Правильне армування бетону

Бетон при всій своїй казковій міцності і монолітності може виявитися досить крихким при механічних навантаженнях. Армування бетону дозволяє усунути таку похибка цього унікального будівельного матеріалу і ще більше розширити його функціональні можливості.

Фіброволокно підвищує міцність бетону і його стійкість до механічних пошкоджень.

Армування бетону використовується давно, і за час його застосування придумано безліч різних способів і технологій. Сучасні матеріали забезпечують можливість створення дуже міцних бетонних конструкцій різного призначення.

Необхідність армування бетону

Армування бетону є зміцнення його структури за рахунок введення додаткових елементів або інгредієнтів на стадії підготовки розчину або формування бетонної конструкції. В цілому, якщо розглядати механічні властивості бетону, то слід зазначити досить високу міцність на стиск при порівняно низькою міцності на розтягнення (вигин).

Схема армування стяжки: 1 - основна сітка 2 - додаткове посилення основної сітки- 3 - П-образні посилення країв пліти- 4 - Г-подібне підсилення кутів пліти- 5 - несучі стіни.

Ряд елементів споруд працює при впливі дуже високих статичних і динамічних навантажень, які часом перевищують допустимі навантаження на звичайні бетонні склади. нарешті, пористі бетони мають більш низькі показники і по міцності на стиск, що враховується при установці перекриттів. Самі механічні навантаження мають, як правило, спрямований характер і несуть ризик локального руйнування бетону в місцях прикладання сили.

Різні бетонні конструкції піддаються навантаженням різної величини і спрямованості. До найбільш перевантаженим елементам можна віднести стрічкові фундаменти, цокольні зони споруд, що несуть і опорні елементи, зона кріплення перекриттів, стяжки підлоги, самі перекриття та інші елементи. Всі ці причини викликають необхідність підсилювати бетонні конструкції на стадії їх виготовлення.

Технології армування бетонів

За своїм призначенням армирующие компоненти бетону можна розділити на робочу (функціональну), розподільну і монтажну арматуру. Робоча арматура забезпечує необхідні характеристики бетонної конструкції: підвищення механічної міцності на розтягнення, вигин і стиск, зниження деформацій при усадки бетону, обмеження умов для утворення тріщин. Головне завдання розподільної арматури - перерозподілити навантаження рівномірно по максимально можливої площі, знижуючи питоме навантаження. Монтажна арматура є незнімним технологічним елементом, який сприймає все підвищені навантаження при зведенні споруди, дозволяючи сформувати потрібну систему. Зазвичай використовується армування бетону, де зазначені функції арматури поєднуються.

Класифікація дисперсно-армованих бетонів.

З урахуванням виконуваних завдань до армуючої системі ставляться такі вимоги:

висока механічна міцність;
адгезія з бетонною масою;
стійкість до впливу інгредієнтів розчину;
близькість коефіцієнта температурного лінійного розширення до бетону;
малогабаритність;
малу вагу.

По конструкції армування бетону підрозділяється на три основних типи: монолітне (каркасне, стрижневе), за допомогою сітки і дисперсне армування.

Монолітне армування

Монолітне армування, як правило, проводиться за допомогою сталевої стрижневої арматури діаметром 6-40 мм або сталевий високоміцного дроту діаметром 2-4 мм. Таке армування може мати паралельно покладені стрижні або стрижні і дріт, що обумовлені в вигляді сітки з великими вічками. При використанні дроту розмір осередку становить 10-20 см.

Арматура в бетоні монтується у вигляді каркаса з одним або декількома шарами, зєднаними між собою в поперечному напрямку і по вертикалі. Такий тип армування може бути виконаний на основі ненапружених і попередньо напружених стержнів. Якщо зміцнення бетону проводиться під час будівництва, то стрижні укладаються вільно, тобто в ненапруженому стані. Значно підвищується стійкість бетонної конструкції до розтріскування, якщо використовувати анкеровку арматури в бетоні - стрижні з попереднім напруженням у вигляді навантаження, що розтягує.

