Защитный слой бетона для арматуры – какой толщины он должен быть?

При любых работах с бетоном стоит уделить особое внимание расчёту арматуры. Нехватка арматуры снижает прочность всей конструкции, а её перерасход влечет за собой лишнюю трату денег. В этой статье мы подробно рассмотрим вопрос сколько надо арматуры на куб бетона.

Какие функции выполняет

Защитное покрытие для металлической арматуры, находящейся в элементе, необходимо для обеспечения ряда функций:

  1. Совместная работа арматуры с бетоном.
  2. Формируются арматурные стыки.
  3. Выполняются анкеры в бетонной смеси.
  4. Выполняется уменьшение влияния внешних факторов, в их числе от развития образования ржавчины.
  5. Увеличивается процент огнеупорности конструкции.

Защитный слой арматуры даже в сложных эксплуатационных условиях достаточно эффективен: при повышенном температурно-влажностном режиме, воздействий химических реактивов и предотвращения влияния влаги от таяния снегового покрова.

Общие сведения

Расчет фундаментной арматуры

Для процесса армирования применяют гладкий и рифленый стальной прокат класса А500 или А400 – для рабочих стержней, А240 для элементов конструкции. Расчет требуется произвести по нормативам СНиП 52-01-2003 и актуализированным правилам СП с учетом всех типов нагрузок, которые воздействуют на фундамент, а также виды оснований. Армирование производят плоскими или пространственными каркасами из поперечных, продольных и даже соединительных стержней.  Вторые могут воспринимать нагрузку на растяжение по верхней поверхности, а также по подошве, вторые распределяют ее между вертикальными и горизонтальными элементами. Для устойчивости при изготовлении и установке применяют связки конструкции.

Основы расчетов для ленточного основания

Самым популярным видом основания в индивидуальном строительстве является монолитный ленточный. Он несложный в выстраивании, достаточно прочный и имеет необходимую степень жесткости. Его обустраивают в виде мелкоуглубленной или даже заглубленной конструкции. Особое значение для арматурного расчета на фундамент имеет глубина закладывания, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения фундамента.

Как определить глубину закладывания

Подошвенную отметку выбирают в зависимости от типа грунта:

  1. При пылеватых, глинистых и мелкопесчаных грунтах фундамент требуется опирать на непромерзающий слой ниже, чем уровень грунтовых вод.
  2. При слабопучинистых и непучинистых грунтах подошвенная отметка не должна быть ниже, чем 50 см от верха имеющегося земельного уровня.
  3. Если есть подвал, то ленточное основание требуется углубить на 50 см ниже уровня пола, а столбчатое на 1.5 метра.

Разновидность грунта, положение УГВ и наличие слабых линз плывунов определяют посредством бурения или выкапывания шурфов. Глубина промерзания земли в разных регионах указана по СНиПу «Строительная климатология».

Сбор нагрузок

На данном этапе расчетов требуется просуммировать все разные нагрузки, действующие на основание:

  • Нормативную нагрузку от снега.
  • Воздействие от людей, предметов мебели, сантехнического оборудования, перегородок, которые есть внутри здания.
  • Вес стен, крыши, плит перекрытия, пола и отделочных материалов.
  • Собственный вес.

Вся информация будет содержаться в таблицах от СНиП «Нагрузки и воздействия». Общую величину распределяют на погонные метры в ленточном основании, на число опор – в свайных или даже столбчатых.

Ширина подошвы

Рассчитать арматуру на фундамент очень важно. Ширина подошвы является величиной, которая помогает производить расчет арматуры на ленточное основание. При массивных кирпичных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых благодаря огромной площади опоры уменьшают грунтовое давление. Более легкие пенобетонные и каркасные строение выстраивают на основаниях с сечением прямоугольного типа. При расчете подошвенного размера требуется учесть предельное давление на землю и нагрузку от строения на несущие типы участков балок фундамента. В малоэтажном строительстве обычно применяют конструкции с шириной от 0.2 до 0.4 метров.

