Армированный бетон отличается высокой прочностью и долговечностью за счет добавления в бетонную конструкцию арматуры в виде сетки, проволоки, фибры, стекловолокна, композитных материалов и стальных прутьев. Строительный материал широко применяется при возведении фундаментов для домов, поясов для возведения кровли, стен, при заливке лестниц, ступеней, монолитных оснований, полов. Он незаменим при строительстве колон, акведуков, опор мостов и изгибаемых элементов – балок, плит, ферм.
Получение армированного бетона
Армированный бетон отличается длительным сроком службы и доступностью. Он обладает высокой технологичностью и позволяет получать изделия сложной конфигурации. Бетон также имеет повышенную стойкость к агрессивной среде и устойчивость к нагрузкам на разрыв, сжатие и растяжение.
К недостаткам армированного бетона относится увеличение массы изделий из-за использования металлической арматуры. Также обязательно требуется использование опалубки при заливке.
При застывании бетонной смеси образуется прочный искусственный камень. Однако его прочность равняется прочности природного материала только при испытании на сжатие. При изгибе и растяжении он уступает природным материалам: устойчивость к нагрузке на изгиб и разрыв в десять раз меньше, чем прочность на сжатие.
Чтобы предотвратить преждевременное старение конструкций, в бетон вводят элементы армирования. Это могут быть сетки, нити, стекловолокно, короткая фибра или металлический каркас из стальных прутьев.
При расчете железобетонных конструкций с изгибом учитывают показатели несущей способности и устойчивость к деформации. Важно также учитывать риск появления трещин в местах прогиба и стойкость к истиранию.
В регионах с холодными зимами армирование проводят при заливке фундаментов всех типов строений. Это помогает снизить разрушительное воздействие пучения грунта на основание и избежать растрескивания фундамента и стен.
Виды арматуры
В зависимости от назначения, среды эксплуатации, климатических условий и предполагаемых нагрузок выбирается соответствующий материал для армирования.
Арматурный каркас
Сварной каркас из металлических прутьев диаметром до 2 см используется для изготовления железобетонных изделий на заводах ЖБК. Ячейки арматуры свариваются с диаметром 20 см. Заливку бетона проводят в формы с установленной и закрепленной арматурой.
Стальная арматура
Сталь подвергается коррозии при взаимодействии с влагой, что сокращает срок службы изделий и снижает их прочность. Чтобы предотвратить коррозию, металлическую арматуру покрывают антикоррозийными составами, а места сваривания обрабатывают специальными составами. Прутья связывают между собой стальной проволокой с помощью специального крючка для вязки арматуры.
Армированная сетка
Металлическая сетка из проволоки диаметром 1,4-5 мм используется при заливке ровных поверхностей, стяжки пола, укрепления ступеней, балконов, переходов и лестничных маршей. Она также применяется при обустройстве тротуаров, пешеходных дорожек, садов и ландшафтного дизайна.
Фиброволокна
Для увеличения прочности в трех измерениях используют фибру. Фибра представляет собой короткие волокна длиной до 40 мм, которые равномерно распределяются в бетонной смеси. Их хаотичное размещение равномерно распределяет нагрузки, предотвращает усадочные трещины и увеличивает стойкость к истиранию.
Добавление свинцовой стружки образует бетон, защищающий от радиационного воздействия. В качестве фиброволокон используют металлические стержни, проволоку, стекловолокно, базальтовое волокно, полимерные и полиэфирные нити. Современные полимерные материалы снижают вес конструкции и увеличивают скорость бетонирования.
Композитная арматура
Композитная арматура изготавливается в виде стержней или проволоки диаметром до 80 мм. Она представлена стержнями длиной до 2 м или рулонами. Это полимерное или минеральное волокно, пропитанное полимерным связующим. В зависимости от видов нитей выделяют стеклопластиковые, базальтовые и углепластиковые изделия. Для улучшения сцепления с бетоном на поверхность стержня наносят ребра или покрывают песком.
Сетка или ткань на основе полимерных материалов используется для производства малогабаритных конструкционных элементов сложной конфигурации. Они применяются в декорировании фасадов, колонн, заборов, переходов и станций метро.
Пластиковая арматура снижает вес бетона и не подвержена коррозии. Она обладает низкой теплопроводностью, легко транспортируется, проста в монтаже и доступна по цене. Кроме того, у неё одинаковый коэффициент линейного расширения с бетоном.
Этапы армирования бетона
Качество армированного бетона зависит от соблюдения технологии заливки каркаса арматуры строительным раствором.
На подготовительном этапе выравнивают участок и снимают верхний слой плодородного грунта. Затем с помощью деревянных колышков и прочной нити размечают контуры площадки, учитывая уклоны.
После этого выкапывают траншею и устанавливают опалубку. Арматуру осматривают, устраняют дефекты и обрабатывают места коррозии. Арматуру режут на необходимые размеры и гнут для образования угловых перемычек.
Вертикальные стержни устанавливают на расстоянии 40-80 см в зависимости от назначения конструкции. Расстояние от опалубки должно быть 5 см, а верх прута должен быть полностью погружен в бетон.
Затем крепят горизонтальные перемычки с помощью специальной проволоки, покрытой антикоррозийным составом. Проволоку вяжут загнутым крючком, а концы тщательно загибают внутрь.
Производят заливку бетона, соблюдая технологию. Каждый замес тщательно трамбуют для равномерного распределения смеси и заполнения пустот.
В первые дни при жаркой, сухой погоде бетонную конструкцию увлажняют, чтобы предотвратить поверхностное растрескивание и обеспечить равномерную усадку. После полного застывания опалубку снимают.
В строительной практике применяют несколько методов армирования бетона. Выбор метода зависит от назначения конструкции, условий эксплуатации, рассчитанной нагрузки, наличия агрессивной среды и климатических условий региона.