Виды арматуры для фундамента

Виды арматуры, используемой в строительстве

Металлические стержни

Изготавливаются из металлолома методом горячего проката. Процесс прост: лом сортируется, измельчается и расплавляется до нужной температуры, затем жидкая сталь распределяется по изложницам. После застывания слитки вновь нагреваются, обжимаются и идут в прокат. Завершающий этап – остывание в холодильниках и контроль качества. В зависимости от толщины арматуры, она выпускается в виде стержней или мотках и бывает следующих видов:

• пластичные стальные стержни (наиболее часто используемые для усиления фундамента);
• швеллер;
• металлический уголок;
• двутавр.

Характеристики и маркировка металлических стержней

Схема видов арматуры.

Стержневая арматура (ГОСТ 5781-822) бывает рифленой и гладкой. Последняя имеет маркировку А-1. В отношении первой сложнее: в зависимости от типа рифления (равномерные выступы, в виде винта, под определенным углом и т.д.) производится маркировка А-2, А-3, А-4, А-5 и А-6. Но разница между этими изделиями не сводится только к виду рифления, они отличаются по прочности и марки стали. В зависимости от этих факторов производится дополнительная классификация арматуры.

Буква “Т” в маркировке сообщает о том, что для производства стержней применялась термически упрочненная сталь. “К” – о том, что металл имеет повышенную устойчивость к коррозии. “С” – о том, что изделия этой марки можно сваривать. “В” – о придании прочности за счет вытяжки прутков. Диаметр арматуры любого типа бывает разный, но для каждой маркировки есть свои ограничения этого параметра.

Например, изделия ГОСТ 10884-81 (термомеханические и термически упрочненные рифленые стержни) имеют стандартный диаметр от 6 до 40 мм. Именно они используются для армирования фундамента. Для плит перекрытий и других целей используются более гибкие прутки СТО АССЧМ 7-93 или А500С. По функциональному предназначению арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Первая предназначена для компенсации весовых нагрузок, вторая – для устройства каркасов и фиксации рабочих прутков.

Стеклопластиковая (композитная) арматура

Она изготавливается из базальтового волокна с примесью специальных упрочняющих добавок в виде стержней разной толщины и волокнистых добавок. Особенность этих изделий в том, что бетон, в который введен стеклопластик, ломается при любых осевых смещениях. Если металлические прутки после разрушения монолита продолжают хоть каким-то образом соединять между собой его части, то бетон с базальтовой составляющей сразу разламывается на отдельные куски.

Армирование стеклопластиком может быть не только внутренним, но и внешним. Для этого на поверхность конструкций наносится слой требуемой толщины, который выполнит гидроизоляционную и антикоррозийную функцию. Оптимальный способ использования базальтовой арматуры – дорожные покрытия, стены, перегородки.

Это требование обусловлено тем, что у композитных стержней прочность на разрыв в 3 раза больше, чем у стальных, но сопротивляемость на изгиб значительно ниже.

Особые свойства

Также арматуру различают по назначению. В сравнительно редких случаях металлический прут должен иметь ряд свойств, делающих его подходящим для применения. Этого добиваются разными способами – путем добавления специальных примесей в сплав или же особой обработкой. В любом случае, арматура приобретает уникальные характеристики. На наличие особых свойств указывает литера, стоящая в конце кодировки. Обычно встречаются следующие обозначения:

• С – свариваемая. Обычно при сборке из арматуры каркаса использование сварки крайне нежелательно – перегрев снижает прочность, а кроме того, снижает устойчивость перед коррозией. Но существует специальный металл, в состав которого входят добавки, повышающим его возможность противостоять негативным последствиям;
• К – устойчивая перед коррозией. Благодаря специальным добавкам (хром, вольфрам и прочие), арматура способна на протяжении многих лет работать не только в условиях повышенной влажности, но и при контакте с агрессивной средой – щелочной, кислой, обладающей повышенным содержанием кислорода;
• СК – арматура, обладающая обоими вышеперечисленными свойствами. Имеет высокую стоимость, поэтому используется сравнительно редко, только когда обычная не справляется со сложными условиями эксплуатации.

