Вже понад століття в будівельній галузі відомий такий матеріал, як залізобетон. Незважаючи на такий поважний вік, ця сполука бетону і сталевої арматури використовується в будівництві досі. Це пояснюється багатьма факторами, серед яких найважливішим є підвищена міцність залізобетону, яка досягається завдяки використанню арматури.
Армаровка, підготовлена під заливку бетону.
У даній статті буде розказано про те, як працює арматура в бетоні, навіщо вона там потрібна і в чому полягає особливість такого конструкторського рішення.
Залізобетонні споруди використовуються не тільки в будівництві житлових або ж виробничих будівель. Переваги, які дає цей будівельний матеріал, дозволяють застосовувати його в багатьох сферах будівництва, які передбачають подальшу експлуатацію в різних умовах.
Союз бетону і стали
Схеми основних ущільнень деформаційних швів бетонних і залізобетонних гребель:
а - діафрагми з металу, гуми і пластичних мас; б - шпонки та прокладки з асфальтових матеріалів; в - ін'єкційні (цементація і бітумізація) ущільнення; г - бруси і плити з бетону та залізобетону; 1 - металеві листи; 2 - профільована гума; 3 - асфальтова мастика; 4 - залізобетонна плита; 5 - свердловини для цементації; 6 - цементаційні клапани; 7 - залізобетонний брус; 8 - асфальтова гідроізоляційна прокладка.
Створення будівельного матеріалу з бетону і сталі обумовлено рядом переваг, які дає такий симбіоз. Перш за все це стосується фізичних властивостей цих двох матеріалів. Бетон доповнює сталь, а сталь значно посилює фізичні параметри бетону.
В першу чергу це стосується такого поняття, як міцність. Даний параметр вимірюється при різних станах того чи іншого матеріалу. До таких станів відносяться розтяг, стиск і зсув. Кожне з цих станів важливо, тому їх розрахунок ведеться досить ретельно.
Бетон має досить високий рівень міцності при стисненні. Цей показник зумовив застосування бетонних конструкцій при будівництві перекриттів, де стиснення є постійним. Однак там, де крім стиснення діє і фактор розтягування, потрібно застосовувати залізобетон.
Пояснюється це тим, що сталь, з якої зроблена арматура, має дуже високий рівень міцності при розтягуванні. Це-то і дає той запас міцності, яким славляться залізобетонні конструкції. Правильне з'єднання стали і бетону, правильно створена між ними зв'язок забезпечують високу міцність залізобетонного споруди. Далі буде розказано про те, як досягти того, щоб ця сама зв'язок стали і бетону була якомога більш міцною і на повну потужність виконувало своє призначення.
залізобетонні правила
Самостійна укладання дошки
Міцність кінцевої залізобетонної конструкції, яку пропонує завод ЗБВ. залежить в першу чергу від того, як здійснюється зв'язок бетону з арматурою. Якщо говорити більш конкретно, то важливо те, як бетон передає своє напруження, що виникає від навантаження, сталевої арматури. Якщо ця передача здійснюється без втрати енергії, то і загальна міцність буде високою.
При передачі напруги не повинно бути ніякого зсуву зв'язку. Значення цього параметра допускається лише в 0,12 мм. Точне, міцне і нерухоме з'єднання бетону і сталевої арматури - це запорука того, що і міцність кінцевого залізобетонного споруди також буде високою.
Для того щоб наочно розуміти принцип роботи арматури в бетоні, недостатньо знати лише теоретичну частину, про яку було сказано вище. Важливою частиною підготовки є і практика, тобто знання того, як цей залізобетон робиться і які правила його виробництва забезпечують залізобетонну зв'язок кінцевої конструкції.
Вибір сталевої арматури
Для того щоб почати виробництво залізобетону, знадобляться, як не важко здогадатися, залізо і бетон. При виборі матеріалу для металевого остова потрібно керуватися певними правилами, деякі з яких прописані в спеціальних нормативних документах. Згідно з правилами, для виробництва арматури можна використовувати такі матеріали:
- м'яка сталь;
- середньо- і високовуглецева сталь;
- сталевий дріт, вироблена методом холодної протягання.
