Для чего бетон армируют: Армирование бетона. Что и как?

Армирование бетона. Что и как?

Бетонные изделия армируются для повышения прочности и срока эксплуатации конструкции. Суть армирования состоит в том, чтобы нагрузка на бетон передавалась стальному каркасу, который, в свою очередь, распределяет давление по всей конструкции, так как прочность бетона на растяжение примерно в 10 раз ниже прочности на сжатие. Армированный бетон обладает более высокими прочностными характеристиками относительно обычного. Арматуру применяют в случаях, когда на конструкцию происходит наибольшее давление: в основном это фундамент, перекрытия, различные арки, лестницы и т.п.

Виды арматуры

По типу материала арматура бывает стальной и композитной (производится из базальтовых, стеклянных или углеродных волокон). Наиболее популярной является стальная арматура. Она делится на:

• жесткую – уголки, двутавры, швеллеры;
• гибкую – стальные прутья различного диаметра. Чаще всего при заливке бетона используется прутья диаметром 10-16 мм.

В зависимости от прочностных характеристик арматуре может быть присвоен класс от А1 до А6. Так же прочность конструкции и степень сцепления с бетоном зависит от поверхности прутьев.

По цели применения арматура может быть:

• рабочая – принимает на себя основные растягивающие напряжения;
• распределительная – служит для равномерного распределения нагрузки по всему каркасу;
• монтажная – отвечает за соединения разных элементов конструкции.

Способы армирования бетона

Существует несколько основных способов армирования бетона. Наиболее популярным является использование дорожной сетки.

После монтирования опалубки и перед заливкой бетона формируется каркас из прутьев. Установленные арматурные прутья свариваются или связываются для того, чтобы во время заливки раствора арматура не сдвигалась. Также следует учитывать, что расстояние от прутьев до края бетонной конструкции нужно делать минимум 5 см. во избежание деформации и коррозии металла. В некоторых случаях для армирования бетона используют металлическую или синтетическую фибру.

Армирование таким способом позволяет значительно уменьшить толщину конструкции, увеличить его термоустойчивость.

Но использование волокон не сможет полностью заменить стальное армирование и зачастую фибру применяют как дополнение к стандартному армированию сеткой.

Сделать заказ

Возврат к списку

Зачем армируют бетон? Азбука бетона от Монолит Групп

Процесс укрепления бетонных конструкций металлическими стержнями разной толщины и длины начали применять еще давно. Армирование не просто улучшает качественные характеристики бетона. Укрепление создает надежный каркас. Нередко нам доводится видеть струю, разрушившуюся бетонную крышку для люка. Сверху материал раскрошился, а металлическое основание целое и даже не проржавело.

Процесс армирования несет в себе массу важных задач. Первостепенная из них – упрочнение сооружений из бетона. Согласно физическим и химическим законам, работающим в отношении этого материала, он имеет одни из лучших показателей при сжатии, а вот при растяжении весьма неустойчив. Именно армирование не позволяет конструкциям любого типа подвергаться процессу усадки.

При отсутствии укрепления это может произойти уже в ходе строительства дома либо иного сооружения. Но всем известно, что из бетонных плит принято возводить даже стратегически важные объекты: производственные здания, мосты, портовые сооружения. Без соответствующего укрепления такие объекты не прослужат и полугода.

Еще одно важное свойство: пруты из металла придают бетонным конструкциям гибкость, а также делают их более прочными и долговечными. Надежность подтверждена ГОСТом. Притом каждая конструкция соответствует заявленным стандартам.

В числе иных плюсов армирования:

1. Значительная переносимость любых нагрузок. Сетка, которая получается в результате армирования и расположена внутри бетонной плиты, распределяет вес оптимально. Поэтому снижается нагрузка на конструкцию в целом. В крайних случаях она сводится к минимуму. За счет этого здание или сооружение служит долгие годы.
2. Армирование выгодно с финансовой стороны, ведь расход самого бетона с применением металлических прутов в составе материала значительно снижается. В итоге получается очень качественная конструкция, на которую не приходится тратить огромные средства.
3. Армированный бетон сохраняет свою структуру даже при перепадах температуры, значительной влаге. При этом конструкции монолитны, поскольку коэффициенты температурного расширения бетона под действием повышенной или пониженной температуры остается в рамках принятых стандартов.
4. Поскольку с применением армированных конструкций при строительстве здание не дает усадки, на стенах и фундаменте не появятся трещины. Если дом предстоит строить в сейсмоопасном регионе, либо на территории, часто подтопляемой, подрядчики выбирают стальное армирование материала.
   Такая фибра устанавливается прямо на этапе создания бетонной смеси.
5. Армирование позволяет значительно повысить показатели гибкости конструкции.

При укреплении стальными стержнями бетонные сооружения получают следующие важные качества:

1. Устойчивость к процессам ржавления. Коррозия отсутствует за счет отличных свойств металла. Сталь для армирования производят по особой технологии, с низким содержанием углерода. Отсутствие коррозии делает здание еще более прочным, даже если на его поверхность часто попадает влага. Антикоррозийные типы арматуры (созданные на основе искусственных, полимерных материалов) применяют при строительстве портовых сооружений, особенно на море.
2. Армирование защищает от разрушений. При сжатии бетона специальными прутьями, конструкция не подвержена процессам растяжения.

Качественный бетон лучше всего приобретать напрямую у производителя. В этом случае стоимость будет приемлемой, заказать можно будет партии любых объемов.

Мы гарантируем не только качество данного материала и его выгодную цену, но и доставку в короткие сроки по Москве и области. Звоните нам прямо сейчас для оформления заказа.

^*Кликните по цене, чтобы посмотреть разницуСумма заказа 0р. (с НДС) Получить скидку

монолитное, дисперсное и, с помощью сетки

Бетон остается ключевым стройматериалом, который используется на разных этапах возведения конструкций. Но несмотря на свою прочность, он может деформироваться под влиянием разнообразных факторов. Давно было подмечено, что материал хорошо выдерживает усадку и плохо – растяжение. При неравномерной нагрузке, так называемые зоны растяжения дают трещины в бетоне, и постройка разрушается. Поэтому чтобы избежать преждевременной коррозии и повысить износоустойчивость зданий, стали использовать метод армирования. Он заключается в придании бетону вспомогательного укрепления при помощи добавления связанной между собой арматуры.

Прочность соединения арматуры с бетоном довольно велика. Она не разрушается даже при сильных температурных перепадах, потому что коэффициенты их теплового расширения почти идентичны. Укрепление бетона ведет к перераспределению нагрузок в зоне растяжения балок (потому что упругость стали значительно выше). Бетон же, в свою очередь, защищает сталь от коррозии и перегрева, например, при пожарах. Все это делает союз бетона и арматуры залогом успешного строительства.

Какие задачи решает армирование?

Для более надежного соединения бетона с арматурой, ее изготовляют с рельефной поверхностью. Поверхность может быть с серповидным, кольцевым, четырехсторонним или смешанным покрытием. Последние два вида показывают лучшие результаты сцепления.

Для прочности возводимого сооружения своими руками, нужно четко придерживаться нормы расхода заполнителей и стали. Так, в каждом индивидуальном случае расход материалов будет разным. Для фундамента в среднем эта норма составляет 150-200 кг на 1 кубический метр. Для несущих перекрытий – она увеличивается до 200 кг.

Ранее для данной процедуры брали только металлические (стальные прутья). Сейчас же армирующие материалы для бетона представлены суперпрочными стеклянными, базальтовыми и углеродными соединениями. Широко используют бетон, армированный стеклопластиком, который демонстрирует лучшие показатели по износоустойчивости и делает материал легче. Ему присущ ряд достоинств, которые наглядно показывает таблица.

Вернуться к оглавлению

Таблица сравнительных характеристик стальной и стеклопластиковой арматуры

Вернуться к оглавлению

Плюсы и минусы

Так, армированный бетон имеет ряд преимуществ:

• конструкции даже самой замысловатой формы будут надежными;
• устойчивость к температурным колебаниям;
• долговечность;
• армировка позволяет значительно увеличить допустимые механические нагрузки;
• образование трещин почти невозможно.

Но вмести с тем, существует и несколько минусов, которые нужно учесть:

• установка арматуры в уже готовую конструкцию создаст целый ряд проблем;
• вес постройки заметно увеличится, что обязательно нужно учесть при проектировании.

Вернуться к оглавлению

Виды

Исходя из конструкции, армирование бетона дифференцируется на несколько основных типов:

• монолитное;
• дисперсное;
• армирование с помощью сетки.

Вернуться к оглавлению

Монолитное

Монолитная армировка применяется в основном при производстве железобетонных блоков на заводах. Метод заключается в каркасном монтаже прутьев в один или несколько слоев, которые соединены проволокой по вертикали и в поперечном направлении. Таким образом, получаются крупные ячейки – до 20 см.

Вернуться к оглавлению

Дисперсное

Дисперсное армирование являет собой добавку в незатвердевший раствор бетона мелкодисперсных компонентов, так называемой фибры. Она изготавливается на основе стали, базальта, полипропилена или стекловолокна. Сегодня наибольшего признания заслужило армирование бетона частицами стекловолокна.

Вернуться к оглавлению

С помощью сетки

Использование армирующей сетки довольно распространено, потому что ее установка достаточно легка. Она может быть железной, композитной или полимерной. Стальные сетки продаются в готовом виде размером 0,5×2 или 1,5×2 м. Диаметр ячеек варьируется в диапазоне 15-20 см. Композитная и полимерная сетки считаются надежнее, потому что менее подвержены коррозии.

Вернуться к оглавлению

Этапы армирования

Металлическая фибра – один из видов армирования.

При желании провести укрепление бетона, нужно разделить работу на несколько этапов. Хотя алгоритм заливки разных поверхностей имеет ряд схожих действий, все же некоторые моменты могут существенно отличаться. Поэтому обратим внимание на несколько универсальных моментов при выполнении этого задания своими руками:

• Первым этапом является осмотр и подготовка площади армирования. Нужно учесть контуры и наклоны участка. Измерить их при помощи уровня и учесть при следующих этапах.
• Сооружение опалубки из деревянных щитков. После необходимо закрепить доски при помощи кольев, забитых в землю. Обязательно опалубка должна превышать высоту предполагаемой заливки. При желании внутреннюю часть досок можно оклеить пергамином, который задержит влагу и сделает поверхность значительно ровнее.
• Подготовка непосредственно самой арматуры. После тщательного осмотра на предмет дефектов, прутья или сетку равномерно укладывают на горизонтальную поверхность и распределяют с учетом контура предполагаемой постройки. Предпочтительнее использовать именно целые прутья нужной длины. Это значительно повысит прочность конструкции.
• Расстояние между прутами должно быть рассчитано заранее и быть одинаковым на всех участках.
• Соединить арматуру можно как с помощью сварки, так и специальной проволоки, соединяя прутья по вертикали.
• Далее непосредственно приступают к заливке объекта, предварительно рассчитав объем (умножаем периметр основания на ширину и высоту). Бетон следует утрамбовать, чтобы избежать воздушных карманов внутри.
• Дождаться полного затвердевания бетона (обычно 2-3 недели) и снять опалубку.

Вернуться к оглавлению

Полезные советы при армировании

Особенно стоит обратить внимание на материалы, которые не желательно применять для армирования. Сюда можно отнести:

• листовую сталь;
• прутья из алюминия;
• демонтированные трубы;
• сетку-рабицу;
• рельсы;
• прутья длинной до 1 м.

Схема связки прутьев.

