Армирование элементов монолитных железобетонных зданий: виды арматуры для плитных, ленточных, свайных фундаментов, стен, перекрытий

Армировать кладку из газобетона первыми начали финны. Они приступили к строительству жилищ из газобетона, получаемого автоклавным методом, намного раньше, чем в России.
Поэтому Финляндия накопила большой практический опыт эксплуатации, таких домов.

Первоначально они их не армировали и применяли газоблоки для строительства домов до 5 этажей. В течении многолетнего периода эксплуатации была разработана и повсеместно внедрена технология армирования. Сегодня в стране невозможно найти газобетонный дом с трещинами на фасаде.

В настоящее время такие технологические решения стали применяться и в России. Они реализованы на законодательном уровне через ряд градостроительных нормативов, определяющих обязательность армирования кладки для домов из газобетонных блоков.

Месторасположения армопояса и технология процесса обозначаются в проекте. Как правило, основные зоны армирования определяются: на уровне перекрытий, над технологическими проемами для окон и дверей и при высоте стен более 3,0 м.

Нужно ли армировать стены из газобетонных блоков?

С целью защиты таких стен от возникновения трещин требуется грамотно подобрать плотность стройматериала, его класс прочности и места установки армированных поясов.
Прочность газобетонных стен на изгиб практически равна нулю. Даже незаметного смещения основания на 2 мм/м либо наклона фундамента 5 мм/м будет достаточно, чтобы по стенкам пошли трещины.

Кроме того, трещины на газобетонных стенах возникают в процессе усадки зданий из-за естественного высыхания газобетона и снижения его производственной влажности в размере 20-30% до нормативных 5%.

Нормативный процент усадки для различных типов газобетона при высыхании:

• автоклавный 0.1-0.3 мм/м;
• неавтоклавный — 1.3 мм/м.

Кроме того, трещины в стенке образуются при недостаточной глубине опирания потолочных перекрытий на стенку.

Несущие

Армирование таких стен металлическими или базальтовыми закладными помогает не допустить развитие деструктивных процессов в конструкциях дома.

Металлические компоненты способны оптимально нести растягивающие усилия, тем самым придавая пространственную жесткость стеновой конструкции и защищая от разрыва ее слабые зоны в местах технологических проемов.

Варианты укрепления несущих стен:

• армированием стеновой кладки стальными прутьями;
• монтирование армосеток из разнообразных материалов: сварные, стекловолоконные и композитные;
• формирование вертикального армопояса;
• жесткая фиксация зон примыкания стены и перегородки, с применением изогнутых арматурных деталей.

Перегородки

Технологически армирование перегородок из газобетона такое же, как у несущих стен. Различие наблюдается только в количестве полос армирования и размеров их сечения.

Как правило, применяется стальной прут Д 8 мм, который укладывается в специальные штробы, выполняемые по месту кладочного слоя штроборезом. Штробы зачищаются от пыли, смачиваются водой и заполняют клеящим раствором. После чего укладывают закладную арматуру по схеме и выравнивают плоскость блока. Арматуру на углах специально загибают.

Армирование монолитной плиты перекрытия

Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:

• сплошное;
• ребристое:
• по профлисту.

Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.

Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.

(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: «R-A-510923-1», renderTo: «yandex_rtb_R-A-510923-1», async: true }); }); t = d.getElementsByTagName(«script»)[0]; s = d.createElement(«script»); s.type = «text/javascript»; s.src = «//an.yandex.ru/system/context.js»; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, «yandexContextAsyncCallbacks»);

Еще одни вариант — изготовит сплошную плиту перекрытия. В этом случае армирование и технология похожи на процесс изготовления плитного фундамента. Основное отличие — класс используемого бетона. Для монолитного перекрытия он не может быть ниже В25.

Стоит рассмотреть несколько вариантов армирования.

Правила

Действующими нормативными документами предписано при строительстве объектов из газобетона выполнять армирование следующих зон:

• газоблоки, укладываемые на цоколь;
• технологические оконные и дверные проемы;
• примыкающие зоны перегородок и перекрытий, а также стропил;
• все четвёртые ряды газоблока, при длине стеновых конструкций более 6 м.

Газоблочные стены, как правило, усиливают:

• армирующими стержнями;
• сеткой;
• перфорированной лентой. Для того чтобы их правильно уложить в стенах, изготавливают 2 штробы 25х25 мм так, чтобы от них до краев было не менее 6 см, а по углам каналы округляют.

