Для чего арматура в бетоне: Зачем бетону нужна арматура, деформация бетонной конструкции

выбор, подготовка и пути создания сетки

Содержание

• 1 Бетон и сталь – их соотношение
• 2 Правила железобетонных материалов
• 3 Выбор стальной арматуры
• 4 Подготовка стержней к связке
• 5 Пути создания сетки
  • 5.1 Связка
  • 5.2 Сварка деталей
• 6 Поведение железобетона
• 7 Заключение

Железобетон – это один из самых старых стройматериалов. Несмотря на период использования больше одного века, он применяется и сегодня. Это можно объяснить наличием в нем арматуры, которая повышает прочность железобетонных объектов. Железобетонные постройки приобретают все большую популярность как в промышленном строительстве, так и бытовом. Именно его использование в разных направлениях делает железобетон лидером среди подобных материалов. Давайте попробуем выяснить в чем же заключается суть арматурной работы в бетоне, ее предназначение и особенности.

Бетон и сталь – их соотношение

Каждая строительная компания имеет уникальное соотношение армирующего и бетонного материалов, установленное на практике. Это объясняется рядом преимуществ их сочетания. Среди них можно выделить:

• повышение эксплуатационных свойств конструкции в результате объединения;
• повышение свойств прочности бетона под воздействием стали;
• крепость материала зависит от его возможности сдвига, растяжения и оказанного давления на материал.

Бетон имеет высокие показатели прочности на сжатие. В случае больших нагрузок применение железобетона обязательно. Растяжение стали не влияет на ее прочность. Вследствие этого, возможно строительство высокопрочных конструкций. Связь между бетонным раствором и сталью играет главную роль в определении крепости постройки. Сжатие бетона определяет уровень его прочности. Исходя из этого, железобетон обязательно применяется во избежания разрушения стен под действием нагрузок.

Правила железобетонных материалов

С целью полного соответствия конструкции установленным требованиям, стальные и бетонные материалы должны тесно взаимодействовать между собой. Этот процесс происходит в ходе их адгезии, вследствие чего бетонная смесь затвердевает. В случае слабого сцепления происходит скольжение арматуры в бетоне, и как результат, конструкция рушится.

С целью повышения адгезионных свойств, поверхность прутьев оборудуется специальными выступами. Данная процедура происходит либо во время проката, либо в ходе сплющивания двух стержней перпендикулярно по отношению друг к другу с применением специального оборудования.

Кроме того, на концах арматурных стержней оборудуются крюки для еще большего сцепления. Металлические сетки и каркасы имеют более надежное сцепление с бетоном благодаря неподвижности отдельных стержней.

Перед использованием должна быть проведена полная очистка арматуры от загрязнений и ржавчины, поскольку они препятствуют адгезии.

Обязательным условием для предотвращения появления ржавчины является создание плотного и толстого бетонного слоя вокруг каждого за прутьев. Бетон, который расположен между сеткой и поверхностью строения, работает в качестве защиты не только от арматурного ржавления, но и обеспечивает ее огнеупорность. Данное свойство возможно в случаях применения плотного бетона, который не пропускает воздух.

В случае несоблюдения нужной толщины слоя защитного бетона возможна потеря огнеупорности материалов и появления ржавчины на армирующей сетке. В свою очередь, слишком толстый защитный слой приведет к снижению прочности строения вследствие смещения арматуры.

Следует отметить, что железобетон не теряет свои качества в случае перепадов температуры. Бетон и арматура обладают почти одинаковым температурным коэффициентом расширения, что позволяет им одновременно удлиняться или укорачиваться при повышении или понижении температуры соответственно.

Выбор стальной арматуры

Железо и бетон – основные составляющие железобетона. Существуют некоторые правила выбора материалов, которые обязательны к выполнению. Согласно этим правилам, арматура может быть создана из таких стройматериалов, как:

• сталь мягкой прочности;
• высоко- и среднеуглеродистая сталь;
• проволока из стали, созданная в ходе холодной протяжки.

Перед выходом в эксплуатацию стержни проходят процедуры по повышению прочности и холодному свертыванию. Обязательной особенностью металла должно быть наличие поверхности с неровностями и зазубринами. Это служит дополнительным сцеплением металла и бетона.

После соединения стержней под углом 90 градусов, они образуют армирующую сетку. Процесс соединения происходит с применением сварочных агрегатов или вязки. Расположение сетки также имеет особенности, она должна покрывать всю площадь железобетонного объекта.