Конечно, на эту продукцию существует специальный ГОСТ, предъявляющий к ней особые требования.

Несколько слов о запорной арматуре

Помимо строительной существует также запорная арматура

Важно понимать, что между этими запчастями нет ничего общего:

• Строительная арматура представляет собой длинные металлические прутки, которые используются для армирования металлических, бетонных и железнобетонных конструкций.
• Запорная арматура — это запчасти особой категории, которые используются для регулирования потока жидкости в трубопроводных системах.

Основные примеры запорных деталей — краны, клапаны, вентили, задвижки, заслонки, поворотные затворы. Запорные запчасти также делают из металлов, хотя разброс сплавов здесь несколько больше. Детали могут быть не только из стали или чугуна, но и из алюминия, меди, титана, композитных сплавов. Сегодня в продаже появились запорные детали на основе сверхпрочного пластика. Технические особенности запчастей этого типа — высокая прочность, устойчивость к воздействию механической деформации, химическая инертность, антикоррозийные свойства.

По ГОСТ все запчасти должны иметь упаковку, на которую в обязательном порядке должна быть нанесена маркировка. Обязательные сведения — название, товарный знак, диаметр сечения в миллиметрах, марка материала корпуса. Классификация запорной арматуры:

• Непосредственно запорные детали. Применяются для включения или отключения водяного потока, а также регулируют уровень подачи жидкости. Примеры — краны, вентили, задвижки, затворы.
• Регулирующие запчасти. Используются для регуляции уровня подачи жидкости в крупных водосборных системах и резервуарах. Примеры — дроссельные вентили, клапаны, редукторы уровня перелива.
• Предохранительные детали. Защищают водосборники от избыточного давления + предотвращают незапланированное истекание жидкости во внешнюю среду. Примеры — клапаны различных категорий (импульсные, электрические, аварийные, обратные).
• Защитные запчасти. Применяются для отключения нагревательных элементов и/или источников высокого давления. Примеры — клапаны различных типов (впускные, обратные, автоматические, аварийные).
• Контрольные детали. Контролируют уровень жидкости в системе, а также удаляют лишний конденсат. Примеры — водоуказательные приборы, счетчики, горшки-конденсаторы, клапаны отвода жидкости.

Базовые рекомендации по армированию фундаментов

Как и любые другие элементы строительных конструкций, армирование фундамента выполняется на основании расчетов с учетом предполагаемых нагрузок и условий (тип грунта, уровень промерзания, уровень грунтовых вод и др.). Самостоятельно выполнять расчет арматуры для ленточного, плитного или иного вида фундамента или довериться профессионалам, решение индивидуальное. В первом случае подсчитать, сколько арматуры пойдет на фундамент помогут специальные формулы и калькуляторы, а также профильные ветки форума. Существует и ряд общих рекомендаций, которых необходимо придерживаться при выполнении работ по устройству типового ленточного фундамента.

• Суммарная величина поперечника всех арматурных стержней, используемых для фундаментной ленты, должна составить не менее 0,1% от его сечения.
• Продольные стрежни в рабочем поясе должны быть одного диаметра, если по каким-либо причинам необходимо использование разных прутов, большего диаметра устанавливается в нижнем.
• Шаг между прутами для продольных линий не более 40 см.
• Шаг между поперечинами и вертикальными элементами может составлять от 30 до 80 см.
• Когда длина сторон фундамента превышает три метра, диаметр продольных прутов принимается от 12 мм, если длина меньше, допускается использование арматуры диаметром 10 мм.
• В местах соединения стыков прутов длина запуска не должна быть меньше тридцати диаметров на ровных участках и не меньше пятидесяти в угловых. Подсчитывая, сколько нужно арматуры, обязательно учитывают эти напуски, так как они увеличивают расход на 10-15%.
• При установке каркаса в опалубку, обязательно выдерживается достаточный зазор для образования защитного бетонного слоя со всех сторон. Толщина ЗС варьируется от 40 до 70 мм, в зависимости от наличия или отсутствия дополнительной защиты.

Стальная арматура, применяемая для ленточного фундамента или другого бетонируемого основания, может быть ржавой, как с пятнами, так и с равномерным налетом, по всей поверхности, при больших объемах можно укладывать без предварительной очистки.

