Співвідношення бетону та арматури

Для будівництва будинків із залізобетонними конструкціями (стіни, перекриття, колони), які зазвичай схильні до високих навантажень, використовується бетон з достатньою міцністю. Вимоги до бетону для зведення залізобетонних конструкцій досить високі.

Економити на бетонних сумішах в таких випадках абсолютно недоцільно.

Для зведення фундаментів житлових будинків та інших використовуваних конструкцій рекомендується використовувати бетонні суміші марки М 300 і вище з додаванням тільки піску. Якщо в бетоні будуть використані будь-які інші компоненти, це значно послабить його структуру. Особливу увагу в даному питанні потрібно звернути на відсутність різних масел і солей.

Основні вимоги

• для отримання якісного бетону найкраще використовувати цемент, пісок і щебінь в співвідношенні 1/3: 4/3: 4/3, щоб співвідношення цементу до загальної маси було на утраті 1/8: 1/9;
• необхідно досягти максимальної однорідності бетону, чого не отримати простим ретельно його розмішуванням. Для отримання однорідної бетонної суміші потрібно дотримуватися певну технологію: при додаванні бетонної суміші в воду (а не навпаки) утворюється безліч грудочок і цілісна структура матеріалу не витримується. Крім того, дуже бажано використовувати будівельний вібратор, робота якого прибирає всі порожнечі в цементної суміші, що покращує якість бетону на кілька порядків;
• ще однією ознакою якісного бетону є монолітність. Дана якість характерно для тих бетонних конструкцій, елементи яких застигли одночасно. Якщо застигання проходить в різні періоди часу, конструкція не буде монолітною, що призведе до зниження її якості і стійкості. Особливо важлива монолітність при створенні важливих стратегічних споруд. В такому випадку в складі бетонної суміші використовуються спеціальні речовини - пластифікатори. Результатом їх використання є більш пізній застигання бетонної суміші, що збільшує монолітність споруди;
• для зведення фундаментів або монолітних конструкцій бажано використовувати бетон, вироблений в заводських умовах. Тільки такі бетонні суміші проходять перевірку якості;
• необхідно правильно доглядати за бетоном в період його застигання. Головною умовою для цього є дотримання температурного режиму щойно застиглого бетону. До його повного застигання потрібно підтримувати температуру на рівні 23^проС. Якщо температура навколишнього повітря вище цієї межі, бетон можна поливати водою або укрити матеріалами, що не пропускають сонячне світло. Якщо ж температура опускається нижче оптимальної межі, то необхідно застосування теплових гармат, зовнішніх утеплювачів або постійного електричного струму.

Тільки при дотриманні цих правил можна бути впевненим у високій якості отриманого бетону.

застосування

Для того щоб уникнути вигинів і розтягування, які характерні для бетонних конструкцій, необхідно застосування арматури. Це будівельний матеріал, зроблений з чорного металопрокату, який використовується для зведення залізобетонних конструкцій. Арматура, що створює каркас бетонної конструкції, надає їй міцність і цілісність, запобігаючи утворенню тріщин і перекосів при експлуатації обєкта. Різниться за своїми технічними характеристиками для застосування її в різних залізобетонних конструкціях. І хоча основою для виготовлення є вуглецева сталь високої якості, застосування різних добавок і хімічних речовин змінює її властивості. Традиційними способами виготовлення є гарячепрокатних спосіб і метод холодної деформації. Отримана арматура проходить різну обробку, наприклад, термічну або термомеханічну, що дозволяє зміцнити її. В результаті всіх маніпуляцій виходить стрижнева арматура, що має задану довжину, або дротяна арматура, яка поширюється в мотках.

Різні характеристики визначають застосовність в різних умовах. Вимоги до арматури не менше високі, ніж вимоги до бетону. Гладка арматура з рівною поверхнею і правильним колом в перерізі використовується для створення нескладних конструкцій з малим обємом бетону. Її перевагою є більш низька вартість в порівнянні з рифленою арматурою. Рифлена ж арматура характеризується поздовжніми і поперечними виступами і ребрами. Вони розташовані під кутом в гвинтовому розташуванні уздовж стрижня. Рифлена поверхня підвищує ступінь її адгезії до бетонної суміші. Застосування рифленою необхідно в складних конструкціях зі значними обсягами бетону. Різна висота ребер і виступів має змінює ступінь адгезії, сприяю максимально надійного зчеплення 2-х матеріалів. Висока адгезія сприяє монолітності отриманої конструкції. Всього виділяється 6 видів рифленою арматури, в залежності від різних характеристик.

розрахунок кількості

Кількість арматури розраховується для кожного випадку окремо, так як воно залежить від конфігурації конструкції і навантажень, які будуть на неї діяти. Залежно від продукції, що виготовляється конструкції використовуються різні коефіцієнти армування, тобто співвідношення кількості арматури до обсягу бетону. Зрозуміло, що, чим товще арматура, тим міцніше буде споруда, проте варто враховувати недоцільність зайвого армування. Тому для кожного заданого умови будівництва підбирається оптимальний діаметр і співвідношення з бетонною сумішшю. Будинок на стійкому ґрунті не вимагає занадто потужного металевого каркаса для фундаменту, і, навпаки, якщо будинок важкий і розташований на грунті з низькою несучою здатністю, то кількість стрижнів можна і потрібно збільшити.

