Арматура в бетоне — подготовка к созданию железобетона и функции

Железобетон появился уже очень давно. Несмотря на то, что он применяется уже больше ста лет, ему так и не нашлось достойной альтернативы. Слишком хороши его свойства и бонусы, которые можно получить от его применения. Из железобетона делаются практически все капитальные строение и несущие конструкции. Его повсеместно применяют для создания монолитного и сборного фундамент. В общем придумать более надежный и востребованный материал было бы очень непросто.

Особенность железобетона в том, что в нем одновременно используется обычный бетонный раствор и арматура. Как раз об этом мы и будем говорить — как работает арматура в бетоне?

Почему металл отлично сочетается с бетоном?

Опытным путем и уже очень давно установлено, что стальные конструкции добавляют бетонные растворам больше прочности, долговечности и устойчивости. Каждая строительная компания разрабатывает свой рецепт железобетона. Но суть у всех примерно одна и та же. Все добиваются таких качеств:

• улучшение эксплуатационных свойств;
• увеличение прочности и долговечности возводимых конструкций;
• устойчивость материала перед растяжением, сдвигами и прочими механическими воздействиями.

Главное свойство бетона — это высокие показатели прочности на сжатие. Поэтому если конструкция будет подвергаться большим нагрузка, его использование является обязательным. Сталь в этом тандеме отвечает за продольные нагрузки, то есть растяжение. Под ними она не теряет прочности.

Вот и получается, что объединение арматуры и бетонного раствора оказалось самой удачной идеей в строительной отрасли в последние 100 с лишним лет.

Особенности взаимодействия арматуры и бетона

Чтобы конструкция имела высокую прочность и долговечность, между раствором и сталью должна быть отличная адгезия. При застывании они должны стать единым целым. Только так фундамент, стяжка или залитая стена, будут крепкими и простоят очень долго.

Если вышло так, что адгезивные свойства оказались на низком уровне, арматура будет скользить внутри застывшего камня, и через некоторое время полностью его разрушит.

За адгезивные свойства арматурных прутьев отвечает особенность их строения. Их поверхность усеяна многочисленными выступами, напоминающими спираль. Такая форма придаются прутам во время проката или путем прессования двух стержней друг о друга. Для такого метода требуется специальное оборудование.

Концы арматурных стержней оборудуются крюками, что придает больше сцепления с раствором. Сетки и каркасы обладают большей надежностью и лучше связываются с раствором, так как имеют множество неподвижных элементов.

Перед тем как использовать арматуру в создании железобетона, она должна пройти подготовку. Ее следует очистить от грязи и ржавчины. На ее поверхности не должно быть ничего, что могло бы навредить адгезии с компонентами бетонной смеси.

Защита от образования ржавчины необходима не только перед заливкой раствора, но также в процессе эксплуатации готовой конструкции. Бетон — пористый материал, а это значит, что через него может проникать воздух и влага. Чтобы минимизировать такие проникновения, рекомендуется заливать все металлические пруты толстым слоем бетона. Тогда плотности раствора будет достаточно, чтобы уберечь внутренний каркас.

Толстый слой бетона также важен для огнеупорности конструкции. Ведь на распространение огня может повлиять приток воздуха и высокая температура.

Слишком большой защитный слой может стать причиной снижения прочности конструкции. Это особенно важно, когда речь идет о несущих узлах. Поэтому важно соблюдать оптимальные значения, как в количество используемой арматуры, так и в объемах заливаемого раствора.

Арматура и бетон имеют практически одинаковые рамки стойкости к низким температурам и их перепадам. Материалы одновременно уплотняются и растягиваются. Такая синхронизация позволяет готовой конструкции легко справляться с климатическими нагрузками.

Как стержни готовятся к созданию железобетона?

Перед использованием стержней, их следует проверить и подготовить. Они должны быть достаточно прочными, сделанными из качественного материала. На стержнях не должно быть никакой ржавчины или ее следов. Это очень важный этап проверки. Ржавые участки не только ухудшают адгезию, но и делают прилегание бетона на этих участках плохим.

Если при выявлении арматуры, пораженной коррозией, обнаружились лишь небольшие участки, то такие стержни могут использоваться в железобетоне. Но их необходимо обработать антикоррозийными составами. Это обеспечит дополнительную защиту и продлит срок службы.

Обязательно следует проверить все стержни на наличие механических дефектов — сколов, кривизны, неправильных размеров и пр.

После проверки стали, производится сгибание. Это необходимо, чтобы потом сделать арматурную сетку. Сгибание делается на специальных станках или приспособлениях. После этого собирается армокаркас. Все элементы соединяются между собой стальными хомутам или сваркой. Вот что понадобится для создания арматурной сетки:

• проверенные и подготовленные стальные прутья;
• металлическая проволока для связки прутьев;
• сварочный аппарат, если каркас будет собираться сваркой;
• ровная рабочая поверхность — каркас не должен двигаться во время сборки;
• подъемный механизм для установки стального каркаса в опалубку;
• ограничители и прокладки, при помощи которых соблюдается ровность каркаса и его фиксация при сборке.