Арматуру, которая подверглась коррозии, с кавернами и отслаивающимися пластами, закладывать в основание не рекомендуется. Как бы ни прыгнули цены, применять для фундамента дома металл с уже ухудшившимися свойствами, не лучшая идея – «кроилово ведет к попадалову».

Стеклопластиковая или металлическая (стальная) арматура – сравнительная характеристика

Если еще не решили какую арматуру выбрать, то нужно взвесить все плюсы и минусы обоих видов армирующего материала.

Преимущества стальной арматуры:

• прочность (при равном удельном весе в 9 раз прочнее, чем
  композитная. При одинаковом диаметре, стеклопластиковая арматура в 4 раза
  легче);
• упругость (выдерживает большую нагрузку на прогиб);
• доступность;
• сложное, но возможное изгибание прута;
• устойчивость к внешнему воздействию;
• диапазон диаметров от 6 до 80 мм;
• максимальная длина 11,7 м.

Преимущества стеклопластиковой арматуры:

• низкая себестоимость (практически равноценна со стальной –
  разница в 30% в пользу стеклопластика, но из-за меньшего веса удается
  значительно снизить затраты на транспортировке);
• предусмотрена любая строительная длина стержня;
• удобная транспортировка (малый вес + упрощение
  погрузочно-разгрузочных работ);
• легкий вес (почти в 4 раза легче стальной при одинаковом
  диаметре);
• высокий показатель упругости;
• высокая прочность на разрыв (в 2,5 раза больше чем у
  металла);
• не проводит тепло (способствует дополнительному повышению
  сохранности тепла, исключает образование «мостиков холода», в отличие от
  использования металлической арматуры);
• спокойно переносит критически низкие (до – 70 °C) и высокие
  температуры (до + 100 °C);
• радиопрозрачна (не создает электромагнитных помех, не
  экранирует);
• не проводит электричество (диэлектрик);
• сохраняет свои свойств при воздействии солей (морская вода),
  щелочей и кислот;
• не подвержена появлению коррозии (можно использовать в
  агрессивной среде, в условиях контакта с водой);
• диапазон диаметров от 4 до 20 мм.

Сравнение стеклопластиковой арматуры со стальной (металлической)

(сравнивание отличий подробно описано в таблице)

Сравнение стеклопластиковой арматуры со стальной (металлической) – таблица

Область применения стеклоарматуры

Полимерная арматура используется для решения различных задач:

• производства композитных бетонов, используемых для постройки монолитных конструкций;
• сооружения фундаментных основ зданий и заливки монолитных плит;
• повышения прочности стен, построенных из кирпича;

Сфера применения этого строительного материала обширна

• строительства портовых объектов и специальных конструкций по укреплению береговой линии;
• сооружения покрытий автомобильных дорог и усиления бетонных откосов;
• постройки оградительных конструкций для железнодорожных и транспортных магистралей;
• производства изделий из бетона, нуждающихся в преднапряженном армировании;
• строительства транспортных развязок, мостов, путепроводов и эстакад;
• сооружения бетонных конструкций в сейсмических зонах.

Пластиковые стержни не нуждаются в устройстве гидроизоляции независимо от выбора схемы армирования конструкций. Применение для армирования бетона арматуры из стеклопластика и использование полимерных стержней осуществляется на основании предварительно выполненных вычислений. Техникой расчета усиленного бетона для строительства владеют работники специализированных организаций.

5 ГОСТ 10884– как менялись маркировки?

Теперь о ГОСТ 10884 и изменениях в классификации и обозначении его изделий. Ныне действующий вариант этого стандарта (10884-94) принят в 1994 г. Он был введен в действие вместо предыдущей версии – 10884-81. В этот стандарт на протяжении всего срока его действия было внесено несколько изменений, которые, в том числе, коснулись классификации и маркировки арматуры. В таблице 3 для обоих стандартов приведены обозначения классов производимых по ним изделий, чьи механические свойства совпадают.

