличия арматуры в бетоне?

Бетон дополняет сталь, выполняет защитную функцию — не допускает коррозии, перегрева. Использование арматуры в бетоне повышает устойчивость к деформации, температурным перепадам, позволяет правильно распределить нагрузку. Одним словом, сделать строение надежным.

К ключевым показателям конструкций из бетона можно отнести растяжение, сжатие, сдвиг. Материал деформируется в зависимости от параметров, условий эксплуатаций. Например, при сжатии бетон достаточно прочный и может использоваться для перекрытий, которые выдерживают сильное сжатие. Если же «подключается» еще и растяжение, то тогда обязательно использовать арматуру, так как такое «испытание» нагрузкой только бетон выдержать не сможет.

Бетон армированный имеет гораздо больший запас прочности на растяжение. Связано это с тем, что арматуру производят из высокопрочной стали, а при правильном соединении элементов достигаются максимальные показатели прочности и надежности.

Есть ли альтернатива стальной арматуре?

Бетонную конструкцию укрепить можно не только стальной арматурой. Пластиковая арматура для фундамента – это современный материал, который превосходит по своим характеристикам стальные изделия. Стоимость ее практически такая же, но вот работать с пластиковым материалом значительно удобнее и проще. Кроме того, прочность на растяжение его в 2-3 раза больше стального. И еще важное преимущество — при армировании фундамента стеклопластиком трещины не образуются, так как бетон и стеклопластик имеют похожие коэффициенты теплового расширения.

Союзу арматура/бетон быть!

Этот тандем позволяет возводить прочные строения. Преимущества железобетонной конструкции:

  • Возможность выдерживать удары, изгиб, растяжения, усадку.
  • Жесткость.
  • Придание конструкции разной формы без потери прочности.
  • Долгий срок службы.
  • Устойчивость к температурным перепадам, влаге.

Но не только преимущества есть у этого союза. К недостаткам можно отнести большой вес конструкции, так как стальная арматура ее существенно утяжеляет (исключение — использование стеклопластиковых изделий). Это обязательно нужно принимать во внимание на этапе проектирования и тщательно просчитывать все показатели. Перестроить армированную конструкцию также будет непросто, как и изменить ее.

Собственно, недостатки не такие и значительные при правильном подходе. Армирование – верный и пока единственный способ укрепить любую конструкцию, возвести ее на века.

плюсы и минусы, полезные советы

Армирование бетона применяется повсеместно с целью придания материалу вспомогательного укрепления и прочности благодаря добавлению в конструкцию арматуры. Бетон – ключевой строительный материал, который нецелесообразно или невозможно заменить в процессе реализации различных этапов сооружения зданий.

Несмотря на хорошие показатели прочности, бетонные конструкции легко деформируются, прекрасно справляясь с усадкой и сжатием, но демонстрируя ухудшение характеристик в 10-12 раз при растяжении. Неравномерные нагрузки в зонах растяжения провоцируют трещины, что в дальнейшем ведет к разрушению строения. Для повышения износоустойчивости зданий и препятствования преждевременной коррозии используется метод армирования.

Союз бетона и стали

Для начала нужно рассмотреть основные свойства сочетания двух материалов. Благодаря своим физическим характеристикам бетон дополняет сталь, защищает от коррозии, перегревов. А за счет арматуры в бетоне значительно повышается стойкость материала к общим и локальным деформациям, перепадам температур, правильно распределяются нагрузки.

Основные показатели прочности бетонных конструкций:

  • Сжатие
  • Растяжение
  • Сдвиг

В разных состояниях материал демонстрирует иные значения данных параметров. Он очень прочен при сжатии, поэтому применяется при возведении перекрытий, выдерживающих постоянно сильное сжатие. Но если, кроме этого фактора, работает еще и растяжение, обязательно применяется железобетон, так как самостоятельно выдержать нагрузку бетон не может.

Армированный бетон обладает большим запасом прочности на растяжение, так как используемая в его производстве арматура сделана из прочной стали. При правильном соединении двух материалов они обеспечивают максимальные показатели, делая здания и сооружения прочными и долговечными.

Железобетонные правила

Прочность всей железобетонной конструкции определяется правильностью связи двух материалов. Самым важным является то, каким образом бетон отдает появляющееся в результате нагрузки напряжение стальной арматуре. Если в процессе энергия не теряется, прочность будет максимальной.

Здесь нужно, чтобы не было сдвига связи – допускается показатель, равный 0.12 миллиметра. Соединение арматуры и бетона должно быть прочным, точным и полностью недвижимым. Важно правильно выполнить теоретические расчеты и верно реализовать их на практике, соблюдая все правила производства железобетонных конструкций.

Поведение железобетона

Армированный бетон – это прочный и надежный материал, который используется в самых разных сферах строительства. В соответствии с поставленными задачами к армирующей системе предъявляют такие основные требования: хорошая механическая прочность, адгезия с массой бетона, малогабаритность, небольшой вес, близость коэффициента линейного температурного расширения к показателям бетона, стойкость к влиянию компонентов раствора.

Стальные прутья и сетки в значительной степени улучшают свойства строительного материала, для чего бетон армируют практически всегда в процессе выполнения сложных работ. В основном усиливают балки, плиты и колонны.

Элементы, где есть нагрузки на бетон:

  • Балки – напряжение однородное, растяжение больше действует на нижнюю часть, которую укрепляют каркасом, усиливая сопротивление растяжению и передачу его стали.
  • Плита – опирается на 2 или 4 стороны, наибольшее растяжение посредине, сетку крепят с двух сторон, укрепляя их одинаково.

Армирование бетона осуществляется несколькими методами: дисперсное, с использованием сетки, монолитное (стержневое, каркасное). Обычно армируют фундамент, конструкции жилых домов, монолитные сооружения, перекрытия и т.д.

Характеристики и работа с арматурой

Чтобы понять, как работает арматура в бетоне, необходимо рассмотреть особенности самих материалов. Стальные элементы изготавливают с рифленой поверхностью для увеличения адгезии с бетонным раствором.

Поверхности могут быть с кольцевым, серповидным, а также четырехсторонним либо смешанным покрытием (демонстрируют наилучшую адгезию).

При сооружении своими руками обязательно четко следуют нормам расхода стали и заполнителя. В зависимости от проекта показатели будут разные. Обычно для фундамента берут около 160-200 килограммов на 1 метр кубический, несущих перекрытий – около 200 килограммов. Чаще всего предпочтение отдают стальным прутьям, но сегодня рынок предлагает также суперпрочные соединения из базальта, стекла, стеклопластика. Последний, кстати, лучше всего укрепляет элементы конструкции, обеспечивая малый вес и хорошую износоустойчивость.

Заливка бетона с армированием – способы усиления:

1) Монолитное – производят каркасы на заводе, из выложенных несколькими слоями соединенными между собой прутьев диаметром 6-40 миллиметров, соединенных проволокой поперечно и вертикально. Может использоваться проволока металлическая диаметром 2-4 миллиметра. Стержни используются в напряженном и ненапряженном состоянии.

В итоге получается каркас с крупными ячейками размером до 20 сантиметров.

2) Дисперсное – путем добавлением фибры из базальта, стали, стекловолокна (используется чаще всего) или полипропилена в определенный объем жидкого раствора. Стальную фибру делают из металлических опилок, в среднем добавку вводят в объеме 0.3-1.2 килограмма на кубический метр раствора (для особо прочных растворов повышают до 2-3 килограммов) на этапе замешивания. Значительно повышается стойкость бетона к воде, истиранию, растрескиванию.

Большой популярностью пользуется стекловолоконная фибра. Для самых прочных смесей берут до 3-10 килограммов на кубический метр.

3) С использованием сетки (из полимера, композита, стали) – работы выполняются легко, для разных задач сетки продаются с ячейками 15-20 сантиметров листами размером 0.5х2 или 1.5х2 метра. Конструкция прочна, но боится коррозии, может проводить холод и понижать теплоизоляционные свойства здания.

Арматура для бетона должна быть качественной: без большого слоя ржавчины (чтобы не отпадали крупные куски при обработке), с соответствующим маркировке и параметрам диаметром стержня, который может меняться в зависимости от условий хранения.

Способы обработки арматуры:

  • Гнутье – осуществляется вручную, на специальном гибочном станке, обращая внимание на радиус изгиба, указанный в СНиП.
  • Вязка – элементы связывают в единый каркас на месте или отдельно, потом перемещая.
  • Сварка – может выполняться встык или вприхватку.

Чтобы понять, как правильно армировать бетон, необходимо рассмотреть свойства разных материалов и конструкций, изучить основные правила и нормы, этапы реализации задачи.

Основные этапы выполнения работ:

  • Осмотр, подготовка площади, учет наклона, контура участка, измерение уровнем.
  • Создание опалубки из деревянных щитков, закрепление досок забитыми в землю кольями, оклейка внутренней части досок пергамином.
  • Подготовка арматуры.
  • Просчет расстояния между прутьями.
  • Соединение связкой или сваркой.
  • Заливка объекта, утрамбовка бетона для устранения воздушных карманов.
  • Ожидание полного затвердевания – около 2-3 недель, съем опалубки.

Выбор стальной арматуры

Металлическая армация производится с использованием разных видов стали, из которой изготавливают необходимые элементы, каркасы, измельчают и добавляют в виде добавки в раствор и обрабатывают различными способами.

Материалы, из которых производят элементы конструкции:

  • Мягкая сталь
  • Среднеуглеродистая сталь
  • Высокоуглеродистая сталь
  • Стальная холоднокатаная проволока

Обычно используют деформированные стержни с рельефной поверхностью, что обеспечивает максимальную адгезию и исключает возможность сдвига. Чем выше усилие на сдвиг, тем больше сопротивление материала. Самостоятельно стержни с рельефом не применяются, только со стальной проволокой, исключающей сколы бетона.

Для производства железобетонных плит применяют арматурную сетку из стальной проволоки, соединяя ее электросваркой или витыми стержнями. Такие плиты необходимы в процессе строительства дорог, домов.

Стальная листовая арматура – тонкий лист стали с отогнутыми краями ячеек разной конфигурации, который чем-то похож на сито.

Данным материалом армируют плиты перекрытия, стеновые панели.

Подготовка стержней к связке

Первым этапом выполнения задачи является проверка стержней на предмет ржавчины и соответствия указанным физическим параметрам. Прутья должны быть ровными, точно соответствовать спецификациям. Далее прутья сгибают на специальных станках в соответствии с проектом, и только после придания нужной формы и конструкции вяжут или сваривают.

Что понадобится:

  • Проверенные и изогнутые прутья
  • Специальная вязальная мягкая металлическая проволока либо пружины для крепления
  • Сварочный аппарат – если выбран этот метод соединения
  • Ровная поверхность
  • Прокладки и ограничители – чтобы сделать все ровно и не сместить элементы
  • Подъемный механизм – чтобы закрепить конструкцию в бетоне

Создание арматурной сетки

В процессе вязки нужно верно выбрать расположение элементов, зафиксировать сетку на идеально ровной поверхности, исключить смещения по вертикали или горизонтали. Уже сделанное крепление исправить сложно – придется разбирать секцию, заново скреплять. Проводить работы отдельно от уже готовой опалубки проще, но при реализации задачи непосредственно на месте нет необходимости привлекать спецтехнику для перемещения конструкции.

