Характеристики бетонных монолитов во многом зависят от качества армирования, которое распределяет статические и динамические нагрузки. Поэтому его нужно правильно сориентировать в толщине конструктивного элемента, надежно защитить слоем бетона от внешней среды. Для этого применяют фиксаторы для арматуры – закладные элементы, предназначенные, чтобы закрепить и удерживать армирующую конструкцию пока не схватится бетонный раствор.
Защитный слой бетона и его функции
Отличительные свойства железобетона объясняются уникальным сочетанием физических и химических свойств его составляющих. Каркас из металла работает на растяжение, массив бетона обладает высокой прочностью к сжатию. Коэффициент температурного расширения у них одинаковый. Застывший раствор превращается в массив искусственного камня с щелочной средой, которая становится отличной изоляцией для стальных элементов каркаса от коррозии. Эта изоляция действует, когда после бетонирования получается расстояние между прутьями арматуры и поверхностью готового изделия достаточное, чтобы предотвратить проникновение воды, кислорода, других агрессивных веществ через поры бетона к поверхности металлических изделий. Минимальная величина этого расстояния (обычно 10-40 мм), называемая защитным слоем, зависит от условий дальнейшей эксплуатации железобетонного изделия или конструкции и влияния различных факторов.
Соблюдение защитного слоя, это гарантия, прочности и надежности возводимой конструкции.
Строительными нормами определены требования к толщине защитного слоя. Ведь толстый слой усиливает нагрузку на каркас, увеличивает вес конструкции и обходится дороже, а тонкий – частично утрачивает свои функциональные характеристики. На определение необходимой толщины бетона влияет:
- тип возводимой конструкции (стена, колонна, лестница, фундамент, перекрытие);
- диаметр используемой арматуры;
- внешняя среда и климатическая зона (температурный диапазон, максимумы и перепады; влажность; наличие контакта с землей и другие).
Согласно стандартам в наиболее распространенных случаях для регулирования защитного слоя бетона актуальны следующие рекомендации по его толщине:
- помещения обычной или пониженной влажности – минимум 20 мм;
- влажные помещения без гидрозащиты – 25 мм и более;
- незащищенные наружные поверхности зданий – не меньше 30-40 мм;
- заглубленная в грунт часть конструкции, не имеющая дополнительной защиты – 40-76 мм;
- фундамент – от 40 мм;
- перекрытия до 25 см толщиной – от 12 мм; более утолщенные – от 17 мм.
Специальные магнитные датчики контроля помогают узнать реальную глубину залегания арматуры в готовых железобетонных конструкциях.
Способы вязки
Для работы потребуются:
- пластиковые хомуты;
- проволока;
- хомуты с сердцевиной из металла.
В основном используют проверенный метод – соединение проволокой. Хомуты также имеют место в соединении арматуры, их быстрее можно крепить и не требуется дополнительная помощь. Из недостатков такой вязки – плохая фиксация, это видно только при усилиях, воздействующих на каркас перед заливкой. Когда смесь застывает, хомуты по прочности не уступают проволоке.
Существует небольшая рекомендация. Если есть колебание в выборе связующего элемента, следует взять хомуты с внутренней частью из металла. Такой метод комбинирует свойства проволоки и хомута обычного, соединение получается прочным. После того как выбрано соединение и тип арматуры, можно приступить к выбору инструмента.
Чем обеспечивается защитный слой?
Расположение элементов армирующего каркаса перед бетонированием может быть выверенным, с соблюдением нужного расстояния до стенок опалубки и основания. Но не исключена возможность смещения отдельных элементов от потока свежего бетона при заполнении и уплотнении объема. На всех стадиях получения железобетонной конструкции положение металлических элементов и всего каркаса останется стабильным, если будут использоваться фиксаторы защитного слоя арматуры. Поговорка о малом, но не менее дорогом, золотнике очень актуальна в применении к ним.
Положительные качества изделий и преимущества от их использования:
- Фиксаторы изготавливают из прочного пластика – материала, устойчивого к коррозии, перепадам температуры, воздействию агрессивных веществ.
