Все здания стоят на фундаменте, прочность которого во многом зависит от того, насколько правильно выбрана арматура. Какого типа она бывает, и что важно учесть при выборе, разбираемся в статье.
Материал арматуры
Виды стальной арматуры по типу производства
Тип поверхности арматуры
Класс арматуры и марка стали
Виды арматуры по расположению и назначению
Размер арматуры
Арматура и тип фундамента
Способы соединения
Как театр начинается с вешалки, так и строительство любого здания начинается с закладки фундамента. От того, насколько правильно он организован, зависит долговечность постройки и безопасность людей, находящихся в ней. В основе фундамента лежит бетон, но чисто бетонный фундамент быстро бы покрылся трещинами и перестал бы справляться со своими задачами, потому бетон укрепляют толстой стальной проволокой – арматурой. Для оснований разного типа и с разной степенью нагрузки понадобится разный тип арматуры. Давайте разбираться, какую арматуру использовать для фундамента и какой она вообще бывает.
Материал арматуры
Еще недавно арматура и стальной прут были синонимами. Теперь же для изготовления арматуры используются не только разные виды стали.
Арматура для фундамента может быть следующих видов:
стальная – классика жанра. Сталь – это сплав железа и углерода, а ее свойства зависят от пропорций этих компонентов, а также от наличия присадок. На качества стали влияет способ ее производства. Кроме того, прутья могут быть гладкими или рельефными, что также влияет на эксплуатационные качества арматуры. Сталь отличатся высокой прочностью и надежностью, не деформируется даже при значительных нагрузках, а работать с ней относительно просто – прямо на строительной площадке такую арматуру можно согнуть. Из минусов стоит отметить только подверженность коррозии;композитная арматура производится на основе пластиков. Стоит дороже металлической, но не боится коррозии, не проводит электричество, весит меньше и выдерживает солидные нагрузки на разрыв (порой более значительные, чем стальной аналог). Бывает гладкой и рифленой. В частном строительстве используется редко из-за высокой цены. Композитная арматура может быть следующих видов:
базальтопластиковая изготавливается на основе базальта – прочной горной породы. Базальт расплавляется, вытягивается в нити, которые переплетаются с пластиковыми нитями. Такую арматуру оправданно использовать при строительстве стен, так как она отлично проводит радиоволны, не создавая помех. Идеально для зданий, где необходимо настроить беспроводной интернет;стеклопластиковая арматура идеально подходит для строительства фундаментов, поскольку не боится коррозии и не проводит тепло, а значит, она не станет местом образования мостиков холода, которые приводят к разрушению конструкций. Стеклопластик, как и базальтопластик, хорошо пропускает радиоволны. Главное же его преимущество – высокая прочность на разрыв, в 1,5 раза больше, чем у стали;углепластиковая арматура производится на основе графита или алмаза, отсюда – высокая прочность, но и высокая цена. Прочность на удар и излом выше, чем у стали, что позволяет использовать меньше прутков для достижения того же уровня прочности;стеклоармированный полиэтилентерефталат производят методом переплетения волокон лавсана и стекла. Стекло предварительно сильно нагревают и протягивают, благодаря чему оно становится прочным. Лавсан же придает материалу гибкость, потому такую арматуру хорошо использовать в подвижных почвах.
Пластиковая арматура пока используется достаточно редко – в большинстве случаев в ней нет никакой необходимости, потому далее речь пойдет исключительно о стальной арматуре.
Виды стальной арматуры по типу производства
Свойства стальной арматуры напрямую зависят от способа ее производства:
горячекатаная сталь (маркируются буквой А) проходит обработку при очень высоких температурах, которые приводят к некоторым изменения в структуре сплава. В итоге получается очень прочный материал, который подходит для использования даже на ответственных объектах. Такая сталь отлично сваривается, потому ее применяют в тех случаях, когда отдельные прутки необходимо соединять именно сваркой (правда, такой метод подходит только для устойчивого грунта);сталь холодного проката (маркируются буквой В) производится путем воздействия на катанку стали валков, которые раскатывают заготовку до необходимого диаметра, затем ролики придают ей рельеф. Готовая арматура сматывается в мотки, которые на месте строительства могут разматываться, разрезаться и использоваться по назначению. Диаметры арматуры – 3-8 мм. Сталь холодного проката также используется при строительстве фундамента, но ее применение возможно не всегда – стоит предварительно провести расчеты;канатная сталь (К) чересчур прочна для построения фундамента, использовать ее экономически невыгодно, но когда речь идет о строительстве конструкций, которые будут работать при экстремальных условиях, о большепролетных зданиях и т.д., то ее использование оправдано.
Тип поверхности арматуры
Стальная арматура может иметь гладкую или рифленую поверхность:
гладкая арматура дешевле в производстве, но для возведения фундамента совершенно не подходит. Ее сфера использования ограничивается строительством стен или обустройством стяжки пола. Также ее можно использовать в качестве вспомогательной при сборке арматурного каркаса (для соединения ребристых прутьев), что позволит сэкономить, но при этом не потерять на прочности фундамента;ребристая арматура имеет бОльшую площадь поверхности, а потому и контакт с бетоном у нее лучше. Более прочное сцепление обеспечивает высокую надежность фундамента, прочность и устойчивость к нагрузкам. В зависимости от типа профиля ребристая арматура бывает:
с кольцевым профилем не очень подходит для возведения фундамента. Такая арматура обеспечивает хорошее сцепление, но теряет прочность при многократном нагружении;арматура с серповидным профилем не так хорошо сцепляется с бетоном, зато позволяет возводить более прочные и надежные фундаменты. Это предпочтительный вариант;комбинированный профиль разработан специально для арматуры класса А500СП, подходит для возведения фундамента.
Класс арматуры и марка стали
По классу арматуры можно судить о прочности материала. Наряду с новой маркировкой до сих пор используется старая, потому упомянем обе:
А240 (по старому ГОСТу – АI) – это горячекатаная сталь с гладкой поверхностью, диаметр – 6-40 мм. Арматура диаметром до 12 мм может поставляться в мотках и прутках, более 12 мм – только в прутках. Для строительства фундамента в качестве рабочей арматуры не подходит, но для хомутов использовать можно;
А300 (АII) – арматура с кольцевидным профилем, ее не рекомендуется использовать при возведении фундамента, но в частном строительстве для небольших построек и неответственных объектов ее все же применяют. Естественно, ее можно использовать в качестве конструктивной арматуры;
А400 (АIII) и А500 идеально подходит для фундамента. Стержни имеют рельеф, диаметр колеблется от 6 до 40 мм, длина – от 5 до 11,7 м;
А600 (АIV) – арматура повышенной прочности, применяется при строительстве ответственных объектов, подходит для конструкций с предварительным напряжением;
арматуру А800 (АV) и А1000 (АVI) применяют при возведении многоэтажных зданий, мостов и прочих конструкций, где крайне важна особая прочность.
Кроме того, при строительстве фундамента используются и другие виды стальной арматуры, о свойствах которых можно судить по маркировке:
буква С указывает на возможность скреплять стержни в каркас при помощи сварки (примеры – А400С, А500С, А600С). Арматура класса А500С в последнее время стала особенно популярной;
буква К говорит об устойчивости к воздействию коррозии (А400К, например);
Ат в маркировке означает, что сталь была упрочнена термомеханическим образом. Прерывистое охлаждение, которое используется при данной технологии, повышает прочность и стойкость коррозии. Популярный класс такой арматуры – Ат800.
ГОСТы и ТУ требуют использовать сталь конкретной марки для производства определенного типа арматуры. Изготовитель обязательно должен указать, какую сталь он использовал – это очень важная для застройщика информация, позволяющая правильно выполнить все необходимые расчеты.
Некоторые используемые марки стали приведены в таблице ниже. Характеристика каждой марки – это тема отдельной статьи. Тут отметим лишь, что, например, сталь 35ГС – низколегированная, а сталь 25Г2С изготавливается с применением кремния и марганца в качестве легирующих добавок. Оба эти сплава отличаются высокой прочностью.
Виды арматуры по расположению и назначению
Из арматуры собирают целый каркас, в котором стальные прутья расположены в разных направлениях. Рабочие прутья – это те, которые принимают на себя основную нагрузку. Для связывания их между собой и правильной ориентации в пространстве используют вспомогательные прутья, т.н. хомуты . Рабочая арматура располагается горизонтально, в продольном направлении, а хомуты могут быть поперечными (располагаются горизонтально) и вертикальными. Не все фундаменты требуют задействовать все три вида арматуры.
сечение рабочей арматуры выбирается исходя из расчётов. Расположение прутьев зависит от типа фундамента. Например, в ленточном фундаменте рабочие прутья располагаются продольно в один или два ряда. Количество рядов арматуры зависит от толщины фундамента: при толщине менее 150 мм можно использовать только один ряд;
поперечное армирование необходимо для соединения рабочей арматуры. При возведении ленточного фундамента поперечные пруты необходимы, а при заливке бетоном монолитной плиты обходятся без них;вертикальное армирование используется там, где рабочая арматура расположена в два и более слоя.
По назначению арматуру делят на рабочую, конструктивную и монтажную . Конструктивная – та самая, которая берет на себя максимум нагрузки. Конструктивная арматура принимает на себя нагрузку от усадки, а монтажная – служит для объединения конструктивной и рабочей арматуры в единый каркас. Отдельно иногда выделяют анкерную арматуру – это закладные детали.
Размер арматуры
Арматура производится в широком ассортименте размеров:
пруты классов А240, А300, А400, А600, А800, А1000 выпускают диаметром 6-80 мм, а арматуру классов А500С и В500С – диаметром 4-40 мм;
длина арматуры в мотках или стержнях (зависит от диаметра) составляет 6-12 м;
среди дополнительных параметров арматуры стоит отметить шаг рифления, который составляет 0,51-0,86 частей диаметра арматуры, а высота выступов рифления при этом составляет 0,065-0,07 частей диаметра.
Какую арматуру лучше выбрать для фундамента? Все зависит от типа фундамента и нагрузки на него – в каждом конкретном случае понадобится сложный и точный расчет диаметра стержней. Чтобы вы примерно понимали, какие стержни придется покупать, приведем следующую информацию:
диаметр рабочей арматуры зависит от площади поперечного сечения фундамента (S), данные приведены в таблице;
для поперечных хомутов используют арматуру диаметром не менее 6 мм;
вертикальные хомуты должны быть диаметром не менее 6 мм при высоте фундамента менее 80 см и не менее 8 мм – при высоте боле 80 см.
Арматура и тип фундамента
Нетрудно догадаться, что для разных фундаментов требуется разная арматура, и укладывается она также по-разному:
ленточный фундамент дешевле плитного, менее подвержен деформации, позволяет обустроить цокольный этаж, потому такую технологию создания основания используют чаще всего. Как правило, для ленточного фундамента используют арматуру диаметром 10-12 мм, если бОльшего не требуют расчеты. Вне зависимости от высоты ленты необходимо использовать два армирующих пояса (больше двух в случае подвижных грунтов). Вертикальные и поперечные прутья особой нагрузки не несут, потому для них подойдет арматура с гладкой поверхностью;плитный фундамент обходится дорого, но отличается наибольшей надежностью. Используется арматура диаметром не менее 12-16 мм – чем больше и тяжелее здание, чем сложнее грунт, тем толще должны быть стержни. При толщине плиты более 15 см арматуру укладывают в два пояса и более;свайный фундамент – идеальное решение для легких построек. Столбы формируют при использовании ребристой арматуры диаметром 10-12 мм, их соединяют хомутами диаметром 4-6 мм. Количество стержней рабочей арматуры зависит от размеров столба: минимум – 2 стержня, чаще используют 4, но иногда можно применить и больше – все снова-таки зависит от условий строительства.
Способы соединения
Собрать арматуру в единый каркас можно при помощи двух способов:
Если используется пластиковая арматура, то ни о какой сварке речь не идет. Впрочем, металлическую арматуру также нечасто сваривают, так как точки сварки становятся слабыми местами конструкции, они выдерживают меньшую нагрузку, больше подвержены коррозии. Сварка обеспечивает слишком жесткое сцепление прутов, исключающее даже малейший люфт. Такая конструкция хуже воспринимает деформацию, не может использоваться при работе на подвижных грунтах. Более того, варить можно только ту арматуру, в маркировке которой есть буква С.
Куда практичнее использовать вязку при помощи проволоки. Ее складывают вдвое, крючком продевают свободный конец в полученную петлю, а потом закручивают так, чтобы соединяемые пруты не могли свободно двигаться. Просто, дешево, надежно, но долго – опытный строитель сможет выполнить до 20 соединений за минуту, а начинающий – не более 5-6.
Упростить процесс вязки можно при помощи специального вязального пистолета. Его прислоняют к месту пересечения стальных прутов, нажимают на спусковой крючок – и соединение готово. В минуту можно выполнить до 40-50 таких операций. Минус – высокая цена оборудования и необходимость использовать дорогую проволоку.
Наконец, отметим, что при покупке, помимо диаметра, класса и типа поверхности, стоит обращать внимание на наличие у продукции соответствующей документации (прежде всего, это сертификат соответствия). Последний штрих – визуальный осмотр. Если вы заметили на арматуре следы ржавчины, царапины и прочие механические повреждения, то лучше отказаться от покупки и найти действительно качественные изделия – на них, без преувеличения, будет держаться весь дом.