При выполнении вязки нужно верно определить расстояние между прутьями, которое выбирается с учетом их диаметра: значение не должно быть меньше диаметра стержня, при использовании нескольких прутьев разного диаметра расстояние высчитывают в соответствии с самым большим. В вертикальной плоскости между основными прутьями выдерживают минимум 12 миллиметров, за исключением мест пересечения или скрещивания с поперечными прутьями.

Для качественной связи нужно правильно рассчитать толщину слоя бетона над сеткой – он призван защитить конструкцию из стали от воздействия влаги и воздуха.

Сварка деталей

Второй способ закрепления арматуры – сварка, которая гарантирует прочность и качество исполнения железобетона. Обычно используют электродуговую сварку, правильно подобранные электроды, соединяют встык или внахлест.

Второй вариант не требует особого контроля за качеством, соединение встык должно быть сделано профессионалом, чтобы железобетон соответствовал заявленным механическим свойствам и выдерживал серьезные нагрузки.  Сварка обеспечивает повышенную жесткость каркаса, уменьшает итоговое поперечное сечение участков соединений.

До сваривания прутья зачищают, обрезают, гнут (если нужно), подгоняют по вертикали и горизонтали с использованием специального устройства, выполняют проверочное сваривание, испытывают швы на сжатие и разрыв. Если все в порядке, продолжают.

Защита от коррозии

Можно было бы спросить: если арматура в бетоне, зачем ее защищать? Но тут речь идет не о защитных средствах, а о достаточном слое бетона, который точно защитит каркас. Чтобы избежать проблем, до расчета бетона и его заливки проверяют правильность расположения конструкции, устраняют неточности.

Толщина защитного слоя:

  • Плиты – минимум 1 миллиметр
  • Продольные балки – минимум 25 миллиметров
  • Конец прута – минимум 25 миллиметров
  • Все остальные случаи – минимум 1 миллиметр либо диаметр арматуры

Игнорирование данных показателей приводит к появлению коррозии, трещинам, деформациям, разрушениям сооружения. Отдельно нужно позаботиться о защите элементов, выходящих на поверхность – для усиления краев используют лак, инертную краску, шеллак, в некоторых случаях медь. Элементы с покрытием алюминием, кадмием, цинком коррозируют еще в свежем растворе, поэтому их вообще не рекомендуется применять.

При возникновении влажности в бетоне могут присутствовать блуждающие электротоки, что стремительно разрушает металл. Для защиты желательно использовать разные способы гидроизоляции – материалы, добавки, покрытия, отделка и т.д.

Таблица сравнительных характеристик стальной и стеклопластиковой арматуры

По диаметру Композитная (стекловолоконная арматура) меньше стальной, вот таблица для соответствия:

Плюсы и минусы

Если задаться вопросом о том, зачем нужна арматура в бетоне, зачем использовать сразу два материала в конструкции вместо того, чтобы выбрать какой-то один, становится очевидно, что все свои лучшие свойства сталь и бетонный раствор проявляют исключительно в тандеме.

Основные преимущества железобетонной конструкции:

  • Жесткость, способность выдерживать изгиб, растяжения, удары, усадку, принимать любую форму без потери прочности, принимая любые виды воздействия
  • Длительный срок службы
  • Стойкость к температурным воздействиям, влаге

К недостаткам причисляют увеличение веса конструкции (что обязательно нужно учитывать в проекте и просчитывать все показатели), сложности в перестройке, изменении уже готовых систем.

Полезные советы при армировании

  • Вводя фибру или другие добавки при дисперсном усилении в раствор, вымешивать массу с волокном минимум 15 минут, после сразу работать.
  • При выборе типа материала для армирования учитывать тип упрочняемой конструкции – для перекрытий, стен, колонн выставляются разные требования, то же самое и с фундаментом (учитывать его тип).
  • Разделять монтажную арматуру (обеспечивает прочное соединение элементов) и специальную распределительную (понижает локальное влияние нагрузок).
  • Использование разных приемов и материалов с учетом назначения армируемой конструкции и предельных нагрузок позволит добиться наилучшего результата – так, к примеру, защитить здание от усадки поможет сеточное армирование с использованием обычной дорожной сетки, а при работе с отдельными важными элементами желательно дополнительно использовать фибру.
  • Нежелательно применять: алюминиевые прутья, листовую сталь, сетку-рабицу, рельсы, демонтированные трубы, стержни длиной до 1 метра и другие неподходящие материалы.
  • Выбирая между связкой и сваркой, лучше отдать предпочтение первому варианту (меньше деформации).
  • В сам раствор нужно вводить гидроизоляционные присадки.
  • Не лениться оклеивать внутреннюю сторону досок опалубки пергамином, который устранит излишнее испарение влаги, сделает поверхность более ровной, продлит срок службы щитов.
  • На прутья и сетки не должны попадать маслянистые вещества или краски.
  • Работая с полом и стенами, нужно оставлять отверстия для вентиляции и электрических проводов.

Армирование бетона позволяет значительно продлить срок службы конструкции за счет усиления ее несущих способностей, добавления прочности и стойкости к разным типам воздействий. Главное – выбрать правильные материалы и методы, которые позволят добиться наилучшего результата.

Железобетон – зачем нужна арматура в бетоне? — Пугачев

В конце 19 века, англичанином Паркером в результате случайных испытаний, был изобретен цемент. После, уже в результате долгосрочных испытаний, был открыт бетон. Но его свойства были недостаточно прочными и несущие конструкции делать из него было невозможно. В те времена несущие конструкции делали из железа, но они не могли служить долго, поскольку железо, находясь в агрессивной среде, подвергается коррозии и теряет свои свойства, на нем появляются концентраторы напряжения, которые развиваются и образуется трещина, приводящая к обвалу. Чаще всего, изобретение человека было делом случая. Так и в этот раз, железобетон был изобретен садовником, который делал кадку под дерево с сильными корнями и использовал бетон, когда тот начал крошиться он укрепил его железными прутьями что дало феноменальный результат. Так впервые был изобретен железобетон, сейчас это целая наука, которая называется материаловедение – это наука о материалах, которая изучает структуру материала его механические и физические свойства.

Так для чего же все таки нужна арматура в бетоне? Проведя механические испытания, было обнаружено что бетон слишком прочный и жесткий и легко выдерживает нагрузку на сжатие, но вязкость при этом у него слишком маленькая, что способствовало разрушению его при испытании на растяжение и изгиб, а так же на ударную вязкость. При добавлении арматуры в бетон железо не дает бетону разрушаться при изгибе и растяжении. Такие выводы было бы невозможно сделать, если бы не технологии, которые пришли в 20 веке. Но арматура должна соответствовать определенным свойствам:

Для арматуры применяют конструкционную доэвтектоидную и эвтектоидную сталь. В таких сталях должно быть от 0,3 до 0,8 процента углерода. Так же сталь для арматуры поддают легированию, для повышения физических и механических свойств. Материал для арматуры должен иметь приличную прочность и в тоже время быть пластичным. Поэтому, его поддают термической обработке. Температуру закалки выбирают выше критической точки Ас1, которая составляет (800-950оС), следующим этапом термообработки идет отпуск. Отпуск выбирается в зависимости от условия работы арматуры, зачастую стандартным отпуском считается температура (300-450оС). Такая обработка, позволяет продлить работу стали и выдерживать нагрузки.
Кстати купить арматуру сейчас всегда можно в любом городе. Еще применяют поверхностное упрочнение, иными словами наклеп. Наклеп позволяет увеличить предел прочности стали на поверхности, а средина остается с исходными характеристиками.

Тип окружающей среды, это еще один фактор которым не стоит пренебрегать. Например, если конструкция из железобетона сооружается в условиях крайнего севера, соответственно при температуре -30оС или -50оС, то сталь, которая будет использована для арматуры должна иметь повышенную пластичность. Иначе будет образовываться эффект холодноламкости материала, арматурный каркас в железобетоне не будет пластичным и не сможет выдерживать допустимые нагрузки, что приведет к мгновенному излому конструкции.

В условиях морского климата или стройке на воде, арматура подвергается сильному воздействию коррозии в следствии чего конструкция быстро обрушается. Решение этой проблемы есть :

1) Дополнительно легировать сталь такими химическими элементами как хром, никель, алюминий. Но тут образуется новая проблема хром и никель — очень дорогие материалы поэтому использовать такой метод не целесообразно.

2) Покрыть сталь коррозионностойким материалом, которым является цинковое, алюминиевое, лакокрасочные и другие покрытия.

Непосредственно в начале строительства идет проверка качества бетона и металла, после того как образцы прошли испытания, делается металлический каркас, при том, этот каркас сваривается и каждый шов проходит дефектоскопический контроль, выясняя наличие пор, неметаллических включений, шлака и т. д. После того как конструкция прошла контроль в нее начинают заливать бетон. Заливка происходит таким образом, чтобы слой бетона покрыл все металлические стержни. Делается это для защиты арматуры.

Проанализировав данную информацию, можно прийти к выводу, что арматура в железобетоне выполняет функцию пластичной основы, которая берет на себя все нагрузки конструкции, позволяя бетону выполнять функции, отвечающие за прочность.

Армирование бетонной стяжки: для чего это делают

Армирование несложный, но очень важный процесс при устройстве пола

Бетонная стяжка является очень прочной конструкцией. Она используется в системе перекрытий, для фундамента зданий и выравнивания полов. Возникает вопрос, если бетонная заливка способна сама по себе выдерживать значительные механические нагрузки, зачем нужно армирование бетонной стяжки?

При всей мощности стяжки, она имеет один весьма существенный недостаток: неармированный бетон разрушается при нагрузках на растяжение и изгиб. Если вы заливаете плавающую стяжку, то при движении, такое основание без должного армирования даст трещины.

И это не единственный случай. Рассмотрим, чем и как армировать бетон, как правильно располагать армацию внутри стяжки и как избежать ненужных трат.

Содержание статьи

Необходимость усиления армированием

Армировка бетонной стяжки по сути укрепляет заливку, повышает прочность при воздействии горизонтальных нагрузок и вибрации. Усилить заливку можно несколькими способами. Чтобы выбрать конкретный метод, надо понимать какого результата необходимо добиться. Для чего бетон армируют?

Схема установки армирования на подставки с выводом маяков под заливку стяжки

Правильно устроенное армирование выполняет следующие функции:

  • повышает линейную прочность;
  • снижает до минимума риск появления трещин при высыхании;
  • предупреждает и ограничивает процесс проседания здания;
  • уменьшает образование трещин или их увеличение в результате физического воздействия;
  • значительно продлевает срок эксплуатации строения.

Материалы для армирования

Армированная бетонная стяжка значительно увеличивает прочностные характеристики всего здания. Процесс армирования – это процедура устройства дополнительного внутреннего слоя или включения специальных наполнителей в бетонный раствор.

Для этого могут быть использованы различные методы и материалы:

  • прутковая стальная армация;
  • композитные прутки;
  • металлическая сетка;
  • полимерная сетка;
  • стекловолоконная сетка;
  • фиброволокно.

Обратите внимание! Несмотря на то, что список вариантов довольно обширен, экономичным процесс усиления не назовешь. Армирование бетона можно выполнить с наименьшими затратами, но при любых условиях это мероприятие довольно дорогое. Поэтому, перед тем как усиливать стяжку, надо четко понимать, а нужна ли армация в данном конкретном случае.

