Особенности армирования бетона, виды и способы

Армирование выполняют для того, чтобы железобетонная конструкция могла выдерживать высокие нагрузки на разрыв, растяжение и излом, к которым неустойчив бетон, хорошо работающий на сжатие. Комбинация стержней и бетона позволяет получить изделия, устойчивые ко всем видам нагрузок: арматура работает на растяжение и разрыв, бетон — на сжатие.

Различают дисперсное и слоевое армирование бетона. Первый способ основан на добавлении в раствор металлической стружки или фибры. Используется при устройстве стяжки. Стержневой способ применяют при производстве железобетонных изделий и конструкций. Перед заливкой бетона в пространство помещают сетку или каркас из стальных стержней.

Различают предварительно напряжённое и обычное армирование. В первом случае во всей толще бетона создают растягивающее напряжение. При этом действуют силы упругого последействия напряженной арматуры. Напряжение прутьев может выполняться различными способами: химическим, электротермическим, механическим.

Классы арматуры и этапы армирования

Арматура классифицируется по профилю, технологии изготовления и назначению. В зависимости от способа изготовления различают проволочную (холоднотянутую) и стержневую (горячекатаную) продукцию. По типу поверхности — стержни гладкого и периодического профиля. Благодаря ребристой поверхности, образованной кольцевыми и продольными выступами, достигается сцепление в 3 раза выше, чем при использовании гладких стержней (согласно результатам испытаний).

Классификация арматуры по назначению:

• Рабочая. Воспринимает нагрузку на растяжение, внецентренное и центральное сжатие. К рабочей арматуре относятся предварительно напряженные и отогнутые (косые) стержни.
• Монтажная. Её задача — фиксировать хомуты и поперечные стержни в заданном положении, обеспечивая целостность арматурного каркаса.
• Поперечная (хомуты). Применяется в арках, колоннах, балках и рамах. Хомуты предотвращают выпучивание продольных стержней под воздействием поперечных нагрузок и обеспечивают проектное положение арматуры.
• Распределительная. Назначение — обеспечивать совместную работу стержней рабочей арматуры, распределяя нагрузку между ними, и предотвращать смещение при бетонировании.

Этапы армирования

Схемы армирования и документы, которыми следует руководствоваться, отличаются для разных конструкций и изделий. Есть особенности усиления колонн, плитных фундаментов, балок и элементов монолитных зданий. Алгоритм армирования можно разделить на несколько этапов:

• Подготовка площадки. Если работа ведётся на открытом участке, осматривают его, измеряют наклон. В условиях цеха этот этап пропускают, т. к. пол ровный по умолчанию.
• Устройство опалубки. Её сооружают из деревянных элементов и делают выше верхней части будущего изделия.
• Устройство каркаса. Подготовленную арматуру укладывают в проектное положение. Всегда, когда возможно, используют цельные прутья нужной длины. Прут, сваренный из отрезков, менее прочен.

Проверяют, чтобы расстояние между прутьями соответствовало расчётному. Соединяют стержни сваркой или проволокой, заливают изделие бетоном, утрамбовывают. Отправляют в пропарочную камеру или оставляют на 2-3 недели до застывания. Когда изделие будет готово, снимают опалубку.

Сварка и вязка арматуры

Стыкование арматуры бывает нескольких видов (по ГОСТ 14098-91): ванное, контактное, электродуговое ручное, ванно-шовное, электрошлаковое полуавтоматическое. Сварной шов может быть тавровым, стыковым и нахлёсточным. Особенности методов:

• Внахлёст. Так сваривают арматуру для изделий, не подвергающихся высокой нагрузке, в том числе на изгиб. Это относительно непрочный вид соединения.
• Контактная сварка. Стержни стыкуются в цехе в автоматизированном и механизированном режимах. Минусы: большой расход электроэнергии, невозможность выполнять работу на объекте. Для арматуры класса А-1 применяется непрерывное оплавление, для остальных классов — с перерывами, при условии, что стержни предварительно нагреты.
• Встык. Концы прутьев обваривают и соединяют. Метод не соответствует требованиям ГОСТ, соединение ненадёжное, если только не используется ванная сварка.
• Ванная. Стержни погружают в ванночку, их концы плавят. Жидкий металл заполняет форму, и два прута образуют один. Так сваривают арматуру для фундаментов, колонн и других конструкций, подверженных высоким нагрузкам.

Вязка — скрепление пересекающихся стержней мягкой вязальной проволокой диаметром от 0,5 до 2,5 м. Приспособление для вязки — крючок из проволоки заводского или самостоятельного изготовления. С одной стороны проволоку подгибают и затачивают, чтобы получился острый крюк. Различают три вида крючьев:

• Ручной. Работу облегчает подшипник, установленный между стержнем и ручкой.
• Пистолет. Устройство само прижимает проволоку и выполняет вязку.
• Автоматический. В рукояти есть пружина, соединённая со стержнем и обеспечивающая вращение.

Арматурщик выбирает крюк на своё усмотрение, в зависимости от условий работы и шага вязки. Нужно следить за тем, чтобы стержни не были сильно окисленными и на них не попадало масло с опалубки: от этого снижается прочность соединений.