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

  • водонасыщенность;
  • несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

  • бурение скважин;
  • лабораторные исследования;
  • разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

  • шурфы;
  • скважины.

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Читайте также:  Испытание фундаментных свай путем их пробной забивки

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Важно! При проведении мероприятий необходимо выбирать несколько точек для изучения. Они должны располагаться под пятном застройки. Это позволит наиболее тщательно изучить тип почвы.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

Тип исследуемого грунта Оптимальное удельное давление на грунт, кг/см2
Песок пылеватый и мелкий 0,35
Песок средней крупности 0,25
Супесь* 0,50
Суглинок 0,35
Пластичная глина 0,25
Твердая глина* 0,50

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

Защитный слой бетона для арматуры – какой толщины он должен быть?

Для увеличения прочности конструкций из бетона применяется армирование их металлом. Совместное применение увеличивает возможность держать очень большие нагрузки. Слой защиты бетона для арматуры фиксирует ее и обеспечивает совместное взаимное действие между ними. Он оберегает от ржавчины, перегрева, лишней влаги. Его размер отвечает расстоянию от внешних сторон изделия до металла.

Соблюдение правильной технологии позволяет построить сооружение, способное служить очень долго, противодействовать нагрузкам, воздействующим на него. На сам фундамент работают подземные и внешние силы. Влага верхних пластов почвы замерзает, становится шире и словно выталкивает конструкцию из земли. Рабочие называют такое явление морозным пучением.

Стены и кровля строений создают собственную нагрузку, которая иногда становится больше после снегопадов. Бетон имеет конкретную надёжность, однако он непрочный. Условия климата, холод, солнце, разные нагрузки вызывают его сжатие и растяжение, причем неоднородное в различных местах, отчего он деформируется. Возникают трещины, уменьшающие его крепость и которые приводят к разрушению.

В качестве компенсатора влияния внешней среды применяется арматура – металлические пруты разного сечения с ребристой поверхностью, которая обеспечивает лучшее сцепление с раствором. Из них собирают каркас, принимающий на себя нагрузки. Он заливают при помощи бетона, который фиксирует его и в то же время оберегает.

ТОЛЩИНА ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА ДЛЯ АРМАТУРЫ

Резко выделяющиеся по собственным особенностям материалы взаимодействуют благодаря самым важным факторам:

  • прочное сцепление между ними, отчего они принимают нагрузку вместе;
  • практически аналогичный показатель теплового расширения, обеспечивающий монолитность;
  • раствор не оказывает разрушающего влияния на металл, а предохраняет его.

Для самой большой эффективности конструкций актуальны два смежных фактора: диаметр арматурных прутьев и толщина слоя для защиты из бетона.

Такой слой с каждой стороны арматуры вырабатывается в первую очередь, и на его величину действует ряд требований:

  1. 1. Диаметр стержней арматуры. Чем он выше, тем толще делается прослойка.
  2. 2. Внешняя среда. К примеру, заболоченные почвы владеют эффектом капиллярного подсоса в середине бетона, благодаря этому слой выполняется самым большим.
  3. 3. Тип основания. Его исполняют нормальной глубины или незаглубленным, с подушкой либо же без нее.
  4. 4. Вид арматуры. Она может быть продольной или поперечной.

Заливка арматурного пояса – как достигнуть необходимой толщины

Для фундамента требуется канава, которую роем в земле по запланированным габаритам, добиваясь вертикальности стенок.

Дальше в первую очередь устанавливаем опалубку из материалов которые всегда под рукой: досок, фанеры, плоского асбестоцементного волнистого кровельного листа.

Она обеспечит расстояние которое потребуется от арматуры до внешних стенок конструкции. Отмечаем ее с наружной стороны землей, а с внутренней – распорками.

Заливку начинаем с приготовления подошвы. Сыпем на днище канавы 5 см кирпича битого или щебня и заливаем раствор. Для хорошего проникновения во все щели делаем его достаточно жидким. После высыхания раствора выставляем подпорки под каркас из арматуры, как было рассказано выше. Добиваемся, чтобы расстояние между металлом и стенками по всей длине ЖБИ изделий было одинаковым.