Вот еще несколько практичных советов, позволяющих вам избежать проблем при армировании своими руками:

• используйте арматуру и соединяющую проволоку без явных коррозийных признаков;
• выбирая между сваркой и связкой прутьев, отдайте предпочтение второму способу, потому что сварочные швы больше подлежат деформации;
• связанно (приварено) должно быть не меньше половины всех соединений;
• непосредственно в бетон стоит ввести гидроизоляционные добавки, чтобы защитить сталь от ржавчины и тем самым значительно продлить срок эксплуатации сооружения;
• воспользуйтесь пергамином для оклейки внутренней стороны досок опалубки. Он предотвратит излишние испарение влаги при армировании бетона, сделает залитую поверхность заметно ровнее и продлит срок службы самих щитов;
• для армирования разных объектов используют разную по диаметру, поверхности и механическим свойствам сталь. Арматура может изготавливаться как в прутьях, так и в готовых мотках. При ее выборе нужно учитывать назначение армируемой площади и предельные нагрузки. Чем больше нагрузка – тем больше диаметр прутьев;
• следует избегать попадания на арматуру красок или маслянистых веществ;
• рекомендуется использование цельных элементов конструкции (прутьев или сетки заданных размеров). Использование элементов длиной до 1 метра на широких площадках резко снижает износоустойчивость железобетона;
• при армировании стен и пола не забудьте оставить отверстия для электрических проводов и вентиляции.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Армирование бетона применяется для существенного продления срока эксплуатации и усиления несущих способностей конструкций. Существует много вариантов и методов исполнения этой работы.

При подборе подходящего именно вам – обязательно следует проконсультироваться со специалистом. Он поможет правильно рассчитать нормы расхода материалов и подскажет их характеристик.

Зачем армировать фундамент? | Сетка стальная от производителя по низким ценам

Чтобы дом стоял века, его стены должны опираться на надежное основание. Бетон для фундамента – наиболее подходящий материал. Зачем же нужна арматура для фундамента, ведь ее цена сделает основание дороже? Все просто. Дело в том, что фундамент превосходно держит нагрузку на сжатие по вертикали и горизонтали, но не в состоянии работать на изгиб. Такого рода нагрузка возникает на пучинистых грунтах во время их промерзания. Грунт – субстанция неравномерная по плотности. В местах, где влаги больше, он вспучивается интенсивнее, нагружает фундамент, который дает трещину.

Бетон + арматура = железобетон

Чтобы придать основанию дома способность противостоять изгибающим нагрузкам, необходим металл. Он прочен и пластичен, в отличие от хрупкого бетона. Арматура для фундамента имеет рифленую и гладкую поверхности.

Рифление обеспечивает необходимое сцепление бетона и металлических прутьев. В результате образуется материал с новыми эксплуатационными свойствами – железобетон. Он одинаково хорошо работает на сжатие и на изгиб.

Диаметр арматуры рассчитывается, исходя из планируемой величины нагрузки на фундамент. Это позволяет избежать ее разрыва и чрезмерного перерасхода металла.

При армировании ленточного фундамента, рифленая арматура расчетного диаметра продольно укладывается в нижней и верхней его части. С помощью вертикальных и поперечных отрезков гладкой арматуры, верхний и нижний пояса увязываются между собой. Армирование устанавливается с таким расчетом, чтобы между металлом и наружной поверхностью бетона был зазор 8 см. Следующий этап – заливка жидким бетоном. Когда он застынет – фундамент готов.

Арматуру для фундамента вы можете купить в компании «Сетка стальная», связавшись с нами по телефону или приехав в офис. На нашем сайте можно ознакомиться с ценами и ассортиментом предлагаемой продукции. Мы гарантируем высокое качество предлагаемой продукции и оказываем услуги по протяжке арматуры. Если вам необходима монтажная проволока для увязывания арматуры – вы найдете ее в соответствующем разделе.

Что такое армированный бетон: свойства, применение, разновидности

Все об армированном бетоне

Что это такое
Для чего делают армирование
Где применяется
Плюсы и минусы
Виды
Процесс производства
Типы арматуры
Вес и плотность материала
Заливка
Как повысить сцепление

У материала высокая прочность к сменяющимся условиям климата. Он отличается от обычного большей устойчивостью на сжатие и допустимое растяжение. Для этого в состав вводятся стержни, которые будут повышать сопротивляемость. Обязательно производится натяжение арматуры любым способом — химическим, элетротермическим или механическим.

Раствор без стальной конструкции после застывания перестает быть пластичным, поэтому начинает трескаться при любом серьезном воздействии на него. 

Если бетонной смесью залит фундамент, то при воздействии силы морозного пучения со стороны земли площадка начнет деформироваться. То же происходит при неравномерной нагрузке на плиту. Любая деформация, которая создает у объекта с одной стороны зону растяжения, а с другой — зону сжатия, повышает риск появления трещин. Именно это является основной причиной армирования. Сталь создает каркас, который будет распределять нагрузку и противостоять растягиванию.

Армированный бетон необходим для создания построек с должным уровнем эластичности и усиления, крупных конструкций, фундамента, стен, потолочных перекрытий, усиления шахтных стволов и горных выработок, объектов строительства.

У каждого строения есть определенные участки, которые стоит армировать, чтобы значительно продлить срок жизни постройки.  

Элементы конструкции, которые нуждаются в армировании

• Фундамент.
• Основание стропильной системы.
• Первый ряд кладки.
• Перекрытия.
• Части здания, которые подвержены дополнительной нагрузке.

Усиленный арматурой бетон приносит пользу, но и обладает недостатками.

Преимущества

• Увеличиваются допустимые механические нагрузки.
• Не образуются трещины.
• Даже самая технически сложная конструкция будет прочной.
• Срок жизни свыше 50 лет.
• Переносит температурные перемены.

Недостатки

• В заложенный застывший фундамент постройки встроить армирование слишком сложно.
• Вес армированной конструкции будет значительно выше, это следует учитывать во время проектирования.

В зависимости от используемого материала

Есть две разновидности армирования в зависимости от используемого материала:

• С помощью различных непрерывных нитей металла — металлическая сетка или ткань.  Стандартный армированный материал может обеспечить двухмерное укрепление бетона.
• С помощью маленьких отрезков волокон — фибры. Фибробетон гарантирует трехмерное укрепление и повышенную прочность в случае растяжения и изгиба.

По типу конструкции

• Монолитная — сваренная, с ячейками через каждые 20 см. В основном используется для изготовления железобетонных блоков на заводах. Заключается в том, что прутья монтируются в 1-5 слоев. Они соединяются по вертикали и горизонтали. В результате получаются нерегулируемые ячейки с шагом до 20 см. 
• Сеточная — связанная арматура. Простой способ армирования, используется часто. Сетка бывает из полимеров, композитов и стали. В последнем случае можно приобрести готовый вариант размерами 0,5х2 или 1,5х2 метра. Каждая ячейка — примерно 15-20 см.
• Дисперсная — с добавлением мелких деталей в раствор. В не затвердевший раствор добавляются мелкодисперсные компоненты, их называют фибры. Их изготавливают из определенной марки стали, стекловолокна, базальта или полипропилена. Сейчас наиболее распространено стекловолокно.

Какую из них лучше выбрать — зависит от расчетов и необходимой прочности готового объекта.

Производственные

На производстве практикуют метод экструзии — это формирование плиты без опалубки. Это делает возможным производить перекрытия до 18 метров в длину. Сначала их создают на формовочных стендах, а потом делят дисковой пилой на необходимые части. 

В многоэтажном строительстве

В многоэтажном строительстве используют метод сборно-монолитного каркаса. Для этого вяжется технологическая арматура или фиксируется несущая конструкция на месте будущего объекта. Форма выстраивается, затем заливается монолитным бетоном. Когда все застынет, деталь обретет твердость и сцепляющую силу двух материалов. Стоимость строительства становится ниже, а прочность — выше. При возникновении нагрузок бетонная смесь и сталь работают вместе, поэтому переносимость становится в разы выше. 

В домашних условиях

Для изготовления в домашних условиях используется два разных способа.

• Металлические полосы натягивают и крепят на анкеры, поверх них укладывают цемент. Когда масса затвердеет, с арматуры снимают напряжение, и она сжимается вместе с цементом. В результате получается материал, который хорошо переносит растяжение и сжатие, выдерживает высокие нагрузки и может служить основой в строительстве. 
• Заранее готовят каналы под арматурные прутья. Залитая масса твердеет, затем металл вводят в эти полости и натягивают, в качестве опоры выступает затвердевший раствор. Когда удастся добиться натяжения, каналы заливают бетоном. Во втором случае добавляют армированную фибру прямо в состав смеси. Это может быть стальная стружка, синтетические волокна или геосинтетические материалы. При ее использовании допускается закладывать раствор меньшей толщины, несущие способности получившегося объекта не пострадают.

Все методы армирования повышают способность плиты выдерживать нагрузки, оставаться монолитной и крепкой при изменениях температуры, при растяжении и сжатии.

Нельзя брать любую металлическую стружку. Прежде чем ее можно будет задействовать в растворе, этот вещество разрабатывается специалистами и проходит множество испытаний. Когда средство проходит проверки, разработчикам выдается сертификат и патент на производство. Один из нюансов качественной стружки или волокон — свойство, которое позволяет равномерно распределить компоненты по всей конструкции.

Что используется для армирования

• Прокатные двутавры — сложны в применении.
• Уголки — используются часто.
• Сетки — самый частый вариант.
• Швеллеры — необходимы только в очень крупных конструкциях.
• Периодические профили — удобны при возведении габаритной постройки.

Арматура может быть как продольной, так и поперечной. Пользоваться можно деталями без явной коррозии. Если нужно выбирать между сваркой и связкой, то лучше связывать элементы, так меньше риск деформации. Связать или проварить предстоит минимум половину от всех соединений.

Что не используется для армирования

• Листовая сталь.
• Прутья с длиной меньше 1 м.
• Демонтированные ранее трубы.
• Рельсы.
• Алюминиевые прутья.
• Сетка-рабица.

Эти показатели будут зависеть от состава смеси и количества металлических или иных составляющих. В среднем отвибрированный бетон весит 2500 кг на м², а невибрированный 2400 кг на м². Содержание стали не должно превышать 300 кг.

Если раствор заливается и не утрамбовывается, то полученный продукт не будет отличаться высокой плотностью. Чтобы увеличить плотность, следует снизить количество воды и пользоваться вибрационным уплотнителем. Без него работать со смесью будет тяжело.

Алгоритм заливки может меняться в зависимости от используемых материалов. Но есть общие нюансы, которые следует учесть при создании бетонной площадки.

• Сначала следует осмотреть и подготовить площадь под будущее армирование. Желательно помнить о наклонах и всех контурах участка. 
• Опалубка собирается из деревянных щитков. Потом все доски закрепляются с помощью кольев, которые забиваются в землю. По высоте должна преобладать опалубка, она обязана оставаться выше, чем предполагаемая величина будущей заливки.
• Саму арматуру тоже необходимо подготовить. Для этого производится осмотр, проверяется отсутствие дефектов. Затем прутья распределяют на будущей постройке. Желательно, чтобы все детали были цельными, так прочность будет выше.
• Расстояние между деталями обязательно должно быть равным, заранее просчитанным.
• Арматурную сетку соединяют по горизонтали и вертикали сваркой или специальной проволокой.
• Затем заливается объект, бетон утрамбовывается, чтобы не допускать воздушных карманов в заливаемой полости.
• Когда смесь полностью затвердеет, опалубка снимается.

Чтобы раствор максимально надежно соединялся с арматурными элементами, арматуру создают с рельефной, не гладкой поверхностью. Для этих целей арматурные детали делают с разными серповидными или кольцевыми засечками, чтобы раствор цеплялся за них и не отслаивался. Если соблюдать нормы расхода наполнителя и стали, то результат будет максимально прочным. 

Армирование бетонной стяжки: для чего это делают

Армирование несложный, но очень важный процесс при устройстве пола

Бетонная стяжка является очень прочной конструкцией. Она используется в системе перекрытий, для фундамента зданий и выравнивания полов. Возникает вопрос, если бетонная заливка способна сама по себе выдерживать значительные механические нагрузки, зачем нужно армирование бетонной стяжки?