Таблица 3. Прежние и новые обозначения арматуры стандарта 10884

Как видно из обозначений, по стандарту 10884-81 производили не только свариваемую (с буквенным индексом C) и обладающую стойкостью к коррозионному растрескиванию (K) арматуру, но и класс CK. Эти изделия были с универсальными эксплуатационными характеристиками – одновременно и свариваемыми, и стойкими к коррозионному растрескиванию. В измененных с 01.06.91 г. обозначениях в скобках стали указывать класс прочности, выраженный в конкретном нормируемом ГОСТом значении предела текучести арматуры в МПа (Н/мм2). То есть, например, для изделий Aт-IV(Aт590) величина этой механической характеристики составляет 590 МПа (Н/мм2). В новых обозначениях стандарта 10884-94 класс прочности (предел текучести) указывают в Н/мм2.

Теперь о продукции, которую производили по ГОСТу от 1981 г., но исключили из заменившего его стандарта. Как известно, помимо указанных в таблице 3, по НТД 10884-94 производят еще арматуру классов Aт400C и Aт500C. В стандарте 10884-81 этих изделий не было. Вместо них была арматура класса Aт-IIIC, у которой величина одних механических свойств, как у производимой в настоящее время Aт400C, а других – равна значениям Aт500C. А именно. У Aт-III временное сопротивление наступлению разрыва составляет 590 Н/мм2 (почти такое же значение этой характеристики у Aт500 – 600 Н/мм2), а предел текучести равен 440 Н/мм2 (как у Aт400).

https://youtube.com/watch?v=QI7F6x54rUM

Особенности армирования различных типов фундаментов

В зависимости от расчетной нагрузки, рельефа и геологических особенностей местности, где будут производиться строительные работы, обустраиваются различные типы фундаментов. Наиболее распространенными являются следующие бетонные основания:

• ленточного типа;
• в виде монолитной плиты;
• на опорных сваях.

Фундамент ленточного типа применяется при возведении домов с подвалами, он хорошо выдерживает вес зданий, изготовленных из бетона и кирпича. Основная нагрузка на фундамент этого типа оказывается в продольном направлении, поэтому по горизонтали выполняются два пояса армирования. На вертикально расположенные прутья не оказывается серьезной нагрузки, поэтому они выполняют связующую и поддерживающую роль в решетке каркаса.

Плитный фундамент представляет собой сплошную бетонную плиту, расположенную под построенным зданием. Он обустраивается на неустойчивых почвах и может применяться при многоэтажном строительстве. Армирование такого основания выполняется в виде сетки.

Фундамент на опорных сваях применяется при строительстве каркасно-щитовых домов и одноэтажных, мало нагруженных объектов. Стоимость его обустройства меньше, чем у других типов фундаментов. Свайные опоры заглубляются в землю бурением. Здесь основная нагрузка приходится на вертикально расположенные армирующие прутья.

Лучшая арматура для ленточного фундамента

Для основания в виде бетонной ленты используются арматурные стержни класса А 300, А 400, А 800, А 1000. Класс арматуры определяется набором характеристик и технологии изготовления материала. Профиль поверхности этих прутьев представляет собой рифленую косичку. Благодаря этому, изделия прочно сцепляются с бетонным основанием. Они используются для выполнения продольной обвязки, при которой стержни укладываются вдоль направления бетонной ленты.

Создаются не менее двух горизонтально расположенных уровней армирования, на которые приходится основная нагрузка строительной конструкции. Чем выше масса возводимого здания, тем больше должно быть сечение арматуры. Наименьший диаметр силовых прутьев составляет 10 мм. Вертикально и поперечно расположенные стержни, которые не подвергаются большим нагрузкам, могут быть гладкими. В этом случае может быть использована марка арматуры более низкого класса. Вертикальные монтажные прутья имеют диаметр от 4 до 8 мм.

Арматурная решетка должна полностью находиться в массе бетонного основания, расстояние до его краев составляет не менее 5 см. Увеличивать это расстояние не нужно, так как при этом уменьшится общее поперечное сечение арматурной решетки и ее несущая способность. При этом решетка играет роль металлической балки, усиливающей противостояние бетонной ленты нагрузкам на изгиб.

