Виды армирования бетона

Зачем армировать бетон

Арматура принимает на себя растягивающие и изгибающие усилия. Так увеличивается несущая способность построек, возведенных на проблемных грунтах. Поскольку современные сооружения могут подвергаться вибрациям и ударам, особенно в сейсмически неблагоприятных регионах, армирование бетона улучшит устойчивость конструкции, делая её более безопасной и надежной.

Армированный бетон менее подвержен трещинам и деформации под воздействием внешних факторов, например, температурных изменений, усадки и механических нагрузок.

Кроме прочего, использование арматуры позволяет уменьшить толщину бетонных элементов без потери их прочности. Это приводит к экономии материалов и снижению затрат на строительство.

Классическое (стержневое) армирование

Это наиболее распространённый вид армирования бетона, когда используются стержни (арматурные пруты). Они могут иметь различный диаметр, форму сечения (круглую, квадратную, шестигранную), могут быть выполнены из стали или композитов. Также в некоторых случаях используются сетки.

Стержни укладывают в бетон несколькими способами:

• вертикальное армирование применяется в колоннах, сваях и других компонентах, где нагрузка действует преимущественно вертикально;

• горизонтальное армирование используется в плитах перекрытий, фундаментах и стенах;

• диагональное армирование встречается реже, но иногда его применяют для усиления сложных форм или мест, подверженных неравномерным нагрузкам.

Для этих способов армирования бетона используют стальную арматуру диаметром:

• 12-16 мм для ленточного фундамента;
• 10-16 мм для плитного фундамента жилого дома;
• 16-24 мм для плитного фундамента промышленных объектов;
• 8-16 мм для плит перекрытий;
• 6-12 мм для стен;
• 12-24 мм для колонн.

Композитная арматура, несмотря на свой малый вес, превосходит стальную по некоторым показателям. Так стеклопластиковые пруты Ø8 мм соответствуют по свойствам металлической арматуре Ø12.

Другие виды армирования бетона

Дисперсное или волоконное армирование предполагает добавление в бетон мелких волокон (например, металлических, стеклянных, полимерных или базальтовых). Частицы равномерно распределяются по всему объёму смеси, обеспечивая защиту от микротрещин и повышая устойчивость к ударным воздействиям. Этот метод улучшает морозостойкость и водонепроницаемость бетона.

При предварительно напряжённом армировании пруты перед заливкой раствора натягиваются, а после затвердевания освобождаются. Это создаёт предварительное напряжение в материале, которое помогает компенсировать растягивающие усилия, возникающие впоследствии при эксплуатации. Такой метод позволяет создавать более тонкие, лёгкие и долговечные конструкции без потери их прочностных характеристик. Способ эффективен для мостов, длинных балок и плит перекрытий.

Особенности армирования бетонных конструкций

Документ «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (СП 63.13330.2018) диктует все правила армирования различных бетонных элементов.

Колонны и балки требуют вертикального и горизонтального армирования для обеспечения устойчивости к изгибу и сжатию. Плиты перекрытия обычно армируют горизонтально двумя слоями сетки, расположенными параллельно друг другу, чтобы равномерно распределить нагрузку. Монолитные стены укрепляются сетками или отдельными стержнями, расположенными вдоль стены вертикально, чтобы предотвратить появление трещин и увеличить общую прочность.

Выбор способа армирования бетона в фундаменте напрямую зависит от типа основания. Самый популярный ленточный фундамент укрепляют арматурным каркасом, где есть элементы горизонтального и вертикального метода для сопротивления сдвиговым и сжимающим силам.

Для плитного фундамента толщиной до 150 мм применяется горизонтальное армирование, сетка из прутов укладывается в один слой. В остальных же случаях между армирующими поясами устанавливаются вертикальные укрепляющие элементы.

Для заливки бетонных свай выбирают вертикальное армирование, как для колонн. В ступенчатый фундамент в местах перехода ступеней нередко устанавливают диагональные арматурные элементы.

Способы укрепления бетонных конструкций

Для улучшения свойств армированных бетонных конструкций применяются дополнительные методы.

Один из них – усиление арматурного каркаса путем увеличения количества или диаметра арматуры, использования дополнительных слоев сетки. Также важно усиление мест резкого изменения размеров сечения. Это места над и под проемами в стенах, зоны фундамента, где должны располагаться колонны и прочие.

Поскольку стержни и монолитный бетон являются единой конструкцией, важно перед монтажом обработать металлические пруты антикоррозийным составом. Кроме этого, следует обеспечить необходимую толщину бетонного слоя над арматурой (не менее 50 мм), чтобы гарантировать надежную фиксацию прутов в монолите. Это снизит подвижность всей конструкции, вероятность растрескивания бетона будет меньше.

Усилить армированный бетон можно специальными добавками. Введение пластификаторов, модифицирующих присадок улучшают водонепроницаемость, морозостойкость, прочность самого монолита, а антикоррозийные составы защитят арматуру от влаги и жизнедеятельности микроорганизмов.

Качественная гидроизоляция также поможет защитить бетонную поверхность от проникновения влаги, которая может стать причиной коррозии арматуры и разрушения всей конструкции. А для дополнительной защиты армированного бетона от воды и химикатов проводится обработка и самой его поверхности специальными покрытиями.

Они создают барьер, который предотвращает контакт монолита с агрессивными веществами. Среди таких средств можно выделить грунтовки, краски, пропитывающие составы и другие материалы, которые наносятся непосредственно на бетон после его затвердевания.

Армирование бетона играет главную роль в обеспечении надежности, долговечности и безопасности строительных конструкций. В зависимости от конфигураций элементов выбирают и вид армирования. При этом для каждого способа действуют общие правила, описанные в нормативной документации.