При всей мощности стяжки, она имеет один весьма существенный недостаток: неармированный бетон разрушается при нагрузках на растяжение и изгиб. Если вы заливаете плавающую стяжку, то при движении, такое основание без должного армирования даст трещины.

И это не единственный случай. Рассмотрим, чем и как армировать бетон, как правильно располагать армацию внутри стяжки и как избежать ненужных трат.

Содержание статьи

Необходимость усиления армированием

Армировка бетонной стяжки по сути укрепляет заливку, повышает прочность при воздействии горизонтальных нагрузок и вибрации. Усилить заливку можно несколькими способами. Чтобы выбрать конкретный метод, надо понимать какого результата необходимо добиться. Для чего бетон армируют?

Схема установки армирования на подставки с выводом маяков под заливку стяжки

Правильно устроенное армирование выполняет следующие функции:

• повышает линейную прочность;
• снижает до минимума риск появления трещин при высыхании;
• предупреждает и ограничивает процесс проседания здания;
• уменьшает образование трещин или их увеличение в результате физического воздействия;
• значительно продлевает срок эксплуатации строения.

Материалы для армирования

Армированная бетонная стяжка значительно увеличивает прочностные характеристики всего здания. Процесс армирования – это процедура устройства дополнительного внутреннего слоя или включения специальных наполнителей в бетонный раствор.

Для этого могут быть использованы различные методы и материалы:

• прутковая стальная армация;
• композитные прутки;
• металлическая сетка;
• полимерная сетка;
• стекловолоконная сетка;
• фиброволокно.

Обратите внимание! Несмотря на то, что список вариантов довольно обширен, экономичным процесс усиления не назовешь. Армирование бетона можно выполнить с наименьшими затратами, но при любых условиях это мероприятие довольно дорогое. Поэтому, перед тем как усиливать стяжку, надо четко понимать, а нужна ли армация в данном конкретном случае.

Перед армированием надо четко понять, какая армация нужна

Когда усиление обязательно

Для начала разделим бетонные работы по месту их выполнения и функционалу. Итак, бетонным раствором заливаются фундаменты, плиты перекрытия и различные виды стяжек.

Среди них:

• черновая по грунту и основанию;
• выравнивающая;
• плавающая;
• многослойная;
• связанная.

Усиливать заливку необходимо, если:

• прокладывается материал теплоизоляции;
• при планировании повышенных физических нагрузок на поверхность пола;
• при устройстве плавающей стяжки;
• при толщине заливке более 50 мм;
• при устройстве половой системы отопления;

На заметку! В сейсмоактивных зонах, в целях безопасности, армируется любая бетонная заливка.

Разобравшись с ситуациями, в которых необходима бетонная стяжка армированная, перейдем к конкретному описанию процессов и материалов армирования.

Варианты армирования

Усиление бетонной стяжки осуществляется при устройстве разного вида сеток, или включением в раствор наполнителя. Все методы имеют различную эффективность по показателям прочности. Безусловно, что плавающая стяжка требует иного усиления по отношению к выравнивающей заливке. И для того, чтобы не расходовать зря ресурсы, любую операцию следует выполнять одним из рекомендуемых материалов.

Прутковая армация

Данный вид армирования представлен на современном рынке двумя материалами:

1. классический стальной пруток марки А500С или А400,
2. композитная арматура: базальтопластиковая, углепластиковая, стеклопластиковая.

Любой вид прутка укладывается в сетку, и крепится в узловом соединении при помощи вязальной строительной проволоки — или, как в случае со стальной арматурой марки А400, способом сварки. В зависимости от предполагаемых нагрузок, используется пруток различного диаметра. В одной горизонтальной линии связанной или сваренной сетки, весь пруток должен быть одноразмерным.

Таблица равнозначной замены стальной арматуры на композитный материал

Стальное усиление

Из возможных вариантов, стальной прут дает возможность получить наиболее прочное усиление стяжки. Стяжка бетонная, армированная металлическим прутом, устраивается в промышленных цехах, в складских помещениях и автобоксах.

• Для связки в сетку используются стальные прутки периодического профиля диаметром от 8 до 12 мм.
• При необходимости, используются большие размеры прутка, но это бывает довольно редко.
• Размер ячейки в сетке такого типа, колеблется в пределах от 50*50 мм до 150*150 мм. Решетка может быть связана или сварена непосредственно на объекте строительства или подготовлена в промышленных условиях и доставлена на объект.

На заметку! Если предполагается большая динамичность весовых горизонтальных нагрузок на перекрытие, то сетку лучше не собирать методом сварки. Связанная конструкция даст большую амплитуду на изгиб, сохраняя при этом целостность стяжки.

• Размер ячейки и диаметр прутка, рассчитываются на этапе проектирования здания. На данные показатели влияет вероятное количество статических и динамических нагрузок на бетонную стяжку.

Прутки стальной армации

Композитное армирование

Является прямым аналогом стальной арматуре, вяжется в сетку при помощи проволоки. Композитная арматура получила большое распространение в устройстве сухих и полусухих стяжек. Однако применение в строительстве возможно только после согласования с проектировщиками.

Внимание! В данное время, на этапе проектирования все расчеты ведутся на условно стальной пруток. При пересчете на композитную арматуру, меняется диаметр прутка и размер ячейки.

Композитное армирование имеет ряд преимуществ перед стальным аналогом:

• Малая масса облегчает транспортировку и снижает вес перекрытий;
• Возможна перевозка бухтами и отмер необходимой длинны прутка;
• Отсутствие угрозы коррозии, имеет длительный срок хранения.

Композитная арматура в мотках

Готовые сетки

Армирование бетонной площадки можно произвести при помощи готовой сетки. В данном случае, гораздо больше материалов на выбор. Каждый вид сетки имеет определенные нормы нагрузок по возможному применению. Определяющим показателем является материал прутка, используемого при изготовлении полотна.

Металл

Сетка изготавливается из проволоки диаметром от 2,5 до 6 мм. Размер ячейки от 60 до 200 мм. Чем меньше размер ячейки, тем прочнее сетка, тем большие нагрузки может выдержать стяжка. Производители поставляют проволочную сетку, диаметром струны до 3 мм, в рулонах. Больший диаметр поставляется картами – листами определённого размера.

Просечно – вытяжная сетка в рулоне

Преимущества данного вида армирования:

• высокая прочность на разрыв;
• прекрасное связующее свойство;
• невосприимчива к температурным перепадам;
• долгий срок эксплуатации.

Проволока хорошо тянется, поэтому при использовании такой сетки, риск возникновения трещин крайне мал. При этом существенно увеличивается несущая способность поверхности.

Металлическая сетка в картах

Пластик

При усилении стяжки толщиной до 80 мм, металлическую сетку с успехом заменит полипропиленовая. Материал эластичный, мягкий и имеет очень малый вес. Хорошо растягивается, но не деформируется, что является безусловным плюсом.

В ситуации с неравномерной усадкой здания: сетка будет держать стяжку, изгибаясь, а не порвет её, как металлическая. Но такой материал имеет слабое сопротивление на разрыв, поэтому может быть использован только в стяжках квартир или частном строительстве, в помещениях с малой нагрузкой.

Производители предлагают сетку в рулонах. Материал легко режется обычными ножницами и прекрасно хранится: не подвержен гниению или коррозии.

Основные преимущества:

• эластичность;
• химическая инертность;
• не является помехой для прохода радиочастот;
• малый вес;
• легкость в устройстве.

Стекловолокно

Армирование бетонной подготовки можно осуществить с использованием сетки из алюмоборосиликатного волокна.

• Такие сетки выпускаются с мелкой ячейкой размером сечения до 6 мм. При покупке следует обратить внимание на наличие пропитки.
• Некоторые из пропитывающих составов значительно повышают устойчивость полотна к щелочной среде, что имеет огромное значение при армировании стяжки на основе цементного состава.
• Сетка без пропитки прослужит в составе такой стяжки не более 5 лет, что малоэффективно. В остальном, по эксплуатационным характеристикам она очень близка к пластиковому материалу.

Сетка из стекловолокна с различным размером ячеек

Монтаж армирования

Все материалы, указанные выше, монтируются по одним и тем же правилам — исключение составляет фиброволокно, о котором чуть ниже. Любая сетка укладывается в нижнюю треть стяжки.

При этом, полотно сетки должно находиться внутри стяжки, но не соприкасаться с поверхностью основания. Обычно для укладки материала используются подставные блоки (на фото ниже), которые держат материал на определенной высоте. Строители их часто называют «стульчики».

Различные подставки под различный тип армирования

Держать арматуру на высоте особенно важно при использовании металлических конструкций. Металл может зацепить и порвать пленку гидроизоляции, которая обычно прокладывается перед заливкой бетона. Во всем остальном, заливка армированной стяжки не отличается от устройства обычной.

Важно! При использовании прутковой армации, при заказе бетона, следует вычесть из полного объема заливки, объем который займет армирование

При заказе бетона следует учитывать объем, который в стяжке займет армирование

Применение фибры совершенно несхоже с устройством сеточной армации. Инструкция по замешиванию и рекомендуемое количество, указывается на упаковке производителя. Волокно примешивается в бетонный раствор и равномерно распределяется по всему объему бетона.

Усиление стяжки фиброй

Фибра – это армирующая добавка в бетон. Волокна небольшого размера: от 6 до 20 мм, замешиваются непосредственно в состав бетона.

Фиброй обозначают волокно из различных материалов:

• полимеры;
• стекловолокно;
• металл;
• базальтовое волокно.

Разный состав фибры применим для различного типа стяжек:

• Для легких стяжек, не требующих сопротивления значительным физическим нагрузкам, подойдет стеклянная или полимерпропиленовая фибра.
• Если поверхность будет испытывать значительное механическое воздействие, следует взять металлический материал.
• Наружные, уличные стяжки, подверженные воздействию химически активных веществ или атмосферных осадков, дорожной грязи, устраиваются с применением базальтовой фибры.

Фибра в упаковке с подробной инструкцией

Армирование бетона фиброй убережет стяжку от появления трещин при высыхании, при этом стяжка не осядет. Если необходимо сопротивляться значительному механическому воздействию, изгибам или растяжению, то лучше отдать предпочтение другому типу усиления.

Видео в этой статье покажет, как правильно замешивать и заливать стяжку с использованием фиброволокна.

На заметку! Фиброволокно значительно улучшит эксплуатационные качества любой стяжки, в дополнение к основному армированию из прутка или сетки.

Фибра в пеноблоках

Фиброволокно используется и при изготовлении блоков из пенобетона.

Армированный пенобетон в несколько раз превосходит обычные блоки по следующим параметрам:

• прочность на растяжение;
• устойчивость к растрескиванию;
• ударная прочность и повышенная устойчивость к технической усталости;
• устойчивость к температурным перепадам;
• водопоглощение.

Армирование бетона сеткой или прутком увеличивает прочностные показатели в 2 раза. Использование фибры увеличит те же показатели в 3 раза. Пенобетон, армированный фиброй, значительно превосходит обычный по физическим и техническим характеристикам.

Внешне гладкий армированный пенобетон имеет очень интересную внутреннюю структуру

Заключение

Армированная стяжка на глаз ничем не отличается от обычной. Но поверхностное сходство единственное, что роднит эти два устройства пола. Во всем остальном, разница между этими стяжками очень велика. Усиленная стяжка значительно превосходит обычную стяжку по эксплуатационным характеристикам.

Но справедливости ради, следует отметить, что при этом значительно возрастает цена покрытия. Чтобы немного сократить расходы, можно попытаться устроить армированную стяжку своими руками. В процессе нет ничего сложного. А современные рулонные армирующие сетки делают его еще более простым и легким.

способы, материалы, технология укрепления арматурой, сеткой, стекловолокном

Благодаря своим свойствам и характеристикам, железобетон позволяет, строить многоэтажные дома, промышленные здания, склады, технологические объекты различной формы. Армирование бетона позволяет укрепить его структуру, и сделать ее более устойчивой к большим нагрузкам.