Схема монолітного армування.

Таке залишкову напругу арматури стягує бетон, зміцнюючи структуру. Цей вид армування застосовується при заводському виготовленні блокових бетонних конструкцій.

Альтернативою сталевої арматури стає композитна арматура, що виготовляється з неметалевих стрижнів. Пропонується високоміцна арматура на основі скляних, базальтових і вуглецевих волокнистих матеріалів, просочених спеціальним синтетичним вязким складом. Сучасні матеріали такого типу мають міцності, що перевищують показники стали.

армування сіткою

Одним з поширених способів армування бетону є використання армуючої сітки. Вони можуть бути металевими (із сталевих дротів), композитними (найчастіше зі скловолокна), полімерними (з поліпропіленового волокна). Сталева сітка виготовляється з дроту діаметром 1-3 мм і реалізується у вигляді готових аркушів розміром 50х200 см або 150х200 см. Найбільшого поширення знаходять сітки з розміром вічка 15х15 і 20х20 см. Сталева конструкція має високу міцність, але схильна до корозійного руйнування і може служити «містком холоду », що знижує теплоізоляційні характеристики бетону.

Такого недоліку позбавлені композитні сітки зі скловолокна, які при досить високій механічної міцності мають дуже високу стійкість до лугів і інших складових бетонного розчину. Знаходять застосування і поліпропіленові армуючі сітки, які випускаються в рулонному виконанні з розміром осередку до 45х45 мм і щільністю 0,12 кг / м .

дисперсне армування

Металева сітка для армування захистить від руйнування бетон, що відрізняється низькою міцністю на вигин.

Сучасні технології зміцнення бетону припускають його дисперсне армування, яке представляє собою введення в склад матеріалу дрібнодисперсних компонентів на стадії перемішування (підготовки) бетонного розчину. Такі добавки реалізуються в широкій номенклатурі, але найбільш затребувана фібра на основі наступних матеріалів: сталь, поліпропілен, скловолокно, базальт.

Сталева фібра виготовляється з дрібних металевих тирси, отриманих із сталевих стрічок або листів. Середній вміст такої добавки 30-40 кг / м розчину. У випадках коли потрібен особливо міцний бетон, концентрацію можна підвищити до 75 кг / м .

Армована фібра з поліпропіленового волокна виготовляється шляхом екструзії і подальшого замасливания. Вона може вводитися в будь-який цементно-піщаний розчин на стадії його підготовки (в т.ч. в пористі бетони). Крім зміцнення бетону таке волокно підвищує водонепроникність, гідрофобність і стійкість до стирання. Значно підвищується стійкість бетону до розтріскування. Рекомендована пропорція армирующего складу - 30 г поліпропіленового волокна на 10 кг цемента- причому додавати фібру рекомендується в два етапи: половину волокна розмішати з цементом, а іншу половину - з піском, і тільки після цього перемішується весь розчин.

Найбільшого поширення останнім часом знаходить армування бетону скловолокном, подрібненим у вигляді фібри.

Для виготовлення фібри використовуються найтонші скловолокна, спеціально витягнуті для цієї мети. У розчинах для великих конструкцій доводиться зміст фібри до 1,5 кг / м , а в розчинах для тонких стінок - близько 1%. В цілому підвищення концентрації армирующего складу не змінює властивості бетону в негативну сторону, тому для особливо міцних сумішей його зміст може складати 3-10 кг / м .

Дуже хороші показники зміцнення бетону досягаються при додаванні базальтової фібри, яка виготовляється з розплаву каменю типу базальту. Волокна такої мінеральної фібри мають довжину від декількох мм до 15 см і діаметр від 20 мкм до 500 мкм. Матеріал, який представляє собою природний базальт, володіє унікальною хімічною стійкістю і міцністю. Дешевша базальтова фібра є рубаним волокном з ровінгу або мікрофіброю з мінеральної вати, просоченої спеціальним складом. Достатня концентрація - до 1 кг / м розчину.