Готовим раствор из сеяного карьерного песка, щебня и цемента. Добавляем понемножку воды и тщательно вымешиваем. Добиваемся гомогенного цвета и структуры приготовленного бетона. Нужная плотность определяется так: переворачиваем раствор лопатой и смотрим, как он сползает с нее. Если общей массой, не разделяясь на куски – консистенция подходящая.

Начинаем послойно вдоль периметра заполнять опалубку, придерживаясь толщины примерно 20 см. Выливать весь бетон сразу не нужно: в фундаменте появляются пустоты, заполненные воздухом, что негативно проявляется на прочности. Более того в некоторых местах у стенок раствор бетона может не покрывать металл, и он остается оголенным.

Арматурная сетка в два слоя, под монолитную плиту

В первый слой опускаем отрезок арматуры, проходим так по периметру. После используем строительный вибратор, если он отсутствует – ручную трамбовку. После уплотнения первого пласта, дождавшись, когда он станет ровным, заливаем второй.

Снова протыкаем арматурой, удаляя воздух, утрамбовываем. Так повторяем пласт за пластом, пока не дойдем до верха. Финишный слой ровняется по опалубке, которая выставлена над верхними стержнями на высоте, равной толщине защитного пояса.

Для создания одинакового слоя для защиты главное правильно выставить армокаркас на одинаковом расстоянии от стенок и в горизонтальном положении. Бетон следует одинаково и правильно разделить по всему объему. При подобных условиях выйдет конструкция, действующая как одно целое под нагрузками, с хорошей защитой металла от коррозийного разрушения и воздействий извне.

Читайте также:  Варианты монтажа фундаментов из блоков ФБС

Как правильно связывать арматуру для фундамента

Процесс изготовления армокаркаса для монолитного фундамента достаточно простой. Очень важным моментом в таком процессе является скрепление прутьев арматуры между собой. Это происходит следующим образом:

  1. Изначально нарезается стальная проволока на отрезки, равные в длину 20 см.
  2. После этого прутья арматуры раскладываются по периметру всей конструкции.
  3. Далее проводится установка прутьев вдоль опалубки в вертикальном положении.
  4. Крепление арматуры начинается со связывания в нижней части вертикально стоящих прутьев с горизонтальными. Сначала это делают, используя нить. Расстояние, которое должно соблюдаться при расположении фиксации – 5-7 см относительно грунта или песчаной подушки.
  5. После того, как было проведено крепление всех прутьев, следует приступать к окончательной фиксации этих мест. Для этого используют проволоку и крюк. Накручивают проволоку не слишком плотно, в виде восьмерки. Крепление нужно провести таким образом, чтобы не было лишнего трения, но одновременно с этим, сетка оставалась прочной.
  6. Процесс финишного крепления можно проводить поочередно, либо по всей конструкции сразу.

Количество арматуры для укрепления фундамента

Для того чтобы определить количество арматуры, которое необходимо для укрепления бетона, требуется учесть следующие данные:

  • тип фундамента, который может быть столбчатым, плитным или ленточным;
  • площадь фундамента (в м2) и его высота;
  • диаметр арматурных прутков, а также их тип;
  • тип грунта, на котором возводится строение;
  • общий вес строительной конструкции.

Принцип армирования ленточного фундамента

Для армирования фундаментов плитного и ленточного типов преимущественно применяются изделия с ребристым профилем класса A-III и размерами поперечного сечения не меньше 10 мм. В качестве элементов для соединения каркасных решеток допускается использование арматуры гладкого типа и меньшего сечения. Бетон монолитного фундамента для тяжелых строений армируется прутками большего сечения – 14–16 мм.

Арматурный каркас состоит из нижнего и верхнего поясов, в каждом из которых прутки укладываются таким образом, чтобы размер формируемых ячеек составлял приблизительно 20 см. Пояса соединяются между собой вертикальными прутьями, которые фиксируются при помощи вязальной проволоки. Высота и площадь фундамента позволит вам определить, сколько метров арматуры вам потребуется для укрепления бетона. Зная расход арматуры на 1 м3 вашей ЖБК, вы сможете подобрать размер поперечного сечения прутков, который будет зависеть от толщины фундамента.