Для чего нужно армировать бетон

Разница между армированным бетоном и простым в его прочностных характеристиках. Материал хорошо переносит нагрузку на сжатие, но не способен без дополнительного усиления противостоять нагрузкам на растяжение и изгиб. Для этого бетон армируют другим материалом, у которого показатель прочности выше. Применяют данную технологию в монолитном строительстве при возведении оснований, стен, колонн, лестниц, перекрытий и других железобетонных конструкций.

Преимущества и недостатки

Технология армирования бетона имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• повышение устойчивости к механическим нагрузкам, прочности;
• увеличивается показатель жесткости;
• устойчивость к сильному нагреванию, температурным перепадам, замерзанию;
• снижение риска образования трещин в бетонном изделии при усадке;
• равномерное распределение нагрузки по всей площади фундамента;
• увеличение долговечности бетонной конструкции.

Недостатков у данной технологии всего один, это значительное увеличение стоимость строительных работ.

Способы и материалы для армирования бетона

Есть 3 вида усиления бетонных изделий, которые активно применяются в строительстве, они имеют свои особенности и преимущества. Самый применяемый способ, это укрепление бетона арматурой.

Стержневое армирование

Первый вариант выполнения стержневого армирования бетона ненапряженный. Представляет собой композицию стеклопластиковых или стальных стержней периодического и гладкого профиля, соединённых между собой с помощью проволоки или сварки, в единый металлический каркас. Он помещается в опалубку и заливается бетоном, в результате получается железобетонная конструкция.

Арматура в бетоне придает ему способность выдерживать механические нагрузки на скручивание, растяжение и изгиб. Благодаря этому появилась возможность строительства высотных зданий разнообразных форм.

Монолитный дом построенный из бетона и арматуры.

Второй способ предварительно напряжённое армирование. Это когда перед укладкой бетонной смеси, трос или стальную арматуру с высоким показателем прочности на растяжение, натягивают специальными устройствами. После того как бетон наберет необходимую прочность устройства отсоединяют, и арматура либо трос передают силу предварительного натяжения бетону.

Железобетонные элементы, изготовленные по данной технологии, обладают меньшим прогибом и повышенным показателем трещиностойкости, что дает возможность перекрывать пролеты большой длины при одинаковом сечении с ненапряженными конструкциями.

Дисперсное

Данная технология подразумевает добавление в жидкий бетон мелкодисперсных волокон. Для их изготовления используют материалы: сталь, базальт, полипропилен, стекло.

Чаще всего фибру применяют при армировании стяжек. Ее добавление улучшает структуру бетона, и он становится прочнее, это способствует:

• повышению трещиностойкости;
• противостоянию воздействию агрессивной среды;
• увеличивается срок службы – долговечность.

При дисперсном армировании бетона металлической фиброй, процент появления усадочных трещин уменьшается на 20-25%, а полимерной на 60-90%, когда при армировании металлической сеткой этот показатель равен 6%.

Сеточное

Для армирования используют готовые сетки из стали, композитов или полимеров. Размер ячейки, как и диаметр используемой арматуры, может существенно отличаться, в зависимости от типа бетонной конструкции. Самые ходовые размеры ячейки варьируют в пределах от 50-200 мм.

Металлические сетки бывают 2 видов.

1. Тяжелые. Изготавливаются из арматуры диаметром от 6 до 40 мм. Стандартные размеры: ширина 650 – 3050 мм, длина до 9000 мм. По согласованию с производителем допускается изготовление сеток и большего размера.
2. Легкие. Могут транспортироваться в рулонах, изготавливают из стальных прутов от 3 до 10 мм.

Главное преимущество использования сеток, это то, что не надо самостоятельно размечать, связывать или сваривать арматуру, достаточно ее разложить и соединить между собой по чертежу.

Пример применения металлической сетки тяжелого типа для армирования ростверка.

Но есть существенный минус. При монтаже тяжелых сеток требуется задействовать тяжелую технику, чаще всего это автокран.

Нормы и требования к армированию бетона

Для получения максимально прочного, долговечного, устойчивого к большим нагрузкам железобетона, были разработаны определенные требования, которых важно придерживаться.

1. Для выполнения поперечного или продольное армирование, без предварительного напряжения, нужно использовать арматуру класса А500С, А600 или А400, для сварных сеток и каркасов, классов В500 и Вр500. Второстепенное поперечное усиление может быть изготовлено на основе стержневой горячекатаной гладкой арматуры класса А240.
2. Для усиления предварительно напряженных элементов использовать: горячекатаную, термомеханически упрочненную арматуру периодического профиля классов А600, А800 и А1000; холоднодеформированную Вр1200 и Вр1600; канатную 7-проволочную К1400, К1500, К1600, К1700.
3. Расход арматуры на 1 м3 бетона напрямую зависит от типа конструкции и нагрузки, которой она должна противостоять, так этот показатель может быть как 20 кг, так и 300 кг.
4. Соблюдение защитного слоя бетона для арматуры. Не менее диаметра арматуры, и не менее 1 см.
5. Если арматура уже использовалась, ее нельзя применять повторно для создания основного усиливающего каркаса.

Отдельное внимание нужно уделить тому, как соединять металлические пруты между собой в единую армирующую конструкцию. Доступные варианты – сварка или вязка арматуры с помощью вязальной проволоки. Рекомендуется второй способ, так как металл при вязке, не нагревается и сохраняет свои первоначальные свойства.

Применения технологии армирования бетона в строительстве

Конструкции из железобетона применяются в различных направлениях строительства. В этой сфере можно выделить несколько наиболее популярных вариантов применения технологии армирования, которая является обязательной.

Ленточный фундамент

Армирующий каркас имеет форму прямоугольной ленты из 4-16 стальных продольных прутов периодического профиля, соединенных между собой поперечными элементами, кусочками арматуры или хомутами (количество необходимой арматуры зависит от размера основания). Все части каркаса соединяются между собой в единое целое сваркой или вязкой. Затем его выравнивают в опалубке, и заливают бетоном.

Если неправильно выполнить армирование ленточного фундамента, тогда он не сможет противостоять действующим на него нагрузкам, и с годами на нем и стенах дома могут появиться трещины.

Стяжка пола

Чаще всего для армирования стяжки используют металлические сетки, или изготовленные из композитной арматуры. Данный способ подходит больше при самостоятельном выполнении работ. Если использовать фибру из стали или стекловолокна, тогда лучше заказать готовый бетон, так как самостоятельно качественно его замешать очень сложно.

Усиленная стяжка более стойкая к появлению трещин при температурных перепадах, механических воздействиях, что существенно увеличивает ее срок службы.

Возведение колонн

При армировании колонн основные стержни располагаются вертикально, их количество зависит от формы и размера колонны. Соединяются они между собой в единый каркас с помощью горизонтальных поперечных элементов в виде хомутов.

Совместная работа арматуры с бетоном увеличивают показатели несущей способности колонны где-то на 25 %. Так например 3 метровая колонна 30 на 30 см, армированная 4 прутами диаметром 16 мм, способна выдержать нагрузку около 135 тонн.

Плитный фундамент

Армированный плитный фундамент, представляет каркас из 2 слоев сетки, которые соединены между собой пространственными каркасами. По краям сетки соединяются между собой «П» образным элементами. Основная часть арматурного усиления расположена на нижнем слое сетки, так как основная нагрузка приходится на нее.

Арматурный каркас плитного фундамента под 10-ти этажный дом.

Монолитный плитный фундамент обладает хорошей несущей способностью, благодаря своей форме, в виде цельной железобетонной подушки, он позволяет возводить здания различной формы на сложных грунтах.

Советы от специалистов

Для качественного армирования бетона арматурой и сеткой, рекомендуется придерживаться советов профессионалов в данной области.

1. Перед началом сборки металлической сетки или армирующего пояса для усиления фундамента, несущих колонн, балок, нужно осмотреть арматуру на наличие повреждений.
2. Осмотреть поверхность металлических прутьев на наличие, которая могла бы нарушить структуру металла и уменьшить диаметр стержня. Легкий налет ржавчины, не являются критичными, щелочь, содержащаяся в бетоне, ее разъедает.
3. Металлический каркас должен находиться на высоте минимум 7 см от почвы (дна ямы). Для этого рекомендуется устанавливать пластиковые фиксаторы для арматуры.
4. Соблюдение радиуса загиба арматуры. Согнутые под меньшим углом пруты теряют свои первоначальные прочностные свойства, и не могут использоваться в качестве основного армирования.
5. Элементы усиливающего каркаса, которые являются несущими (они будут принимать на себя самую большую нагрузку), изготавливаются из металлических прутов с ребристыми поверхностями. За счет периодического профиля обеспечивается лучшее сцепление арматуры с бетоном. Поэтому такая форма профиля арматуры в бетоне является предпочтительной при армировании.
6. При воздействии на железобетонную конструкцию влаги в процессе эксплуатации, чаще всего это фундаменты. Для защиты арматуры от образования ржавчины, рекомендуется добавить в бетонный раствор специальные гидроизоляционные добавки.

Армирование бетона будет эффективным только в том случае, если правильно выбрать материал для сборки усиливающего каркаса, грамотно соединить между собой элементы конструкции. За счет этого значительно увеличится долговечность бетонного изделия, его устойчивость к воздействию факторов окружающей среды, нагрузке от сезонного движения почвы, массы постройки.

Почему бетон армируют сталью: полное руководство

Железобетон — один из самых распространенных строительных материалов в мире. Однако сам по себе бетон на самом деле намного более хрупкий, чем можно было ожидать, и вряд ли пригоден для каких-либо целей, кроме очень небольшого числа ограниченных областей применения. Однако при армировании сталью бетон можно использовать для изготовления плит, стен, балок, колонн, фундаментов, рам и т. Д.

Бетон устойчив только к силам сжатия и имеет низкую прочность на разрыв и пластичность.Армирующие материалы необходимы, чтобы выдерживать сдвиговые и растягивающие усилия на бетон. Сталь используется, потому что она хорошо сцепляется с бетоном, а также расширяется и сжимается под действием температуры с одинаковой скоростью.

Если вы углубитесь в науку о том, как сталь и бетон ведут себя по отдельности, вы быстро увидите, что их свойства дополняют друг друга, что делает их уникальными для совместного использования. Их комбинированные свойства полезны в том смысле, что железобетон является чудесным материалом, из которого строятся впечатляющие конструкции, такие как плотина Гувера.

Нужно ли армировать бетон сталью?

Бетон выглядит чрезвычайно прочным. По сути, это камень, который выращивают из порошковой смеси. В некоторых смыслах бетон действительно очень прочный, но только если давление прилагается в одном конкретном направлении. Когда сила прикладывается в любом другом направлении, что чаще всего имеет место в большинстве строительных конструкций, бетон оказывается на удивление хрупким.

Существует три основных типа стресса:

1. сжатие (сдвиг),
2. растяжение (растяжение) и
3. сдвиг (скольжение по линии или плоскости).

Бетон прочен против сил или сжатия, но слаб против сил растяжения и сдвига. С другой стороны, сталь устойчива ко всем трем типам напряжений.

1. Сжатие

Бетон устойчив к силам сжатия. Вот почему это такая мощная база. Даже в древние времена римские строители могли использовать ранние формы бетона (который никак не укреплялся) для таких конструкций, как купола, акведуки, арены и колизеи.

Во всех этих ранних примерах бетон использовался только таким образом, чтобы использовать его прочность по отношению к силам сжатия. Вес конструкции только давил на бетон, который сдвигал бетон вместе и который бетон мог легко выдержать.

Тот факт, что древние римские сооружения, такие как Колизей и Парфенон, простояли тысячи лет, свидетельствует о прочности бетона на сжатие. Даже цилиндр, сделанный из цементной смеси с большим количеством воды, может выдержать давление сжатия 1000 фунтов (450 кг).Другие смеси выдерживают даже большее давление.

2. Натяжение

Натяжение фактически противоположно сжатию в том смысле, что это сила, которая раздвигает объект. Бетон является слабым по отношению к силам растяжения, а это означает, что он имеет низкую прочность на разрыв.