Далее штробы:

1. чистят от остатков материала и пыли;
2. сбрызгивают водой и заполняют клеем;
3. далее в них монтируют арматуру;
4. сваривают ее на стыках;
5. скручивают проволокой либо, выполняют внахлест 20-30 см;
6. шпателем выравнивают поверхность после чего возобновляют кладку газоблоков.

Если усиление газобетонных стен производят стеклопластиковым армирующим материалом либо стальной сеткой их фиксируют монтажным клеем не ближе чем 6 см от границы стены, в то же время выступ с внутри поверхности не должен превышать 3 мм. Сетку закрывают слоем клея, на который будет монтироваться другой ряд.

Для того чтобы соединить газоблочные стены на стыках, применяют анкерные закладные Т-образного типа, стальные скобы или полосы, которые укладывают через 3 ряда блоков в горизонтальных швах.

Порядок укладки стержней

Вместо сетки может использоваться проволока, укладываемая зигзагом. Проволока должна располагаться в соседних рядах, причем по отношению друг к другу, они должны располагаться перпендикулярно.

Арматура должна выступать из кладки не меньше, чем на 5 миллиметров, можно оставлять выступ больше, ведь выступающая проволока, в дальнейшем, может использоваться для закрепления слоев отделки, например, штукатурки. По выступающим из рядов сеткам можно контролировать везде ли уложена сетка.

Армирующая проволока укладывается на слой раствора, не менее 2 миллиметров и сверху и снизу. Такой прием, необходим для защиты арматуры от коррозии в период эксплуатации, а значит, что стены будут прочными и надежными на протяжении всего срока эксплуатации.

Материалы для изготовления арматурной сетки:

• Арматурная проволока (необходимой толщины).
• Вязальная проволока.
• Крючок для вязания арматуры.

Выполняется все очень просто. Для начала нужно отмерить длину поперечных и продольных стержней арматурного каркаса. Длина поперечных стержней должна быть немного больше, чем толщина кирпичной кладки. Потом нужно нарезать стержни по отмеренной длине. Затем остается только связать прутики между собой, это просто сделать при помощи специального вязального крючка.

Какие материалы используют?

Классика армирования газобетонных стеновых конструкций — это установка стальных стержней с гладкой или профилированной поверхностью. Российский строительный рынок предлагает новые более эффективные армирующие материалы:

1. Вязальная стальная проволока «Казачка», выпускается в виде коротких кусков и технологическими кольцами. Применение такой модификации бережет время на нарезку стержней.

2. Композитная сетка относится к инновационному стройматериалу. По структуре она напоминает стальную армосетку, только выпускается на базе стекловолоконных либо базальтовых нитей.При весе в 6 раз меньшим традиционной сетки она превосходит ее, по прочности в два раза. Она экологически безопасная и имеет повышенную стойкость к воздействию агрессивных элементов, не является токопроводной и не имеет магнитных свойств.
   Очень важным ее преимуществом является низкая теплопроводность, в связи с чем она не способна создавать «мостики холода». Материал не коррозионно-активным, может успешно эксплуатироваться на протяжении более 100 лет.

3. Стальная перфолента для монтажа выполняется из полосы с выбитыми отверстиями на поверхности.Для газобетонных стен такую полосу применяют с толщиной не менее 1мм и шириной 16 мм. Ее главное преимущество — простота монтажа, поскольку штробить поверхность не надо, фиксация происходит на саморезы. Минус — лента не работает с монтажной пеной, только на клеевом растворе.
   Читайте также:  Частный дом 60 кв. м. — актуальные проекты. Варианты планировки, зонирования и создания дизайна (120 фото)
4. Стеклопластиковая арматура в виде шнура, обмотанного по спирали нитью из аналогичного материала, чтобы обеспечить надежное сцепление с кладочным раствором.В процессе монтажа стеклопластиковая арматура соединяется между собой особенными гильзами, образуя эффективный армопояс с низкой теплопроводностью, незначительным весом и длительным сроком работы.
   Применение такого типа армирующего материала снижает транспортные накладные по доставке материала к строительной площадке. К минусу можно отнести тот факт, что ее не рекомендуют применять в сейсмически активных районах.

Виды арматуры

Если отбросить экзотику вроде бамбуковых стеблей, применяющуюся преимущественно в малоэтажном строительстве в странах Азии, в сухом остатке мы получим всего два материала.

Сталь

В абсолютном большинстве случаев применяется именно она. Исключительная механическая прочность сочетается с относительно дешевизной. Для армирования используются жесткие элементы (швеллеры, двутавровые балки, уголки, гладкие и рифленые стержни) и сетки — вязаные и сварные.