Крім того, кількість арматури не завжди залежить від обсягу застосовуваного бетону, так як для спорудження одного і того ж залізобетонного елемента, який буде використаний в різних умовах, потрібна різна кількість армуючих матеріалів. Так, співвідношення арматури до бетону в фундаменті відрізняється для різних його видів: стрічкового, стовпчастого або плитного. Причому витрата арматури на однаковий обсяг бетону в таких конструкціях може відрізнятися на значну величину.

Вихідні дані для розрахунку

Розрахунок необхідної кількості виробляється виходячи з навантажень, які діють як на всю конструкцію в цілому, так і на кожен її елемент. Щоб уникнути деформацій і розтріскування, враховуються навантаження, сполучуваність і надійність матеріалів. Крім кількості прутів, враховується їх діаметр і рельєфність.

Відповідно, для обчислення співвідношення бетону та арматури потрібні наступні параметри:

• тип фундаменту (плитний, стовпчастий або стрічковий);
• тип ґрунту;
• вага конструкції;
• площа і товщина фундаменту;
• діаметр і клас прутів;
• спирання конструкції.

Спирається обчислюється виходячи з видів будівельних матеріалів (цегли, блоки), ширини і типу перекриття. Крім того, спирання також залежить від ширини і довжини прольоту. Якщо будинок або споруду стандартно, то величину обпирання і габарити будівельних матеріалів можна знайти в СНіП. Наприклад, для плитного фундаменту під легким деревяним будинком на міцних грунтах вимоги до бетонів знижуються, і використовуються армирующие прути діаметром до 10 мм. Якщо ж будинок важкий або розташований на слабкому грунті, то товщину доводять до 14-16 мм з кроком перекриття рівним 20 см і використовують бетон більш високої марки. Армуючі прути при цьому укладаються в 2 пояса: верхній і нижній. Якщо при цьому відомі площа і висота фундаменту, то розраховується метраж необхідної арматури, який потім можна перевести в обсяг і вага, виходячи з класу застосовуваного армування.

Витрата збільшується, коли товщину залізобетонної конструкції зменшують, домагаючись її еластичності. Наприклад, при товщині бетону в 15 см, крок перекриття арматурних прутів становить вже 15 см. Якщо ж товщина бетону, навпаки, збільшується, армуючої обрешітку подвоюють, що надає додаткову міцність конструкції. Додаткове армування використовують також в тих місцях, де є додаткове навантаження або напруга. У такій ситуації доцільніше використовувати не сітку, а стрижні, довжина і діаметр яких залежить від додаткових навантажень.

В ідеальному випадку для розрахунку обсягу арматури вираховується загальний обсяг бетону, який виходить шляхом перемноження довжини стін на з висоту і товщину. При цьому обсяг армування повинен бути не менше відсотка від загального обсягу бетонних конструкцій.

Зразкові норми витрати

Як вже говорилося раніше, обсяг армування безпосередньо залежить від характеристик бетону, добавок в ньому і умов виробництва. Відповідно, на кожен 1 м бетону доводиться різну кількість арматури. Однак, для розрахунку зразкового кількості арматури в бетоні, використовуються стандарти, призначені для залізобетонних конструкцій:

1. Державні стандарти (ГОСТ).
2. Державні елементні кошторисні норми (ГЕСН).
3. Федеральні одиничні розцінки (ФЕР, засновані на ГЕСН).

Згідно ГЕСН 81-02-06-2001 (табл.6-01-005), для влаштування фундаменту загального призначення знадобиться 1 т армуючих елементів на кожні 5 м бетону.

Фери описують кожен тип конструкцій, що застосовуються в будівництві. Наприклад, при влаштуванні залізобетонних фундаментних плит зі склянками пазами і подколонніка до 2 м у висоту і до 1 м в товщину витрата на кожен кубічний м бетонної суміші складе 187 кг (ФЕР06-01-001-17). Якщо ж в основі фундаменту використані плоскі конструкції, то витрата арматури знижується до 81 кг на 1 м бетону (ФЕР06-01-001-16).

Якщо ж фундамент закладається для стратегічно важливих обєктів, то, крім даних за обсягом арматури, що містяться в Ферах, використовуються ГОСТи 5781-82 і 10884-94, які містять інформацію про стрижневою і термомеханически зміцненої арматури для залізобетонних конструкцій.

приблизний підрахунок

Розглянемо створення бетонного перекриття (бетонна плита) При будівництві багатоповерхового будинку. З огляду на довжину перекриття, рівну 10 м, довжина армуючих прутів становить 9,8 м, так як за будівельними нормами арматура не повинна доходити до краю конструкції на відстань менше 10 см. Виходячи з товщини перекриття в 20 см, використовується арматурна сітка з осередками 15х15 см . Наведені дані дозволяють обчислити кількість необхідних прутів. Довжина армування ділиться на крок сітки і додається ще один прут (запасний): 980/15 + 1 = 65 шт. При ширині плити в 5 м, загальна довжина прутів для армування довжини становить 4,8х65 = 312 м. Такі ж розрахунки проводяться для армування по ширині: 480/15 + 1 = 33 шт., 9,8х33 = 324,4 м. Загальна довжина використовуваної арматури складе 312 + 323,4 = 635,4 м. Саме стільки арматурних прутів необхідно для створення міцної залізобетонної плити розміром 10х5 м, використовуваної в перекриттях.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!