Когда цилиндр, сделанный из той же самой высоководной смеси бетона, описанной выше, был испытан путем подвешивания к нему груза, образец сломался, когда было подвешено около 80 фунтов (36 кг). Это означает, что бетон менее чем на 10 процентов противостоит силам растяжения и сжатию.

Может быть не сразу очевидно, почему это проблема использования бетона в качестве строительного материала. Похоже, это всего лишь указывает на то, что бетон не следует использовать в качестве веревки. Однако, если вы посмотрите на внутренние напряжения в бетоне, вы увидите, что при сжатии часто возникает также и растяжение.

Представьте себе горизонтальную бетонную балку, на которую сверху оказывается давление. Это было бы похоже на прогулку по бетонному второму этажу. В верхней части бетонной балки действует сила сжатия, поскольку бетон прижимается друг к другу.Однако внизу, когда балка изгибается, бетон разрывается под действием силы натяжения. Вот где обычный бетон терпит неудачу.

3. Сдвиг

Бетон также является слабым по отношению к силам сдвига, которые заставляют материал перемещаться по линии или плоскости. Неармированная бетонная стена рухнет, если на нее будет воздействовать слишком большая сила сдвига от:

• Ветер
• Землетрясения
• Напряжение сдвига

Как мы видим, простой бетон полезен, если вы прикладываете вес только непосредственно к нему, например к основанию статуи.Однако современные здания должны выдерживать давление со стороны источников многих типов во всех направлениях. Без армирования простой бетон в этих условиях просто выйдет из строя.

Типы отказов

Когда обычный бетон выходит из строя, это происходит внезапно. В один момент бетон не поврежден, а в следующий момент, когда сила больше, чем он может выдержать, он крошится или раскалывается на куски. Это внезапное нарушение известно как отказ в хрупком состоянии .

Основным недостатком этого типа неисправности является отсутствие визуальных предупреждающих знаков. Если вы не знаете удельную прочность материала и активно не измеряете величину нагрузки, приложенной к материалу (условия, которые абсолютно невозможны за пределами лабораторных условий), невозможно предсказать отказ.

Железобетон, с другой стороны, испытывает разрушение вязкой формы . Это означает, что трещины начинают образовываться еще до того, как бетон полностью разрушится.Это связано с тем, что, хотя бетон был растянут дальше, чем он может стоять отдельно, стальная арматура по-прежнему удерживает конструкцию вместе.

Если конструкция подвергается только сжимающим силам (например, плита пола), эти трещины могут не иметь большого значения. Если вода не проникает в трещину и не разрушает структуру из-за ржавчины арматуры или расширения трещины при замерзании, трещины просто сжимаются друг с другом путем дальнейшего сжатия. В других случаях трещины означают необходимость ремонта участка.

Почему используется сталь

Как мы узнали, простой бетон полезен только в очень ограниченных сферах применения, поскольку он устойчив к силам сжатия, но слаб против сил растяжения и сдвига. Чтобы бетон был таким же универсальным, он должен быть усилен материалом, который преодолевает эти недостатки. Сталь используется для армирования бетона чаще, чем любой другой материал.

Причина, по которой сталь используется для армирования бетона, заключается в том, что сталь обладает рядом свойств, которые делают ее особенно подходящей для этого применения.

Сталь очень пластичная

Пластичность — это мера того, насколько материал может подвергнуться деформации перед разрушением. Бетон имеет очень низкую пластичность. Если вы скручиваете кусок бетона с достаточной силой, он рассыпается у вас в руках. Например, древесина довольно пластична, так как ее можно немного согнуть, прежде чем она сломается. Однако сталь очень пластичная. Если вы его согнете, он просто останется согнутым.

Пластичность стали полезна перед заливкой цемента, потому что ее можно согнуть, придав ей любую форму, которая лучше всего поддерживает заливку.Благодаря этому легко создать сетку из арматурной арматуры любой формы, необходимой для конструкции здания.

Пластичность стали

также полезна, если она входит в состав железобетона. Когда к конструкции приложено достаточно силы, чтобы ее деформировать, бетон может треснуть, но стальная арматура останется неизменной в деформированной форме. Часто сталь все еще может поддерживать конструкцию до тех пор, пока ее не отремонтируют или не заменит.

Бетон и сталь имеют одинаковые коэффициенты теплового расширения

Когда твердые тела нагреваются, молекулы внутри материалов движутся быстрее.Эти более активные атомы занимают больше места, чем быстрее они движутся, поэтому каждая молекула и, следовательно, материал в целом расширяются. Обратное происходит, когда твердое тело охлаждается. В конечном итоге твердые частицы расширяются при нагревании и уменьшаются в размерах при охлаждении.

Хотя это универсально верно для твердых тел, это происходит с разной скоростью для разных материалов. По очень случайному совпадению, сталь и бетон имеют очень похожие коэффициенты теплового расширения. Это означает, что под воздействием тепла (или холода) они расширяются (или сжимаются) практически с одинаковой скоростью.

Если бы это было не так, сталь была бы плохим выбором для армирования бетона. Представьте, например, корн-дог. Если при приготовлении хот-дог увеличится вдвое, а кукурузный хлеб только немного подрастет, хот-дог быстро прорвется через кукурузную муку. И наоборот, если кукурузный хлеб расширяется быстрее, чем хот-дог, вокруг приготовленного хот-дога будет большой воздушный карман.

В то время как любой из этих сценариев приведет к структурно слабой корн-доге, это не то, что происходит в случае бетона, армированного сталью.Два материала расширяются и сжимаются почти с одинаковой скоростью, обеспечивая прочное соединение при любой температуре.

Сталь подвергается той же деформации, что и бетон

Связь между бетоном и сталью настолько прочна, что железобетон действует как новый, более прочный материал, чем просто комбинация бетона и стали. Это еще больше усиливается за счет создания арматурного стержня с множеством выступов, вокруг которых цемент приобретет твердость при высыхании.

Другие причины использования стали включают:

1. Легко сваривать
2. Легко перерабатывать
3. Дешево и доступно .

1. Сталь легко сваривается

Поскольку железобетон используется во многих различных ситуациях, часто бывает необходимо построить довольно сложные внутренние каркасы из стальной арматуры перед заливкой цемента. Даже если форма не уникальна, размер проекта может потребовать, чтобы арматурный стержень перекрывал длину, намного превышающую возможную для изготовления.

В этих сценариях стальную арматуру можно сварить, чтобы опора надежно находилась там, где она необходима.Сталь — один из наиболее часто свариваемых металлов, поскольку она легко плавится, не прожигая и не передавая тепло слишком далеко от места сварки. Этот процесс также не оказывает негативного влияния на свойства, которые делают его таким хорошим выбором для армирования бетона.

2. Сталь легко перерабатывать

Железобетон рассчитан на долгие годы, что делает его отличным строительным материалом для долговечных конструкций. Однако, когда настанет время демонтажа, вам будет приятно узнать, что его также легко переработать.

При наличии надлежащего оборудования железобетон можно легко измельчить, чтобы отделить стальную арматуру от бетона. Бетон может быть дополнительно измельчен и повторно использован как часть смеси крупных и мелких заполнителей, составляющих от 60 до 75 процентов цементной смеси. Сталь можно переплавить и преобразовать в новую стальную арматуру для усиления следующего проекта.

3. Сталь дешевая и высокодоступная

Довольно удачно, что металл, обладающий столькими полезными свойствами для армирования бетона, также недорог и в изобилии.Если бы все эти совместимые функции были у золота или бриллиантов, это, вероятно, не было бы таким полезным.

Сталь

, однако, легко доступна по относительно низкой цене.

Предварительно напряженный и пост-напряженный бетон

Каким бы прочным ни был железобетон, он все же может треснуть. Хотя этот вязкий режим разрушения не приводит к немедленному разрушению конструкции (в отличие от разрушения в хрупком режиме), это первая фаза разрушающего процесса, известного как «скалывание».

Когда вода просачивается в трещины в железобетоне, она может повредить структурную целостность здания тремя способами.

1. Поскольку жидкость может заполнить любой карман, в который ей позволено, вода может легко просочиться и заполнить любые трещины в железобетоне. Если температура упадет ниже 32 градусов по Фаренгейту (0 градусов по Цельсию), он замерзнет.

Когда вода замерзает, она образует структуру из переплетенных кристаллов льда.Эти кристаллы льда занимают больше места, чем молекулы жидкой воды, а это означает, что лед занимает больше места, чем вода. Это означает, что когда вода замерзает, она давит на бетон и расширяет трещины еще шире.

Когда лед тает, трещина становится шире, позволяя большему количеству воды заполнить промежуток, который затем замерзает, чтобы расшириться еще больше. Этот цикл не только физически раздвигает бетон, но и позволяет все большему и большему количеству воды проникать в конструкцию, увеличивая количество повреждений, вызванных двумя другими формами повреждений.

2. Со временем трещины станут достаточно широкими и глубокими, чтобы вода и воздух достигли стальной арматуры, встроенной в железобетон. Это обнажение может привести к коррозии арматуры. В присутствии воды кислород воздуха взаимодействует с железом в стали, образуя ржавчину.

Отслаивающееся покрытие на поверхности ржавой арматуры никак не защищает внутренние слои железа от процесса коррозии (способ, которым образование слоя патины предотвращает дальнейшую коррозию медных поверхностей), поэтому арматуру можно постоянно ухудшается до тех пор, пока он не перестанет выдерживать силы натяжения, действующие на конструкцию.

Верным признаком того, что происходит коррозия этого типа, является появление на бетоне коричневых пятен. Этот цвет возникает из-за того, что частицы ржавчины становятся коричневыми и стекают через трещины в железобетоне.

3. Когда вода проникает в железобетон, она может изменить pH-баланс окружающей среды и вызвать химические реакции в бетоне. Этот риск усугубляется тем фактом, что на дорожных покрытиях и мостах использование соли для удаления льда с дорог зимой означает, что просачивающаяся вода, скорее всего, будет сильно щелочной.

Эти щелочи в воде могут реагировать с кремнеземом в заполнителях бетона, вызывая образование новых кристаллов. Эти новые кристаллы занимают место и физически раздвигают железобетон так же, как ледяной лед в примере 1. Разница в том, что кристаллы не тают, поэтому бетон непрерывно раздвигается.

Понятно, что железобетон лучше не растрескивать. Однако, поскольку сталь настолько пластична, она будет растягиваться или гнуться, что приведет к растрескиванию окружающего бетона.Это, конечно, если только что-то не будет сделано для предотвращения такого поведения стали.

Предварительно напряженный бетон

Чтобы предотвратить растрескивание, стальную арматуру можно растянуть перед заливкой цемента. Это называется предварительным напряжением (или предварительным напряжением), потому что оно добавляет усилие натяжения к стали до того, как будет сформирован армированный бетон. Таким образом, сталь находится в постоянном состоянии, возвращаясь к своей естественной форме, притягивая окружающий бетон внутрь под действием силы сжатия.

Сохранение бетона в этом предварительно напряженном состоянии фактически делает его более прочным, поскольку бетон устойчив к силам сжатия. Это что-то вроде мышцы, которая в напряжении сильнее.

Благодаря предварительному напряжению железобетона материал становится более прочным по двум причинам.

1. Меньше вероятность образования трещин. Поскольку сталь уже стягивает бетон, ей не разрешается растягиваться так далеко, как если бы сталь не была предварительно напряжена.
2. Любые образовавшиеся трещины постоянно закрываются силой стали, пытающейся вернуться в расслабленное состояние. Это ограничивает количество воды, которая может проникнуть в железобетон и вызвать коррозию.

Бетон после напряженного состояния

Такого же эффекта можно добиться, затягивая сталь после того, как бетон начал затвердевать. Кажется, что бетон затвердевает в течение нескольких часов, но на самом деле для правильного отверждения требуется около месяца, и он продолжает затвердевать и укрепляться в течение как минимум пяти лет после заливки.