Арматура в бетонной плите основания

Обустройство фундамента в виде сплошной бетонной плиты требует большого расхода строительных материалов, в том числе арматуры. Плитный фундамент способен выдерживать большие нагрузки, для него используется ребристая арматура диаметром от 10 до 16 мм. Прутья укладываются в горизонтальной плоскости, образуя решетку с ячейкой 200*200 мм.

При толщине плиты меньше 15 сантиметров применяется один пояс, если бетонное основание толще, выполняется не менее двух слоев армирования. Расходы на покупку арматуры для такого вида фундамента составляют около 20% от стоимости работ по его обустройству. Возведение плитного фундамента требует больших материальных затрат, но зато он очень надежен и обладает длительным сроком службы.

Армирование свайного фундамента

Свайный фундамент представляет собой заглубленные в землю опоры, заливаемые бетоном. В вертикальном направлении сваи армируются ребристыми прутьями, имеющими в диаметре десять миллиметров.

Горизонтально расположенные гладкие прутья диаметром 4 мм не испытывают нагрузки и используются как вязальный материал для образования единого каркаса. В зависимости от поперечного сечения сваи, применяется от двух до четырех вертикально расположенных прутьев, длина которых должна соответствовать длине столба, несколько превышая его.

Надеемся, что изложенная информация поможет Вам правильно определиться с выбором каркаса для фундамента. Далее следует видеоролик с полезной информацией о выборе арматуры.

Методы контроля

Для проверки прочностных характеристик применяются как разрушающие, так и неразрушающие методы контроля. В них входят ультразвуковое исследование, проверка с применением механических приборов, специального оборудования, расположенного в лаборатории на предприятии-изготовителе.

Контролируются следующие параметры:

• прочность на сжатие;

• морозоустойчивость;
• влагонепроницаемость;
• качество сварных швов;
• положение арматуры, усиленного каркаса;
• геометрические характеристики;
• допуски;
• качество наружной поверхности изделия;
• раскрытие усадочных зазоров;
• внешний вид;
• толщина защитного слоя, при его наличии.

Пластиковая или металлическая арматура для фундамента?

Основным отличительным параметром этого материала, считается его толщина сечения. В первом случае изделия выпускают диаметром от 4 до 25 мм, а во втором 6 до 35 мм. Именно этот критерий обеспечивает надежность и прочность любому сооружению.

Какую арматуру рекомендуется использовать при заливке фундамента? Здесь выбор подходящего материала напрямую зависит от типа нулевого основания. Например, для ленточного и винтового фундамента необходимо выбирать изделия с толщиной от 6 до 20 мм. Что же касается несущих стен и перегородочных конструкций, то здесь диаметр материала должен быть не менее 10 мм.

Особенности маркировки строительной арматуры

Арматурный прокат востребован во многих сферах, поэтому выпускается в обширном ассортименте. Каждый производитель обязан наносить на продукцию определенную маркировку, которая отражает физико-механические свойства и эксплуатационные качества изделий.

Для чего нужна арматура?

Бетон не зря считается одним из самых прочных и долговечных строительных материалов. Он прекрасно выдерживает нагрузку на сжатие, но слабо противостоит растягивающим или сдвигающим нагрузкам. Из-за этого конструкция может быстро потрескаться или разломиться.

Для улучшения качественных характеристик уже много лет используется железобетон. Это своеобразный сплав металла и искусственного камня. Сначала в опалубке формируется каркас из стальных стержней – арматуры. А затем уже заливается бетон. Получившееся сооружение обладает всем необходимым набором свойств: прочное, при этом достаточно пластичное, выдерживает почти все виды деформационных нагрузок, включая вибрацию, изгиб и тому подобное.

Описание строительной арматуры будет неполным, если мы не перечислим сферы использования стальных изделий. Это:

1. Строительство жилых мало- и многоэтажных домов (фундамент, монолитные стены, перекрытия), промышленных зданий, сложных сооружений специального назначения (причалы, гидроэлектростанции, метрополитен).

2. Возведение различных опорных и защитных конструкций (теплицы, опоры для трубопроводов, колонны).

3. Устройство стяжки, укрепление штукатурки.

