Будівництво – сфера діяльності з багатозадачними процесами, в яких необхідно враховувати безліч нюансів, що впливають на якість і експлуатаційні терміни, а також властивості будівлі і споруди будь-якої архітектурної форми. Під час розробки та реалізації проекту значення має абсолютно все: починаючи з геодезичних даних (проводитися топографічна зйомка ландшафту місцевості) та досліджень ґрунтового шару під фундамент, визначення функціонального типу споруди і його навантаження, закінчуючи підбором матеріалів та технік їх укладання або обробки. Усі будівельні процеси зводяться до однієї найважливішої задачі, яка полягає у створенні надійної основи й каркаса, міцних горизонтальних або вертикальних перегородок та місць їх з'єднання.
Для цього застосовують техніку армування з використанням матеріалів, що підвищують в комплексі з основним міцність, стиск і розтяг, будь-якого виду виробу, збільшуючи тим самим його несучу здатність. На практиці армування використовують у виробництві продукції з каменю, пінопласту і скла, гіпсу та кераміки, залізобетонних і бетонних конструкцій. За допомогою даної технології створюються несучі елементи, які виступають у ролі основи.
високо затребуваним матеріалів в будівельній середовищі можна віднести залізобетон, який використовують практично у всіх видах будівель. Це один з економічно вигідних і міцних матеріалів. Хоча сам по собі бетон володіє високими показниками на стиск, все ж він недостатньо стійкий до будь-якого роду впливів. У чистому вигляді бетон – це формований штучний будівельний камінь, що складається з раціонально підібраної в пропорціях суміші, до складу якого входить в'язка основа, наприклад цемент і наповнювач (пісок, щебінь) різної фракції. При заливці рідкого бетонного розчину в увагу приймається цілий комплекс факторів, що впливають на міцність готової конструкції в цілому.
У будівельному виробництві споруда будь-якого типу, після зведення, піддається основними видами навантажень: стиснення і розтягнення. Кожна з них надалі призводить до тимчасового та постійного деформації, яке неможливо візуально визначити. При досягнення припустимого ступеня і можливого піку деформації, будівельний блок з цегли, бетону або газобетону починає руйнуватися. Підсумком такого процесу стає аварійний стан окремих елементів або всього будівельного комплексу.
Саме за цієї причини інженери-конструктори безперервно вдосконалюють технологію виробництва, що підвищує її якість. На сьогоднішній день в цьому відношенні найбільш вірне рішення для захисту будівельного проекту від руйнівної деформації – це армування, гідність якого оцінили навіть в монолітному будівництві хмарочосів і на таких об'єктів, як мости, де переважно використовується сталева арматура. Проте останнім часом все більшу затребуваність набирає композитна арматура.
Вона набуває особливу еластичність, твердість і міцність. При зведенні панельних будинків, виготовленні з/б труб, бордюрів, арочних бетонних елементів з використанням тросів і натяжна техніки, скрізь можна зустріти армування.
Що б зрозуміти в якому випадку краще всього використовувати той чи інший вид армуючого матеріалу і спосіб армування, розглянемо більш детально дане питання.
Види арматури
Вимоги до арматурної групі обумовлені необхідністю її використання разом з основним матеріалом і регулюються стандартами. Тому вона повинна відповідати нормативним показникам пластичності, які обмежують або розширюють можливості її раціонального використання, володіти високими властивостями зчеплення, механічною міцністю і всіма необхідними технологічними даними. Основні її види, що застосовуються в будівництві, визначені в СНиП.
Будівельна арматура підрозділяється по ряду ознак.
Відповідно до галузі застосування арматурна продукція за призначенням може бути:
- У тих випадках, коли необхідно знизити напругу і зменшити навантаження, створені під вагою власної маси блоку і зовнішнім впливом, використовується робочий тип арматури (напрягаемый і ненапрягаемый). Перетин матеріалу визначається розрахунковим методом.
- Розподільний тип забезпечує цілісність всієї конструкції, утримуючи робочі елементи, з'єднані між собою методом зв'язки або зварювання в необхідному проектному розташуванні, розподіляючи при цьому навантаження рівномірно по всій площі.
- Подвійне армування на відміну від розподільного передбачає розміщення робочих стержнів у дві паралельні лінії в місцях з найбільш високим навантаженням в стисненні (балках, ригелях та інших видах конструкції).
- Якщо в розрахунок конструкції не було враховано внутрішню напругу основного матеріалу, наприклад відхилення параметрів перерізу в палях, усадка або розширення матеріалу, температурний вплив, то використовують конструктивний тип арматури.
- Монтажна конфігурація створюється за допомогою робочого та конструктивного або розподільчого типу методом їх об'єднання в жорсткі сітки або каркаси для забезпечення правильного і точного положення армоматериала і хомутів під час бетонування.
- Анкерний тип – елементи, що мають з'єднувальні частини (закладні деталі), які встановлюють до бетонування для подальшої зварювання збірно-монолітних частин возводимой конструкції.
- Хомутный тип об'єднує в єдиний каркасний комплекс служить ефективним захистом бетонного виробу, запобігаючи виникненню тріщин в опорній області.
Орієнтованість розташування арматури обмежена поперечним і поздовжнім їх розміщенням. Поперечне армування дозволяє попередити утворення похилої деформації і скоротити кількість тріщин під впливом розколює напруги близько опор, пов'язуючи стиснуті і розтягнуті зони. В той час, як поздовжнє армування сприймає на себе основне навантаження робочої поверхні і попереджає виникнення вертикальних тріщин в результаті розтягування та стискання в розтягнутій частині конструкції.