Композит

Если быть точными, это не один материал, а целая их группа. Стеклянные, углеродные или базальтовые волокна заливаются полимером — термопластичным (размягчающимся при нагреве) или термореактивным (эта группа полимеров химически преобразуется при однократном нагреве и в дальнейшем остается стабильной при повторном достижении той же температуры). Ключевые особенности композитной арматуры — небольшой вес и коррозионная стойкость.

Полезно: в широкой продаже можно встретить композитную арматуру лишь одного типа — стержневую.

Стержни из полимерного композита на основе стекловолокна.

Какие типы арматуры используются в малоэтажном строительстве?

В абсолютном большинстве случаев это рифленые стальные стержни. Их цена делает сталь более чем конкурентоспособной на фоне композитных материалов; рифление обеспечивает хорошее сцепление с бетоном, а толщина (обычно 12-16 мм) — отличную прочность на разрыв. Нагрузки на сжатие воспринимает сам бетон.

Несколько реже применяется гладкая арматура и сетки.

Как и чем осуществить армировку кладки?

При выполнении армирования очень важно не увеличивать толщину шва. Для этого арматурные стержни из металла или стекловолокна укладывают в подготовленные канавки или штробы. Их получают специализированным инструментом — штроборезом, ручными или электрическими. Размер борозд должен превышать сечение прутков, для того чтобы они могли полностью помещаться внутри блока.

Для армирования первого ряда газоблоков перед выполнением штроб отступают по краям по 60 мм. Выполненные штробы тщательно очищают от крошки и пыли и заливают на 2/3 сечения кладочным клеем, который должен не только надежно зафиксировать арматуру, но защитить сталь от коррозионных процессов.

Соединяют участки арматурных стержней внахлест до 0,3 м. После чего на1-й ряд наносят раствор зубчатым шпателем и приступают к кладке 2-го ряда.

Вертикальный способ

Вертикальное армирование газобетонных стеновых конструкций выполняется в виде вертикальной связи основания дома с вышерасположенным монолитным армопоясом. Арматуру вводят в наружную штробу, треугольного или прямоугольного сечения, или во внутристенные каналы, которые заполняют бетонным раствором. Такое армирование осуществляют по проекту.

Наиболее частые случаи применения вертикального способа армирования стен из газоблоков:

1. Для стен, которые могут подвергаться боковым нагрузкам, к примеру, зданий, расположенных на крутых склонах, с мощной ветровой нагрузкой ив сейсмически активных районах. При этом самыми наилучшими характеристиками сейсмостойкости располагают стены, которым выполнено одновременно и горизонтальное, и вертикальное армирование.
2. При возведении стен из газобетона с небольшой плотностью и теплопроводностью.
3. Для организации компенсации большой сконцентрированной нагрузки на длинных пролетах, к примеру, двутавровой балки.
4. Для укрепления кладки угловых сопряжений.
5. Для усиления технологических стеновых проемов и малогабаритных простенков.

Арматуру при таком варианте усиления, фиксируют в основании дома и верхнем армопоясе стены из газобетона. Как правило, анкера для этого закладывают при заливке фундамента из Г-образных деталей.

Величина их заглубления в фундамент принимается не менее 150 мм, а длина повернутой под 90 градусов части — 200 мм. Нахлест вертикальной арматуры установлен в соотношении 40Д от его диаметра.

Армопояс

С целью усиления конструкции газобетонных стен в местах примыкания перекрытий или кровли устанавливают армопояс. Он может быть монолитный из армированного бетона или кирпичный.

Армопояс изготавливается в форме железобетонной ленты, в опалубке либо U-блоках из стали А3 с Д=12 мм и 2-х рядным размещением арматуры, при этом шаг поперечных элементов допускается до 300 мм, а сечение стержней 10 мм.

Каркас размещают в опалубке и заполняют бетонным раствором М300. Для создания теплозащиты по наружной стене устанавливают теплоизоляционный материал толщиной не менее 50 мм.

Кирпичный армопояс не требует установки опалубки, а стержни или сетка укладываются непосредственно на кирпич, при этом толщина сетки должна быть свыше 5 мм. В основном, кирпичный армопояс производят высотой от 4-х до 7-ми рядов.

Армирование производится в каждом горизонтальном ряду железной сеткой 40х40, и 50х50 м. Кладка осуществляется аналогично обычным кирпичным стенкам: с тычковой перевязкой каждого 3-го ряда и со смещением кладочных швов в одну треть по длине.

Детально о всех тонкостях армопояса на стены из газоблока читайте в этой статье.

Сеткой

Технология монтажа сетки включает создание компактных углублений в поверхности блоков для ее закрепления. Габариты штробы зависят от размеров ячеек, чем они больше, тем в меньше нужно канавок.

Располагают сетку в изготовленных штробах и закрывают бетонным раствором, выравнивая поверхность блоков. В отдельных вариантах, в случае, когда допускает шовная разметка, штробы прорезают, в том числе и между блоками.

О видах сетки и через сколько рядов ее следует использовать читайте здесь.

Арматурой

Наиболее распространенные арматурные стальные стержни А3 с Д= 6/10 мм. Их размещают в параллельные штробы глубиной 25 мм. От краёв газоблоков отступают 60 мм. Тем самым будет создан защитный слой металла арматуры от внешних коррозионных процессов.

После укладки арматуру в стеновых углах загибают и соединяют концы внахлест. Штробы заполняют клеем на 2/3 по сечению. Затем в пазы вдавливают арматуру и удаляют излишки клеевого раствора. Последующий ряд блоков укладывают по ровную гладкую площадку.

Как заливать армопояс по газобетону

Ширина армопояса обусловлена толщиной стены, на обрезе которой заливается монолит. Однако ширина самой железобетонной балки может быть уменьшена за счёт толщины стенок недемонтируемой опалубки или утеплителя, устанавливаемого с внешней стороны. Кстати, прямоугольное сечение, когда балка установлена на ребро, работает на сжатие и изгиб гораздо лучше.

Высота пояса может варьироваться в зависимости от предполагаемых нагрузок, но в случае использования в качестве неснимаемой опалубки лотковых или перегородочных блоков, ориентироваться нужно на их высоту. Вариантов тут всего два: 200 или 250 мм.

Для устройства сейсмопоясов используется бетон класса В15. Если в его основе портландцемент М400, то на 1 его часть при изготовлении добавляется 4,8 частей мелкого щебня и 2,7 части кварцевого песка. При повышении марки цемента увеличивается и доля наполнителя в бетоне.

Проще всего производить заливку пояса по недемонтируемой опалубке из газобетонных блоков. Пусть сами блоки обходятся дороже щитов из доски, но благодаря им расход бетона значительно сокращается. Плотность блоков, устанавливаемых в качестве опалубки, не менее 500 кг/м³ – то есть, их марка будет D500.

Рассчитать нужное количество бетона и арматуры можно с помощью онлайн-калькулятора. Например, в качестве опалубки вы использовали U-блоки размером 600*375*200 мм. Ширина выемки у них 0,2 м, высота 0,15 м — вот это и будет сечение вашего армопояса. Перемножаем эти цифры, на общий периметр стен, по обрезу которых будет проходить монолитная балка. Например: 0,2м*0,15м*45м = 1,35 м³.

Это легко посчитать и вручную. Но калькулятор выдаёт нам сразу и необходимое количество ингредиентов, требуемое на изготовление именно этого объёма бетона: цемента М400 – 326 кг, песка 909 кг, гравия 1558 кг, воды – 224,1 л.

Рассчитать арматуру можно так же, как и для ленточного фундамента, учитывая, что продольные стержни должны иметь диаметр 12 мм, а хомуты – 8 мм.

Расценки на армопояс по газобетону

Расценки на бетонные работы в регионах варьируются, но в среднем стоимость на апрель 2021 года начинается 1000 рублей за 1 м. п. В эту цену входят такие этапы:

• Изготовление и установка опалубки.
• Устройство каркаса.
• Приготовление бетона.
• Стоимость аренды бетононасоса.
• Подача и укладка бетона.
• Демонтаж опалубки (если она съёмная).

Подготовка компонентов

После того, как была подготовлена поверхность, настает очередь компонентов. Углеродное волокно привозится с завода в виде скрученной трубы. Перед началом выбирается отдельное место, где будет раскатываться материал, после этого зона застилается полиэтиленовой пленкой. Материал нарезается на куски необходимо размера. Для того чтобы сцепить материал и поверхность используются двухкомпонентные клеящие составы. Приобрести все необходимые ингредиенты можно в строительном магазине.

В обязательном порядке проверяют следующие параметры:

• ровность поверхности;
• прочность материала;
• температуру поверхности;
• отсутствие грязи и пыли;
• влажность;
• целостность материала.

Вертикальный монтаж

Вертикальный монтаж арматуры заключается в том, что фундамент дома соединяется с межэтажным или кровельным армированным поясом. Процесс производится при помощи арматурных стержней, которые располагаются в штробах, залитых бетоном. Это можно делать только в пределах одного этажа или же протянуть на всю высоту сооружения. Технология позволяет всю нагрузку передать на каркас. В этом случае стена будет выполнять только теплоизоляционную роль. Вертикальное армирование следует выполнять в таких случаях:

1. Когда существует большой риск предельных нагрузок (например, на участках с высокой сейсмической активностью).
2. При необходимости увеличения показателей прочностных характеристик. Благодаря армированию можно применять более дешёвый строительный материал для кладки.
3. Если стена имеет большие проёмы.

Вертикальное армирование предполагает использование арматуры, диаметр которой больше 14 мм. Стеклопластиковые изделия здесь применять нельзя.

В стандартных условиях берут только один прут, но если здание находится на территории с высокой сейсмической активностью, то для усиления могут применяться и четыре стержня. Вертикальное расположение предполагает, что металлический элемент будет забетонирован в фундамент и монолитный армопояс.

Для такой технологии необходимо соблюдать правильные расстояния. Промежуток между концом стены и первым элементом должен составлять 200 мм. Максимальное расстояние от проёмов — 600 мм. Шаг между поясами нельзя делать больше 3000 мм.

Приготовление компонентов

Углеродные материалы продаются смотанными и упакованными в специальный защитный полиэтилен. Не допускается попадание пыли, которой после шлифования бетона будет достаточно, иначе углеродное волокно не будет приклеиваться с помощью строительного клея на основе смолы, т.е. получится производственный брак. Поэтому, заготовительную зону следует застелить плотным полиэтиленом и уже по нему отматывать требуемую длину углеродного материала. Обрезка углеродных лент и сеток может осуществляться обычным ножом, или ножницами по металлу, а углеродных ламелей – угол–шлифовальной машинкой с отрезным кругом по металлу.

Адгезивы, могут быть, как правило, двухкомпонентные – т.е. необходимо объединить два материала в определенных количествах. Необходимо точно прислушиваться к инструкции производителя и при смешивании элементов использовать специальные весы, или мерную колбу. Объединение элементов заключается в постепенном добавлении одного компонента в другой при непрерывном перемешивании дрелью на низких оборотах. Ошибки дозирования, или неправильное добавление одного элемента в другой, могут привести к кипению клея. В последнее время, примерно несколько лет, большинство специалистов присылают адгезив в комплектах – т.е. в двух емкостях с уже дозированными объемами компонентов. Таким образом, появилась возможность просто смешать содержимое одной емкости в другую (для этого емкость присылается только на половину наполненной (полупустым)) и получить готовый адгезивный состав.

Строительный адгезивы (для углеродного волокна) поставляются в мешках и затворяются водой согласно инструкции, как любой ремонтный материал. Помните , что связующее имеет ограниченный срок жизни – порядка 35–45 минут и он резко сокращается при повышении температуры выше 22С, поэтому объем приготовляемого адгезива не должен превышать физических возможностей его выработки.

Балки

Балкой (ребром, прогоном) называется линейный, как правило, изгибаемый элемент, применяемый в конструкциях зданий и сооружений отдельно или в составе перекрытий, подпорных стен, фундаментов и других конструкций. Балки могут опираться свободно или с защемлением на две или несколько опор. В связи с этим, по числу пролетов и характеру опирания, различают балки:

• однопролетные, свободно лежащие;
• однопролетные, защемленные на одной или на обеих опорах;
• многопролетные неразрезные;
• консольные.

По формам поперечного сечения балки, как правило, могут быть прямоугольные, тавровые (с полкой сверху или снизу) и двутавровые. Рекомендуется монолитные балки конструировать прямоугольного поперечного сечения, а сборные – таврового или двутаврового.

Минимальная толщина защитного слоя бетона для арматуры балок, находящихся в обычных условиях эксплуатации (отсутствие агрессивных воздействий), должна удовлетворять требованиям пп. 3.3, 3.4, 3.5 и 3.6.

Концы продольных рабочих стержней арматуры, не привариваемых к анкерующим деталям, должны отстоять от торца балки на расстоянии не менее:

• 10 мм – для сборных балок длиной до 9 м включительно;
• 15 мм – для монолитных балок длиной до 6 м включительно, при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно;
• 20 мм – для монолитных балок длиной более 6 м, при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно.

Армирование опор главных балок монолитных перекрытий сварной арматурой рекомендуется выполнять специальными вертикальными сетками.