Предварительно напряженный и пост-напряженный бетон не только приводит к меньшему растрескиванию, но и на самом деле настолько прочнее, чем обычный железобетон, что меньшие и более тонкие участки предварительно напряженного или пост-напряженного бетона могут нести ту же нагрузку, что и ненапряженный железобетон.

Почему бы просто не использовать сталь?

Если вы посмотрите на особенности того, как работает железобетон, вы можете начать задумываться, почему мы вообще пытаемся использовать бетон в процессе. Бетон, в конце концов, силен только против сил сжатия, а сталь — против:

• Сжатие
• Напряжение
• Сдвиг

Фактически, сталь в 100–140 раз прочнее бетона по прочности на разрыв.

Обычный бетон сам по себе не очень полезен. Только железобетон и предпочтительно предварительно напряженный (или пост-напряженный) бетон является чудесным строительным материалом, о котором мы думаем, когда представляем себе современную архитектуру. Поскольку бетон на самом деле относительно бесполезен без стальной арматуры, почему бы просто не построить его из стали?

Бетон предлагает множество преимуществ для строительства, которые делают его лучшим строительным материалом, чем обычная сталь.

1. Коррозия
2. Масса
3. Стоимость

1.Коррозия

Как мы видели, когда сталь подвергается воздействию воздуха и влаги, она ржавеет. Хотя существуют способы предотвращения этого окисления, они требуют гораздо большего ухода, чем это возможно. Например, стальную арматуру часто обрабатывают перед заливкой цемента, чтобы защитить ее от элементов, даже если вскоре она будет залита бетоном. Даже в этом случае, как мы видели, он все еще может ржаветь.

Бетон, с другой стороны, довольно устойчив к коррозии. Сначала должны образоваться трещины, и часто требуется несколько лет проникновения воды, замерзания и повторного замерзания, чтобы нарушить структурную целостность железобетона.Если проводятся регулярные осмотры, это дает достаточно времени для ремонта или замены корродирующей части.

2. Масса

Сталь очень тяжелая, и ее необходимо полностью транспортировать на строительную площадку. Бетон, с другой стороны, примерно на треть плотнее стали, и его можно транспортировать в гораздо более легких композитных частях.

У этого есть двоякая польза. Первое преимущество — это транспорт. Сталь нужно будет доставить на строительную площадку, а затем сварить вместе, чтобы сформировать конструкцию.Это было бы очень дорого, так как сталь тяжелая. Бетон, с другой стороны, гораздо легче транспортировать, так как его составные части, затем смешиваются и заливаются на месте, затвердевая до окончательной формы.

Второе преимущество — это вес окончательной конструкции. Поскольку бетон на треть плотнее стали (и даже содержит от 5 до 10 процентов захваченного воздуха), общий вес здания из железобетона намного меньше, чем здания, полностью построенного из стали. Железобетон обычно на 1–4% состоит из стали, поэтому в конечном итоге он весит намного меньше.

3. Стоимость

Сталь, хотя и относительно дешевая и широко распространенная, намного дороже бетона. Просто имеет смысл армировать бетон сталью, потому что вы можете получить преимущества прочности стали, сохраняя при этом низкую стоимость и простоту использования бетона.

История железобетона

Хотя использование ранних форм цемента было задокументировано в древних культурах, возникших много тысяч лет назад, именно древние римляне представили самую раннюю форму бетона в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.Во время добычи известняка римляне случайно обнаружили минерал, содержащий кремнезем и глинозем, на склонах Везувия.

При смешивании с известняком и обжиге он давал цемент, который, в свою очередь, можно было смешать с водой и песком, чтобы получить раствор, который был более твердым, прочным и более адгезионным, чем обычный известковый раствор. Эта смесь могла затвердеть как под водой, так и на воздухе, как сегодня бетон. В 2000 году до нашей эры римляне использовали тип бетона под названием пуццолана, в котором использовался вулканический пепел, для строительства Колизея и Пантеона в Риме.

Тогда, примерно с 400 по 1750 год нашей эры, нет никаких свидетельств использования бетона. Это фактически стало «темным веком» бетона, который длился с момента падения Римской империи до тех пор, пока английский инженер Джон Смитон не открыл заново, как делать «гидравлический» цемент при строительстве маяка в Плимуте, Англия.

Железобетон был изобретен и запатентован французом Жозефом Монье в 1867 году н.э., но он применил эту технику только для цементирования цветочных горшков. Железобетон не стал широко используемым строительным материалом, пока в 1880-х годах не были разработаны витая арматура и предварительно напряженный бетон.

Первая бетонная дорога была проложена в 1891 году в Беллефонтене, штат Огайо. Плотина Гувера, самая большая бетонная конструкция, которую когда-либо пытались построить до того момента, была построена в 1936 году. Американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт построил множество знаковых бетонных зданий в 1950-х годах. Брутализм, архитектурный стиль, в котором подчеркивался открытый бетон, был популярен с 1950-х по 1970-е годы.

Заключение

Бетон — удивительный строительный материал, который был обнаружен тысячи лет назад, но затем забыт.Это невероятно полезный строительный материал, потому что его можно смешивать с порошком, чтобы создавать каменные конструкции любой формы.

Однако его полезность ограничена тем фактом, что бетон прочен только против сил сжатия и легко крошится под действием сил растяжения и сдвига. Однако, армируя бетон, вы можете создать материал, который намного прочнее, чем его компоненты. Сталь особенно хорошо подходит в качестве арматуры, поскольку она хорошо сцепляется с бетоном и с той же скоростью расширяется.

В сочетании сталь и бетон образуют новый строительный материал — железобетон. Этот новый материал более полезен, чем любой из его отдельных компонентов по отдельности, поскольку он сочетает в себе прочность стали с простотой использования и относительно низким весом бетона.

Зачем бетону армирование?

Эта статья ответит на вопрос «Зачем бетону армирование?» и обсудим такие темы, как состояние бетона как строительного материала с точки зрения прочности на сжатие и растяжение.В этом сообщении блога также будут рассмотрены темы о стали в качестве армирования бетона, различных формах стали, обычно используемых в строительной отрасли, и других материалах для армирования бетона.

Зачем бетону армирование?

Бетон нуждается в дополнительном армировании, потому что простой бетон слаб на растяжение. Без армирования простой бетон уязвим для трещин и обрушения, потому что он не способен выдерживать огромные нагрузки на растяжение.

Хотя это часто имеет место в большинстве конкретных проектов, важно отметить, что не все строительные проекты требуют армирования. Некоторые проекты просто выполняются в меньшем масштабе, что не требует слишком большой прочности и устойчивости в течение длительного периода времени. Следовательно, все сводится к проектным требованиям, в которых даются точные ответы на вопросы о конструктивных ограничениях, таких как максимально допустимые напряжения.

Прочность бетона на сжатие и растяжение

Прочность строительных материалов, таких как бетон, часто измеряется с точки зрения их устойчивости к таким нагрузкам, как растяжение и сжатие, поэтому важно понимать разницу между ними.

Предел прочности

Растягивающее или растягивающее напряжение относится к внутренней силе, действующей перпендикулярно объекту, деленной на его единицу площади. Направление растягивающего напряжения всегда от объекта, поэтому объект обычно приводит к увеличению длины при деформации.

Обычный бетон недостаточно прочен, чтобы выдерживать растягивающее напряжение. Фактически, его предел прочности при растяжении составляет лишь приблизительно 10-12% от его прочности на сжатие и достаточно низок, чтобы считать его незначительным с точки зрения проектирования.Кроме того, он очень хрупкий и склонен к растрескиванию из-за наличия внутренних пустот даже после полного затвердевания. Из-за этой слабости бетон требует усиления из других строительных материалов.

Прочность на сжатие

В отличие от растягивающего напряжения, сжатие или сжимающее напряжение прикладывается к объекту и часто приводит к деформации за счет уменьшения объема. Одно из замечательных механических свойств бетона — его прочность на сжатие. Его сопротивление сжатию достаточно высокое, чтобы выдерживать сильные удары и уплотнение.Прочность бетона на сжатие развивается в процессе отверждения, который представляет собой химическую реакцию, которая включает образование минералов силиката кальция. Обычно процесс длится месяц, но для завершения некоторых крупномасштабных проектов требуется больше времени. Тем не менее, прочность всей бетонной смеси со временем увеличивается логарифмически.

Сталь как армирующий материал для бетона

Сталь

— это сплав углерода и железа, широко известный как эффективный строительный материал в строительной отрасли.Сталь не только универсальна и относительно экономична, но и часто используется в строительных проектах из-за следующих замечательных механических свойств.

• Прочность на сжатие и растяжение
• Пластичность
• Прочность
• Технологичность
• Износостойкость
• Свариваемость

Поскольку бетон, как известно, хрупкий, применение стальной арматуры в бетонных конструкциях обеспечивает дополнительную прочность и сопротивление растягивающим напряжениям и в затвердевшем виде приобретает пластичность.Одним из преимуществ выбора стали в качестве арматуры для бетона является ее реакция на термическое напряжение. Бетон и сталь имеют относительно одинаковые коэффициенты теплового расширения, что приводит к одновременному расширению и сжатию при воздействии термического напряжения.

Как упоминалось ранее, использование стальной арматуры является стандартом в строительной отрасли, поэтому неудивительно, что она доступна на рынке в различных формах.

Деформированный стальной стержень

Деформированный стальной стержень — это наиболее широко используемая стальная арматура для бетона.Он предлагает замечательную гибкость и дает дополнительное преимущество с точки зрения прочности сцепления между бетоном и самим собой из-за преднамеренных ребристых деформаций на его поверхности. Некоторые из распространенных рисунков поверхности деформированных стальных стержней — это полумесяц, елочка и спиральная форма, которая равномерно охватывает всю длину материала.

Стальной стержень с резьбой

Применение стальных стержней с резьбой практично при работе с проектами, требующими более длинных стержней, в то время как нарезка внахлест деформированных стальных стержней просто не работает.В качестве фона нарезка внахлест является распространенной техникой объединения двух арматурных стержней для создания единого, но более длинного стального стержня. В отличие от деформированного стального стержня, нарезанного внахлест, в стальных стержнях с резьбой используются муфты для механического соединения двух отдельных элементов арматуры.

Сварная проволочная сетка

Арматура из сварной проволочной сетки (WWF), также известная как сварная проволочная сетка или сварная сетка — это форма армирования бетона, которая обычно используется в бетонных плитах. Эта серия прямоугольных или квадратных проволок соединяется в сетку путем сваривания их пересечений вместе, чтобы создать стабильную основу и устойчивость к усадке и тепловому расширению бетона.

Полимерные стержни, армированные волокном

Полимерные стержни, армированные волокном, или FRP — одна из альтернатив армированию деформированных стальных стержней, особенно когда конструктивная конструкция требует минимальных допусков против коррозионных атак, а также дополнительной защиты современных машин и оборудования, которые напрямую подвергаются воздействию наличие металлов.

Как и сталь, FRP доступен в различных формах, таких как стержни, кабели, листы и плиты, которые находят применение в строительной отрасли.Более того, FRP имеет несколько замечательных свойств, которые определяют и выравнивают его позицию по сравнению с другими строительными материалами. Как и сталь, FRP имеет сравнимый коэффициент теплового расширения с бетоном, не вызывает коррозии и немагнитен. Это подразумевает замечательную устойчивость FRP к тепловым и коррозионным атакам. Кроме того, его немагнитные свойства позволяют использовать его в проектах, в которых используется специализированное медицинское оборудование, такое как МРТ.

Однако обратная сторона использования FRP заключается в его неспособности растягиваться без разрушения из-за хрупкости и уязвимости к необратимым повреждениям из-за УФ-излучения.

Бетон, армированный волокнами

Фибробетон (FRC) — это тип армирования бетона, в котором используется смесь неоднородных волокон из различных материалов, таких как стекло, сталь, а также искусственные и натуральные волокна. Эта арматура повышает устойчивость бетона к трещинам из-за усадки за счет повышения прочности бетона.