Перед армированием надо четко понять, какая армация нужна

Когда усиление обязательно

Для начала разделим бетонные работы по месту их выполнения и функционалу. Итак, бетонным раствором заливаются фундаменты, плиты перекрытия и различные виды стяжек.

Среди них:

  • черновая по грунту и основанию;
  • выравнивающая;
  • плавающая;
  • многослойная;
  • связанная.

Усиливать заливку необходимо, если:

  • прокладывается материал теплоизоляции;
  • при планировании повышенных физических нагрузок на поверхность пола;
  • при устройстве плавающей стяжки;
  • при толщине заливке более 50 мм;
  • при устройстве половой системы отопления;

На заметку! В сейсмоактивных зонах, в целях безопасности, армируется любая бетонная заливка.

Разобравшись с ситуациями, в которых необходима бетонная стяжка армированная, перейдем к конкретному описанию процессов и материалов армирования.

Варианты армирования

Усиление бетонной стяжки осуществляется при устройстве разного вида сеток, или включением в раствор наполнителя. Все методы имеют различную эффективность по показателям прочности. Безусловно, что плавающая стяжка требует иного усиления по отношению к выравнивающей заливке. И для того, чтобы не расходовать зря ресурсы, любую операцию следует выполнять одним из рекомендуемых материалов.

Прутковая армация

Данный вид армирования представлен на современном рынке двумя материалами:

  1. классический стальной пруток марки А500С или А400,
  2. композитная арматура: базальтопластиковая, углепластиковая, стеклопластиковая.

Любой вид прутка укладывается в сетку, и крепится в узловом соединении при помощи вязальной строительной проволоки — или, как в случае со стальной арматурой марки А400, способом сварки. В зависимости от предполагаемых нагрузок, используется пруток различного диаметра. В одной горизонтальной линии связанной или сваренной сетки, весь пруток должен быть одноразмерным.

Таблица равнозначной замены стальной арматуры на композитный материал

Стальное усиление

Из возможных вариантов, стальной прут дает возможность получить наиболее прочное усиление стяжки. Стяжка бетонная, армированная металлическим прутом, устраивается в промышленных цехах, в складских помещениях и автобоксах.

  • Для связки в сетку используются стальные прутки периодического профиля диаметром от 8 до 12 мм.
  • При необходимости, используются большие размеры прутка, но это бывает довольно редко.
  • Размер ячейки в сетке такого типа, колеблется в пределах от 50*50 мм до 150*150 мм. Решетка может быть связана или сварена непосредственно на объекте строительства или подготовлена в промышленных условиях и доставлена на объект.

На заметку! Если предполагается большая динамичность весовых горизонтальных нагрузок на перекрытие, то сетку лучше не собирать методом сварки. Связанная конструкция даст большую амплитуду на изгиб, сохраняя при этом целостность стяжки.

  • Размер ячейки и диаметр прутка, рассчитываются на этапе проектирования здания. На данные показатели влияет вероятное количество статических и динамических нагрузок на бетонную стяжку.

Прутки стальной армации

Композитное армирование

Является прямым аналогом стальной арматуре, вяжется в сетку при помощи проволоки. Композитная арматура получила большое распространение в устройстве сухих и полусухих стяжек. Однако применение в строительстве возможно только после согласования с проектировщиками.

Внимание! В данное время, на этапе проектирования все расчеты ведутся на условно стальной пруток. При пересчете на композитную арматуру, меняется диаметр прутка и размер ячейки.

Композитное армирование имеет ряд преимуществ перед стальным аналогом:

  • Малая масса облегчает транспортировку и снижает вес перекрытий;
  • Возможна перевозка бухтами и отмер необходимой длинны прутка;
  • Отсутствие угрозы коррозии, имеет длительный срок хранения.

Композитная арматура в мотках

Готовые сетки

Армирование бетонной площадки можно произвести при помощи готовой сетки. В данном случае, гораздо больше материалов на выбор. Каждый вид сетки имеет определенные нормы нагрузок по возможному применению. Определяющим показателем является материал прутка, используемого при изготовлении полотна.

Металл

Сетка изготавливается из проволоки диаметром от 2,5 до 6 мм. Размер ячейки от 60 до 200 мм. Чем меньше размер ячейки, тем прочнее сетка, тем большие нагрузки может выдержать стяжка. Производители поставляют проволочную сетку, диаметром струны до 3 мм, в рулонах. Больший диаметр поставляется картами – листами определённого размера.

Просечно – вытяжная сетка в рулоне

Преимущества данного вида армирования:

  • высокая прочность на разрыв;
  • прекрасное связующее свойство;
  • невосприимчива к температурным перепадам;
  • долгий срок эксплуатации.

Проволока хорошо тянется, поэтому при использовании такой сетки, риск возникновения трещин крайне мал. При этом существенно увеличивается несущая способность поверхности.

Металлическая сетка в картах

Пластик

При усилении стяжки толщиной до 80 мм, металлическую сетку с успехом заменит полипропиленовая. Материал эластичный, мягкий и имеет очень малый вес. Хорошо растягивается, но не деформируется, что является безусловным плюсом.

В ситуации с неравномерной усадкой здания: сетка будет держать стяжку, изгибаясь, а не порвет её, как металлическая. Но такой материал имеет слабое сопротивление на разрыв, поэтому может быть использован только в стяжках квартир или частном строительстве, в помещениях с малой нагрузкой.

Производители предлагают сетку в рулонах. Материал легко режется обычными ножницами и прекрасно хранится: не подвержен гниению или коррозии.

Основные преимущества:

  • эластичность;
  • химическая инертность;
  • не является помехой для прохода радиочастот;
  • малый вес;
  • легкость в устройстве.

Стекловолокно

Армирование бетонной подготовки можно осуществить с использованием сетки из алюмоборосиликатного волокна.

  • Такие сетки выпускаются с мелкой ячейкой размером сечения до 6 мм. При покупке следует обратить внимание на наличие пропитки.
  • Некоторые из пропитывающих составов значительно повышают устойчивость полотна к щелочной среде, что имеет огромное значение при армировании стяжки на основе цементного состава.
  • Сетка без пропитки прослужит в составе такой стяжки не более 5 лет, что малоэффективно. В остальном, по эксплуатационным характеристикам она очень близка к пластиковому материалу.

Сетка из стекловолокна с различным размером ячеек

Монтаж армирования

Все материалы, указанные выше, монтируются по одним и тем же правилам — исключение составляет фиброволокно, о котором чуть ниже. Любая сетка укладывается в нижнюю треть стяжки.

При этом, полотно сетки должно находиться внутри стяжки, но не соприкасаться с поверхностью основания. Обычно для укладки материала используются подставные блоки (на фото ниже), которые держат материал на определенной высоте. Строители их часто называют «стульчики».

Различные подставки под различный тип армирования

Держать арматуру на высоте особенно важно при использовании металлических конструкций. Металл может зацепить и порвать пленку гидроизоляции, которая обычно прокладывается перед заливкой бетона. Во всем остальном, заливка армированной стяжки не отличается от устройства обычной.

Важно! При использовании прутковой армации, при заказе бетона, следует вычесть из полного объема заливки, объем который займет армирование

При заказе бетона следует учитывать объем, который в стяжке займет армирование

Применение фибры совершенно несхоже с устройством сеточной армации. Инструкция по замешиванию и рекомендуемое количество, указывается на упаковке производителя. Волокно примешивается в бетонный раствор и равномерно распределяется по всему объему бетона.

Усиление стяжки фиброй

Фибра – это армирующая добавка в бетон. Волокна небольшого размера: от 6 до 20 мм, замешиваются непосредственно в состав бетона.

Фиброй обозначают волокно из различных материалов:

  • полимеры;
  • стекловолокно;
  • металл;
  • базальтовое волокно.

Разный состав фибры применим для различного типа стяжек:

  • Для легких стяжек, не требующих сопротивления значительным физическим нагрузкам, подойдет стеклянная или полимерпропиленовая фибра.
  • Если поверхность будет испытывать значительное механическое воздействие, следует взять металлический материал.
  • Наружные, уличные стяжки, подверженные воздействию химически активных веществ или атмосферных осадков, дорожной грязи, устраиваются с применением базальтовой фибры.

Фибра в упаковке с подробной инструкцией

Армирование бетона фиброй убережет стяжку от появления трещин при высыхании, при этом стяжка не осядет. Если необходимо сопротивляться значительному механическому воздействию, изгибам или растяжению, то лучше отдать предпочтение другому типу усиления.

Видео в этой статье покажет, как правильно замешивать и заливать стяжку с использованием фиброволокна.

На заметку! Фиброволокно значительно улучшит эксплуатационные качества любой стяжки, в дополнение к основному армированию из прутка или сетки.

Фибра в пеноблоках

Фиброволокно используется и при изготовлении блоков из пенобетона.

Армированный пенобетон в несколько раз превосходит обычные блоки по следующим параметрам:

  • прочность на растяжение;
  • устойчивость к растрескиванию;
  • ударная прочность и повышенная устойчивость к технической усталости;
  • устойчивость к температурным перепадам;
  • водопоглощение.

Армирование бетона сеткой или прутком увеличивает прочностные показатели в 2 раза. Использование фибры увеличит те же показатели в 3 раза. Пенобетон, армированный фиброй, значительно превосходит обычный по физическим и техническим характеристикам.

Внешне гладкий армированный пенобетон имеет очень интересную внутреннюю структуру

Заключение

Армированная стяжка на глаз ничем не отличается от обычной. Но поверхностное сходство единственное, что роднит эти два устройства пола. Во всем остальном, разница между этими стяжками очень велика. Усиленная стяжка значительно превосходит обычную стяжку по эксплуатационным характеристикам.

Но справедливости ради, следует отметить, что при этом значительно возрастает цена покрытия. Чтобы немного сократить расходы, можно попытаться устроить армированную стяжку своими руками. В процессе нет ничего сложного. А современные рулонные армирующие сетки делают его еще более простым и легким.

Технология преднапряжения канатной арматуры

Суть технологии преднапряжения с натяжением на бетон в построечных условиях (постнапряжение) заключается в том, что напрягаемая арматура натягивается после бетонирования и набора бетоном достаточной прочности. В результате напрягаемая арматура (канат) лучше воспринимает нагрузки, которые оказывают на нее внешние силы в течение всего срока службы сооружения.

Компания Энерпром осуществляет поставки оборудования для преднапряжения железобетона на строительные объекты. Кроме этого мы оказываем техническую и информационную поддержку на всех стадиях работ - начиная от получения проекта и заканчивая сдачей объекта.

Порядок преднапряжения железобетона

Суть метода в том, что между верхней и нижней арматурной сеткой в будущем перекрытии прокладываются стальные канаты. Их размещают с переменной высотой размещения в зависимости от зоны возникновения напряжения растяжения.

Канаты проталкиваются в каналообразователь (пластиковую оболочку) при помощи проталкивателя каната, чтобы исключить сцепление бетона с канатом. После набора бетоном 70-75% от необходимой прочности канаты подвергаются напряжению и анкеруются. Напряжение производится при помощи гидравлических домкратов-натяжителей.

Домкрат закрепляют напротив одного из, размещенных в бетонной конструкции, анкеров каната (активный анкер) и натягивают канат с определенной силой с помощью маслостанции. В результате происходит передача нагрузки изгиба от бетона на канаты. Метод основан на свойственных бетону особенностях – становиться более устойчивым к разрушению при сжатии.