Кожен з цих матеріалів проходить такі операції, як механічне зміцнення і холодну скручування. Важливим фактором є і те, що металеві стрижні повинні бути обов'язково з нерівною або ж трохи зазубрений поверхнею. Такий стан справ дає додаткове зчеплення стали з бетоном.
Конструкція монолітного перекриття із застосуванням сталевого профільованого настилу в якості незнімної опалубки і зовнішньої арматури.
Розташування арматури повинно бути здійснено по всій площі залізобетонного блоку, плити або ж іншої конструкції. З сталевих стрижнів створюється сітка. Ця сітка являє собою прути, які з'єднані між собою під прямим кутом. З'єднання відбувається шляхом зварювання або ж в'язки.
Існує і ще один різновид арматури, про яку потрібно розповісти. Це так звана листова арматура. Представляє вона собою лист стали, який по всій своїй поверхні прорізається у багатьох місцях, а отримані прорізи розширюються. Виходить своєрідна сітка, розташування якої здійснюється так само, як і розташування звичайної арматурної сітки. Застосування такої сітки затребуване в плитах перекриття і стінах будинків.
Підготовка стрижнів до зв'язці
Перш ніж розпочати роботи зі складання арматурної сітки і встраиванию її в бетонну плиту або ж іншу бетонну конструкцію, сталеві стрижні потрібно до цього підготувати. Далі їх треба перевірити на придатність і міцність. Тільки після цього варто приступати до основної операції армування бетону.
Найголовнішими параметрами, за якими відбувається перевірка арматури, є наявність на ній іржі і її відповідність зазначеним раніше розрахунковим розмірами. Не можна забувати і про фізичні дефекти. Сталеві прути повинні бути рівними і відповідати всім розмірам. Їх розташування в бетонній плиті повинно бути точно вивірене, адже відхилення навіть на кілька міліметрів може бути критичним.
Говорячи про іржі, мова йде про сильній корозії, яка вже починає руйнувати нутрощі того чи іншого металевого стержня. При іржі, яка вразила лише незначні частини стержнів, експлуатація арматури дозволена. Однак потрібно зробити обробку таких прутів спеціальними антикорозійними засобами.
Після цього здійснюється згин металевих стрижнів. Навіщо потрібна ця операція? Вона необхідна для складних армованих конструкцій, які будуть встановлюватися в бетоні. Проводиться дана операція на спеціальних верстатах. Після завершення всіх операцій, покликаних підготувати арматуру, відбувається зв'язка або ж зварювання арматурної сітки. Для створення такої сітки зазвичай використовуються наступні матеріали й інструменти:
- сталеві прути (вони повинні бути вже підготовлені, перевірені і, якщо потрібно, зігнуті);
- металевий дріт (вона потрібна, якщо використовується зв'язка);
- зварювальний апарат (він потрібен, якщо буде використовуватися зварювання арматурної сітки);
- рівна поверхня (зв'язка або зварювання сітки повинна проводитися дуже обережно, найменший зсув може порушити правильність всієї конструкції);
- підйомний механізм (для закріплення сталевої конструкції в бетоні потрібно використовувати підйомний механізм);
- прокладки і обмежувачі (ці пристосування дозволяють контролювати рівність зв'язки і уникнути зсувів).
Створення арматурної сітки
Схема монолітного перекриття.
Зв'язка як кріплення арматурних стержнів зараз використовується набагато частіше, ніж зварювання. Обумовлено це меншою затратностью даного процесу. Однак і якість з'єднання теж зменшується. Але що б там не було, дана операція проводиться і її здійснення теж вимагає знань і певних навичок.
Зазвичай зв'язка проводиться в стороні від уже зробленого опалубки. Поверхня, на якій відбувається зв'язка, повинна бути ідеально рівною, так як в результаті повинна вийти зв'язка без будь-яких зсувів. Для контролю рівності і відсутності зсувів застосовуються спеціальні прокладки і обмежувачі, що встановлюються в ході процесу кріплення прутів.