- Прочность изделий позволяет сохранять стабильность геометрической формы и размеров, создавать усиленный армирующий каркас для нагруженных конструкций.
- Универсальность – их можно подобрать для любого вида и размера арматуры, различного способа ее крепления, обеспечения нужной толщины защитного бетонного слоя.
- Пластиковые подставки для арматуры также применяют при бетонировании конструкций с каркасной основой из композитных материалов.
- Массово производимые фиксаторы взаимозаменяемы.
- Металлический каркас будущей железобетонной конструкции собирается легко, быстро, без применения сварки или проволоки для фиксирования определенного положения прутьев относительно друг друга и опалубки.
- Исключают появление каркасной сетки над бетонной поверхностью и удерживают ее в зафиксированном положении.
- Опора для металлической арматуры не дает растрескиваться бетону, потому что минимизирует искривление и деформацию прутьев под значительным весом сооружения.
- Помогают поддерживать постоянной необходимую толщину защитного слоя.
Изготовленные из пластика фиксаторы являются расходным материалом, который остается в залитом бетоне. Очень редко, являясь элементом опалубки, подставка под арматуру может быть многоразового использования. Работа с таким изделием (например, фиксатор арматуры типа конус) предусматривает демонтаж и заполнение раствором оставшейся полости.
Ориентация арматуры влияет на классификацию применяемых вместе с ней фиксаторов, которые могут быть:
- опорными – для фиксации положения каркаса в горизонтальной плоскости;
- стеновыми – для вертикально направленной арматуры (наиболее применяемый — фиксатор арматуры звездочка);
- универсальными – сочетающими возможности первых видов;
- специальными – для применения в особых случаях и конкретных ситуациях; к таким фиксаторам можно отнести заглушки и трубки, которые создают необходимую полость в бетоне и обеспечивают нужное расстояние до арматуры от поверхности будущего изделия.
Оптимальный принцип размещения фиксаторов в теле будущего изделия – шахматный порядок. При таком расположении рекомендуемый интервал между ними – 50-90 см. Конкретное значение подбирается с учетом габаритов металлического каркаса, сечения его прутьев и особенностей конструкции самих фиксаторов. Согласно строительных правил обычный расход фиксаторов арматуры составляет 4-10 шт/м2.
Сетка на пластиковых подставках для арматуры, расставленных в шахматном порядке, через 80 см, расход 5 штук на метр квадратный.
Как рассчитать количество?
Расход арматуры, как и фиксаторов, должен быть правильно рассчитан. Специалисты рекомендуют пользоваться 5-10 крепежами на 1 м2. Если толщина арматуры составляет 2,8-3,2 см, то целесообразным будет использование 5-6 элементов фиксации. В случае применения тонкой арматуры с диаметром 1,2-1,4 см стоит использовать 8-10 фиксаторов. Это правило касается всех типов приспособлений.
Чем тоньше арматура и больше бетонный слой, тем больше стоек потребуется монтировать. Средним количеством считается 7 единиц на 1м2. Если учитывать это правило, то трудностей с расчетом возникать не будет. К примеру, мастеру предстоит забетонировать пол с габаритами 8 на 11 м, а это 88 м2. Полученный результат нужно умножить на 7, в результате чего получится, что для бетонирования пола с заданными параметрами потребуется 616 арматурных фиксаторов.
Виды фиксаторов
Производители представляют впечатляющий ассортимент изделий различных типов. Производство пластмассовых фиксаторов для арматуры постоянно представляет новые разработки. Дорабатываются и совершенствуются уже хорошо известные конструкции. Рассмотрим подробнее самые популярные из них.
«Кубик»
Универсальный закладной элемент, выдерживающий большие нагрузки благодаря утолщенной стенке. Усиленный вариант фиксаторов, может служить в качестве подпорки для арматуры диаметром до 40 мм, и обеспечивать защитный слой от 35 до 80 мм. Самым популярным считается фиксатор кубик с толщиной стенки 2,1 мм, обеспечивает защитный слой размером 35, 40, 45 и 50 мм, используется для арматуры диаметром не выше 28 мм.