Преднапряженное армирование

Как известно, бетон очень устойчив к силам сжатия и неустойчив к силам растяжения (прочность бетона при растяжении составляет приблизительно 10% от прочности растяжения). Традиционые железобетонные конструкции перекрытия (плита, балка) при воздействии нагрузки приобретают определенный изгиб, в результате нижняя часть (зона растяжения) поперечного сечения приобретает удлинение. Даже незначительное удлинение достаточно для появления трещин. Стальная арматура, которая обычно размещается в зоне растяжения, чтобы ограничить ширину трещин и взять на себя напряжение растяжения, работает как «пассивное» армирование - она не воспринимает воздействие сил (не включается в общую работу конструкции) до момента, когда бетонная конструкция приобретает изгиб, достаточный для образования трещин.

В случае с постнапряженной железобетонной конструкцией ее армирование работает, как «активное» армирование. Так как канаты подвергнуты напряжению, армирование эффективно (включается в общую работу конструкции), даже если трещины в бетоне не появились. Таким образом, постнапряженные железобетонные конструкции при полной нагрузке могут быть запроектированы с минимальным изгибом и образованием трещин.

Существует два типа систем постнапряженного армирования: несвязанные и связанные.

Несвязанная система постнапряженного армирования

В несвязанной системе постнапряженного армирования канаты с бетоном не находятся в прямой связи. Самые распространенные несвязанные системы постнапряженного армирования – это системы типа одного каната, которые используются для балок и плит перекрытия зданий, для многоэтажных автостоянок и плит на грунте. Элемент системы армирования типа одного каната состоит из семи проволок, покрытых антикоррозийной смазкой и помещенных в пластиковую оболочку и анкеровки, состоящей из литого металлического элемента (анкера) и конического трехлепесткового клина – для заклинивания каната.

Для анкерования каната используются два анкера (на каждом конце по одному), которые передают силу сжатия на конструкцию. Один из анкеров выполняет функцию пассивного анкера, второй - функцию активного анкера. Через активный анкер выполняется растяжение каната, в свою очередь, пассивный анкер обеспечивает анкерование на другом конце каната. В случае длинного элемента системы армирования типа одного каната по длине могут быть введены промежуточные анкеры.

Связанная система постнапряженного армирования

В связанной системе постнапряженного армирования канаты в пластиковой или металлической оболочке расположены два или более каната. Эти канаты подвержены напряжению большими многоарматурными гидравлическими домкратами и заанкерованы в соответствующих анкерах. После выполнения напряжения оболочка каната заполняется цементным раствором, который обеспечивает антикоррозийную защиту, а также связывает канат с бетоном расположенным вокруг оболочки. Связанные системы армирования используются для мостов, вантовых мостов. На стройках эти системы обычно используются только для очень сильно нагруженных балок.

Правила армирования

Правила армирования

Для продольного и поперечного армирования ленточного фундамента используется арматура класса A-III (A400) или А500. Для вспомогательного поперечного армирования (изготовления хомутов), помимо А400 и А500, может использоваться стержневая горячекатаная гладкая арматура класса A-I (А240), А-II, проволока (гладкая арматура) класса Вр-I. Продольные рабочие стрежни арматуры ленточного фундамента воспринимают совместно с бетоном основные нагрузки растяжения и сжатия, действующие вдоль продольной оси фундамента.  

   Кроме продольных стержней при армировании лент фундамент может устанавливаться поперечная арматура (хомуты) из расчета на восприятие нагрузок, действующих вдоль поперечной оси фундамента. Хомуты устанавливаются в ленту при её высоте более 15см.  Также поперечная арматура служит для ограничения развития трещин в бетоне, для удержания продольных стержней в проектном положении, и для закрепления от их бокового выпучивания при воздействии сжимающих нагрузок. В случае сжимающих нагрузок хомуты  следует устанавливать с шагом не более 15 диаметров сжатой продольной арматуры и не более 50 см, а конструкция хомутов должна обеспесивать отсутствие выпучивания продольной арматуры в любом направлении. Поперечная арматура устанавливается у всех поверхностей фундамента, вблизи которых устанавливается продольная арматура. Закрепление поперечной арматуры производят путем ее загиба и охвата продольной рабочей арматуры. 
 Также в фундаменте может использоваться конструктивная арматура, устанавливаемая  для восприятия непредусмотренных усилий, таких как усилия от усадки бетона или температурных деформаций. В частности, для фундаментных лент высотой сечения более 70 см рекомендуется установка дополнительной продольной  конструктивной арматуры на каждые  40 см  высоты ленты. По возможности арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней.

Процент армирования

   Существует некий допустимый диапазон армирования, определённый Сводом Норм и Правил (Пункт 7.3.5 СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции»), который является одним из определяющих факторов выбора пространственной схемы армирования и может повлиять на выбор сечения ленты фундамента. Этот параметр лежит в диапазоне от 0,3 до 3% для балок, и не менее 0,1% для фундаментов. При армировании ленточных фундаментов, служащих опорой под колонны (например, при строительстве монолитного железобетонного каркаса здания) площадь сечения продольной арматуры для ребра Т-образного ленточного фундамента предусматривают с процентом армирования не менее 0,4% в каждом ряду. Это относительное содержание продольной рабочей арматуры в бетонном элементе от площади рабочего сечения этого элемента. Например, если у вас лента сечением 300х400мм, то площадь S сечения 300*400=120 000 мм.кв. Минимальное сечение арматуры составит 120 мм.кв., или 4 прута арматуры диаметром 8 мм (или 2 прута диаметром 10мм). Максимум можно заложить 10 прутов диаметром 22мм! Меньшее количество арматуры незначительно укрепит бетон и практически будет равно просто силе бетона на разрыв, но и больше 3% арматуры тоже не хорошо - арматуры будет столько, что она не успеет включится в работу, как бетон уже будет разрушен возникшей нагрузкой. Если расчёт приведёт вас к проценту армирования более 3%, нужно задуматься над увеличением сечения бетонного элемента. Сечение арматуры нетрудно посчитать, но для облегчения и визуализации я составил табличку сечений при разных количествах прутов арматуры:

Еще один пример из расчёта своего ростверка: У меня было рассчитано сечение ленты-ростверка как 22х30см, Это 66000 мм.кв. Расчёт армирования привёл меня к 6 прутам арматуры диаметром 12мм (3 снизу и 3 сверху) - это 678 мм.кв. арматуры. Посчитаем процент армирования: 678*100/66000=1,027% - он вписывается в допустимый диапазон от 0,1% до 3%, а значит выбранное соотношение между сечением бетона и армированием находится в "равновесии", количество арматуры и бетона экономически и расчётно обосновано. Подошло бы и 5 прутов по 12мм (565*100/66000=0,856%), расчёт по нагрузкам давал 45% запаса по прочности, однако я решил немного перестраховаться заложив 6-й прут и получил 90% запаса.

Диаметр арматуры

   Помимо минимального процента армирования существуют и требования по минимальному диаметру арматуры. Например, для продольной рабочей арматуры нельзя использовать арматуру диаметром менее 10мм. Продольную рабочую арматуру рекомендуется назначать из стержней одинакового диаметра. Если же применяются стержни разных диаметров, то стержни большего диаметра следует размещать внизу ленты фундамента,  в углах сечения ленты фундамента и в местах перегиба хомутов через рабочую арматуру. Стержни продольной рабочей арматуры должны размещаться равномерно по ширине сечения ленты фундамента. При этом размещение стержней арматуры верхнего ряда над просветами между арматурой нижнего ряда запрещается [пункт 3.94 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения, Москва, 1978]. При этом как в сварных, так и в вязаных каркасах диаметр продольных стержней должен быть не менее диаметра поперечных стержней арматуры. Максимальный диаметр сжатых стержней (для верхнего ряда) вряд-ли будет достигнут частными домостроителями, но для справки, он не должен быть более 40мм. Для удобства я собрал эти требования в нижеследующей табличке:

Минимальное количество стрежней продольной рабочей арматуры в одном ряду

     В балках и ребрах шириной более 15 см число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 15 см и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень. При этом устройство ленточных фундаментов шириной менее 15 см не допускается.

Максимальное количество стержней продольной арматуры в одном ряду и минимальное расстояние между стержнями арматуры

   Максимальное количество стержней в одном ряду в поперечном сечении монолитной бетонной балки определяется минимальным расстоянием в свету между отдельными стержнями продольной арматуры. Это минимальное  расстояние определено необходимостью свободного протекания бетонной смеси в тело ленты между стержнями арматуры фундамента при заливке бетона, возможностью его уплотнения и хорошей связи бетона с арматурой для совместной работы под нагрузкой. Минимальные расстояния между стрежнями продольной арматуры определены в пункте 7.3.4 СНиП 52-01-2003  “Бетонные и железобетонные конструкции”. Минимальное расстояние между стержнями продольной арматуры не может быть меньше наибольшего диаметра стержней арматуры и не менее 25 мм для нижнего ряда арматуры и 30 мм - для арматуры верхнего ряда при двух рядах армирования. При трех рядах армирования расстояние между стрежнями арматуры в верхнем ряду должно составить не менее 50 мм. При большом насыщении арматурой должны быть предусмотрены отдельные места с расстоянием между стержнями арматуры в 60 мм для прохождения между арматурными стержнями наконечников глубинных вибраторов, уплотняющих бетонную смесь. Расстояния между такими местами должны быть не более 500мм. Например, имеем ленту фундамента сечением 40х30см с двумя рядами арматуры. Создаются следующие ограничения: 1 - защитный слой бетона по 40мм с каждой стороны; 2 - минимальный диаметр арматуры 10мм; 3 - минимальное расстояние между арматурой 30мм. Итого, соблюдая все ограничения, получается возможным разместить по 6 рядов арматуры, при этом в верхнем ряду нужно один прут исключить для прохождения наконечника вибратора. Допустим, если бы высота ленты была 100 см, то возникает необходимость использовать три ряда арматуры, а это увеличивает минимальное расстояние между арматурой до 50 мм. В этом случае в одном ряду умещается не более 4 прутов арматуры.

Количество рядов арматуры

   В обычных условиях для индивидуальных домов в фундаменте достаточно двух рядов арматуры. Нижний, в большей степени работающий на растяжение и верхний, работающий на сжатие, если не возникнут выталкивающие силы грунтов. При высоте ленты до 70 см средних рядов арматуры делать не нужно, т.к. она там не работает, там не возникает ни растяжений, ни сжатий (если только не аварийная ситуация). Дополнительное  продольное армирование может понадобиться, если высота фундаментной ленты превышает 70 см. В этом случае лента фундамента рассматривается как балка, которой требуется конструктивное армирование. Стержни арматуры при конструктивном армировании не у граней балки (в середине ширины балки) не требуются. Они должны ставиться тлько у боковых поверхностей балок высотой поперечного сечения более 70 см. Расстояние между конструктивными стрежнями арматуры по высоте должно быть не более 40 см.

    Площадь сечения таких арматурных стрежней определяется не менее 0,1 % площади сечения бетона, но не от всей площади сечения балки, а от площади, образуемой расстоянием между этими стержнями и половиной ширины балки, но не менее чем 20 см. Например, при расстоянии между рядами арматуры по вертикали в 40 см и ширине ленты 30 см, определяемая минимальная площадь сечения арматуры будет отсчитываться от площади в 400 мм x 300 мм /2 =60 000 мм2 х 0,001=60 мм2 . Эти арматурные стержни должны соединяться хомутами или шпильками диаметром 6 - 8 мм из арматуры класса A-I с шагом 50 см по длине ленты фундамента.