Схема раскладки арматуры ленточного фундамента

После того как вы определите, сколько арматуры вам будет нужно, вы должны распределить конструкцию из нее таким образом, чтобы на 1 м3 бетона приходилось требуемое количество массы металла. Создавая арматурный каркас, следует обращать внимание на то, чтобы все его элементы были покрыты слоем бетона толщиной не меньше 50 мм.

Определить, сколько нужно арматуры для укрепления ленточного фундамента, несколько проще, чем для более массивных конструкций из бетона. В этом случае также следует придерживаться норм, оговоренных в ФЕР – 81 кг металла на 1 м3 раствора бетона. Ориентироваться следует на размеры вашего ленточного фундамента. Например, если его ширина не превышает 40 см, то на формирование одного армирующего пояса можно пустить два прута с поперечным сечением 10–12 мм. Соответственно, если ширина больше, то и количество арматурных прутков в ряду следует увеличить.

Расчетные площади пеперечного сечения в зависимости от количества стержней

Для фундаментов, глубина которых не превышает 60 см, арматурный каркас создают из двух уровней. Если глубина больше, то количество уровней каркаса рассчитывают так, чтобы они располагались на расстоянии 40 см друг от друга. Для соединения армирующих поясов между собой, как уже говорилось выше, используются вертикальные перемычки, которые монтируют по всей длине каркаса, располагая их с шагом 40–50 см.

Способы армирования углов

Составив несложный чертеж вашего будущего армирующего каркаса и проставив на нем все размеры, вы сможете легко рассчитать, сколько всего метров прутков определенного диаметра вам будет нужно. Вычислив общую длину прутков, вам нужно будет разделить ее на стандартную длину арматуры (5 или 6), и вы узнаете, сколько таких прутков надо приобрести.

Если вы собираетесь заливать ленточный фундамент для легкого строения, а почва на вашем участке крепкая, то для укрепления бетона можно использовать арматуру сечением и до 10 мм, создавая из нее каркас по описанной выше методике.

Правила железобетонных материалов

С целью полного соответствия конструкции установленным требованиям, стальные и бетонные материалы должны тесно взаимодействовать между собой. Этот процесс происходит в ходе их адгезии, вследствие чего бетонная смесь затвердевает. В случае слабого сцепления происходит скольжение арматуры в бетоне, и как результат, конструкция рушится.

С целью повышения адгезионных свойств, поверхность прутьев оборудуется специальными выступами. Данная процедура происходит либо во время проката, либо в ходе сплющивания двух стержней перпендикулярно по отношению друг к другу с применением специального оборудования.

Кроме того, на концах арматурных стержней оборудуются крюки для еще большего сцепления. Металлические сетки и каркасы имеют более надежное сцепление с бетоном благодаря неподвижности отдельных стержней.

Перед использованием должна быть проведена полная очистка арматуры от загрязнений и ржавчины, поскольку они препятствуют адгезии.

Читайте также:  Глубина заложения фундамента: аудит значимости влияющих факторов

Пример взаимодействия арматуры и бетона. Обязательным условием для предотвращения появления ржавчины является создание плотного и толстого бетонного слоя вокруг каждого за прутьев. Бетон, который расположен между сеткой и поверхностью строения, работает в качестве защиты не только от арматурного ржавления, но и обеспечивает ее огнеупорность. Данное свойство возможно в случаях применения плотного бетона, который не пропускает воздух.

В случае несоблюдения нужной толщины слоя защитного бетона возможна потеря огнеупорности материалов и появления ржавчины на армирующей сетке. В свою очередь, слишком толстый защитный слой приведет к снижению прочности строения вследствие смещения арматуры.

Следует отметить, что железобетон не теряет свои качества в случае перепадов температуры. Бетон и арматура обладают почти одинаковым температурным коэффициентом расширения, что позволяет им одновременно удлиняться или укорачиваться при повышении или понижении температуры соответственно.

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

В процессе длительной эксплуатации строительные конструкции подвергаются воздействию сжимающих и изгибающих нагрузок, а также крутящих моментов. Для усиления выносливости железобетона и расширения сферы его использования выполняется усиление бетона арматурой. В зависимости от массы каркаса, диаметра прутков в поперечном сечении и пропорции бетона изменяется коэффициент армирования железобетонных конструкций.

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

Для того, чтобы армирование выполняло свое назначение, необходимо расчитать усиление бетона, соответствующий минимальному проценту

Процент армирования колонны, балки, фундаментной основы или капитальных стен определяется следующим образом:

  • масса металлического каркаса делится на вес бетонного монолита;
  • полученное в результате деления значение умножается на 100.

Коэффициент армирования бетона – важный показатель, применяемый при выполнении различных видов прочностных расчетов. Удельный вес арматуры изменяется:

  • при увеличении слоя бетона показатель армирования снижается;
  • при использовании арматуры большого диаметра коэффициент возрастает.

Для определения армирующего показателя на подготовительном этапе выполняются прочностные расчеты, разрабатывается документация и делается чертеж армирования. При этом учитывается толщина бетонного массива, конструкция металлического каркаса и размер сечения прутков. Данная площадь определяет нагрузочную способность силовой решетки. При увеличении сортамента арматуры возрастает степень армирования и, соответственно, прочность бетонных конструкций. Целесообразно отдать предпочтение стержням диаметром 12–14 мм, обладающим повышенным запасом прочности.

Показатель армирования имеет предельные значения:

  • минимальное, составляющее 0,05%. При удельном весе арматуры ниже указанного значения эксплуатация бетонных конструкций не допускается;
  • максимальное, равное 5%. Превышение указанного показателя ведет к ухудшению эксплуатационных показателей железобетонного массива.

Соблюдение требований строительных норм и стандартов по степени армирования гарантирует надежность конструкций из железобетона. Остановимся более детально на предельной величине армирующего процента.

Чтобы гарантировать надежность конструкций из железобетона, необходимо соблюдать требования строительных норм

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте — рекомендуемая толщина раствора

Под данным понятием подразумевается слой бетонной массы, толщиной своей соответствующий промежутку от края армокаркаса до монолитного края. Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте определен нормативной документацией и предназначен для обеспечения надежной защищенности стальных элементов от образования коррозии в ситуациях, когда края получают повреждения механического характера.

Заключение

Бетонная масса для металлической арматуры – немаловажная особенность фундаментного основания или иной конструкции. Пласт растворной массы, защищающий металл, имеет огромное значение для продолжительного эксплуатационного периода. Правильно подготовленная защита понизит расходы на ремонтные работы, улучшит эксплуатационные показатели сооружений.

Изготовление сетки и каркаса

Нам уже известно, как выполняется расчет толщины и армирования плитного фундамента. Теперь разберемся, как правильно изготовить стальной каркас или связать сетку.

Известно два способа соединения прутьев – ручная вязка и сварка. Для связывания пользуются проволокой, диаметр которой составляет два – три миллиметра. Обмотку выполняют вручную или применяют специальное оснащение, помогающее выполнить обмотку по стержню. Вариант трудный, но надежность соединения гарантирует.

Готовые сетки монтируются быстро и просто, чем при ручной вязке. Есть один недостаток – подбор нужных типов и размеров порой вызывает определенные затруднения.

Изготовление сетки и каркаса

Если соединения стальных штырей выполняются сварным способом, то угловые участки и места, где планируется возведение массивных стен, соединяются при помощи вязальной проволоки.

Сварочным агрегатом пользуются редко, потому что он дает жесткие и неподвижные соединения, что оказывает негативное воздействие на качественные характеристики монолитного фундаментного основания. Во время сваривания металл плавится, от чего снижается его прочность.

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.

Пластиковая или металлическая арматура для фундамента?

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.

Пластиковая или металлическая арматура для фундамента?