Потрібно пам'ятати, що при даній роботі кріплення, яке вже вироблено, вкрай складно виправити. Для цього доведеться розбирати цілу секцію і перев'язувати її заново. Тому стеження за рівністю зв'язки і правильністю процесу є обов'язковим.
Для в'язки можуть використовуватися різні матеріали. Найпоширенішим і доступним з них є звичайна залізна дріт, яка володіє м'якістю і одночасної міцністю. Можуть використовуватися і спеціальні кріплення на основі пружин. Вони значно прискорюють процес кріплення.
Для того щоб зв'язок арматури з бетоном була якісною, потрібно прораховувати такий момент, як шар бетону над сталевою сіткою. Шар бетону повинен захищати сталеву конструкцію від проникнення до неї повітря і вологи. Важливо знайти розумне значення товщини шару бетону, яке задовольнить усі вимоги, що пред'являються до залізобетонних конструкцій.
Сварка деталей
Співвідношення складових бетону М250 (цемент, пісок, гравій і вода).
Другим способом створення арматурної сітки є зварювання. Вона починає все частіше використовуватися на наших будівництвах, так як є ідеальним рішенням для міцності і якісного виконання залізобетону. Далі будуть розглянуті її переваги і те, як правильно проводити зварювання, щоб зв'язок арматури і бетону стала дійсно міцною.
Найчастіше використовують електродугове зварювання. Вона є найпоширенішою через свою простоту і якості. За допомогою зварювального апарату і електродів проводиться зварювання внахлест під кутом і зварювання двох стрижнів зі сталі на одній прямій. У першому випадку особливий контроль за якістю не передбачено. А ось при зварюванні на одній прямій потрібно створити дійсно міцне з'єднання, здатне витримати велике навантаження.
Сварка має ряд переваг перед в'язкою:
- можливість обійтися без з'єднання внахлест;
- зменшення підсумкового поперечного перерізу багатьох ділянок з'єднань в арматурної сітці;
- підвищена жорсткість арматурного каркаса.
Можна знайти ще чимала кількість переваг, якими володіє зварювання.
Перш ніж починати виконувати зварювання, стики стрижнів варто зачистити. Вони повинні бути рівними або ж обрізані під певними кутами, зручними для зварювання прутів того чи іншого перетину. При підгонці прутів один до одного можна використовувати спеціальний пристрій, який контролює як горизонталь, так і вертикаль прутів.
Важливою умовою якісно виконаної роботи є її контроль. Він повинен стосуватися всього: і якості швів, і кваліфікації зварника, і результату виконаних робіт. Потрібно сказати пару слів про попереднє перевірочному зварюванні. Воно передбачає зварювання декількох перевірочних прутів. Після чого виробляються їх випробування на розрив і на стиск.
поведінка залізобетону
Таблиця співвідношення міцності бетону.
Тут буде розказано про те, як арматура покращує якості бетону в тих чи інших будівельних конструкціях, найважливішими з яких є балки, плити і колони. Кожна з цих конструкцій дозволяє визначити особливості, які повинні враховуватися при створенні залізобетонних блоків.
Напруга, яке відчуває балка, не є однорідним. Нижня частина балки більш схильна до розтягування. Це означає, що саме вона потребує зміцнення арматурним каркасом.
Низ балки, укріплений арматурної сіткою, буде відчувати точно таке ж розтягнення, як і раніше. Однак опір цьому розтягування буде посилено фізичними властивостями стали, яка при грамотній зв'язці з бетоном буде передавати йому свій опір.
Щодо бетонної плити треба сказати наступне. Її спирання відбувається за допомогою двох, а іноді і чотирьох сторін. Плита відчуває розтягнення з більшого в середині. Прийнято кріпити арматурну сітку з двох сторін плити, це дозволяє бути впевненим в тому, що арматурна сітка працює в повній мірі.
Представлена тут інформація допоможе зрозуміти, як працює арматурна сітка і навіщо потрібно її використання в будівництві як промисловому, так і цивільному. Незважаючи на те, що залізобетон використовується вже досить давно, він до їх пір залишається актуальним і буде залишатися таким ще довгий час.