Максимальный шаг между продольными стержнями арматуры

Максимальный шаг установки поперечной арматуры

Толщина бетонного защитного слоя арматуры

   Защитный слой бетона, то есть расстояние от поверхности арматуры до соответствующей грани фундаментной ленты, предназначен для обеспечения совместной работы арматуры с бетоном, для закрепления (анкеровки) арматуры в бетоне и возможности устройства соединения арматуры. Также защитный слой бетона предохраняет арматуру от воздействия факторов окружающей среды, конструкций, в том числе и от огня.  Толщина защитного слоя бетона зависит от типа конструкции и роли арматуры в ней, ее диаметра и условий окружающей среды.

   Для продольной рабочей арматуры толщина защитного слоя должна быть, как правило, не менее диаметра стержня и не менее: 30 мм - для фундаментных балок и сборных фундаментов; 35 мм - для монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки; 70 мм - для монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки. При использовании бетонной подготовки (или на скальном грунте) – толщина бетонного защитного слоя снижается в отечественных нормах до 40 мм, а в американских до 25мм. Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры уменьшают на 5 мм. Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры. Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры.
    По требованиям ACI 318-05  защитный слой бетона на уличную строну для арматуры до 20 мм составляет 25 - 40 мм. Для диаметра арматуры толще 20 мм - 50 мм. Защитный слой для арматуры диаметром до 40 мм на стороне не подверженной действию природных факторов составляет 20 мм. По отечественным нормам защитный слой бетона с обеих сторон составляет 40 мм. Требуемую величину защитного слоя нижней арматуры и проектное положение арматуры в процессе бетонирования можно установить с помощью пластиковых фиксаторов, подкладок из бетона и  путем конструирования арматурного каркаса таким образом, чтобы некоторые стержни упирались в опалубку, фиксируя положение каркаса. Нижний защитный слой можно установить, закладывая под нижние стержни арматуры заранее изготовленные бетонные прокладки (сухари) размером 100×100 мм и толщиной, равной требуемой толщине защитного слоя. Применение прокладок из обрезков арматуры, деревянных брусков и щебня запрещается. Также для задания толщины защитного можно использовать пластиковые фиксаторы - спейсеры требуемого стандартного размера. Фиксаторы для арматуры выпускаются в размерах от 15 до 50 мм с шагом размера 5 мм.
Толщина защитного слоя для поперечной арматуры бетонных элементов сечением меньше 25 см составляет 1 см, а для элементов сечением более 25 см – 1,5 см.

Требования к поверхности арматуры

    Арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней. С бетонной подготовки (подушки) в местах установки арматуры должны быть удалены мусор, грязь, снег и лед. Стержни арматуры должны быть обезжирены, очищены от любого неметаллического покрытия, краски, грязи, льда и снега, отслаивающегося налета ржавчины. Удаляется отслаивающаяся ржавчина с помощью металлической щетки. Разрешается наличие эпоксидного покрытия на арматуре. Существует мнение некоторых строителей - поливать водой арматуру за несколько дней перед укладкой, чтобы она заржавела и к ней сильнее прилипал бетон. В официальных комментариях к нормам указано: Обычная поверхностная неотслаивающаяся ржавчина усиливает силу сцепления арматуры с бетоном. Ржавая поверхность лучше склеивается с цементным гелем в составе бетона. Но отслаивающуюся ржавчину требуется удалить. Арматура периодического профиля имеет в 2-3 раза большее сопротивление выдергиванию, чем гладкая арматура. А арматура с гладкой полированной поверхностью держится в бетоне еще в 5 раз слабее.

Сварка или вязка арматуры

    Идеальным армированием фундамента является армирование сплошным безразрывным контуром арматуры. Однако, такое безразрывное армирование может быть получено только с использованием сварки или с использованием специальных резьбовых соединителей. В строительстве фундаментов часто применяют арматуру класса А-III А400 - такую арматуру сваривать недопустимо, она сильно теряет в прочности при нагревании. Сваривать можно только арматуру c литерой "С" в маркировке, например А500С.  Длина сварного шва для такой арматуры должна быть не менее 10 диаметров. Т.е. если арматура диаметром 12мм, то шов должен быть не менее 120мм. При этом отечественные нормы разрешают дуговую электросварку перекрестий арматуры только не менее 25 мм диаметром.

   Соединение арматуры нахлестом – самый распространенный вариант в дачном строительстве  из-за своей очевидной простоты исполнения. Однако есть ряд требований, которые необходимо выполнить, чтобы обеспечить правильную работу соединяемой арматуры. Соединение арматуры нахлестом допустимо для арматуры диаметром до 36 мм. Это ограничение связано с отсутствием экспериментальных данных по соединениям нахлестом для арматуры больших диаметров. Соединение арматуры не должно размещаться в местах концентрированного приложения нагрузки и местах наибольшего напряжения. Соединение арматуры нахлестом может производиться:

  • Со связкой стержней вязальной проволокой. В этом случае расстояние между прутами обусловлено лишь высотой выступов периодического профиля и может приниматься равным нулю.

  • Без связки. В случае свободного соединения с нахлестом расстояние между стыкуемыми нахлестом стержнями арматуры по вертикали и горизонтали должно быть не менее 25 мм или 1 диаметр арматуры, если диаметр арматуры больше 25 мм,  для обеспечения свободного проникновения бетона. Максимальное расстояние по ширине ленты фундамента между стыкуемыми свободным нахлестом стержнями должно быть не более 8 диаметров стержней арматуры. В нормативах ACI 318-05 рекомендуется делать свободные (не связанные) соединения стержней арматуры  в предварительно не напряженных конструкциях. Это объясняется тем, что при свободном соединении бетон охватывает все стороны каждого арматурного стержня и фиксирует стержень арматуры надежнее, чем при обхвате неполной окружности стержня при связке его проволокой с соседним стержнем.

  • Механическим способом.  C точки зрения экономии (перерасход арматуры на нахлесты до 27%), и безопасности здания (ограничение объема бетона в месте стыков), арматуру диаметром свыше 25 мм рекомендуется соединять механическим способом (винтовые муфты или опрессованые соединения).

  Соседние соединения арматуры по длине должны быть разнесены в разбежку так, чтобы в одном сечении одновременно соединялось не более 50% арматуры. минимальное расстояние между стыками арматуры по длине составляет 61 см. Не более половины всех стержней в одном расчетном сечении элемента фундаментной ленты могут иметь соединения. Стыкование отдельных стержней арматуры и сварных сеток без разбежки допускается при использовании арматуры для конструктивного (нерабочего) армирования.

  Нормы для анкеровки арматуры, работающей как на растяжение, так и на сжатие предусматривают нахлест стержней в 50 диаметров этих стержней, но не менее 30 см. Однако, величина нахлеста зависит и от класса (марки бетона: если для бетона класса В15 (M200) минимальный нахлест составляет  50d (диаметров арматуры), то при использовании бетона класса  В20 (M250), нахлест можно уменьшить до 40d. Для бетона класса В25 (M300) минимальный нахлест равен 35d. Для арматуры А-I и А-II минимальный нахлест равен 40d.

В общем, в двух словах: 1 - арматуру лучше вязать, чем варить, 2 - нахлёсты лучше не связывать, а оставлять между прутами расстояние около 25мм.

Наблюдения

  Только соблюдая все эти ограничения и рекомендации можно сказать, что вы получите достаточное для большинства случаев армирование без дополнительных расчётов! Жизненные наблюдения показывают, что обычно люди льют столько бетона в фундамены, что если бы они их так же основательно армировали, то можно было бы на их фундаментах строить многоэтажки (правда, несущая способность грунтов обычно никак не учитывается). В большинстве случаев застройщики стремятся к самому минимальному проценту армирования, поскольку бетона у них такое количество, что даже 0,1% арматуры выглядит внушительно.  

Основные нарушения правил армирования

  •   Некоторые строители армируют углы ленточных фундаментов и примыканий лент с помощью перекрестий стрежневой арматуры. Такой способ является грубейшим нарушением типовых схем армирования углов и примыканий, ослабляющих конструкцию, который может привести к расслоению бетона. Не смотря на именно такую рекомендацию автора технологии ТИСЭ Яковлева я считаю это совершенно неприемлемым способом.

  •    Арматуру класса А-III можно гнуть в холодном состоянии на угол до 90° по диаметру изгиба с оправкой радиусом равным пяти диаметром сгибаемой арматуры без потери прочности. При загибе арматуры на 180 градусов прочность арматуры снижается на 10%. По американским нормам диаметр оправки  для арматуры номинальным диаметром до 26 мм сгибается по диаметру равному шести диаметрам сгибаемой арматуры, а арматура диаметром 28-36 мм сгибается по восьмикратному диаметру. При этом свободный загибаемый конец арматуры должен быть не короче 12 диаметров стержня арматуры. Нельзя сгибать арматуру, один конец которой уже замоноличен в бетон.  

  •    Практикуется как минимум два широко распространенных недопустимых приема гибки арматуры.  Если заказчик требует от рабочих сгибать арматуру для армирования углов и примыканий фундаментной ленты (как и положено), а не класть ее перекрестиями, то рабочие, ленясь, либо нагревают место сгиба автогеном, на костре или паяльной лампой, либо надпиливают место сгиба арматуры болгаркой. Понятно, что оба способа значительно ослабляют стрежни арматуры, что может привести к разрушению их целостности под  нагрузкой. Требование (пункт 7.3.1 ACI 318-08) гласит: Все виды арматуры должны сгибаться в холодном состоянии, если иное не предписано проектировщиком.

  • Некоторые строители считают, что в качестве рабочей арматуры можно использовать любой металл любой конфигурации: трубы, алюминиевые изделия, плоские листы, отходы от промышленной вырубки деталей, сетку рабицу, проволоку и т.п. Все эти материалы не обладают требуемыми характеристиками, чтобы адекватно воспринять нагрузки на сжатие или растяжение, и не предохраняют бетон от деформаций и образования трещин. Армирование рельсами также не рекомендуется из-за низкого сцепления бетона с гладкой поверхностью металла.  Включение в состав бетона алюминия приводит к химическим реакциям, разрушающим бетон. 

Познавательные статьи

Бетон отличается высокой прочностью на сжатие, что делает его одним из самых прочных строительных материалов. Однако в случае растяжения из-за изгиба или прогиба бетонной конструкции бетон может лопнуть. Чтобы увеличить прочность материала на растяжение, используют армирование бетона, которое заключается в установке армирующих стержней из металла или другого прочного материала. Стержни принимают давление бетона на себя, не давая ему прогнуться или растянуться.

Зачем нужно связывать или сваривать арматуру?

Арматура устанавливается перед заливкой бетона поперек направления воздействия предполагаемого усилия на бетонную конструкцию. При этом после установки прутьев арматуры их необходимо связать или сварить. Это не является обязательной процедурой, так как сварные соединения практически не влияют на прочность самого бетона. Вязка арматуры необходима для того, чтобы арматура в процессе заливки не сместилась под действием тяжелого песчано-цементного раствора.