«Стульчик»
Самые распространенные опорные фиксаторы для металлической арматуры при армировании перекрытий, полов и других горизонтальных плоскостей. По форме это цилиндрический бочонок с четырьмя пазами и разомкнутыми перемычками вверху. Обычный вариант имеет 4 ножки, усиленный – 5. Фиксатор для арматуры – “стульчик”, имеет фиксированный размер, и может обеспечивать защитный слой в размере – 15, 20, 25, 30, 35 и 40 мм, выбор необходимого размера осуществляется согласно требований чертежа армирования конструкции. Данный вид фиксатора подойдет для арматуры диаметром от 4 до 14 мм.
«Елочка»
Доработанный вариант стульчика, у которого вверху 2 пары наклонных перемычек. Изделия позволяют получить 4 различных слоя необходимой бетонной защиты – 20, 25, 30 и 35 мм. Подойдут для металлических прутов диаметром до 20 мм.
«Конус»
Фиксатор устанавливают на концах трубки. Роль трубки – образовать сквозное отверстие в массе заливаемого бетона для стяжного болта опалубки. Функция конуса – не дать бетону попасть внутрь трубки. После снятия опалубки конус можно использовать повторно.
«Звездочка»
Распространенное изделие в монолитном строительстве, получившее такое название благодаря внешнему виду, напоминающему звезду. Предназначен для вертикальной фиксации армирующего каркаса и создания зазора между ним и опалубкой. Фиксатор звездочка помогает получить один вариант толщины бетонной защиты, величиной от 15 до 75 мм. Применяются для арматур диаметром от 4 до 22 мм.
«Стойка»
Цилиндрический фиксатор арматуры стойка очень напоминает кубик. Устанавливая его друг на друга можно в одной точке, но на разных уровнях, удерживать несколько рядов арматурной сетки.
Важно! Если бетонная поверхность будет формироваться на слое гидроизоляции или на сыпучей основе, рекомендуется использование дополнительного фиксатора «основание». Оно не дает опорным ножкам или корпусу основного изделия пробить слой гидроизоляции; предотвращает нежелательное погружение фиксатора в сыпучий песок или гравий с неминуемым нарушением равномерности защитного слоя на этом участке.
Самодельные фиксаторы и опоры для арматуры
Желание сэкономить, небольшие объемы индивидуального строительства, невозможность приобретения или срочность выполнения работы побуждают к использованию в качестве подставки под арматуру подручных средств (кирпич, тротуарная плитка, деревянный брус, брусчатка) и различных приспособлений, изготовленных самостоятельно.
Примечание! У древесины и кирпича водопоглощение повышенное. Деревянные бруски еще и разбухают впоследствии, а в будущем вообще разрушаются. Поэтому такие варианты подставок неприемлемы, так как в районе их установки железобетонная конструкция теряет надежность.
Часто из бетона самостоятельно отливают бруски или элементы нужной формы. Их преимущества – хорошая схватываемость с заливаемым бетоном из-за одинаковой структуры, очень высокие показатели прочности. Главный недостаток – подпорка надежно не фиксирует каркас, который может сдвинуться при подаче раствора в рабочую зону.
Умельцы могут также использовать следующие фиксаторы для арматуры, изготовленные своими руками:
- пластмассовый фиксатор из канализационной пластиковой трубы, в которой сделаны необходимые пазы или отверстия для укладки арматуры;
- подрозетники с пропилами для фиксации арматуры и без них.
Пластмассовые закладные фиксаторы упрощают процесс самостоятельного монтажа металлического армирующего каркаса и значительно ускоряют его. После заливки бетоном каркас имеет гарантированный защитный слой со всех сторон. Это является залогом долгой и безопасной эксплуатации полученной железобетонной конструкции или отдельного ее элемента. И простые пластиковые фиксаторы для арматуры помогают в достижении этого результата.