Как создается армосетка?

Металлические каркасы для заливки бетоном соединяются при помощи сварки или вязки. Второй вариант является более популярным и предпочтительным, особенно при создании фундаментных каркасов. Надежность хуже чем у сварки, но крепкая вязка в состоянии покоя без каких-либо нагрузок отрабатывает отлично. Единственным отличием является необходимость более пристально следить за ровностью поверхности и ограничителями.

Крепить прутья надо сразу надежно, потому что для исправления ошибок придется разбирать целые секции и переделывать всю работу. Для вязки используется мягкая, но прочная проволока. Иногда применяются и пружинные крепления. Они проще в обращении, и ими можно работать очень быстро.

Сварка арматуры в единый каркас обеспечивает более надежное соединение. С ее помощью можно сделать жесткую конструкцию, которой не грозят перекосы и неровности. Она будет хорошо ложиться в опалубку.

При соединении арматуры сваркой, применяется электродуговой метод. Он прост и не требует специальных навыков сварки. Соединение может вестись внахлест или на одной прямой. Первый метод значительно проще и не требует контроля.

Сварка армокаркаса является более предпочтительной, если создается высокий каркас.

Вот какие преимущества обеспечивает сварка арматурных прутьев:

• большая жесткость всего каркаса;
• небольшое поперечное сечение соединений;
• сварку внахлест выполнять не обязательно.

Перед началом работ необходимо зачистить свариваемые поверхности. На них не должно быть грязи или ржавчины. Желательно также закрепить заготовки в тисках или зажимах.

Контроль за качеством и надежностью соединений должен вестись постоянно, на всех этапах. Это позволит создать надежную конструкцию. При этом важно провести предварительную сварку, чтобы проверить как будет вести себя материал и достаточно ли надежными будут соединения.

Всегда важно точно знать чего именно можно ждать от материала. Необходимо заранее подбирать все инструменты, а также расходники (в данном случае электроды), которые будут иметь высокую эффективность.

Как арматура работает внутри бетона и что такое напряженная арматура?

Главное свойство, которое арматура придает бетонным блокам или плитам — это жесткость. Благодаря этой жесткости, бетон получает дополнительную “опору” и может противостоять еще большим нагрузкам. Благодаря таким свойствам, железобетон может использоваться на ответственных узлах и при сооружении очень тяжелых объектов как в частном, так и в промышленном строительстве.

Однако и арматура имеет максимальную прочность. Предельное сопротивление прутьев выражается в растяжении. Вернее в ее амплитуде. При воздействии продольных нагрузок, пруты могут растягиваться. При снижении нагрузок они возвращаются в исходное состояние. Такие процессы в уже застывшем бетоне могут стать причиной его разрушения.

Чтобы этого не происходило, на объектах с динамическими нагрузками подобного рода, используется сборный железобетон с напряженной арматурой. Во время заливки каркаса, арматура находится под напряжением, то есть в растянутом состоянии. По мере твердения бетона, она возвращается в исходное положение. Чтобы создает внутри изделия некоторое пространство, в котором при рабочих нагрузках арматура может свободно двигаться, не повреждая конструкцию и не снижая ее надежность.

Разновидности железобетона?

Такой материал используется практически для всех видов строительных работ. Он универсален. Из него могут делаться фундаменты, стены, плиты, блоки и т. д.

Железобетон может быть монолитным, т. е. заливаться прямо на площадке, как это часто бывает при создании фундаментов под частные дома. Он может быть и сборным — производиться на предприятии. Чаще всего так делаются плиты и блоки с обычной и напряженной арматурой.

Особо прочные и надежные марки железобетона используются для создания автомагистралей и взлетных полос аэродромов. Есть модели плит, арматура из которых выступает. Это нужно для того, чтобы надежно соединить плиты между собой при помощи сварки. Швы между плитами при этом заливаются высокопрочным бетоном.

Данный материал часто используется для создания объектов с повышенными требованиями ко внешним нагрузкам, а также для сооружений, работающий под землей, например для строительства метро и бункеров. В дополнении к армированию, в таких растворах используются особые добавки вроде алюминиевой крошки, которая препятствуют проникновению радиоактивных элементов через стены.

Заключение

Арматура является такой же важной частью железобетона, как и раствор. Она обеспечивает конструкции жесткость, надежность и долговечность. Без такого сочетания материалов было бы невозможно создать многие современные сооружения и объекты, к примеру стадионы, автодромы, многоэтажные дома и т. д.