Выделяют еще один вид арматуры под названием листовая. Этот материал являет собой стальной лист, который превращается в своего рода сетку путем прорезания на нем отверстий. Правила расположения листа идентичны вышеупомянутым правилам расположения сетки. Данная арматура применяется в бетонных плитах перекрытий и стен конструкции.

Подготовка стержней к связке

Работа по арматуре – сложный и длительный процесс. Перед его проведением необходимо подготовить и проверить стержни. Они обязаны быть пригодными к использованию и прочными. После того, как вы убедитесь в качестве материала, можно приступать к работе.

В первую очередь происходит проверка стали на наличие коррозии и соответствие параметрам и свойствам. Следует обязательно учитывать физические дефекты. К расположению сетки в бетоне следует подходить ответственно, поскольку даже небольшое отклонение может привести к необратимым последствиям.

При проверке учитывается сильная разрушающая коррозия стержня. В случае если ржавчиной покрыты небольшие участки прутьев, арматура может быть использована. Однако обработка антикоррозийным раствором такого металла обязательна.

Следующий этап — сгибание стержня. Это необходимо при армировании сложных конструкций, что будут оборудоваться в бетон. Данная процедура проводится при помощи специальных станков. После окончания подготовительных процедур создается арматурная сетка путем связки или сварки. Сетка создается при помощи таких материалов, приспособлений и правил:

• прутья из стали – подготовленные, проверенные и по необходимости изогнутые;
• проволока из металла – при создании сетки путем связки;
• аппарат для сварки – при изготовлении арматуры путем сварки;
• ровная поверхность – в случае сдвига связки или сварки возможно нарушение конструкции;
• механизм для подъема – используется при закреплении конструкции из стали;
• ограничительные приспособления и прокладки – контроль за соблюдением ровной связки и предотвращают смещение арматуры.

Пути создания сетки

Специалист работает с арматурой, а именно ее креплением путем сварки или вязки.

Связка

Этот способ применяется чаще. Это объясняется небольшими финансовыми затратами. В то же время соединительные качества от этого ухудшаются. Однако это не мешает связке быть популярной. Связка происходит отдельно от установленной опалубки. Связка должна проделываться на ровной поверхности во избежание смещений. Для соблюдения ровности применяются прокладочные и ограничительные материалы. Их устанавливают в процессе соединения прутьев.

Крепление должно производиться тщательно и аккуратно, поскольку исправить неточности крайне сложно. Это возможно лишь путем разбора секции арматуры и повторной связки. Вязка может производиться различными материалами. Наиболее распространенным среди них является мягкая, но в то же время прочная металлическая проволока. Кроме того, возможно применение пружинных креплений. Благодаря им крепление происходит быстрее.

Для достижения качественного сцепления с бетоном необходимо правильно рассчитать толщину бетонного слоя, который накладывается поверх сетки. Этот слой защищает арматуру от негативного воздействия воздуха и влаги. Следует подходить ответственно к определению толщины защитного пласта бетона.

Сварка деталей

Еще одним способом конструирования армирующего материала является сварка. Ее популярность объясняется повышенными прочностными качествами, которые положительно сказываются на свойствах железобетона.

Наиболее часто применяется электродуговая сварка. Ее простота и качество являются главными особенностями материала. Сварка может проводиться внахлест под углом или на одной прямой путем соединения двух стержней. Первый способ не требует особого контроля. А второй необходимо контролировать для достижения нужной прочности. Преимущества сварки:

• соединение внахлест необязательно;
• поперечное сечение соединений уменьшается;
• каркас обладает высокой жесткостью.

Это список не исчерпывающий. Стыки стержней необходимо зачистить перед началом работ. Поверхность должна быть обязательно ровной или обработанной для сварки конкретного типа сечения прутьев. На практике часто применяется оборудование, контролирующее горизонтальное и вертикальное расположение стержней.

Контроль за качеством работы должен проводиться на всех этапах и при любом виде работ. Нельзя не упомянуть предварительное сваривание для проверки материала. Данная процедура осуществляется путем сваривания нескольких прутьев и их проверки на прочность.

Поведение железобетона

Каждая конструкция имеет свои особенности, которые являются ключевыми при создании железобетона.  Так, давление на балку не является одинаковым. Ее нижняя часть всегда подвержена растяжению. Поэтому арматура должна применяться именно в этом месте.