Вязка или сварка арматуры позволяет надежно зафиксировать прутья арматуры в заданном положении и исключает их расхождение в местах соединения после заливки смеси. Арматура связывается стальной проволокой или сваривается. При этом прутья арматуры должны плотно прилегать друг к другу в местах соединения, чтобы жидкий бетон не мог проникнуть между ними и раздвинуть прутья после застывания. Если имеется доступ к сварочному аппарату, то арматуру лучше сваривать, так как это обеспечивает более высокую надежность и прочность соединений.

Расчет арматуры для армирования бетонного фундамента

Для расчета количества арматуры и вязальной проволоки для фундамента необходимо определить тип фундамента и его конфигурацию. Например, для плитного фундамента используется только арматура диаметром от 10 мм и с ребристой поверхностью. Толщина арматуры зависит от типа грунта и веса дома. Для армирования плиты фундамента легкого деревянного дома на твердом грунте будет достаточно арматуры диаметром 10 мм. Для более тяжелого дома слабом грунте потребуется арматура толщиной не менее 15 мм.

При площади фундамента 6х6 метров достаточно шага сетки в 20 см, для чего необходимо уложить по 31 прута поперек и вдоль – всего 62 арматуры. Так как поясов армирования для бетонной плиты нужно два, верхний и нижний, общее число прутьев составит 124 штуки. Если взять длину прута в 6 метров, то для армирования бетонного плитного фундамента понадобится 744 погонных метра арматуры.

Верхняя и нижняя сетки арматуры необходимо соединить между собой в местах пересечения поперечных и продольных прутьев. В данном случае количество таких мест будет равно 31 х 31 = 961. При толщине плиты в 20 см и нахождении каркаса арматуры на глубине в 5 см от поверхности плиты для соединения понадобятся прутья арматуры длиной 10 см. Соответственно на все соединения понадобится 96,1 погонных метров арматуры.

Преимущества использования железобетона в строительстве

Железобетон содержит сталь, встроенную в бетон, поэтому два материала дополняют друг друга , чтобы противостоять таким силам, как растягивающее, сдвигающее и сжимающее напряжение в бетонной конструкции. Обычный простой бетон может выдерживать сжимающее напряжение, но плохо переносит растяжение и напряжения, например, вызванные ветром, землетрясениями и вибрациями.

Термин «армированный» используется потому, что сталь армирует бетон и делает его еще более прочным строительным материалом.Железобетон сегодня используется в самых разных сферах. К преимуществам использования железобетона в строительстве можно отнести:

Способность противостоять высоконагруженным средам

Железобетон был разработан с учетом эксплуатационных недостатков обычного бетона, особенно в условиях высоких нагрузок. Бетон - один из лучших строительных материалов, широко известный своей прочностью и долговечностью. Известно, что материал на нем не работает в условиях высоких нагрузок, связанных со стихийными бедствиями, такими как землетрясения и торнадо.Армирующая ценность стали в бетоне сделала железобетон очень востребованным материалом в районах, подверженных стихийным бедствиям.

Огнестойкость и атмосферостойкость

Железобетон также обладает отличной атмосферостойкостью и огнестойкостью. Природа бетона не позволяет ему загореться или загореться. Материал не подвержен влиянию погодных условий, например, дождя и снега.

Безграничный диапазон формы

Из армированного бетона можно придать неограниченное количество форм.Это отличный материал для создания художественных архитектурных конструкций, таких как арки и купола. Вначале материал текуч, в то время как стальная каркасная конструкция служит каркасом для окончательного проектирования. Как только жидкий материал образует стальной каркас, он создает прекрасное разнообразие геометрических и абстрактных форм.

Низкие затраты на техническое обслуживание

Из-за долговечности железобетона техническое обслуживание часто сводится к минимуму. Как только конструкция обретет форму и бетон застынет, вы можете положиться на железобетон, который усердно выдержит испытание временем.

Требует меньше труда

Строительство железобетонных конструкций требует меньше труда при возведении этих конструкций. Стальной каркас может быть изготовлен от производителя. Жидкая бетонная смесь наносится на стальной каркас путем заливки или распыления в форму. Это также ускоряет строительство и позволяет сэкономить время на трудозатратах. После того, как бетон будет нанесен, его дают высохнуть до того, как он будет готов. На возведение железобетонной конструкции может потребоваться вдвое меньше труда.

Вам нужно правильно выполнить следующий проект по отделке бетона? Мы - подрядчик, который может предоставить лучшие бетонные услуги для вас и вашей компании. Позвоните в Ocmulgee Concrete Services!

Что такое предварительно напряженный бетон? | Five Dredge & Marine

Что такое предварительно напряженный бетон, как он применяется к железобетону?

Все мы знаем, что бетон прочен на сжатие и слаб на растяжение. Это причина для обеспечения арматуры (в виде стальных стержней), чтобы противостоять силе растяжения / растяжения, действующей на балки / колонны / плиты и т. Д.

Ж / б конструкции под эксплуатационной нагрузкой подвергаются прогибу, в результате чего нижняя часть балки (зона растяжения) удлиняется, вызывая трещины. Предусмотрены стальные стержни, чтобы ограничить ширину трещин и противостоять растягивающей силе, которой не хватает в бетоне.

Здесь арматурный стержень действует как «пассивная арматура» . Арматура (стальная арматура), расположенная в нижней части стержня, не несет никаких сил, пока бетон уже не прогибается достаточно, чтобы трескаться.

Как используется?

Здесь вступает в действие предварительное напряжение.Принцип, лежащий в основе предварительно напряженного бетона, заключается в том, что сжимающие напряжения, создаваемые арматурой из высокопрочной стали в бетонном элементе до приложения нагрузок, уравновешивают растягивающие напряжения, возникающие в элементе во время эксплуатации.

Проще говоря, постоянное предварительное сжатие производится в областях, подверженных растяжению, с использованием высокопрочной стальной проволоки или сплавов. Теперь часть растягивающего напряжения нейтрализуется, тем самым уменьшая площадь поперечного сечения стальной арматуры.

В результате бетон не растрескивается, потому что предварительное напряжение уменьшило растягивающее напряжение в секции ниже напряжения растрескивания.Следовательно, конструкция из предварительно напряженного бетона отличается от обычной железобетонной конструкции из-за приложения начальной нагрузки к конструкции перед ее использованием.

Начальная нагрузка или предварительное напряжение применяется, чтобы позволить конструкции противодействовать напряжениям, возникающим в период ее эксплуатации. Предварительное напряжение конструкций было введено в конце девятнадцатого века. Концепция предварительного напряжения существовала до того, как бетон стал рассматриваться как эластичный материал.

Железобетон vs.предварительно напряженный бетон

В чем разница между обычным железобетоном и предварительно напряженным бетоном?

В предварительно напряженном бетоне внутренние напряжения вводятся путем сжатия бетона, так что растягивающие напряжения, возникающие в результате рабочих нагрузок, могут быть в желаемой степени противодействовать. Предварительное напряжение создается за счет натяжения сухожилий. Наличие предварительного напряжения позволяет бетону выдерживать более высокие нагрузки без образования трещин. С предварительно напряженным бетоном инженер может также спроектировать более длинные пролеты, используя балку той же глубины.

Железобетон и важность арматуры

Конструктивные элементы в зданиях испытывают внутренние силы, а именно сжатие, растяжение, изгибающие моменты и кручение. Противостояние этим внутренним силам с низкой тенденцией к разрушению и любой нежелательной деформации для обеспечения эксплуатационной пригодности является основной задачей строительных материалов.

Бетон, как правило, предпочтительнее в качестве строительного материала по сравнению с другими альтернативами, поскольку это экономичное решение для строительной отрасли.Прочность на сжатие бетона намного выше, чем у любых других материалов, в то время как его предел прочности на растяжение очень слабый. Чтобы получить максимальное использование прочности бетона на сжатие, сталь интегрирована в бетон, чтобы снять напряжение, действующее в элементах конструкции. Таким образом, прочность конструкции на растяжение выше, чем ее способность к сжатию. Эта целостность стали и бетона называется железобетон, , а эта сталь обозначается как арматура или арматурная сталь, или арматурный стержень (арматурный стержень), или арматурная сталь.

Почему сталь в качестве арматуры?

Существует множество вариантов армирования бетоном. Несмотря на то, что некоторые свойства стали, совместимые с бетоном, сделали выбор стали предпочтительнее других материалов. Тепловой коэффициент стали и бетона аналогичен. Кроме того, он не требует специальной перевязки во время укладки бетона, так как он не будет плавать по бетону. Простота изготовления, возможность вторичной переработки и лучшая изгибаемость на месте без вредного воздействия на секцию делают его предпочтительным по сравнению с другими материалами.

С другой стороны, коррозионная природа и дороговизна стали являются ее недостатками. Поверхность стали деформируется (ребра) для лучшего сцепления с бетоном.

Использование стали в железобетоне
  1. Первичное армирование

Это основная арматура, обеспечиваемая конструктивному элементу, чтобы противостоять растягивающим напряжениям, возникающим в элементе из-за нагрузок.В некоторых случаях он также используется в качестве арматуры сжатия, поэтому объем бетона может быть уменьшен для сохранения свободного пространства в архитектурных целях.

  1. Вторичное армирование

В дополнение к первичной арматуре вторичная арматура обеспечивает дополнительное сопротивление в случае теплового расширения и ограничивает развитие трещин, сохраняя эстетику элементов.

  1. Тяги и хомуты

Сталь снова используется для регулирования поперечных сил, возникающих в конструкции из-за внешних нагрузок.Обычно для балок используются звенья 6 мм, 8 мм, 10 мм и 12 мм. В случае глубоких балок, где существует высокая вероятность крутильных воздействий, будут использоваться звенья 16 мм.

  1. Стулья или табуреты

Прочие виды стали в железобетонных конструкциях - это табуреты, которые используются для поддержания зазора между верхней и нижней арматурой.

Типы арматуры

Углеродистая сталь - это типичная сталь, используемая в железобетоне.Его можно разделить на две основные категории.

  1. Пруток стальной горячекатаный
  2. Пруток стальной холодногнутый
  3. Плоский стержень из мягкой стали
  4. Стальные стержни для предварительного напряжения

Подготовка расписания бара вручную

Комментарии

комментария

Предотвращение коррозии в железобетоне

Бетон - один из наиболее широко используемых строительных материалов в мире, обладающий многими ключевыми преимуществами, такими как формуемость и долговечность [i].Бетон также обладает высокой прочностью на сжатие, которая определяется как максимальная сжимающая нагрузка, которую тело может выдержать до разрушения. Однако бетон на самом деле имеет довольно слабую прочность на разрыв, а это означает, что бетон не является идеальным материалом, если конструкция подвергается растяжению.

Из-за присущей бетону слабости необходим другой материал для повышения прочности на разрыв и предотвращения недопустимого растрескивания и даже разрушения. Можно добавить стальные арматурные стержни, чтобы противостоять растяжению, которое нагрузка может вызвать в конструкции.Однако с добавлением материала возникают новые проблемы, такие как коррозия стальной арматуры, что может вызвать новый набор проблем для строительного проекта.

В целом, коррозия - это естественный и дорогостоящий процесс разрушения, такой же, как землетрясения, наводнения и случайные разрушения, вызванные торнадо. [Ii] Однако, в отличие от натиска торнадо или землетрясения, коррозия происходит тихо и ее можно предотвратить или по крайней мере, контролируемый. ASTM (Американское общество испытаний и материалов) определяет коррозию как «химическую или электрохимическую реакцию между материалом и окружающей средой, которая приводит к ухудшению качества материала» [iii].Точно так же коррозия - это естественный процесс, и все естественные процессы имеют тенденцию к минимально возможному энергетическому состоянию.

