Фундаменты под малоэтажные дома
К малоэтажному жилью относятся загородные дома или коттеджи, в состав которых входит не более 2-3 этажей. Такие постройки не имеют большого веса, как небоскребы, но перед их возведением обязательно требуется монтаж фундамента. При этом его закладка должна вестись в соответствии со всеми нюансами технологии, поскольку некачественное проведение такой работы приведет к уменьшению длительности эксплуатации помещения.
Здесь недопустима даже малейшая ошибка, поскольку в этом случае основание не сможет воспринимать на себя достаточную нагрузку, что станет причиной появления на стенах и потолке трещин из-за проседания углов здания. Кстати, о строительстве малоэтажных домов с закладкой фундамента мы писали в том числе здесь.
Разновидности фундаментов
Фундамент относится к базе, являющейся основанием малоэтажного помещения. От его мощности зависит способность монолита воспринимать на себя нагрузку. Вести строительство жилья непосредственно на земле нельзя, поскольку грунт обладает мягкостью. Фундамент опирается монолитом на почву и создает площадку для возведения строительного объекта.
Возведение любого малоэтажного помещения начинается с составления проекта, в который включается и фундамент. При его разработке обязательно учитываются следующие факторы:
- вес будущего малоэтажного здания;
- дополнительная нагрузка от снега.
Перед закладкой фундамента следует исследовать грунт. С этой целью можно заказать проведение геологических изысканий. Как совершаются такие работы, хорошо изложено здесь. Делается это для того, чтобы уточнить несущую способность грунта, а также узнать залегание подземных источников. Когда они располагаются на небольшой глубине, то требуется вести монтаж усиленного фундамента или вовсе отказаться от строительства в этом месте, поскольку есть риск просадки стен здания. Аналогичная ситуация произойдет с домом, если грунт окажется слабым. В результате строению не будет обеспечена достаточная устойчивость.
С учетом всех этих факторов фундаменты могут быть мелкого или глубокого залегания. Также они бывают следующих разновидностей:
- ленточный;
- столбчатый;
- свайный;
- плитный.
Все эти виды характеризуются индивидуальными свойствами, и выбор конструкции фундамента зависит от условий местности. В первую очередь обращается внимание на величину промерзания почвы. При закладке фундамента его глубина делается такой, чтобы траншея была вырыта ниже расположения промерзших слоев. В результате будет исключено вспучивание земли. Этим правилом можно пренебречь только при возведении небольшого дома из-за малого воздействия нагрузки на фундамент.
Закладка мощного основания ведется также еще в тех случаях, когда на данной территории существует сейсмическая опасность. Здесь установленный фундамент должен отвечать всем существующим требованиям.
Ленточный
При строительстве малоэтажных домов закладка ленточного фундамента применяется чаще всего. Такое основание обладает хорошей устойчивостью, и его можно углубить на любую требуемую высоту. Располагается база по всему периметру помещения, поэтому внешне монолит представляет собой продолжение стен в глубину земли. В результате у фундамента формируется хорошая устойчивость, что очень важно для помещения, которое опирается на такое основание.
Чаще всего ленточный фундамент применяется в тех случаях, когда стены и перекрытия дома изготавливаются из камня, монолитного бетона или кирпича. Связано это с увеличенным весом зданий, что повышает нагрузку на базу. Использование такого типа фундамента удобно при наличии в помещении подвала.
Изготовление ленточного фундамента ведется двумя способами:
- С большим заглублением. Высота траншеи под фундамент может составлять 70-1,5 м. Такой разбег определяется климатическими условиями местности. При выкапывании углубления под фундамент следует полностью проходить слой замерзания, но нельзя достигать уровня протекания подземных вод. Сформированное основание способно выдержать вес малоэтажного дома. Ленточный фундамент настолько является качественным монолитом, что не всегда есть смысл усиливать армирование. Следует отметить, что при его формировании расходуется большое количество материалов, поскольку закладываемое основание является цельной конструкцией, имеющей большие параметры.
- С мелким заглублением. В данном случае закладка фундамента ведется на глубину 50-60 см. Основным условием является расположение дна траншей выше уровня протекания подземных вод. Поскольку толщина фундамента небольшая, с целью его усиления в монолит закладывается арматура. При монтаже такого фундамента обязательным условием является присутствие на дне траншеи песчаной подушки, которая выполняет функции амортизирующего основания. Связано это с тем, что даже армированный пояс не обеспечивает фундаменту достаточной жесткости из-за его небольшой высоты. Преимуществом такой базы является низкий расход материалов.
Ленточный фундамент нельзя закладывать только в болотистые почвы и сыпучие грунты. В остальных случаях он является надежным основанием.
Столбчатый
Если при постройке малоэтажного дома использовались такие материалы как газобетон или древесина, то помещение имеет небольшой вес. В таком случае допускается изготовление столбчатого фундамента, который значительно дешевле и проще ленточной конструкции. В данном случае основанием служат опоры. Это столбы, выполненные из бетона или дерева. При их монтаже по всему периметру здания выкапываются отверстия, в которые они закладываются на глубину 1,5 м.
Если столбы поместить в землю на меньшую величину, то со временем их может вывернуть из земли. Располагаются они по углам помещения, в простенках и местах, где присутствуют повышенные нагрузки. Стандартное расстояние между столбами составляет порядка 1,2-3 м. С точки зрения экономии столбчатый фундамент дешевле ленточного практически в 2 раза.
Во время установки столбов их выступающие части должны находиться в единой плоскости. Перепады высот не допускаются, потому что затем сверху на них укладывается ростверк, который представляет собой базу для малоэтажного здания. Изготавливается ростверк из дерева или бетона.
Столбчатый фундамент чаще всего применяется на территории с большим уклоном, а также в регионах, где зимой наблюдаются сильные морозы. При этом основным условием является занижение столбов на такую высоту, чтобы была полностью пройдена вся мерзлота.
Если забиваемые столбы изготавливаются из дерева, они предварительно проходят обработку, которая обеспечивает им защиту от влажности и гнили. Однако такой фундамент не относится к достаточно надежному варианту, поэтому в основном он используется при строительстве небольшого веса домов.
В некоторых случаях используется столбчато-ленточный фундамент, монтаж которого ведется по следующей технологии:
- Выкапывается по всему периметру дома траншея высотой до 5 м. На дно насыпаются песок и гравий для создания подушки и заливается бетон.
- После затвердевания раствора устанавливаются столбы.
- Сверху формируется опалубка и снова заливается бетонная смесь. Получить все необходимые сведения об опалубках их видах и особенностях можно здесь.
Если в качестве столбов используются трубы, то подготовленный жидкий бетон также помещается и во внутреннюю полость опор. В результате формируется конструкция, внешне представляющая собой ленточный фундамент, но за счет установленных внутри столбов она обладает повышенной способностью выдерживать значительный вес. Небольшим недостатком такого фундамента является длительность его монтажа.
Свайный
При наличии у грунта увеличенной текучести в случае заболоченности участка во время создания фундамента лучше всего вести монтаж свай. Такой же вариант может применяться и на твердой почве.
В качестве материала для изготовления свай применяется металл, древесина или бетон. Их установка ведется путем вкручивания в грунт. Для этого в нижней части свай встроен винт.
Глубина проникновения может составлять 4-6 метров. Основным условием является прохождение слоев слабого грунта и достижение плотных участков земли. Монтаж фундамента занимает в среднем 2 дня. Он не отличается долговечностью, поэтому на него нельзя давать больших нагрузок.
Кроме винтовых свай изделия бывают еще двух вариантов:
- Забивные. Чтобы сваи было удобнее забивать в землю, снизу изготавливается клин. В верхней части изделий формируется оголовок, по которому наносятся удары гидравлическим молотом с целью прохождения мягких слоев почвы до достижения твердого грунта. Это является основным условием устойчивости свай. Применение такого фундамента ведется в местах, где присутствуют песчаные, торфяные, болотистые и глинистые почвы. Кроме того, они могут быть использованы на территории, где имеются перепады высот из-за неровности рельефа. Большим преимуществом является их способность воспринимать нагрузку в горизонтальном и вертикальном направлениях.
- Набивные. Эти сваи внутри пустотелые, поэтому в них во время установки заливается бетон, что является большим преимуществом, поскольку в случае осадки грунта конструкция не смещается. Также для улучшения надежности опоры в нижней части присутствует расширение.
В каждом конкретном случае при выборе вида свай обязательно учитывается характер грунта территории, на которой планируется возведение малоэтажного здания. Одновременно ведется расчет нагрузки на основании известного веса помещения.
Плитный
Если на территории присутствует нестабильный грунт, то под малоэтажное помещение лучше всего формировать плитный фундамент. Сюда относятся территории, где раньше располагались болота, которые были со временем высушены. Изготавливается фундамент в виде монолита из железобетона. Внешне изделия представляют собой плиты. Они могут быть плоскими или с нанесенными на поверхность ребрами.
Конструкция такого фундамента основана на том, что во время смещения слоев почвы расположенная на них железобетонная плита перемещается вместе построенным домом. Это исключает вероятность разрушения помещения. Основание имеет высокую надежность из-за его большой жесткости, что позволяет плите выдерживать любую возникающую нагрузку. Монтаж таких фундаментов отличается сложностью, поскольку его невозможно выполнить без применения специализированной техники. Кроме того, их не допускается устанавливать под зданиями со сложной геометрией и в местах присутствия больших склонов территории.
Во время проведения работы сначала выкапывается котлован и одновременно устанавливается для цоколя опалубка. Внутрь закладывается арматура, и пространство заливается бетоном. Возведение малоэтажного помещения возможно только после застывания раствора. Обычно для этого требуется от одного месяца.
Используемые материалы
При изготовлении фундамента в основном применяется бетон, но может использоваться и ряд других материалов:
- Шлакоблоки и пеноблоки. Для ленточного фундамента не всегда оптимальным вариантом является использование бетона. При высокой плотности грунта можно применять легкие материалы, которые хорошо выдерживают малоэтажные дома.
- Металл. Иногда в залитый фундамент укладывается металлическая арматура для увеличения прочности бетона. Также могут использоваться не только деревянные, а и железобетонные столбы, заранее изготовленные в производственных условиях или непосредственно на месте. Армирующие функции хорошо выполняет металлическая сетка, которая качественно сцепляет залитый бетон, увеличивая его прочность. В случае использования стальных труб они забиваются в землю, а сверху навариваются ростверки.
- Древесина. Фундамент из дерева имеет преимущество в виде простоты обработки и доступности материала. При этом его существенным недостатком является разрушение под воздействием влаги и грибка. Для защиты древесины от таких факторов она подвергается обработке специальными пропитками. Также на ее поверхность может накладываться рубероид. Если из древесины изготовлены сваи, то использование рубероида ведется только для той их части, которая помещается в землю. Другим существенным недостатком деревянных изделий является их разрушение в результате затопления. При установке фундамента из дерева лучше всего использовать железнодорожные шпалы.
Также хорошо выполняет функции фундамента битый кирпич.
Выбор вида фундамента
Еще на стадии проектирования фундамента требуется хорошо изучить характер грунта участка. При исследовании территории следует обращать внимание на следующие факторы:
- Особенности почвы в месте будущей постройки и возможная вероятность пучения грунта.
- Глубина промерзания слоев земли на территории данного региона.
- Характер рельефа местности и присутствие перепадов высот.
На основании проведенных исследований ведется выбор вида фундамента. При этом следует учесть следующие рекомендации:
- Если на территории присутствуют слабые грунты, деформирующиеся под воздействием нагрузок, следует монтировать ленточный или столбчатый фундамент.
- При наличии на территории скального рельефа, обладающего высокой плотностью, может быть установлен любой тип фундамента. Связано это с его способностью выдерживать большие нагрузки.
Особенностью обладают глинистые почвы. При монтаже фундамента здесь сначала закладывается большой слой песчаного дренажа. После этого можно вести установку ленточного фундамента. Также подойдет плитное основание.
Возможные причины разрушения фундамента
Установленный фундамент с течением времени начинает разрушаться по следующим причинам:
- Неправильный расчет. Такая работа проводится во время составления проекта. В качестве исходных данных используется вес малоэтажного строения. При неверно заложенных параметрах произойдет увеличенная нагрузка на фундамент, который может не выдержать такого давления. Здесь следует обратить повышенное внимание на точность расчетов, чтобы при монтаже не был заложен дешевый материал.
- Ошибки в технологии. Такое происходит, если закладка фундамента ведется неспециалистами. Перед проведением работы следует хорошо изучить применяемые материалы относительно их свойств и параметров, получить информацию о технологии замешивания бетона, использовании арматуры и времени застывания раствора. В случае приготовления некачественной смеси внутри могут сформироваться пузырьки воздуха, и при застывании фундамент даст усадку.
- Естественный износ. В течение продолжительного времени такой процесс будет происходить обязательно. Если же он начал возникать раньше, то причина может лежать в применении некачественных материалов. В первую очередь сюда относятся использование столбов и свай, уже бывших в употреблении. На металлических изделиях могут присутствовать очаги коррозии, а деревянные элементы быть подвержены гнили. Все эти дефекты со временем увеличиваются, и основание разрушается.
После монтажа фундамента он, как и все элементы малоэтажного здания, нуждается в обслуживании. В первую очередь это касается цоколя, который выступает над поверхностью. Если на нем появляются трещины, то они должны быть расчищены и заделаны бетонным раствором. Желательно сначала узнать их причину возникновения, чтобы в дальнейшем они не появились вновь. При хорошем уходе за фундаментом он может прослужить несколько десятков лет.
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.