После армирования давление на балку будет неизменным. Однако благодаря стали, прочность бетона повышена. Сталь обеспечивает сопротивление бетона нагрузкам. Бетонная плита имеет особенности. Опирание этого элемента конструкции может происходить двумя или даже четырьмя ее сторонами. Самое большое растяжение происходит в средине плиты. Исходя из этого, арматура оборудуется с двух сторон плиты.

Заключение

Армирование бетона – это лучшее средство для повышения прочности бетона. Оно помогает добиться надежности конструкции при самых больших нагрузках. От выбора материала зависит качество результата.

Правильное построение схемы работы обеспечит железобетон со всеми надлежащими свойствами.

Зачем арматура в бетоне и почему при заливке используют арматуру

Бетон — один из наиболее востребованных материалов в строительстве, который используется для возведения стен, перекрытий, фундаментов, дорожных покрытий и многого другого. Однако, бетон не является материалом, который способен выдерживать значительные нагрузки без дополнительных элементов. Для того, чтобы увеличить прочность и устойчивость конструкций, в бетон вкладывают арматуру.

Армирование бетона – это процесс внедрения в конструкцию стальных элементов, которые увеличивают прочность и устойчивость бетона. В этой статье мы рассмотрим, зачем бетону арматура, какие виды и классификации арматуры существуют, как происходит ее вязка, установка и контроль, какие основные параметры армирования существуют и какие есть альтернативы стальной арматуре.

Толщина арматуры: виды и классификация

Арматура бывает разной толщины, в зависимости от того, какие нагрузки должна выдерживать конструкция. Существует несколько видов арматуры:

• Гладкая арматура. Обычно используется для укрепления бетонных конструкций, которые не подвержены значительным нагрузкам.
• Рифленая арматура. Она дополнительно увеличивает сцепление бетона и арматуры, что повышает прочность конструкции. Рифленая арматура используется для возведения стен, колонн, перекрытий и других конструкций, подверженных умеренным и высоким нагрузкам.
• Профильная арматура. Имеет форму буквы «Х» или «Т». Она используется для возведения конструкций, подверженных значительным нагрузкам, например, для укрепления фундаментов, колонн, перекрытий.

Арматура также классифицируется по диаметру. Обычно он варьируется от 6 до 40 мм. Чем толще арматура, тем выше ее прочность и устойчивость к нагрузкам.

Вязка, установка и контроль

Вязка арматуры — это процесс соединения отдельных элементов арматуры в единое целое. Она производится специальным проволочным соединением, которое обеспечивает надежность и прочность соединения.

Установка арматуры производится в соответствии с проектной документацией и требованиями строительных норм и правил. Контроль за установкой арматуры осуществляет проектный инспектор или специальный контролер.

Основные параметры армирования

Основные параметры армирования — это количество, диаметр и расположение арматурных стержней. Количество арматуры определяется проектом, в зависимости от нагрузок и прочности конструкции. Диаметр арматуры также определяется проектом и зависит от тех же факторов. Расположение арматуры определяется в соответствии с проектом, учитывая особенности конструкции и нагрузки, которые она должна выдерживать.

Альтернатива стальной арматуре

Существуют альтернативы стальной арматуре, которые могут использоваться для укрепления бетонных конструкций. Одной из таких альтернатив является стеклопластиковая арматура. Она имеет ряд преимуществ перед стальной арматурой, таких как:

• Легкость. Стеклопластиковая арматура в 4 раза легче стальной арматуры.
• Коррозионная стойкость. Стеклопластиковая арматура не подвержена коррозии, что обеспечивает долговечность конструкций.
• Прочность. Стеклопластиковая арматура имеет высокую прочность и устойчивость к нагрузкам.
• Теплоизоляция. Стеклопластиковая арматура обладает хорошей теплоизоляцией.

Однако, стеклопластиковая арматура имеет и некоторые недостатки, такие как более высокая стоимость по сравнению со стальной арматурой и невозможность использования в некоторых условиях, например, при высоких температурах.

Вывод

Армирование бетона — это важный процесс, который позволяет увеличить прочность и устойчивость конструкции к нагрузкам. Существуют различные виды арматуры, которые используются в зависимости от нагрузок, которые должна выдерживать конструкция. Установка и контроль за арматурой производятся в соответствии с проектной документацией и строительными нормами и правилами. Существуют альтернативы стальной арматуре, такие как стеклопластиковая арматура, которая имеет ряд преимуществ перед стальной арматурой.