Среди списка испытанных применений фибробетона наиболее примечательным является его использование в строительстве плит взлетно-посадочных полос аэропортов, промышленных структур и коммерческих предприятий.

Заключение

Сообщение в блоге отвечает на вопрос «Зачем бетону армирование?» Было четко указано, что бетон требует дополнительного материала для армирования, чтобы улучшить его низкую прочность на разрыв. Сталь обладает замечательной устойчивостью к растягивающим нагрузкам, поэтому она очень востребована в качестве армирующего материала для бетона. В строительной отрасли используются различные формы стали, в том числе деформированный стальной стержень, арматура из сварной проволочной сетки и стальной стержень с резьбой.Деформированный стальной стержень чаще всего используется в строительных проектах и ​​способен обеспечивать механическое соединение между бетоном и сталью. Другие армирования бетона, о которых идет речь в этой статье, включают армированные волокном полимерные стержни и армирующие волокна.

Если у вас возникнут какие-либо вопросы и предложения по этой статье, не стесняйтесь присылать свои мысли в разделе комментариев ниже.

Часто задаваемые вопросы: зачем бетону армирование?

Требуется ли армирование бетона?

Не всегда.Хотя железобетонное армирование с использованием стали является стандартом для крупномасштабных проектов, таких как здания, стены и подъездные пути, которые несут огромную нагрузку, определенно нецелесообразно тратить на дополнительные строительные материалы для небольших проектов, которые просто не требуют дополнительной защиты, которая гарантия на стальную арматуру.

Будет ли бетон трескаться без арматуры?

Вы не поверите, но бетон действительно трескается с армированием или без него. Но это не означает, что трещины всегда безопасны и арматура в любом случае бесполезна.Правда в том, что трещины в некоторой степени управляемы. Наличие стальной арматуры предотвращает усугубление этих трещин за счет увеличения прочности конструкции на разрыв.

Какая лучшая смесь для бетона?

К сожалению, не существует «единой» лучшей смеси для всех видов строительных проектов, в которых в качестве основного строительного материала используется бетон. Это действительно зависит от назначения конструкции. ЕСЛИ для выдерживания огромных нагрузок требуется более высокая прочность, бетонная смесь должна быть спроектирована в соответствии с требованиями.Как правило, стандартная бетонная смесь должна иметь соотношение 1: 2: 4 (цемент, песок и заполнители породы), в то время как для фундаментных конструкций требуется соотношение 1: 3: 6 (цемент, песок и заполнители породы).

–

Можно ли заливать бетон в яму, полную воды?

Да, можно заливать свежую бетонную смесь в яму с водой. Со временем он затвердеет и достигнет структурной целостности, как это делают подводные бетонные конструкции. Просто помните о движении воды в лунке.Когда есть активное движение воды, есть вероятность, что цемент, который связывает материалы вместе, распадется от матрицы.

Делает ли бетон прочнее, добавляя больше цемента?

Добавление цемента в бетонную смесь может повысить прочность окончательной конструкции, но лишь до некоторой степени. Вы не добавляете огромное количество цемента, чтобы просто сделать ваш бетон более прочным, на самом деле это может нарушить целостность, когда будет добавлено очень большое количество цемента.Прочность бетона обычно зависит от водоцементного отношения. В то время как большие значения содержания воды в этом отношении подразумевают меньшую прочность, очень низкие значения не гарантируют более прочную структуру. Проще говоря, вы должны разработать смесь в правильной пропорции, чтобы избежать очень высокого и очень низкого отношения воды к цементу.

БИБЛИОГРАФИЯ

Афроусабет В., Биолзи Л. и Озбаккалоглу Т. Высококачественный фибробетон: обзор. J Mater Sci 51, 6517–6551 (2016).https://doi.org/10.1007/s10853-016-9917-4

Aiswarya S, Kavitha PE (2017), Влияние воздействия кислотной среды на прочность сцепления полимерных стержней, армированных базальтовым волокном, и стальных стержней, закладных бетонных блоков. Int Res J Eng Technol 04 (04)

Бейджоглу А., Арслан М.Э., Сейс М., Айдын А. (2018) Влияние поверхности и типов волокон на механические свойства армированных волокном полимерных стержней. В: Фират С., Кинутия Дж., Абу-Таир А. (ред.) Материалы 3-го Международного симпозиума по устойчивому строительству (ISBS 2017).ISBS 2017. Конспект лекций по гражданскому строительству, том 6. Спрингер, Чам. https://doi.org/10.1007/978-3-319-63709-9_31

Буганем С., Джессон Д.А., Малхерон М.Дж., Смит П.А., Эдди С., Псомас С., Раймс М. (2015) Определение характеристик растяжения толстых секций композитных материалов на основе инженерного цемента (ECC). J Mater Sci 50 (2): 882–897. DOI: 10.1007 / s10853-014-8649-6

Элигехаузен Р., Попов Е.П., Бертеро В.В. (1983). Зависимость напряжения и проскальзывания локальных связей деформированных стержней при обобщенных возбуждениях .Rep. No. 83/23, Earthquake Engineering, Res, Ctr, (EERC), Univ. Калифорнии, Берджекей. С. 162–169.

Жерар Б., Брейсс Д., Аммуш А., Худусс О., Дидри О. (1996) Растрескивание и проницаемость бетона при растяжении. Mater Struct 29 (3): 141–151

Холлавей, Л. К. (2010). Обзор настоящего и будущего использования композитов FRP в гражданской инфраструктуре со ссылкой на их важные эксплуатационные свойства. Строительные и строительные материалы, 24 (12), 2419–2445.

Kakooei S, Akil HM, Dolati A, Rouhi J (2012) Исследование коррозии арматуры, встроенной в армированный волокнами бетон. Материал сборки 35: 564–570

Wu G, Dong ZQ, Wang X, Zhu Y (2015) Прогнозирование долгосрочных характеристик и долговечности стержней из BFRP при комбинированном воздействии длительной нагрузки и коррозионных растворов. J Composites Constr ASCE 19 (3): 04014058 (1) –04014058 (9)

В чем важность железобетонной плиты?

За некоторыми исключениями, бетонные плиты необходимо армировать арматурой или сеткой.Бетон обладает исключительной прочностью на сжатие. Однако, что касается прочности на сжатие, бетон имеет слабую прочность на разрыв. То есть раздробить бетон очень сложно. С другой стороны, его гораздо легче разобрать.

Прочность на сжатие

Прочность бетона — Песок и щебень в бетоне придают ему прочность на сжатие. Песок и камень в бетоне могут выдерживать огромный вес. Чем тверже порода и чем больше породы в смеси, тем выше прочность бетона на сжатие.При стандартной пропорции смеси четыре-два-один — четыре части щебня; две части песка; и одна часть цемента — это соотношение можно регулировать, чтобы придать бетону большую прочность на сжатие.

Предел прочности

В плитах сначала нарушается сопротивление растяжению — Причина, по которой необходимы железобетонные плиты, заключается в том, что в первую очередь разрушается не целостность плиты при сжатии. Это уступает сопротивлению растяжению. Причина, по которой плиты трескаются и ломаются, заключается в сопротивлении бетона растяжению.В то время как камни и песок в бетоне придают ему прочность на сжатие, вся прочность бетона на растяжение зависит от цемента, а цемент имеет значительно меньшую прочность на разрыв, чем камни и песок имеют прочность на сжатие.

Прочность бетона на растяжение в десять раз меньше прочности на сжатие.

Прочность на разрыв — это сила сцепления материала. Цемент — это клей, который сохраняет три компонента бетона — после его затвердевания — в целости и сохранности. Но, как и клей, цемент можно разорвать.Испытание прочности бетона на растяжение на изгиб и кручение. По мере того, как земля под бетонной плитой оседает или набухает, цемент трескается в точке удара, как если бы она сломалась.

Арматурный стержень и арматурная сетка — Решением проблемы слабой прочности бетона на растяжение является арматурный стержень (арматура) и арматурная сетка (повторная сетка). Интуитивно казалось бы, что арматура и ремонт сетки не могут повысить прочность бетона на растяжение. Арматурный стержень изгибается и изгибается при поднятии.Ремеш еще более вялый. Однако, когда они заделаны в бетон, эти два элемента значительно повышают прочность бетона на разрыв, поскольку давление от растягивающего веса распределяется по длине стержней. Кроме того, когда стержни связаны в сетку с перпендикулярными перекрытиями, прочность на разрыв арматуры значительно увеличивается.

Размер арматуры и арматурные каркасы — Обычно одна плоско уложенная завеса из арматуры дает бетонной плите более чем достаточную прочность на разрыв, чтобы выдержать сдвиги и набухание в земле под ней.Однако для ситуаций, когда требуется дополнительная сила, есть два варианта. Первый — увеличить размер используемой арматуры. На каждые 1/4 дюйма диаметр арматуры увеличивается, сопротивление сдвигу увеличивается более чем вдвое. Например, вертикальная нагрузка на арматурный стержень №4 — арматурный стержень 5/8 дюйма — составляет 13 564 фунта на квадратный дюйм. Арматурный стержень диаметром 7/8 дюйма — арматурный стержень №6 — выдерживает вертикальную нагрузку 30 148 фунтов на квадратный дюйм. Несущая способность арматурного стержня № 11, который представляет собой арматурный стержень диаметром один и пять восемь дюймов, в семь раз прочнее, чем арматурный стержень № 4.

Еще одно средство увеличения прочности плиты на разрыв — двойная завеса с каркасом. Железобетонная плита с внутренним каркасом более чем в четыре раза прочнее плиты с одинарной горизонтальной завесой. Хотя железобетонные плиты с каркасами более чем в два раза дороже, из-за суммы арматуры, железобетонные плиты достаточно прочные, чтобы их можно было подвешивать, и при этом они могли выдерживать вес наверху. Примером железобетонных плит с внутренними каркасами являются террасы, свисающие по бокам многоквартирных домов.

При работе с бетоном важно знать его сильные и слабые стороны. Это может быть разница между хорошо выполненной работой или работой, которая буквально ломается. Убедитесь, что ваши знания в области бетона подкреплены правильными инструментами, чтобы ваши проекты были успешными от начала до конца и на долгие годы вперед.

Преимущества использования железобетона в строительстве

Железобетон содержит сталь, встроенную в бетон, поэтому два материала дополняют друг друга , чтобы противостоять таким силам, как растяжение, сдвиг и сжимающее напряжение в бетонной конструкции.Обычный простой бетон может выдерживать сжимающее напряжение, но плохо переносит растяжение и напряжения, например, вызванные ветром, землетрясениями и вибрациями.

Термин «армированный» используется потому, что сталь армирует бетон и делает его еще более прочным строительным материалом. Железобетон сегодня используется в самых разных сферах. К преимуществам использования железобетона в строительстве можно отнести:

Способность противостоять высоконагруженным средам

Железобетон был разработан с учетом эксплуатационных недостатков обычного бетона, особенно в условиях высоких нагрузок.Бетон — один из лучших строительных материалов, широко известный своей прочностью и долговечностью. Известно, что материал на нем не работает в условиях высоких нагрузок, связанных со стихийными бедствиями, такими как землетрясения и торнадо. Армирующая ценность стали в бетоне сделала железобетон очень востребованным материалом в районах, подверженных стихийным бедствиям.

Огнестойкость и атмосферостойкость

Железобетон также обладает отличной атмосферостойкостью и огнестойкостью.Природа бетона не позволяет ему загореться или загореться. Материал не подвержен влиянию погодных условий, например, дождя и снега.

Безграничный диапазон формы

Из армированного бетона можно придать неограниченное количество форм. Это отличный материал для создания художественных архитектурных конструкций, таких как арки и купола. Вначале материал текуч, в то время как стальная каркасная конструкция служит каркасом для окончательного дизайна. Как только жидкий материал образует стальной каркас, он создает прекрасное разнообразие геометрических и абстрактных форм.