Коррозия арматурной стали в бетоне - глобальная проблема, приводящая к очень быстрому разрушению конструкций. Эта проблема составляет более 80 процентов всех повреждений железобетонных конструкций, что по-прежнему приводит к увеличению затрат на ремонт для стран [iv]. В отчете 2011 года, опубликованном в Journal of Climatic Change, отмечалось, что ежегодные затраты на коррозию во всем мире оцениваются более чем в 1 доллар.8 трлн [v]. При ремонте стали при лазании по бетону невозможно выполнить меры по обеспечению устойчивости.

Коррозия

Когда признаки повреждения стали видны,
степень коррозии арматурной стали
, как правило, составляет
, уже достигнув продвинутой стадии.

Для коррозии железобетона необходимы три основных компонента: сталь, вода и кислород. Устранение любого из них предотвратит химическую реакцию и повреждение, вызванное коррозией.Вот почему в сухом бетоне нет коррозии, а также почему бетон, полностью погруженный в воду, имеет ограниченную коррозию.

В целом бетон - отличный вариант для арматуры. Из-за высокой щелочности бетона стальные арматурные стержни пассивируются пленкой оксида железа (Fe 2 O 3 ), которая обеспечивает защитный слой стали. В этом состоянии бетон обычно обеспечивает арматурную сталь с защитой от коррозии. Однако в процессе затвердевания в бетоне образуются мельчайшие поры, которые становятся потенциальным источником проникновения коррозионных агентов в бетон.Эти коррозионные агенты, проникая в бетон через пустоты, приводят к разрушению слоя пассивной защиты вокруг бетона. Без пассивной пленки оксида железа, защищающей сталь, коррозия может начаться с гораздо большей скоростью.

Пассивный слой со временем может ухудшиться из-за атмосферного углекислого газа (CO 2 ), который в результате процесса, называемого карбонизацией, снижает pH бетона до тех пор, пока пассивный слой не станет нестабильным. Пассивный слой также может быть быстро разрушен агрессивными химическими веществами, такими как хлорид, которые присутствуют в прибрежной среде или используются в химикатах для борьбы с обледенением.При повреждении пассивного слоя стальная арматура подвергается коррозии, когда на поверхности стали присутствуют влага и кислород.

Климатические условия местности имеют большое влияние на скорость коррозии. В экстремальных климатических условиях прибрежных районов скорость коррозии будет высокой. Например, на побережье Мексиканского залива очень агрессивная среда, характеризующаяся высокой температурой окружающей среды и условиями влажности, сильным засолением грунта с высоким уровнем хлоридов и сульфатов в грунтовых водах.Другими факторами, ускоряющими скорость коррозии, являются низкое качество строительных материалов, особенно заполнителей, и наличие высоких концентраций сульфатных солей в рабочей среде.

Отрицательные эффекты

Стальная арматура необходима для бетона
для повышения его прочности на растяжение.

Как упоминалось ранее, коррозия - это естественный процесс. Сталь - это промышленный материал, произведенный из оксида железа или железной руды. К сожалению, энергия, добавляемая в процессе рафинирования, также способствует его нестабильности.Когда возникает подходящая среда или условия, сталь выделяет энергию и превращается в оксид железа. Это естественное состояние железа - термодинамически стабильный материал.

Стальная арматура, используемая в бетоне, укрепляет конструкцию, обеспечивая твердую прочность на разрыв, которой обычно не хватает бетона. Когда сталь начинает ржаветь и образовывать ямки или отверстия на ее поверхности, наблюдается снижение прочности, что отрицательно сказывается на жизнеспособности конструкции.

Коррозия начинает влиять на целостность бетонной конструкции, когда продукты коррозии (т.е.е. ржавчина) занимают больший общий объем, чем исходная сталь. Это расширение затем создает растягивающие напряжения в бетоне, которые вызывают появление пятен, трещин и сколов бетона. К тому времени, когда признаки повреждения становятся видимыми снаружи, например на внешней стороне бетонной конструкции, степень коррозии арматурной стали достигла высокой степени. На этом этапе, независимо от того, где находится объект, затраты на восстановление будут высокими, а процесс ремонта сложным.[vi]

Есть несколько этапов на пути к коррозии, начиная с агрессивных элементов, таких как ионы хлора или углекислого газа, присутствующих в окружающей среде и проникающих в бетон. Второй этап после «инициации» - это «распространение», которое происходит, когда эти агрессивные тела находятся в довольно высоких концентрациях на уровне подкрепления. Пассивный слой исчез, и коррозия повреждает структуру в гораздо большей степени.[vii]

Вследствие коррозии на внешней поверхности бетона появляются трещины. Трещины - это прямой путь, по которому коррозионные агенты проникают в сталь и достигают ее. Эти трещины будут прогрессировать и превратиться в сколы до такой степени, что преждевременно будет достигнут функциональный срок службы. Следовательно, вода не должна проникать в армированный бетон и отводиться от воздействия на стальную арматуру внутри.

Традиционные методы предотвращения коррозии

Есть несколько методов контроля коррозии железобетона.Эффективная система контроля коррозии должна увеличивать время до начала коррозии или снижать скорость коррозии закладной стали, либо делать и то, и другое.

Некоторые из традиционных мер, используемых для борьбы с коррозией железобетона:

  • Катодная защита;
  • Примеси ингибиторов коррозии; и
  • Антикоррозийное покрытие.

Когда сталь начинает ржаветь и
производит ямки или отверстия на ее поверхности
, прочность снижается.

К сожалению, эти традиционные методы, предназначенные для борьбы с коррозией бетона, оказались менее эффективными, чем хотелось бы, учитывая текущее состояние разрушающейся инфраструктуры. Толстое или плотное бетонное покрытие поверх арматурной стали поможет, но по-прежнему оставляет бетон уязвимым для растрескивания и целого ряда новых проблем. Ингибиторы коррозии обеспечивают только временную защиту. Катодная защита стоит дорого и имеет свои недостатки, а процедуры ремонта часто имеют короткий срок службы и могут постоянно переустанавливаться.

Постоянный ремонт железобетонной инфраструктуры приводит к высоким затратам в течение всего срока службы конструкции. В целом, недостатком традиционных мер по предотвращению коррозии является то, что они недостаточно предотвращают или противодействуют развитию коррозионных условий в бетоне.

Как уже упоминалось, вода является одним из трех элементов, необходимых для возникновения коррозии. Вода также действует как переносчик для ионов хлора, что является основной причиной ухудшения пассивного слоя, который в противном случае защитил бы арматурный стержень.Следовательно, критическим фактором коррозии стальной арматуры, а также разрушения бетона в целом является проникновение воды и водных хлоридов в бетон.

Следовательно, первая линия защиты от коррозии в железобетоне - это предотвращение проникновения воды. Важно использовать бетон с низкой проницаемостью и использовать соответствующее количество бетонного покрытия для данного применения.

Стратегии гидроизоляции

Бетон - твердый материал с сетью отверстий, таких как капилляры, поры, трещины и микротрещины.Вода может проходить через незащищенный бетон, выступая в качестве носителя для агрессивных химикатов, таких как хлорид, которые вызывают коррозию арматурной арматуры.

Мембрана была повреждена
в нескольких областях после первоначального размещения
конструкцией.
материалов, использованных для завершения конструкции
.

За исключением механических повреждений, все отрицательное влияние на долговечность бетона связано с переносом жидкостей через бетон. [Viii] Водопроницаемость определяет скорость разрушения, что означает, что если бетон защищен от проникновения воды, увеличится прочность конструкции и, в конечном итоге, срок службы.В результате ключевым моментом является снижение проницаемости бетона. К сожалению, как и в случае с защитой железобетона, традиционные меры не оправдывают ожиданий.

Мембраны, наносимые на поверхность, или листовые мембраны - это один из вариантов, который следует рассмотреть. Эта мембрана образует барьер против проникновения воды снаружи бетона. Другой вариант - мембрана, наносимая жидкостью. Точно так же, как листовая мембрана, наносимая жидкостью мембрана образует барьер на поверхности бетона, препятствующий проникновению воды.

В обоих случаях традиционная система гидроизоляции создает барьер для бетона. Однако гидроизоляционные мембраны , наносимые на поверхность, имеют ограничения и подвержены риску проколотого повреждения и выхода из строя. Отойдя от традиции, успех был достигнут, заменив потребность во внешней мембране внутренней мембраной, тем самым сделав бетон гидроизоляционным барьером.

Интегральная кристаллическая гидроизоляционная добавка

Миллионы игл, похожих на кристаллы, растут, останавливая
поток воды в железобетоне.

Добавка, снижающая проницаемость, подходящая для гидростатических условий (PRAH), такая как добавка для интегральной кристаллической гидроизоляции (ICW), добавляется в бетонную смесь при дозировании или непосредственно в грузовик товарной смеси. Вместо установки листовой мембраны или применения жидкой мембраны, ICW устраняет эту необходимость, становясь частью бетонной смеси. Добавка ICW эффективна для снижения проницаемости бетона без использования дорогостоящих материалов, труда или времени, необходимых для установки внешних методов.

Свойства добавки ICW обеспечивают множество уникальных преимуществ для бетона, повышая долговечность свойств бетона, которые исторически приводили к плохой долговечности. Благодаря использованию кристаллической технологии, добавка ICW снижает проникновение воды и переносимых водой химических веществ за счет трех основных механизмов:

  1. кристаллизация и снижение проницаемости бетона;
  2. уменьшение размера и количества трещин в бетоне; и
  3. самоуплотняющиеся трещины и микротрещины, которые образуются на более позднем этапе эксплуатации конструкции.

Эффекты ICW были замечены не только в многочисленных проектах по всему миру, но и в уникальном долгосрочном исследовании, проведенном Гавайским университетом.

Заключение

ICW может контролировать коррозию железобетона, препятствуя развитию коррозионных условий, вызванных проникновением влаги. Результатом является конструкция с повышенной прочностью, более длительным сроком службы и более низкими затратами на техническое обслуживание в течение всего срока службы конструкции - все необходимое для современных методов устойчивого строительства.

[i] Всемирный совет предпринимателей по устойчивому развитию (WBCSD) «Инициатива по устойчивому развитию цемента - переработка бетона» на сайте www.wbcsdcement.org.

[ii] Заки Ахмад «Принципы разработки и контроля коррозии», 2006 г.

[iii] http://www.astm.org/SNEWS/ND_2009/j01_nd09.html

[iv] Сэм Мэтью «Коррозия бетона, методы борьбы с этой извечной проблемой на Ближнем Востоке», 2006 г.

[v] Воздействие изменения климата на коррозию и повреждение бетонной инфраструктуры в Австралии 2011

[vi] Подробнее см. Сэм Мэтью «Коррозия бетона, методы борьбы с этой извечной проблемой на Ближнем Востоке», 2006 г.

[vii] Рашидузафар и Курди, А. «Влияние жарких погодных условий на микротрещины и потенциал коррозионного растрескивания в железобетоне», «Прочный бетон в жарком климате», Кэмерон Макиннис Эд, SP-139 (1), Американский институт бетона, 1993 г. .

[viii] Адам М. Невилл «Свойства бетона». 1996

Железобетон: что нужно знать

Проблема железобетона

… И почему бетонные подрядчики и поставщики предпочитают альтернативные железобетонные материалы

Инновация 19 века, железобетон, призванный сделать бетонные конструкции более надежными и устойчивыми. Но, как показывает история, такой подход к железобетону не выдержал испытания временем, как его предшественники.