В тандеме с фиксаторами защитного слоя удачно работают различные пластиковые переходники. Они увеличивают опорную площадь каркаса на сыпучих поверхностях, помогают регулировать размеры бетонного слоя защиты, расширяют возможности оптимального использования стандартных фиксаторов без затрат на дополнительные узкоспециализированные изделия.
Подставки под арматуру своими руками
После установки опалубки резонно встает вопрос об армировании фундамента бани. Именно об этом и пойдет речь в данной статье. Напомню, что о том, как сделать опалубку для фундамента своими руками, было подробно рассказано в соответствующей статье.
А что касается непосредственно армирования фундамента, то основное внимание будет уделено способу вязки и укладки арматуры, а также перечню необходимых инструментов и приспособлений.
Способы вязки и гибки арматурных стержней
Наиболее распространенным способом вязки арматуры в индивидуальном строительстве является ручная вязка. Покупать специальный инструмент нет необходимости. Имеется несколько приемов вязания. Во всех случаях первую петлю надо накидывать вдоль спиральных канавок, так как при таком соединении арматурные стержни лучше держатся и не болтаются. Основные способы вязки приведены ниже:
- Вязка проволокой.
Это простой способ, который не требует особых пояснений и навыков. Для арматуры ø12 мм нарезают проволоку длиной 180-200 мм и сгибают ее пополам. Проволокой обхватывают скрепляемые элементы так, чтобы оба свободных конца были длиной 30-50 мм. Удерживая одной рукой свободные концы, другой заводят крючок для вязки в петлю и вращательными движениями обеих рук скручивают проволоку.
- Соединение арматурными скрепками
(можно купить в магазине). Этим способом хорошо соединять арматуру в труднодоступных местах. Как видно из картинки, скрепка из пружинистой стали фиксируется по диаметру на одном стержне, а другим своим концом прижимает другую арматуру. Быстро и удобно!
- Соединение внахлест.
Используется для удлинения арматурного каркаса и в местах узловых точек стенок фундамента. Рекомендуемая длина нахлеста должна быть около 30 диаметров арматуры. Например, при диаметре стержней 10 мм его длина должна быть 300 мм. - Для сгибания стержней будем использовать простейшее приспособление. Изготовить его можно из двух стальных труб с внутренним диаметром 20-30 мм длиной 500 мм и 800-1000 мм.
В короткой трубе, начиная с ее торца, болгаркой срезаем две симметричные лыски длиной 80-100 мм таким образом, чтобы высота обрезанной части трубы была в пределах 18-20 мм. В итоге должны получиться две цилиндрические поверхности.
Их будем загибать наружу под углом 90˚ по отношению к продольной оси трубы. Важно добиться того, чтобы переход от трубы к загнутым концам был выполнен под радиус.
Если их предварительно нагреть паяльной лампой или газовой горелкой, то это можно будет легко сделать.
Вставив один конец арматуры в короткую трубу, а во второй ее конец длинную трубу, гнем арматуру под нужным углом. При этом загнутая часть короткой трубы будет исполнять роль радиусного упора.
Если в короткой трубе загнуть вторую обрезанную часть, да еще обработать второй конец трубы таким же образом, то у нас получится приспособление с четырьмя упорами.
При сгибании арматуры можно использовать любой из них.
И наконец, следует подумать о надежном закреплении приспособления на каком-нибудь устойчивом основании. Для придания дополнительно прочности упорам, можно между ними вставить деревянную распорку.
Как сделать армирование фундамента под баню
Прежде чем заливать фундамент, надо не забыть разметить и вырезать в опалубке отверстия под пластмассовые тубы для вентиляции подпольного пространства бани и прокладки инженерных коммуникаций. Для воды и канализации – чем ниже, тем лучше, так как зимой она не будет замерзать.
Изготовление арматурного каркаса
Потребуется изготовить шаблон, по которому будет собираться арматурный каркас. Конструкция его достаточно проста и под силу любому человеку. Каркасы для армирования фундамента собираются в удобном месте. Длина их зависит от длины арматуры и конструктивных размеров фундамента. Готовые конструкции укладываются в опалубку и связываются проволокой друг с другом.
Особое внимание надо уделять угловым и внутренним пересечениям стенок фундамента бани. В этих местах арматурные стержни загибаются под 90° и связываются внахлест между собой. Остальные узловые соединения связываются крест-накрест проволокой обычным способом. Конструкция шаблона показана на этих эскизах:
Укладка арматуры в опалубку
Важным условием армирования ленточного фундамента является то, что арматура не должна прикасаться к стенкам опалубки. Именно поэтому надо обеспечить зазоры в пределах 50-70 мм между каркасом и наружными поверхностями стенок фундамента, в том числе и его подошвы (основания). Так образуется защитный слой против ржавчины и других вредных атмосферных воздействий.
Каркас в опалубке должен стоять настолько устойчиво, чтобы при заливке бетоном он не сместился со своего места. Для этого на вертикальные стержни надеваются звездообразные фиксаторы, а под нижние стержни подкладывают специальные бобышки (подставки), которые обеспечивают устойчивость каркаса и необходимый зазор.
При строительстве бани можно упростить этот процесс и подкладывать под низ битый кирпич или камни. А для обеспечения боковых зазоров завязывать с шагом 2-2.
5 метра поперечные стержни длиной на 10-15 мм меньше внутренней ширины опалубки. Они то и будут исполнять роль фиксаторов.
Этот способ вполне приемлемый, но не даст такой точности, как при использовании специальных фиксаторов и подставок.
Советы и рекомендации
- Перед укладкой арматуры в опалубку ее следует очистить от грязи, мусора и лишних предметов.
- Арматурные стержни очищаются от ржавчины, окалины и грязи. Хранить ее надо на деревянных подставках под навесом, исключив попадание атмосферных осадков.
- Разметка заготовок производится мелом, по которым они обрезаются или загибаются.
- Желательно результаты работы сфотографировать. В будущем эти снимки могут пригодиться.
- Надо иметь в виду, что при покупке арматуры наличие на ней ржавчины не является браком.
- Допустимое отклонения по кривизне при покупке арматуры должно быть в пределах ±6 мм на один погонный метр.
- Стандартный расход арматуры в индивидуальном строительстве составляет 50-80 кг на один кубический метр бетона.
Итак, мы произвели армирование фундамента
под баню из сруба.
В следующих статьях из цикла, как построить баню своими руками, рассмотрим вопросы о заливке фундамента бетоном и его гидроизоляции.
Ленточный фундамент своими руками
Фундамент – это основание для любого сооружения, будь то хоз-постройки, одноэтажный загородный дом или большой промышленный объект. Выбор типа фундамента зависит от целого ряда аспектов:
- функционального назначения постройки;
- размера и этажности здания;
- общей нагрузки на фундамент;
- особенностей рельефа и типа грунта;
- климатических условий региона;
- сейсмической активности;
- бюджетных возможностей.
Например, если вы планируете возвести фундамент под баню из бруса или оцилиндрованного бревна, оптимальным решением станет мелкозаглубленный ленточный фундамент. Его проектирование и строительство не очень затратно во временном и финансовом плане, однако является вполне надежной базой для не слишком тяжелых деревянных и кирпичных построек.
Требования к грунту
Ленточное основание для бань и других частных построек можно возводить на сухих и несыпучих стабильных грунтах. Если почва на вашем участке пучнистая и зимой промерзает на большую глубину, вам придется потратить больше времени, усилий и средств на земляные работы и армирование фундамента, а, возможно, и выбрать другой тип – например, свайный фундамент .
Подготовка строительной площадки
Ленточный фундамент возводят на участке, предварительно очищенном от растительности, мусора и верхнего слоя почвы – травяного покрытия. Если в процессе подготовки площадки вам встретятся обломки кирпичей и камни, не спешите выбрасывать их: в дальнейшем вам потребуется сырье для использования в качестве уплотнителя бетонного раствора.
Разметка территории
Прежде чем вы начнете работы по возведению фундамента, должно быть полностью завершено проектирование здания, в нашем случае – бани. Имея перед собой подробный чертеж, можно переходить к разметке участка. Для этого вам потребуется рулетка, угольник, нетянущийся шнур, колышки.
Сначала размечается внешний периметр сооружения. Очень важно соблюдать угол в 90° между смежными стенами, разумеется, если иное не предусмотрено вашим проектом. Чтобы проверить, расположены ли линии внешнего периметра перпендикулярно друг другу, сравните две диагонали: отклонение не должно превышать 20 мм.
Далее размечают внутренний периметр и месторасположение стен внутри здания. Для построек из бруса толщина фундамента должна быть около 30 см, а для кирпичной кладки – 35-40 см.
Выбор фиксаторов – совет от мастера
В своей 10 летней практике, в монолитном строительстве, довольно часто сталкивался с проблемой бракованных фиксаторов. После установки их под арматурную сетку, после наступая на неё, подставки просто разлетались по сторонам. Они разламывались на половину, и сетка опускалась на опалубку. Так же был случай и с фиксаторами «звездочка», во время установки на армирующую сетку, они просто разлетались, пол мешка просто в воздух. Проблема заключалась в некачественной пластмассе, она была хрупкой.
Советую во время покупки, открывать мешок с пластиковыми подставками и проверять их. Если это стульчик, станьте на него, он не должен разломаться, может только согнутся. Фиксатор звездочку, попробуйте одеть на что-то подходящего диаметра, согните её, она не должна ломаться. Пластмасса должна быть пластична, и в то же время крепка. Если все в порядке покупайте.
В настоящее время ассортимент фиксаторов под арматуру просто огромен, и с каждым годом он все время растет. Появляются новые фирмы, новые формы, но цель у них остается все та же, это обеспечить необходимый защитный слой арматуре, чтобы возводимая вами конструкция получилась прочной и надежной.
Базовая длина анкеровки
Прямая анкеровка и с лапками применяется лишь с арматурой периодического профиля. Гладкие растянутые прутья крепят петлями, крюками, приваренными поперечными элементами, анкерными устройствами. Крюки, петли и лапки мастера не советуют использовать для сжатой арматуры (кроме гладкой, которая иногда подвергается растяжению).
Рассчитывая длину анкеровки арматуры, учитывают класс стали, профиль, сечение, прочность бетона, напряженное состояние монолита в зоне анкеровки, способ анкеровки и конструктивные особенности.
Формула для расчета базовой (оптимальной) длины анкеровки
, призванной передавать усилия в стали с полным расчетным показателем сопротивления Rs на бетон:
Тут:
- Asи us – площадь поперечного диаметра стержня и периметр сечения, которые высчитывают по номинальному диаметру
- Rbond – сопротивление по расчетам сцепления арматурных прутьев с бетоном, которое принимается равномерно по всей длине анкеровки и высчитывается по формуле Rbond= η1η2Rbt
η1 – коэффициент, который зависит от вида поверхности арматуры:
- Гладкая (класс А240) – 1.5
- Периодический профиль, холоднодеформируемая арматура (класс А500) – 2.0
- Периодический профиль, термомеханически упрочненная и горячекатаная (классы А300-500) – 2.5
η2 – коэффициент, который зависит от диаметра арматуры:
- Диаметр меньше или равно 32 миллиметрам – 1.0
- Сечение 36 и 40 миллиметров – 0.9
Расчетная длина анкеровки стержней высчитывается по формуле:
Тут:
- lo,an– базовая длина анкеровки
- As,cal, As,ef– площади поперечного диаметра арматуры
- а – коэффициент влияния на показатель напряженного состояния бетона, прутьев, конструктивных особенностей изделия в зоне анкеровки
Определение коэффициента а:
- Прутья периодического профиля, прямые концы, а также гладкая арматура с петлями/крюками (без устройств для растянутых прутьев) – 1.0
- Сжатые стержни – 0.75
Длина анкеровки может быть уменьшена в соответствии с диаметром и числом поперечной арматуры, а также величиной поперечного обжатия бетона там, где осуществляется анкеровка.