Будівельний армуючий матеріал здатний виконувати в залежності від умов використання напрягаемые для армування конструкції, на яку впливають різноспрямовані сили (частіше всього застосовують для виготовлення плит перекриттів і може бути виключно робочими, виробляють з матеріалу особливої міцності) і ненапрягаемые функції – для фундаментної основи і панелей.
Під будівельної арматурою мається на увазі штучний матеріал у вигляді стержнів. Однак орієнтуючись на монтажний принцип і спосіб установки (методом зв'язки або зварювання) вся продукція арматурної групи передбачає більш широкий асортимент виробничих форм, яка класифікується на:
- Штучні елементи доцільно використовувати для ділянок з невеликою кількістю з'єднання. В основному монтаж проводитися методом спайки за допомогою зварювальних робіт безпосередньо на будівельному майданчику. До даного типу продукції варто віднести пруткові/гнучку арматуру (круглий стрижневий матеріал, дротяні та канатні вироби) і жорстку (металопрокатний профіль) – це можуть бути швелера або куточок, труби або рейки також можуть стати армуючою основою або двотаврові балки.
- Плоскі секції або просторові каркаси – конструкції споруджені за допомогою гратчастого секції і поздовжньої арматури. Як правило, використовують при зведенні колон або встановлення балок.
- Сітки, що складаються з розташованих взаємно перпендикулярно, внахлест стрижнів. Місця з'єднання фіксуються методом зварювання або в'язки.
- Спеціально сконструйовані арматурні конструкції.
Використання зварювального методу зв'язки армуючих виробів переважно пов'язано з виключенням з'єднання внахлест, збільшенням жорсткості армуючого каркаса, зменшенням поперечної площі перерізу готової армоконструкции в місцях з'єднання.
В якості прутів можуть використовуватися:
- Допускають з'єднання без зварювання виті стрижні.
- Забезпечують максимальне зчеплення стрижні з нерівною поверхнею. Кріплення проводять за допомогою сталевого дроту.
- Листової армуючий матеріал із сталі – пластини з ніздрюватими порожнечами різної форми, відігнутими для фіксації. Особливо затребувана при виробництві плит перекриттів або стінних.
Структура і форма поверхні арматури може мати постійне перетин і бути гладкою або шорсткою, а також проводитися з періодичним профілем у вигляді різко виступаючих спіралеподібних ребер (серповидний, кільцевої або змішаний профіль), що значно покращує властивість зчеплення.
З усього асортименту армуючої продукції для будівельних цілей використовують стрижневу арматуру з різною площею перерізу діаметром. По трудомісткості у виробництві арматуру з номінальним стрижнів діаметром до 12 мм визначають, як легку, а вироби з діаметром в межах 12 - 40 мм важкою.
Основним матеріалом для виготовлення армуючих виробів може виступати:
- Сортовый металопрокат. Среднеуглеродистая і високовуглецева сталь гарячої прокатки (гарячекатана) – арматура 6 мм і до 40 мм номінального діаметра з періодичних профілем.
- Холодна деформація. Це найбільш оптимальний спосіб виробництва рифленою і гладкого матеріалу і підходить для виробів діаметром 4 - 12 мм
- Холоднотянутый дротяний матеріал. Отримують методом волочіння в холодному вигляді при виробництві гладкої арматури із сталі з діаметром до 6мм.
- Синтетичні сполуки – композитна арматура.
- Вироби з деревини.
Яке армування краще всього вибрати
Не дивлячись на нововведення у виробничій техніці і введення нової сировинної основи для виробництва армуючих виробів, металопрокатна продукція також доцільна при зведенні: каркасів для архітектур різної форми та призначення, будівель, фундаментних основ і виробництві перекриттів, мостів і дамб, гідроелектростанцій і транспортних систем, об'єктів інфраструктур.
Інновація, яка створила композитну групу армоматериалов розрізняє її як:
- Вуглепластикова має основу вуглецевого волокна і має досить підвищеною міцністю на розрив, що дозволяє без сумнівів розглядати матеріал як альтернативу сталевої арматури.
- Базальтопластикова арматура (АБП). До складу входить волокна з базальту і смоли. Матеріал стійкий до агресивних середовищ і володіє низькою теплопровідністю. До негативних характеристик можна віднести нестійкість до високих температурних режимів.
- Склопластикова арматура (АСП). Основа – скловолокно, сполучний елемент – термоактивні смоли. Відрізняється легкою вагою, відмінною міцністю і не піддається корозії. Активно використовується в малому будівництві, на заміських об'єктах, які не потребують ґрунтовних фундаментів.
Композитна арматура – це більш сучасний аналог сталевого армування. Матеріал володіє високою стійкістю до агресивних середовищ і вологи, виключаючи корозію. Дана група продукції економічно і практично обґрунтована при спорудженні фундаментної основи, дорожньо-пішохідного покриття, зведенні малоповерхових будівель, при укладанні наливних підлог промислового призначення, а також в організації комунальної системи, зведенні меліораційних і водовідвідних об'єктів, огорож і опор, ЛЕП.
При виборі армуючого матеріалу стрежневого або пруткового типу необхідно орієнтуватися на основні параметри:
- вага;
- найкраща площа перерізу і граничний діаметр, при якому укладання в основу (бетон, газобетон, цегла) не буде утворювати порожнини і порожнини.
- выдерживаемые навантаження і опір;
допуск для включення до складу напружених залізобетонних елементів; - відносне подовження;
- довжина стрижня.
З технічної позиції вплив температурних перепадів на армуючий матеріал знижується за рахунок низької теплопровідності бетонного складу. Якщо бетон трохи витримати після заливки або збільшити шорсткість поверхні арматури, таким чином можна посилити армуюче зчеплення. А при подальшої усадки бетону відбувається додаткове зміцнення – маса максимально стискає стрижні, що дозволяє створити оптимальну монолітність і цілісність.