Бетонные конструкции в Риме стоят и по сей день, спустя почти 2000 лет после их создания. Для сравнения: многие бетонные дороги, мосты и здания со стальной арматурой уже начали разрушаться.

Мы знаем, что бетон долговечный и долговечный. Так в чем проблема?

Дело в том, что у использования железобетона есть несколько недостатков.

Если вы планируете заказывать железобетон у поставщиков бетона, сначала рассмотрите преимущества и недостатки железобетона.Вы также можете рассмотреть альтернативы, которые предпочитают многие подрядчики по бетону!

Для чего используется железобетон?

Стальной бетон предназначен для использования прочности бетона на сжатие с пределом прочности стали на разрыв для выдерживания тяжелых нагрузок, таких как опоры, фундаментные стены и колонны. Для проезжей части с интенсивным движением, полов под навесами и больших навесов может потребоваться железобетон, чтобы выдержать вес.

Стальная арматура встраивается в бетон, чтобы удерживать бетон вместе, предотвращать образование больших трещин и повышать общую прочность.Эта дополнительная прочность позволяет создавать более длинные, тонкие, консольные конструкции и плиты с меньшей опорой, которые имеют более прочную конструкцию из-за армирования.

Виды железобетона

Армированный бетон часто представляет собой традиционный цементный бетон, заливаемый на стальную арматуру. Эти подкрепления включают:

Арматура

Арматура - это сокращение от арматурного стержня. Это стержень из низкоуглеродистой стали, который бывает разной толщины, например № 3 толщиной 10 мм и № 4 толщиной 12 мм.Арматура часто производится для лучшего захвата, например ребристая арматура.

Сварная сетка

Это стальная проволока, сваренная вместе в виде квадратной сетки в виде плоского листа. Толщина стальной проволоки обычно составляет 4 мм. И типичный размер сетки составляет 150 мм х 150 мм.

Оба типа стальной арматуры используются в проектах кладки. Обычно арматура огибает фундамент, а сварная сетка входит в плиту, часто образуя клетку.

Хотя это экономичные варианты строительства из бетона, они изготовлены из стали, поэтому они создают риск ржавления и коррозии бетона.

Преимущества железобетона

Комбинация бетона и стали дает железобетону высокую прочность на сжатие и растяжение. В результате железобетон считается более прочным. Кроме того, он довольно устойчив к огню и погодным условиям.

Поскольку стальная арматура может укреплять более тонкие бетонные плиты, подрядчики по бетону могут использовать меньше бетона и при этом иметь прочную бетонную плиту с опорой. Использование меньшего количества бетона позволяет сэкономить время и трудозатраты на подачу, транспортировку, смешивание и заливку бетона.

Сталь

также является доступным материалом и дешевле некоторых альтернативных вариантов армирования, таких как алюминиевая бронза и нержавеющая сталь.

Недостатки железобетона

Хотя застройщики могут сэкономить на первоначальных затратах, используя стальную арматуру, они часто не принимают во внимание долгосрочные затраты на техническое обслуживание, ремонт и замену.

Основной компонент стали, железо, подвержено ржавчине. В результате коррозия остается уникальным недостатком при использовании железобетона.

Эту коррозию трудно обнаружить в бетонных конструкциях. Но это разрушает долговечность бетона, что приводит к сокращению срока службы - всего от 50 до 100 лет, а ухудшение начинается всего через 10 лет. По сравнению с древними бетонными сооружениями в Риме, от 50 до 100 лет - это недостаточно для того, чтобы современные сооружения прослужили.

В результате этого более короткого срока службы рушащиеся здания, мосты, шоссе и прочая инфраструктура требуют больших затрат на ремонт. Затраты на ремонт и реконструкцию железобетонных конструкций со временем будут только ухудшаться, поскольку все больше конструкций изнашиваются и теряют структурную целостность.

Почему сталь - не лучший вариант

Наличие стальной арматуры в бетоне делает бетон более склонным к растрескиванию. В то время как обычный бетон может справиться с несколькими крошечными трещинами, эти трещины прокладывают путь (простите за каламбур) главной угрозе стальной арматуре - влаге.

Когда влага попадает в бетон через эти трещины, она вызывает электрохимическую реакцию со стальной арматурой, встроенной в бетон. Эта реакция создает батарею, причем один конец арматурного стержня становится анодом, а другой конец - катодом.Эта батарея питает коррозию, превращая сталь в ржавчину.

Ржавчина способна расширять сталь до четырех раз. Это расширение создает более крупные трещины и разрывает бетон на части в процессе, называемом скалыванием (рак бетона).

Альтернативы натуральной арматуре

Бетонная промышленность всегда ищет способы стать более экологически чистыми. Один из таких способов - использовать эти альтернативы стальной арматуре:

.
Непрерывное базальтовое волокно (CBF)

CBF - это плотная, устойчивая к истиранию вулканическая порода, изготовленная из базальта.Это каменное волокно более чем вдвое превышает удельную прочность легированной стали. Он не подвергается коррозии, как сталь, и не портится от кислот. CBF также является огнестойким и хорошо сочетается с различными композитами.

По сравнению со стальной арматурой, CBF также уменьшает количество используемого бетона, делая бетон более тонким и легким, что позволяет оставить больше изоляционного пространства. CBF также не является теплопроводным, поэтому его можно соединять как с внутренними, так и с внешними изолированными стеновыми панелями без передачи тепла.Это означает более энергоэффективные здания за счет снижения потерь тепла.

Тканый бамбук (WSB)

WSB использует бамбуковые стебли со шкурой, которые продольно разрезают на тонкие пряди. Затем эти пряди карбонизируются, погружаются в клей на водной основе и подвергаются горячему или холодному прессованию в формах. В результате получается продукт, который в три раза плотнее бамбука, а также устойчив к впитыванию влаги, набуханию и разложению бактерий и грибков.

Бамбук обладает высокой прочностью на разрыв, быстро восстанавливается и связывает углерод, что делает его чрезвычайно экологичной альтернативой арматурной стали.

Полимер, армированный волокном (FRP)

FRP - еще одна альтернатива стальной арматуре, которая может создавать энергоэффективные бетонные конструкции и не подвержена коррозии. FRP, особенно стекло FRP, обеспечивает тепло- и электрическую изоляцию, имеет высокое отношение прочности к весу и низкие эксплуатационные расходы.

При строительстве железобетона с альтернативами, которые не подвержены коррозии, бетонные конструкции получают более длительный срок службы. Они требуют меньше обслуживания и меньше ресурсов. Они смогут выдержать испытания временем, как древнеримские постройки, и не станут дорогостоящим финансовым бременем при техническом обслуживании, ремонте или замене.

Почему бетон намного прочнее с небольшим количеством арматуры

Практическая разработка YouTube

Заманчиво думать о «силе» как о простой переменной и о том, что все материалы попадают где-то в диапазоне от сильного до слабого. Реальность, конечно, намного сложнее. Разные материалы сильны в определенных ситуациях, но слабы в других. Для получения действительно прочного материала вам нужно начать смешивать и сочетать.Железобетон - прекрасный тому пример.

Бетон отлично переносит нагрузки в виде сжатия. Может потребоваться много злоупотреблений, прежде чем она сдастся. Однако он ужасно справляется с растягивающим напряжением и не подходит для борьбы с силами, которые угрожают его разорвать.

Это особая проблема в строительстве, как объясняет «Практическая инженерия», потому что бетон в здании почти всегда испытывает оба вида нагрузок. Если положить сверху бетонную балку, ее вершина героически выдержит сжатие.Однако его нижняя сторона будет испытывать серьезные растягивающие напряжения при деформации балки. Это создает ситуацию, которую инженеры часто называют техническим термином «плохо».

Арматура помогает решить эту проблему, потому что, в отличие от бетона, арматура довольно хорошо переносит растягивающее напряжение. В результате арматурный стержень внутри бетона как укрепляет полученную смесь, делая ее более прочной, так и снижает скорость возникновения разрушения, что дает инженерам критически важное время, чтобы обнаружить катастрофу до того, как она произойдет.

Посмотрите, как «Практическая инженерия» объясняет с помощью нескольких удобных наглядных примеров, найдите время, чтобы оценить то, что находится под вами, в следующий раз, когда вы встанете на мост:

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Источник:

Практическая инженерия

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Основные проблемы с использованием железобетона

Нет сомнений в том, что бетон сам по себе прочный строительный материал, который используется во многих областях гражданского строительства. Тем не менее бетонные конструкции, построенные в прошлом веке, рушатся. Общественная инфраструктура, такая как мосты, дороги и здания, разрушается угрожающими темпами.Многие бетонные конструкции, разработанные в первой половине 21 века, устареют к началу следующего столетия.

Учитывая исключительную долговечность некоторых древних сооружений, таких как Египетская пирамида и Великая Китайская стена, важно выяснить причину короткого срока службы железобетона. Почему сооружение, построенное тысячи лет назад, до сих пор остается прочным, а мост, построенный с использованием современных технологий и материалов, не выдерживает даже 50 лет? Что-то не так с современной бетонной технологией, и важно определить это, чтобы устранить проблему.

Коррозия железобетонной арматуры

Когда дело доходит до выявления потенциальных факторов, ухудшающих долговечность бетонных конструкций, в первую очередь следует учитывать коррозию стальной арматуры. Сталь в основном состоит из железа, и это неизбежно предотвращает ржавление железа. Ржавчина закладных арматурных стержней в конечном итоге приводит к разрушению бетона, которое проявляется в виде сколов и трещин.

Коррозия стальной арматуры больше всего вредит современной бетонной инфраструктуре.Следовательно, нам необходимо навсегда устранить коррозию арматуры, чтобы построить устойчивое будущее. Вот некоторые из заметных причин, по которым бетон не выдерживает:

  • Коррозия стальной арматуры
  • Неправильная конструкция
  • Рост трафика
  • Экстремальные погодные условия
  • Регулярный износ
  • Неудовлетворительная практика строительства и эксплуатации

Решение

Разработаны различные методы предотвращения коррозии стали.Нержавеющая сталь - это пример того, как можно придать стали некоторую степень коррозионной стойкости. К сожалению, эти краткосрочные решения не сработали. Проблема со сталью в том, что мы можем замедлить процесс коррозии, но невозможно полностью избавиться от нее. Поэтому пришло время заменить традиционные материалы для армирования бетона более легкими, прочными и не подверженными коррозии материалами. Когда дело доходит до таких свойств, как легкий вес, коррозионная стойкость, высокая прочность и электромагнитная нейтральность, лучшим жизнеспособным решением являются композитные материалы, в частности арматура из стеклопластика.

Связанные: Применение армирования стеклопластиком в новом строительстве

Растущее и повсеместное использование стеклопластика - единственное решение для постоянного решения давних проблем, таких как коррозия стали и высокие затраты на техническое обслуживание.

О TUF-BAR

TUF-BAR стремится помочь строительной отрасли решить такие проблемы, как отсутствие прочности, коррозия, дорогостоящая транспортировка, длительный процесс установки и краткосрочный ремонт.Прочтите спецификации нашей арматуры из стеклопластика, чтобы понять, как наши композитные изделия решают эти проблемы. Для получения более подробной информации свяжитесь с нами!

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *