Опалубка: виды и особенности
Опалубкой называют временную вспомогательную систему, состоящую из сборно-разборных элементов. Сложнее всего ее устанавливать для несущих наземных конструкций. К ним относятся колонны, стены и перекрытия. Одно из самых главных требований, предъявляемых к опалубке является возможность легко монтировать и разбирать ее, перемещать с одного объекта на другой. Демонтируя важно не повредить бетон после того, как смесь затвердеет. Поэтому на практике используются разные системы, способные облегчить труд работников.
Конструктивные особенности опалубочных систем
Опалубка может состоять из:
- формы для монолитной конструкции, которую и принято называть опалубкой;
- формообразующего элемента, состоящего из палубы и каркаса — это щит;
- деревянной или металлической несущей конструкции, именуемой рамой или щитом;
- поверхности, соприкасающейся с бетоном — это палуба щита;
- опалубочной панели, являющейся крупноразмерным элементом с криволинейной или плоской поверхностью;
- блока опалубки, предназначенного для углов конструкции;
- крепежных элементов, обеспечивающих соединение и надежное крепление, устойчивость и жесткость всех элементов;
- поддерживающих устройств, к которым относят рамы, распорки, стойки, подкосы, балки, леса и так далее.
Опалубка — это форма, обеспечивающая бетонируемой конструкции проектные размеры. В нее укладывается бетонная смесь. Конструкция разбирается лишь после ее полного затвердевания.
Требования, предъявляемые к конструкциям
Чтобы качество выполненных работ соответствовало стандартам, необходимо чтобы опалубка:
- была устойчивой, прочной и не меняла свою форму под воздействием нагрузки;
- не образовывала щелей, через которые подтекает цементная смесь;
- исключала появление на поверхности раствора раковин, наплывов и искривлений;
- не создавала при монтажных работах или укладке смеси затруднений;
- обладала оборачиваемостью, могла использоваться многократно;
- была экономичной.
Среди технологических требований отмечают:
- прогиб щитов менее 1/400 пролета;
- сопротивление расчетному давлению смеси до 8 кПа;
- массу для мелкощитовой конструкции до 30 килограммов на 1 квадратный метр.
Различают несколько видов опалубки: стационарные, применяющиеся однократно и инвентарные, которые можно разобрать и с легкостью переместить на другой объект. Способность видоизменяться — это один из основных признаков эффективности любой опалубочной системы. от веса щитов и сложности процесса сборки зависит весь комплекс бетонных работ.
Типы инвентарных опалубочных систем
Вид опалубки выбирается исходя из типа конструкции, технологических и организационных работ, а также размера сооружений. Чаще всего в строительстве применяются: крупно- и мелкощитовые, а также балочно-ригельные и модульные опалубки (к ним же относятся: разборно-, подъемно-, объемно-переставная, скользящая и горизонтально-перемещаемая).
Особенности крупнощитовой системы
Щиты опалубки состоят из стальных разборных и V-образных профилей с палубой из ламинированной фанеры толщиной 1,5-1,8 сантиметров. Конструкция монтируется из щитов, соединенных между собой угловыми и шарнирными щитами, выдерживающими нагрузку в 8 т/м2.
Соединяется и выравнивается опалубка клиновыми и удлиненными замками, вставляющимися в специальные крепежные желоба. Впоследствии делается армирование, а также стягивание элементов шпильками в 17 миллиметров и специальными гайками. Конструкция многофункциональна, ведь ее можно собирать как вертикально, так и горизонтально.
К преимуществам крупнощитовой опалубочной системы относят:
- высокую скорость возведения объектов с ее применением;
- технологическую гибкость;
- простоту сборки.
Среди недостатков отмечают максимальное количество операций с участием кранов, сложность в обеспечении качества бетонной смеси, особенно в углах ячеек.
Применяются крупнощитовые опалубки при бетонировании крупноразмерных конструкций, а также для стен, колонн, фундамента, перекрытий. Активно используются при возведении жилых сооружений.
Особенности мелкощитовой опалубки
Это конструкции с прочным стальным каркасом, широким ассортиментом комплектующих элементов. С ее помощью можно укладывать бетонную смесь в форму любой сложности.
Со сборкой мелкощитовой системы с легкостью справится и один человек. Конструкции создаются на оборудовании, гарантирующем точность размеров. Опалубку чаще всего применяют на площадках, где не нужен подъемный кран.
Среди особенностей конструкции можно отметить:
- переносимые вручную элементы;
- возможность быстро реализовать решения любой конструктивной сложности;
- применимость как для фундаментов, так и для несущих стен;
- способность выдержать давление строительной смеси в 40 килоньютон на квадратный метр;
- готовность к применению в момент доставки на стройплощадку;
- простоту сборки.
Панели собираются между собой как горизонтально, так и вертикально. Благодаря этому опалубку можно использовать при возведении стен с любой высотой и длиной. Части конструкции можно перемещать подъемным краном, а удобство монтажа и технику безопасности обеспечивают опорные кронштейны. Для соединения щитов применяются ударные замки, обеспечивающие надежный зажим в 3-х точках.
Для уменьшения числа стяжек, экономии рабочей силы, уменьшения количества отверстий бетоне предусмотрена выравнивающая балка. Она позволяет собирать панели без накладного зажима.
Среди преимуществ конструкции можно отметить технологическую гибкость и применимость на стройплощадке легких кранов. К недостаткам относят необходимость предусматривать дополнительные меры, обеспечивающие качество поверхностей и высокую трудоемкость.
Мелкощитная опалубка применяется при бетонировании разных конструкций, включая вертикальные, горизонтальные и наклонные поверхности со сложной геометрией.
Особенности балочно-ригельной системы
Конструкция подходит для монолитного сборного строительства. С ее помощью можно возвести дом, включая потолочное перекрытие, колонну, подпорную или фундаментную стену. Поверхность бетона получается ровно и не нуждается в дальнейшем выравнивании.
Преимущества балочно-ригельной системы в:
- возможности возводить прямо- и криволинейные стены, колонны разного сечения;
- упрощении работ на стройплощадке;
- повышенной прочности;
- небольшой стоимости;
- возможности перемещать по площадке при помощи крана;
- высокой скорости сборки;
- гибкой адаптации под работы любой сложности и планировки;
- многократном использовании панелей, что минимизирует расход материала и затраты на все строительство;
- применимости одинаковых элементов к бетону, оказывающему разное давление;
- совместимость с иными видами опалубки.
Конструкция применяется и в промышленном и в коттеджном строительстве, в создании опор, стен и многих других видов сооружений.
Особенности модульной опалубки
Модульные опалубочные системы применяются в промышленном и гражданском строительстве. На практике наиболее распространены:
- Блочные, которые чаще всего устанавливаются при возведении жилых сооружений менее 16 этажей высотой. Они монтируются непосредственно на стройплощадке из модулей, образуя замкнутый круг.
- Разборно-переставные, использующиеся для сооружения балок, колонн, стен, плит перекрытий и покрытий, фундамента, перегородок. Они возводятся из металлических и деревянных плотно состыковывающихся между собой щитов. Для соединения элементов используются проволочные скрутки или временные распорки.
Модульная опалубка отличается простотой технологии сборки и возможностью собрать ее и неквалифицированными работниками. Среди недостатков отмечают технологическую гибкость и большой вес конструкции. Применяется она при бетонировании лифтовых шахт, фундамента, внутренней поверхности замкнутых ячеек в жилых сооружениях, а также различных монолитных конструкций.
Особенности подъемно-пневматической опалубки
Это формообразующая гибкая воздухоопорная оболочка или пневматические поддерживающие элементы с оболочкой, которая поддерживается в рабочем состоянии благодаря избыточному давлению воздуха.
По технологии возведения конструкции работа начинается с расстилки пневмоопалубки на забетонированный фундамент в виде основания и крепления ее к анкерам. Затем крепятся специальные открылки. Следующий шаг — укладка слоев облицовки, гидро-, паро- и теплоизоляции, гибкой сварной сетки и бетонной смеси. Последняя уплотняется при помощи виброреек или вибраторов. До схватывания бетона, в пневмоопалубку нагнетается избыточное давление в 2,5-3,0 кПа, что позволяет гибким тканевым лепесткам формы наползти на конструкцию, изогнуться и приобрести проектную форму. Таким образом получают сводчатые и купольные покрытия. Их диаметр до 12 миллиметров, а пролеты могут быть в пределах 6-18 метров.
Среди недостатков подъемно-пневматической опалубки стоит отметить:
- неуправляемую деформацию свежеуложенного бетона;
- возможное случайное изменение геометрии каркаса;
- нарушение структуры бетонной смеси, ухудшение его физических и механических характеристик;
- низкий уровень технологичности;
- большой объем ручных работ при строительстве.
Чтобы ускорить процесс затвердевания бетона, смесь прогревается теплым воздухом, подающимся с использованием специального генератора.
Особенности подъемно-переставной опалубки
Применяется при возведении высотных конструкций со сложной геометрией поперечного сечения сооружений. Собирается из щитов, креплений, отрывных, а также подъемных приспособлений.
Для закрепления щитов используется подъемная головка, устанавливающаяся в шахтоподъемнике. На ней же закрепляется рабочая площадка, бункер для бетонной смечи, подвесные леса, лебедка лифта.
Размеры внутренних щитов 550х1250 миллиметров. Они устанавливаются внахлест в 3 яруса, а крупнощитовая опалубка размерами 600х2600 миллиметров в 1. Для закрепления соседних ярусов используются поперечные накладки.
Среди преимуществ конструкции отмечают возможность возводить без установления лесов вертикальные стены высотных сооружений. Подъемно-переставная опалубка максимально подвижна и идеально подходит для сооружения бетонных каркасов со сложной геометрией, а также при переменном сечении конструкций. Например, дымовые трубы, градирен, силосные сооружения, опоры мостов и так далее.
Особенности объемно-переставных опалубочных систем
Этот вид опалубки применяется для возведения внутренних стен в зданиях, а также межэтажных перекрытий. Объемно-переставная система состоит из крупного опалубочного блока, который монтируется и переставляется монтажным краном. Она выполняется Г- и П-образной формы
Конструкция состоит из потолочной и двух стеновых панелей, которые соединены между собой шарнирами, поддерживающими устройствами и закреплены специальными приспособлениями и распалубкой. После сборки конструкция образует тоннели. Секции могут менять свою ширину и длину.
К конструктивным особенностям объемно-переставной опалубки относят:
- возможность перекатывать опоры при перемещении секций;
- наличие системы домкратов, предназначенных для монтажа и проверки в проектном положении;
- систему раскосов, обеспечивающую пространственную жесткость.
Такой вид опалубки применяется для зданий с высотой этажей в 2,8-3,3 метра, а также толщиной перекрытия до 16 сантиметров.
К преимуществам конструкции относят возможность бетонировать стены и перекрытия, повышенное качество построенных сооружений, а также звукоизоляцию и точность взаимного расположения элементов.
Особенности скользящих опалубочных систем
Применяются при возведении вертикальных конструкций с большой высотой. Ее отличительная особенность — возможность скользить по затвердевающей поверхности бетонной смеси благодаря домкратным стержням, расположенным через каждые 1,5-2 метра по всему периметру стены.
Щиты скользящей опалубки имеют высоту 1,1-1,5 метра. Между собой они связываются домкратными рамами из стали, на которые опираются фермы или прогоны настила. Сюда же подвешиваются подмостки, которые позволяют сделать отделку бетонируемой конструкции. На рамы устанавливаются электрические либо гидравлические подъемные механизмы, которые обеспечивают скольжение опалубочной системы и освобождение бетона.
Такой вид опалубки применим при возведении стен, силосных резервуаров, труб и прочих сооружений высотой более 20 метров и толщиной более 12 сантиметров. К ее преимуществам относят высокую скорость работ, максимальную технологическую гибкость, а также минимальный объем необходимого для строительства металла. Недостаток один — это сложное устройство перекрытий.
Особенности горизонтально-перемещаемых опалубочных систем
Катучая опалубка применяется при возведении линейно-протяженных конструкций. Она состоит из щитов и каркаса, собирающихся на полозьях или тележках. Перемещается по рельсам благодаря электродвигателям или лебедкам.
Горизонтально-перемещаемая опалубка возводится для строительства сооружений с большой протяженностью. К таким относят стены, перекрытия, покрытия, коллекторы, тоннели, плотины, водоводы и так далее.
Среди преимуществ конструкции стоит отметить возможность механизировать процедуру бетонирования.
Виды несъемных опалубок
Такая опалубочная система представляет собой панели или блоки, которые монтируются в единую конструкцию. Как правило, форма используется при укладке монолитного железобетона. По окончанию процесса затвердевания смеси, опалубка остается неотъемлемой частью сооружения. Она выполняет несколько функций: защитную, декоративную и облицовочную.
Опалубки-облицовки различают по видам несъемных систем:
- железобетонные;
- армо- и стеклоцементные;
- декоративные;
- металлические;
- блоки с пустотами из вспененного полистирола;
- стекломагнезитовые каркасные;
- сетчатые.
К преимуществам конструкции можно отнести возможность снижения трудозатрат и стоимости опалубочных работ. Несъемные опалубочные системы применяются при бетонировании крупных монолитных сооружений с жестким армокаркасом и простой геометрией.
Материалы, применяющиеся для опалубочных систем
На выбор вида и материала, из которого будет возведена опалубка, влияет ее назначение. Чаще всего
при строительстве используются:
- Деревянные или деревометаллические. Важно, чтобы влажность древесины была менее 25%. Чаще всего используются фанера, но можно применить и доски. После затвердевания бетонной смеси поверхность получается ровной и гладкой.
- Металлические пластины. Они просты в монтаже и демонтаже, универсальны, после затвердевания смести поверхность бетона обретает высокое качество. Если строительство монолитное, металлическую опалубку монтируют на фундамент. В результате чего возводят колонны и стены с толщиной до 70 сантиметров.
- Железобетонные конструкции. Подходят для возведения элементов опор для мостов, подпорных и набережных стен, крупных инженерных сооружений. Чтобы предотвратить сцепление с бетоном, опалубку покрывают смазкой.
- Надувные резиновые или тканевые конструкции. Используются при возведении сложных объектов (купол, свод пролета и прочее). Запроектированную геометрическую форму обретает благодаря нагнетанию воздуха.
- Пластмассовые щиты размером 60х30 сантиметров. Их используют для опалубки стен, соединяют между собой ключами с использованием доборных элементов. Ребра жесткости фиксируются талрепами и винтовыми стяжками. Поверхность застывшей бетонной смеси всегда получается гладкой и не требующей отделки.
- Армоцементные плиты толщиной 1,5-2 сантиметра. Они производятся их армированного мелкозернистого бетона. Чтобы придать опалубке нужную форму, достаточно до нанесения смеси изогнуть проволочную сетку.
Кстати, чтобы качество бетонной поверхности не ухудшалось, а работы по распалубке не затруднялись, стоит наносить на поверхности любого материала специальную смазку (пленкообразующую, гидрофобизирующую, комбинированную, вскрыватели, замедлители схватывания)
Прежде чем выбрать тот или иной вид опалубки, важно понимать их конструктивные особенности и назначение. От этого зависит производительность, необходимое количество работников на объекте, наличие специальной техники и временные затраты на монтаж и демонтаж конструкции.
Как из старого чердака сделать уютную мансарду?
Если вы мечтаете увеличить жилую площадь в доме, чтобы сделать гостевую спальню, детскую, кабинет или место для творчества, тогда пора выбросить ненужные вещи с чердака и заняться его ремонтом. Чердак идеально подойдёт для обустройства нового помещения и осуществления ваших дизайнерских фантазий. Во время переделки важно предусмотреть лестницу, организовать вентиляцию, позаботиться о подведении необходимых коммуникаций и, самое главное, о грамотном утеплении.
При трансформации чердака важно правильно подобрать теплоизоляционный материал, который защитит от теплопотерь и обеспечит хорошую шумоизоляцию. Не менее актуальное условие — создание оптимального микроклимата в помещении. «Кровельный пирог» должен сохранять паропроницаемость строительных конструкций, чтобы защитить от появления конденсата, из-за которого образуется грибок и плесень. Обязательно предусмотрите гидроизоляционный и пароизоляционный слои, а оптимальным вариантом для утепления станет теплоизоляция из каменной ваты: лёгкий материал, который не создаёт большую нагрузку, пожаробезопасный, паропроницаемый и экологичный. Однако мало просто утеплить крышу и положить толстый слой изоляции. В процессе монтажа может быть допущено множество ошибок, которые снижают эффективность утепления и увеличивают тепловые потери дома.
Разобраться во всех нюансах утепления мансарды поможет «Каталог решений для капитального ремонта частного дома и квартиры», созданный специалистами компании ROCKWOOL. В нем можно найти ответы на самые часто задаваемые вопросы по выбору толщины теплоизоляционного слоя и использованию плит из каменной ваты в различных конструкциях: скатные кровли, перекрытия, стены, фасад и трубопроводы. Изучив схемы монтажа, можно самостоятельно провести необходимые ремонтные работы или проконтролировать работу строительной бригады.
«Важно отметить, что мансарда увеличит нагрузку на дом, поэтому посмотрите состояние стропильной системы. В некоторых случаях, может потребоваться усиление конструкции. Требуемая толщина теплоизоляционного слоя подбирается исходя их нормативов по сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций для конкретного региона. Минимальный показатель для северных регионов — 250 мм, для центрального — 200 мм, а для южных областей — от 150 мм. При выполнении работ по утеплению рекомендуется минимизировать количество слоев утеплителя. Во-первых, так повышается скорость работы и снижается количество отходов из-за подрезки утеплителя при выполнении разбежки. Во-вторых, утеплитель толщиной 100 мм и более в меньшей степени склонен к прогибам, чем толщина 50 мм, за счет чего более надежно удерживается в каркасе, что важно при монтаже на вертикальные и наклонные поверхности. В-третьих, минимизация слоёв обходится в итоге дешевле», — комментирует Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик компании ROCKWOOL.
Качественные материалы вкупе с соблюдением технологии укладки — гарантия длительного срока службы крыши без «плачущих» стен, плесени и грибка. В правильно утеплённой мансарде будет создан комфортный микроклимат, и не потребуется зимой повышать мощность обогрева, а летом расходовать энергию на кондиционирование.
Скачайте «Каталог решений для капитального ремонта частного дома и квартиры» от ROCKWOOL или получите консультацию специалистов перейдя по ссылке.
Арматура
Современное строительство, как гражданское, так и промышленное, сложно представить без использования арматуры. Арматура строительная представляет собой стержни, которые в процессе монтажа собираются в необходимую конструкцию: сетку или каркас. Смонтированный каркас или сетку заливают бетонным раствором. Применение армирующего каркаса оправдано тем, что бетон отлично работает на сжатие, но плохо на растяжение. Арматура принимает на себя растягивающие нагрузки и перераспределяет их на массив. За счет этого удается добиться прочности и увеличения несущей способности железобетонных конструкций. Армированные конструкции в значительной мере меньше подвергаются растрескиванию.
Армконструкция должна иметь:
- Повышенную прочность
- Устойчивость к вибрации
- Высокую пластичность
- Стойкость к деформациям
- Инертность к коррозийным процессам
Разновидности арматуры
В зависимости от использования арматура бывает:
- Рабочей. Называется так, потому что преобладающе работает в связке с бетоном. Воспринимает растягивающие, реже сжимающие нагрузки возникающие от веса конструкции и внешних нагрузок.
- Монтажной. Монтажная арматура не воспринимает никаких нагрузок. Необходима для фиксации и удержании рабочей арматуры в запроектированном положении. Иногда монтажные стержни вынимают.
- Поперечной. Поперечная арматура устанавливается перпендикулярно продольным несущим стержням. Служит для воспрепятствования усилий сдвига и поперечной силы, и для предотвращения выпучивания продольных прутов арматурного каркаса. Собирает отдельные прутья в объемный каркас и обеспечивает конструкции пространственную работу.
- Распределительной. Данный тип арматуры необходим для перераспределения нагружающих усилий внутри монолитной конструкции. Связывается с рабочими прутами сваркой или проволочной скруткой.
В настоящее время в строительной индустрии используют два принципиально различных вида арматуры:
- Стальная. Производится в виде стальных прутов или бухт разной длины и диаметра сечения.
- Композитная. Изготавливается из органического сырья. И выполняет те же задачи, что и стальная.
Общая классификация стальной арматуры
Чтобы проще разбираться в арматурном каркасе, существует классификация по признакам.
По классам арматура бывает:
- А240. Выпускается сечением от 6 до 40 миллиметров из стали марки Ст3кп, Ст3пс и Ст3сп
- А400. В зависимости от марки стали, Ст5пс и Ст18сп, диаметр бывает 6- 40 миллиметров. Из марок 18Г2С производят прутья диаметром равным 40-80 миллиметров.
- А500. Делают профиль от 10 до 40 мм.
- А600. Производят пруты толщиной 10- 40 миллиметров.
- Ап600. 10-40 мм.
- А800. Данную арматуру изготавливают диаметром от 10 до 32 мм.
- А1000. Как и в предыдущем классе d=10-32 мм.
- В500. От 3 до 16 мм.
Индекс В означает, что арматура получена холоднодеформированным способом.
- Вр500. Выпускают 3-5 миллиметров в диаметре.
- Вр1200. d=8мм.
- Вр1300. Производят 7 миллиметров в диаметре.
- Вр1500. Выпускают диаметром 3 мм.
- Вр1600. Встречается 3-5 миллиметров.
Индекс К интерпретируется как арматура канатная.
- К1400. Производится d=15 мм.
- К1500. d=6-18 мм.
- К1600. Имеет размеры 6, 9, 11 ,12 ,15 миллиметров
- К1700. Данный прокат выходит с размерностью 6-9 мм. в диаметре.
По способу изготовления
- Горячекатанная.
- Холоднодеформированная
- Канатная
Производство арматурного проката
Изготовление арматуры начинается на металлургических комбинатах. Там из железной руды с добавлением угля получают чугун. Далее чугун переплавляют в сталь, добавляя в исходное сырье легирующие элементы. Они придают стали заданные свойства. В качестве легирующих химических веществ используют: марганец- Г, кремний-С, хром- Х, никель-Н, молибден-М, вольфрам- В, селен-Е, алюминий- Ю, титан- Т, ниобий- Б, ванадий- Ф, кобальт- К, медь- Д, бор-Р, азот-А, цирконий- Ц. Буквенный индекс через дефис говорит об обозначении химического элемента в маркировке стали.
Затем расплав подается на машину непрерывного разлива. Сталь сливается в распределитель, подается в кристаллизатор, а оттуда в специальные желоба, где и охлаждается. Изначально заготовки для будущей арматуры имеют квадратное сечение. В таком виде сырье для получения арматуры храниться до момента, когда отправиться на металлопрокатный стан. Перед тем как начать процесс формирования арматуры, заготовки разогревают в печи для увеличения пластичности. Температура разогрева зависит от марки стали. Важно не перегреть, чтобы не ухудшить показатели твердости будущего изделия. Недогрев тоже нежелателен, так как усложняет процесс вытягивания. Разогретые бруски пропускают через систему валков. Каждый блок валков имеет меньший размер по сравнению с предыдущим. При этом происходит утончение и удлинение заготовки, и формирование круглого профиля. Так получают проволоку катанку, которая может служить самостоятельным изделием и являться материалом для дальнейшей переработки, и горячекатанную арматуру. На заключительном этапе протягивания на арматуру наносятся насечки. Предусмотрены кольцеобразные, серповидные и комбинированные. Насечки, они же ребра, нужны для лучшего механического сцепления арматуры и бетона.
Холоднодеформированную арматуру- проволоку получают прокаткой на специальном станке до заданного диаметра. Применяют для производства катанку из высокоуглеродистой и низкоуглеродистой стали. Холоднодеформированный прокат выпускают размером в диаметре от 3 до 16 миллиметров.
Канатная арматура. Наиболее эффективная напрягаемая арматура выпускается в виде канатов. Представляет собой закрученные по спирали вокруг центральной проволоки проволочные нити. В производстве первое место занимает канатная арматура из семи нитей, но существуют 3, 19 проволочные канаты и арматурные пучки, состоящие из продольных не свитых проволок или канатов.
По типу профиля
- Гладкий. На поверхности изделия отсутствуют ребра. Пример гладкого профиля арматура А240
- Периодический. На поверхность изделия в процессе производства наносятся насечки перпендикулярно или под углом к продольной оси. Ребро на пруте арматуры отстоит от другого на одном и том же расстоянии, называемом периодом, по всей длине изделия. Отсюда происходит название ребристопрофильной арматуры- периодическая.
По условиям эксплуатации
- Ненапрягаемая. Ненапрягаемая арматура предназначена для формирования сеток, пространственных каркасов, армированных поясов в обычном состоянии.
- Напрягаемая. Применяется для производства предварительно напрягаемых железобетонных конструкций. Как известно, бетон чувствителен к усилиям растяжения и провисания. Для того чтобы нивелировать эти нагрузки бетону необходимо придать расчетное предварительное сжатие. Сжимающее усилие бетону придает напрягаемая арматура. Напряжение арматуры основано на том, что предварительно растянутый металл после снятия напряжения стремиться принять прежнюю первоначальную форму, то есть сжаться. Но если при этом арматурный материал обжат бетоном, то нагрузка сжатия передается на всю железобетонную конструкцию. Напрягают арматуру механическим, электротермическим, электромеханическим способом.
При механическом напряжении арматуру растягивают до расчетного значения винтовыми или гидравлическими домкратами.
При электротермическом способе под воздействием электрического тока происходит нагрев до 300-3500 С. За счет нагрева металл расширяется. Нагретую арматуру до охлаждения помещают между упорами, препятствующими ее укорачиванию. В процессе понижения температуры в прутах или канатах возникают растягивающие напряжения. Напряженную арматуру заливают бетоном и, после затвердения снимают напряжение. Сжимающая нагрузка передается на бетон за счет анкеров, которые закреплены на противоположных концах прутов арматуры, либо при помощи механического сцепления бетона за ребра арматурного прута. Электротермический способ хотя и менее трудоемок, но не обеспечивает точности соблюдения заданных параметров.
Электромеханический вобрал в себя технологические операции электротермического и механического способов растяжения.
Еще одним способом создания преднапряженных конструкций является способ натяжения на бетон. Заключается он в следующем. Перед заливкой бетонного раствора в форму помещают пластиковую трубу в расчетном месте. После застывания и вынимания трубы в массиве образуется канал. В него прокладывают арматуру и напрягают обычным способом. Затем канал бетонируют, анкеруют концы прутьев. Таким способом строятся длинномерные конструкции. Например, мосты. Натяжение на бетон позволяет прочно и надежно соединить сегменты пролета моста.
В настоящее время набирает популярность технология производства бетона на напрягающих цементах. Суть заключается в том, что бетон на напрягающем цементе во время затвердевания расширяется и растягивает арматуру. Так как арматура препятствует свободному расширению бетона, в массиве возникает сжимающее напряжение.
Композитная арматура
Арматура из композитных материалов получает все большее распространение. Композитная арматура производится:
- Стеклокомпозитная. Производится из тончайших нитей стекловолокна.
- Базальтокомпозитная. Выпускается из предварительно расплавленного природного материала базальта
- Углекомпозитная. Сырьем для производства служит углеволокно, состоящее из углеродных нитей.
- Арамидокомпозитная. Состоит из полиамидных волокон, которые обеспечивают высокую механическую прочность. Известно под торговой маркой «Кевлар».
Принцип производства сводится к тому, что расплавленное сырье вытягивается в нити на фильерных машинах и скрепляется в жгуты полимерной органической смолой. Выпускается толщиной от 4 до 32 мм. гладкой и рифленой фактуры. В зависимости от диаметра производится в бухтах – до 8мм, в прутах- при диаметре от 8 миллиметров. Получила широкое распространение в дорожном строительстве, в строительстве бассейнов; армировании фундаментов при частном строительстве и прочих ненагруженных фундаментов; в бетонных конструкциях, где есть угроза возникновения коррозии; при создании пешеходных и велосипедных дорожек; формировании арм. пояса в кирпичной или блочной кладке; устройстве отмосток вокруг зданий.
Сравнение стальной и композитной арматуры
Оба вида имеют свои достоинства и недостатки. Нельзя однозначно выделить какой-либо материал в лидеры по всем критериям. Для каждой конкретной задачи применима определенная арматура. Правильный выбор с экономической и технологической точки зрения может быть сделан только после грамотных проектных расчетов.
К плюсам стальной арматуры относится:
- При необходимости может соединяться методом сваривания. Этот момент важен если необходимо придать каркасу жесткость.
- Можно гнуть под любым углом на строительной площадке. В зависимости от конфигурации бетонного изделия стальная арматура способна повторить контур и при сгибе не создает напряжения в сторону разгибания. Значимый фактор, так как в углах стен и фундаментах не допускается прерывистость прутьев. Композитная арматура не способна сгибаться под углом в 90 градусов. При сгибе возникают силы, стремящиеся вернуть прут в исходное положение. Изогнутые композитные элементы арматуры можно заказать только на заводе. Согласно техническому заданию, их изготовят в нужном количестве
- Подходит для монолитного строительства многоэтажных зданий
- Есть возможность напряжения. Преднапряженные бетонные элементы хорошо работают на прогиб, обладают повышенной трещиностойкостью. За счет повышенной прочности есть можно уменьшить сечение изделия без снижения прочностных характеристик, поэтому требуется меньше расход бетона и стали.
- Обладает токопроводностью, это позволяет производить электропрогрев бетона в условиях низких температур. Свойство стальной арматуры проводить электрический ток полезно для создания системы заземления и молниеотведения. Композитная арматура, из-за физических характеристик непригодна для выполнения таких задач.
- Огнестойкость. Стальная арматура начинает приобретать избыточную пластичность и терять свои несущие свойства при 6000С. И в этом ее серьезный плюс. В то время как композитная размягчается при 250-3000 С. Нарушение арматурного каркаса может привести к обрушению здания.
- Простота работы на строй площадке. Со стальной арматурой привычно и просто работать в полевых условиях, соблюдая минимальные требования безопасности. При работе с композитными материалами, нужно надежно защищать кожу и слизистые и дыхательные пути от попадания органической пыли.
Достоинства композитной арматуры
- Невысокая стоимость. Производство полимерной арматуры значительно дешевле стальной.
- Коррозийная стойкость. Композитные материалы не подвержены коррозии, в то время как стальную арматуру необходимо защищать от прямого воздействия воздуха и влаги. Все виды пластиковой арматуры можно применять холодных в условиях, когда в бетон добавляют антиморозные добавки. Стальная арматура в бетоне с добавками активно коррозирует.
- Низкий коэффициент теплопроводности. Благодаря этому свойству исключается образование мостиков холода. Расширение при охлаждении сопоставимо с показателями расширения бетона, поэтому не происходит отслоения арматуры и трещин в толще бетона.
- Диэлектрические качества. Являются плюсом композитной арматуре при строительстве зданий и помещений, где присутствие посторонних электромагнитных полей нежелательно. Это исследовательские и центры МРТ, радиотехнические лаборатории и так далее.
- Простота транспортировки. Композитная арматура легче стальной в 5 раз. Продукция малого сечения, до 8 миллиметров сворачивается в бухты. Поэтому нет необходимости в специальном длинномерном транспорте для перевозки. Для частного домостроения пластиковую арматуру можно привезти на личном транспорте.
- Высокая удельная прочность. Прочность композитной арматуры выше прочности стальной примерно в 3 раза. Но композитные материалы уступают стали по модулю упругости. Это говорит о том, что армировать нагруженные объекты ни стекалопаластиковой, ни базальтопластиковой, ни прочими видами органических арматур нельзя. Композитная продукция не подходит для изготовления предварительно напряженных конструкций, потому что имеет огромные потери напряженности с течением времени. То есть со временем, в течение 5-7 лет в органической арматуре теряется усилие сжатия, и напряженность бетона резко снижается. При сохранении внешней нагрузки бетон начнет трескаться и крошиться.
Ориентируясь на приведенные преимущества, невозможно однозначно сказать: какая арматура лучше, надежнее, практичнее. Однозначно формируется вывод, что для каждого вида есть своя область применения. Стальную арматуру оправданно использовать в преднапряженных объектах: балках, фундаментных блоках, перекрытиях. И в ненапряженных изделиях: ленточных фундаментах, набивных фундаментах, плитных основаниях, колоннах, несущих конструкциях. Композитную рационально применять для усиления кладки, для фундаментов частного малоэтажного строительства на твердых, не пучинистых грунтах, при условии неразрывности армирования углов; для неответственного армирования: лестничных маршей, не несущих колонн, чаш бассейнов. При выборе арматуры важно опираться на обоснованное мнение проектировщика, подкрепленное расчетами показателей и характеристик, взятых из СП и СНиП.