Низкие затраты на техническое обслуживание

Из-за долговечности железобетона техническое обслуживание часто сводится к минимуму. Как только конструкция обретет форму и бетон застынет, вы можете положиться на железобетон, который усердно выдержит испытание временем.

Требует меньше труда

Строительство железобетона требует меньших трудозатрат при возведении этих конструкций. Стальной каркас может быть изготовлен от производителя.Жидкая бетонная смесь наносится на стальной каркас путем заливки или распыления в форму. Это также ускоряет строительство и позволяет сэкономить время на трудозатратах. После того, как бетон будет нанесен, его дают высохнуть до того, как он будет готов. На возведение железобетонной конструкции может потребоваться вдвое меньше труда.

Вам нужно правильно выполнить следующий проект по отделке бетона? Мы являемся подрядчиком, который может предоставить вам и вашей компании лучшие бетонные услуги. Позвоните в Ocmulgee Concrete Services!

Железобетон: что нужно знать

Проблема железобетона

… И почему бетонные подрядчики и поставщики предпочитают альтернативные железобетонные материалы

Инновация 19 века, железобетон, призванный сделать бетонные конструкции более безопасными и устойчивыми.Но, как показывает история, такой подход к железобетону не выдержал испытания временем, как его предшественники.

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

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

Дело в том, что у использования железобетона есть несколько недостатков.

Если вы планируете заказать железобетон у поставщиков бетона, сначала рассмотрите преимущества и недостатки железобетона. Вы также можете рассмотреть альтернативы, которые предпочитают многие подрядчики по бетону!

Для чего используется железобетон?

Стальной бетон предназначен для использования прочности бетона на сжатие с пределом прочности стали на разрыв для выдерживания тяжелых нагрузок, таких как опоры, фундаментные стены и колонны.Для проезжей части с интенсивным движением, полов под навесами и больших навесов может потребоваться железобетон, чтобы выдержать вес.

Стальная арматура встраивается в бетон, чтобы удерживать бетон вместе, предотвращать образование больших трещин и повышать общую прочность. Эта дополнительная прочность позволяет создавать более длинные, тонкие, консольные конструкции и плиты с меньшей опорой, которые имеют более прочную конструкцию из-за армирования.

Виды железобетона

Железобетон часто представляет собой традиционный цементный бетон, заливаемый на стальную арматуру.Эти подкрепления включают:

Арматура

Арматура — это сокращение от арматурного стержня. Это стержень из низкоуглеродистой стали, который бывает разной толщины, например № 3 толщиной 10 мм и № 4 толщиной 12 мм. Арматура часто производится для лучшего захвата, например ребристая арматура.

Сварная сетка

Это стальная проволока, сваренная вместе в виде квадратной сетки в виде плоского листа. Толщина стальной проволоки обычно составляет 4 мм. И типичный размер сетки составляет 150 мм х 150 мм.

Оба типа стальной арматуры используются в проектах кладки.Обычно арматура огибает фундамент, а сварная сетка входит в плиту, часто образуя клетку.

Хотя это рентабельные варианты строительства из бетона, они сделаны из стали, поэтому они создают риск ржавления и коррозии бетона.

Преимущества железобетона

Комбинация бетона и стали дает железобетону высокую прочность на сжатие и растяжение. В результате железобетон считается более прочным.Кроме того, он довольно устойчив к пожарам и погодным условиям.

Поскольку стальная арматура может укреплять более тонкие бетонные плиты, подрядчики по бетону могут использовать меньше бетона и при этом иметь прочную бетонную плиту с опорой. Использование меньшего количества бетона позволяет сэкономить время и трудозатраты на подачу, 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, используя стальную арматуру, они часто не принимают во внимание долгосрочные затраты на техническое обслуживание, ремонт и замену.

Основной компонент стали, железо, подвержено ржавчине. В результате коррозия остается уникальным недостатком при использовании железобетона.

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

В результате этого более короткого срока службы рушащиеся здания, мосты, шоссе и прочая инфраструктура требуют больших затрат на ремонт. Затраты на ремонт и реконструкцию железобетонных конструкций со временем будут только ухудшаться, поскольку все больше конструкций изнашиваются и теряют 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 (простите за каламбур) для основной угрозы стальной арматуре — влажности.

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

Ржавчина способна расширять сталь до четырех раз.Это расширение создает более крупные трещины и разрывает бетон на части в процессе, называемом отслаиванием (рак бетона).

Альтернативы натуральной арматуре

Бетонная промышленность всегда ищет способы стать более экологически чистыми. Один из таких способов — использовать эти альтернативы стальной арматуре:

.

Непрерывное базальтовое волокно (CBF)

CBF — это плотная, устойчивая к истиранию вулканическая порода, изготовленная из базальта. Это каменное волокно более чем вдвое превышает удельную прочность легированной стали.Он не подвергается коррозии, как сталь, и не портится от кислот. CBF также является огнестойким и хорошо сочетается с различными композитами.

По сравнению со стальной арматурой, CBF также уменьшает количество используемого бетона, делая бетон более тонким и легким, что позволяет оставить больше изоляционного пространства. CBF также не является теплопроводным, поэтому его можно соединять как с внутренними, так и с внешними изолированными стеновыми панелями без передачи тепла. Это означает более энергоэффективные здания за счет снижения потерь тепла.

Тканый бамбук (WSB)

WSB использует бамбуковые стебли со шкурой, которые продольно разрезают на тонкие пряди.Затем эти пряди 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 разложению бактерий и грибков.

Бамбук обладает высокой прочностью на разрыв, быстро восстанавливается и связывает углерод, что делает его чрезвычайно экологичной альтернативой арматурной стали.

Полимер, армированный волокном (FRP)

FRP — еще одна альтернатива стальной арматуре, которая может создавать энергоэффективные бетонные конструкции и не подвержена коррозии.FRP, особенно стекло FRP, обеспечивает тепло- и электрическую изоляцию, имеет высокое отношение прочности к весу и низкие эксплуатационные расходы.

При строительстве железобетона с альтернативами, которые не подвержены коррозии, бетонные конструкции получают более длительный срок службы. Они требуют меньше обслуживания и меньше ресурсов. Они смогут выдержать испытания временем, как древнеримские постройки, и не станут дорогостоящим финансовым бременем при техническом обслуживании, ремонте или замене.

Когда использовать железобетон? — EKA Concrete

Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, что означает, что на него могут быть возложены значительные нагрузки без разрушения и появления каких-либо признаков усталости.Сталь по-другому прочна. Он обладает высокой прочностью на разрыв, поэтому может противостоять огромным боковым силам, которые могут разорвать другие материалы. Вставьте стальные стержни в бетон, и вы получите железобетон, высоконадежный строительный материал, сочетающий в себе лучшие элементы обоих материалов.

Изобретение железобетона произвело революцию в строительной отрасли в 19 веке и позволило возвести первые небоскребы, такие как небоскреб Флэтайрон-билдинг, в Нью-Йорке, где они стоят и по сей день.Если бы небоскребы строились из чистого бетона, они были бы уязвимы для растягивающих сил, вызванных землетрясениями и сильными ветрами.

Для чего используется железобетон?

Железобетон используется для крупномасштабного строительства, например мостов, плотин, опор, высотных зданий и стадионов. Чаще всего он используется в домашнем строительстве для оснований и фундаментов небольших жилых домов. Его прочность на сжатие и растяжение означает, что он может выдерживать вес строящегося на нем дома и силы, действующие на него.

Вот причины широкого использования железобетона:

1. Железобетон обладает высокой огнестойкостью и атмосферостойкостью

2. Железобетон универсален и может принимать практически любую форму, необходимую для строительства

3. Железобетон имеет очень низкие эксплуатационные расходы

4. Железобетон атмосферостойкий и устойчивый к воздействию влаги; именно поэтому его выбирают для плотин, опор и опор

.

5.Железобетон более рентабелен, чем аналогичные стальные конструкции

6. Железобетон требует менее квалифицированного труда при возведении крупногабаритного сооружения

Есть несколько потенциальных недостатков при использовании железобетона, и принимаются все меры для их минимизации. Большинство из них применимо только к строительству крупных сооружений, но вот некоторые из них, которые могут быть интересны:

1. При использовании железобетона необходимо тщательно учитывать относительно низкое отношение прочности на разрыв к прочности на сжатие.

2.Колонны, построенные из железобетона, занимают большую площадь, чем их стальные аналоги

.

3. Усадка бетона может вызвать трещины, которые не являются структурными проблемами, но вызывают эстетические неудобства.

4. Погодные условия необходимы, чтобы бетон не впитывал слишком много воды.

Железобетон явно превосходит другие материалы. Его рентабельность, простота в эксплуатации, универсальность означает, что каждый поставщик качественного бетона обладает обширными знаниями и опытом работы с этим композитным материалом.Создавая конструкцию, которая должна выдержать испытание временем, вы не ошибетесь с бетоном, а с железобетоном вы просто не ошибетесь.

EKA Concrete поставляет готовый бетон в Сассекс, Суррей и Кент уже более 20 лет. Наши опытные сотрудники доставляют бетон на площадки для опор и фундаментов как для коммерческих, так и для бытовых клиентов, предлагая ряд вариантов для удовлетворения ваших строительных потребностей. Такие опции, как бетононасосы, позволяют нам доставлять бетон на любой объект, и, поскольку мы смешиваем на месте, вы платите только за бетон, который используете, так что это будет в рамках бюджета.Чтобы поговорить с одним из наших дружелюбных сотрудников сегодня, не стесняйтесь связаться с нами. Воспользовавшись нашей службой обратной связи, вы также можете договориться о том, чтобы наши сотрудники перезвонили вам в удобное для вас время.

Железобетон — Ваше простое руководство по методам армирования бетона

Наливной бетон имеет множество преимуществ, включая его прочность и технологичность. Однако бывают случаи, когда для конкретных конструкций необходимо использовать тип, называемый «железобетон». Вот все, что вам нужно знать.

Что такое железобетон?

Бетон — невероятно эластичный материал, поэтому его так часто используют в строительных работах. Однако некоторые типы бетонных конструкций требуют армирования, которое часто накладывается по мере схватывания смеси. Железобетон можно использовать для самых разных целей, включая стены, колонны, балки, рамы, фундаменты и плиты. Бетон, который был армирован, более прочен и требует минимального обслуживания с течением времени.Его также можно использовать там, где здание или сооружение требует повышенной огнестойкости.

Когда необходимо армировать бетон?

Некоторые бетонные конструкции подвергаются большей нагрузке, чем другие. При рассмотрении арматуры, необходимой для вашего бетона, следует учитывать различные типы напряжений. Это включает в себя растяжение (как элементы раздвигаются дальше) и сжатие (прижимание элементов друг к другу). Хотя бетон исключительно прочен, у него есть свои пределы. Например, если вы положили груз на бетонное основание, которое было тяжелее, чем нагрузка, которую оно может выдержать, вы можете увидеть появление трещин.В целом бетон может выдерживать сжимающие усилия больше, чем растяжение. Следовательно, неармированный бетон не подходит для некоторых типов конструкций, которые должны выдерживать определенные нагрузки, включая ветровую нагрузку и вибрации.

Как армировать бетон

Есть несколько способов армировать бетон. Используемая техника будет зависеть от размера и формы конструкции, количества необходимого армирования и типов напряжений, которым будет подвергаться бетон.

Популярный метод армирования бетона, называемый «арматурой», представляет собой разновидность текстурированной стальной арматуры. Это может включать использование стальных стержней, сетки из стальной проволоки или стальных тросов. Они работают, чтобы удерживать структуру в напряжении, образуя прочную связь с бетоном. Арматуру можно использовать для поддержки более высоких нагрузок, уменьшения растрескивания и ограничения стен. Бетон обладает прочностью на сжатие, а сталь хорошо работает при растяжении, создавая прочный композитный материал из двух.

Другой способ — использовать примеси при создании исходной смеси.