4. Производство железобетонных изделий фасонного типа (кольца, трубы, плиты перекрытий, балки, фундаментные блоки).

5. Формирование дорожного полотна, тротуаров, аэродромных взлетных полос и др.

Читаем символы маркировки

Символьный код арматурного проката начинается с литеры:

• А – горячекатаная или холоднокатаная (термоупрочненная) продукция;
• В – холоднодеформированная;
• К – канаты.

Далее идет указание на класс арматуры в виде цифрового набора от А240 до А1000, что обозначает индекс текучести стали в МПа. Чем выше показатель, тем прочнее и надежнее изделия.

Выделяют следующие серии арматурного проката:

1. А240 или А1 – производится из стали марок Ст3СП, Ст3ПС, Ст3КП, классифицируется как монтажные пруты с гладким профилем диаметром от 4 до 40 мм.

2. А300 или А2 – изготавливается из металла серии СТ5СП(пс) или СТ18Г2С, относится к рабочим изделиям с рифленой поверхностью сечением 10-80 мм. В зависимости от диаметра производится в виде проволоки, свернутой бухтами либо стержнями длиной 6-12 м.

3. А400/А500 или А3– выпускается из стали марок 35ГС, 25Г2С, 32Г2Р. Это рабочая арматура периодического профиля сечением 6-40 мм. Производится также в серии «В» из металла методом холодного вытягивания. Это наиболее востребованная арматура для фундамента плитного, ленточного или свайного типа.

4. А600 или Ат4 – производится из низколегированной термоупрочненной (холоднокатаной) стали класса 80С, 20ХГ2Ц, предназначенного для сварных конструкций. Длина прутов классифицируется как мерная (пруты по 6, 9 и 11,7 м) или немерная (стержни и бухты до 12 м). Диаметр варьируется от 10 до 32 мм. Поверхность периодическая, серповидного типа.

5. А800 или Ат5 – изготавливается из металлического низколегированного сырья марки 23Х2Г2Т. Продукция выпускается в диаметре 6-40 мм и предназначена для формирования сварных каркасов в обычных и предварительно напряженных ЖБИ.

6. А1000 или А6 – из низколегированной стали классов 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р и 20Х2Г2СР. Отличительная черта – применение любого типа сварных работ без ограничений. Диаметр стержней варьируется от 6 до 32 мм.

Маркировка включает также указание на особые свойства продукции:

• К – коррозионная стойкость. Изделия подвергаются процессам цинкования, гальванизации и другим, в результате которых на поверхности образуется защитная пленка, предотвращающая окисление.
• С – соединение методом сварки.
• Т – термомеханически упрочненная сталь.

После основных параметров указывается диаметр. К примеру, маркировка А500С Ø12 расшифровывается как арматура горячекатаная с индексом текучести 500 Мпа и периодическим профилем, предназначена для сварных работ, диаметр изделия – 12 мм.

Для отдельных видов продукции ГОСТы требуют окрашивать концы прутов. Для разных классов применяются следующие цвета:

1. Для арматуры из низколегированной стали:

• А4 – красный;
• А5 – красный и зеленый;
• А6 – красный и синий.

2. Для проката из термоупрочненного металла:

• Ат3 – белый и синий;
• Ат4 – белый и желтый;
• Ат4К – зеленый;
• Ат5 – синий;
• Ат5СК – белый и зеленый;
• Ат5К – желтый и зеленый;
• Ат6 – желтый;
• Ат6К – зеленый и черный.

Арматура из мягкой стали

• Для предотвращения «скольжения» и улучшения механического сцепления между стальной арматурой и цементным бетоном около 1960 года были разработаны и представлены ребристые стержни из мягкой стали.
• Это горячекатаные прутки из низкоуглеродистой стали, но при прокатке стальных прутков на них образуются ребра. Эти рёбра увеличивают прочность соединения стержней.
• Ребристые стержни из мягкой стали не рекомендуются ни Индийским стандартным кодексом, ни даже Американским обществом испытаний и материалов (ASTM).
• На момент внедрения ребристых стержней из мягкой стали не было описано каких-либо конкретных рисунков ребер. Прокатные станы в разных странах применяли разные модели ребер.