Что такое железобетон? — Определение из Trenchlesspedia

Железобетон — это композитный материал, в бетон которого встроена арматура (обычно стальная арматура), чтобы компенсировать относительно низкую прочность бетона на растяжение и пластичность. Это позволяет использовать железобетон в строительстве, которое в противном случае было бы непригодно для простого бетона, например, для длинных пролетов и тонких профилей. Эта форма бетона часто используется в бестраншейных приложениях для укрепления и других нужд армирования.

Другие типы арматуры для бетона включают предварительно напряженную проволоку и пряди, сварные ткани и маты, а также различные типы волокон.

Реклама

Железобетон был изобретен французским садовником Жозефом Монье и с тех пор произвел революцию в использовании бетона в строительстве.

Обычный бетон прочен на сжатие, но имеет незначительную прочность на растяжение. Поэтому стальные арматурные стержни (также называемые арматурными стержнями) помещаются в зону растяжения бетонного элемента. В дополнение к увеличению прочности на растяжение армирование также можно использовать для увеличения прочности элемента на сдвиг и предотвращения растрескивания из-за усадки и изменений температуры.

Факторы, влияющие на прочность железобетона, включают:

• Прочность бетонной смеси на сжатие
• Прочность арматурной стали на растяжение
• Прочность связи между арматурой и бетоном
• Прочность бетона в данной среде.

Реклама

Синонимы

Арматура Железобетон

Поделись этим термином

Связанные термины

• Бетон, армированный стекловолокном
• Монолитный бетон
• Бетон для заливки на месте
• Сегментные бетонные туннельные вкладыши

• Композитные материалы
• Кажущаяся прочность на растяжение
• Трещины

Связанное Чтение

• Сталь или бетон для временного бестраншейного крепления?
• Типы временных опор для бестраншейных проектов
• Срок службы стальных, глиняных, пластиковых и композитных труб
• Давление: почему это ключ к предотвращению непреднамеренных возвратов
• Экологическая инспекция: новая норма для бестраншейных проектов
• Ключевые принципы эффективного контроля твердых частиц

Теги

Актуальные статьи

Бестраншейная реабилитация

5 лучших способов соединения труб, на которые всегда можно положиться

Бестраншейное строительство

Понимание 4 этапов исследования места

Бестраншейное строительство

Все, что вам нужно знать о подъеме труб

Бестраншейная реабилитация

Как узнать, есть ли в вашем доме асбестоцементные трубы

Железобетон: что нужно знать

Проблема железобетона

Почему предпочтение отдается альтернативным железобетонным материалам

Инновация 19-го века, стальной армированный бетон стремился сделать бетонные конструкции больше безопасно и стабильно. Но, как показывает история, этот подход к железобетону не выдержал испытания временем, как его предшественники.

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

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

Дело в том, что использование железобетона имеет несколько недостатков.

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

Для чего используется железобетон?

Бетон, армированный сталью, предназначен для использования прочности бетона на сжатие с прочностью стали на растяжение для выдерживания тяжелых нагрузок, таких как фундаменты, фундаментные стены и колонны. Подъездные пути с интенсивным движением, полы навесов и полы больших навесов также могут потребовать железобетона, чтобы выдержать вес.

Стальная арматура, встроенная в бетон, скрепляет бетон, предотвращает появление больших трещин и повышает общую прочность. Эта дополнительная прочность позволяет создавать более длинные, тонкие, консольные конструкции и плиты с меньшей поддержкой, которые являются более прочными благодаря армированию.

Типы железобетона

Железобетон часто представляет собой традиционный цементный бетон, заливаемый на стальную арматуру. К таким усилениям относятся:

Арматура

Арматура — сокращение от арматурного стержня. Это стержень из мягкой стали различной толщины, например № 3 толщиной 10 мм и № 4 толщиной 12 мм. Арматура часто изготавливается для лучшего сцепления, например, ребристая арматура.

Сварная сетка

Это стальная проволока, сваренная в виде квадратной сетки, образующая плоский лист. Толщина стальной проволоки обычно составляет 4 мм. И типичный размер сетки составляет 150 мм x 150 мм.

Оба типа стальной арматуры используются в каменных проектах. Как правило, арматура проходит вокруг фундамента, а сварная сетка входит в плиту, часто образуя клетку.

Хотя это экономичные варианты для строительства из бетона, они сделаны из стали, поэтому они представляют риск ржавчины и коррозии бетона.

Преимущества железобетона

Сочетание бетона и стали придает железобетону высокую прочность на сжатие и растяжение. В результате железобетон считается более прочным. Он также достаточно устойчив к огню и атмосферным воздействиям.

Поскольку стальная арматура может укрепить более тонкие бетонные плиты, бетонщики могут использовать меньше бетона и при этом иметь прочную бетонную плиту с опорой. Использование меньшего количества бетона экономит время и трудозатраты на поставку, транспортировку, смешивание и заливку бетона.

Сталь также является доступным материалом и дешевле, чем некоторые альтернативные варианты армирования, такие как алюминиевая бронза и нержавеющая сталь.

Недостатки железобетона

Хотя застройщики могут сэкономить на первоначальных затратах за счет стальной арматуры, они часто не учитывают долгосрочные затраты на техническое обслуживание, ремонт и замену.

Главный компонент стали, железо, подвержен ржавчине. В результате коррозия остается единственным недостатком при использовании железобетона.

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

Из-за сокращения срока службы разрушающиеся здания, мосты, шоссе и другие объекты инфраструктуры требуют больших затрат на ремонт. Затраты на ремонт и восстановление железобетонных конструкций со временем будут только увеличиваться, поскольку все больше конструкций изнашивается и теряет 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 (извините за каламбур) для серьезной угрозы стальной арматуре — влаги.

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

Ржавчина может расширить сталь в четыре раза. Это расширение создает более крупные трещины и трещины в бетоне в процессе, называемом отслаиванием (он же рак бетона).

Альтернативы натуральной арматуре

Бетонная промышленность всегда ищет способы быть более экологичными. Одним из таких способов является использование следующих альтернатив стальной арматуре:

Непрерывное базальтовое волокно (CBF)

Изготовленное из базальта, CBF представляет собой плотную, устойчивую к истиранию магматическую породу. Это каменное волокно более чем в два раза превышает отношение прочности к весу легированной стали. Он не подвергается коррозии, как сталь, и не портится от кислот. CBF также является огнестойким и хорошо работает с различными композитами.

По сравнению со стальной арматурой, CBF также уменьшает количество используемого бетона, делая бетон тоньше и легче, что дает больше места для изоляции. CBF также не является теплопроводным, поэтому он может соединяться как с внутренними, так и с внешними изолированными стеновыми панелями без передачи тепла. Это означает более энергоэффективные здания за счет снижения потерь тепла.

Woven-Strand Bamboo (WSB)

WSB использует очищенные от кожи стебли бамбука, нарезанные вдоль на тонкие нити. Затем эти нити 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 гниению под действием бактерий и грибков.

Бамбук обладает высокой прочностью на растяжение, быстро восстанавливается и связывает углерод, что делает его чрезвычайно экологически чистой альтернативой стальной арматуре.

Полимер, армированный волокном (FRP)

FRP — еще одна альтернатива стальной арматуре, которая позволяет создавать энергоэффективные бетонные конструкции и не подвергается коррозии. FRP, особенно стекло FRP обеспечивает тепло- и электрическую изоляцию, имеет высокое отношение прочности к весу и низкие затраты на техническое обслуживание.

При создании железобетона с альтернативами, которые не подвержены коррозии, бетонные конструкции продлевают срок службы. Они требуют меньше обслуживания и меньше ресурсов. Они смогут выдержать испытания временем, как древнеримские сооружения, и не станут дорогостоящим финансовым бременем для обслуживания, ремонта или замены.

Три способа избежать разрушения бетона

Несмотря на то, что это прочный материал, без надлежащей установки и обслуживания бетон со временем может испортиться. Вот три способа, которые вы всегда можете иметь в виду, когда речь идет о предотвращении разрушения бетона:

Повторное армирование

Как мы уже упоминали, стальная арматура обычно используется для создания прочной конструкции. Несмотря на то, что есть альтернативы, стальная арматура является наиболее распространенным вариантом, в основном из-за ее доступности. Так что, если вы решите выбрать это, обязательно предотвратите коррозию, нанеся на сталь не менее 1,5–2 дюймов бетона.

Совет: использование эпоксидного покрытия и проникающих герметиков может продлить срок службы стали.

Тест на сульфаты

Если в воде, которую вы используете, содержится много растворенных сульфатов, это может сделать ваш бетон очень склонным к растрескиванию. Чтобы этого избежать, проверяйте воду и почву на наличие сульфатов. Чем меньше сульфатов, тем прочнее цемент.

Избегайте захвата воздуха

Это распространенная проблема, возникающая из-за плохой отделки при укладке бетона. Не позволяйте бетону заканчиваться преждевременно и поддерживайте содержание воздуха ниже 3%. Когда чрезмерное количество воздуха и воды попадает в бетон, это делает его более подверженным повреждениям и снижает прочность бетона.