Как определить арматуру в бетоне?

5 видов приборов для осуществления поиска арматуры в бетоне

Чтобы определить наличие армирования используют детектор арматуры в бетоне. До создания современных приборов найти в железобетонном блоке укрепляющую конструкцию было тяжелой задачей. Для этой цели использовали мощные неодимовые магниты или вскрывали бетонный блок. Большинство инструментов, созданных с целью нахождения армирующей сети в стройматериале, работают используя магнитную методику.

1. Зачем искать арматуру?
2. Как определить нахождение?
3. Виды приборов
4. Прибор NOVOTEST
5. Elcometer P100
6. Elcometer P120
7. PROFOSCOPE
8. «Поиск-2.51»

Зачем искать арматуру?

Строители должны знать ход армирующих прутьев при проведении капитальных ремонтных работ разных объемов. Определяют наличие и диаметр, ход элементов укрепления. Это необходимо, так как сверля по арматуре можно сломать инструмент. Если задеть железную конструкцию буром это приведет к дальнейшей порче и коррозии всей металлической сети железобетонного блока.

Как определить нахождение?

По ГОСТу расположение арматуры проводится с помощью сверхчувствительных приборов. На практике возможно использование магнитов, однако, профессионалам обойтись без детектора арматурной сети нельзя. Для определения прохождения армосетки используют следующий алгоритм:

Поиск арматуры делается с помощью специального устройства, которым сканируют поверхность.

1. С помощью спец. техники провести сканирование заданной поверхности.
2. Проанализировать параметры о диаметре и прохождении прутьев, выданные сканером на радарограмме.
3. Вычислить толщину бетонного слоя, недолив бетона.
4. Сделать маркировку согласно полученным данным.
5. Для контроля точности выданных результатов вскрыть 2—3 участка инспектируемой стены.

Виды приборов

Электронные детекторы, используемые для определения наличия арматуры в бетоне, работают по магнитному или геофизическому методу. Первая методика заключается в направлении электромагнитных волн и регистрации отклонения от металлических стержней. Геофизический способ менее точен, основан на изучении природных физических полей металла. Современные детекторы арматуры работают на магнитной методике.

Прибор NOVOTEST

Работу этого сканера обеспечивает аккумулятор. В комплект входит сенсорный блок и кабели, которыми крепится датчик. Поворачиваясь вокруг своей оси, он выполняет сканирование. На армоскопе установлено 3 функции. Прибор имеет стандартный сканер, который ищет армирующую сеть или вычислить величину бетонного слоя. Есть режим глубокого сканирования. Показатели отображаются на дисплее или линейном индикаторе. Предусмотрен звуковой сигнал, который создан для определения направления прутьев. Звук становится чаще, если металл поблизости.

Армоскоп NOVOTEST — универсальный сканер, который поможет исследовать путь армирующих элементов и подскажет наличие на пути строительного сверла электрической проводки.

Elcometer P100

Этот небольшой и относительно дешевый инструмент не имеет дисплея, поэтому не подходит для экспертной оценки. Однако, это простой и надежный помощник строителя. При помощи звукового сигнала блок предупреждает о пути армирующих элементов. Увеличение громкости обозначает приближение арматуры. Сканирование осуществляет поисковая головка.

Elcometer P120

Новое поколение армоскопов. Имеет звуковой сигнал и дисплей. Не искажает показатели при работе в непосредственной близости с крупными металлическими предметами. К этой модели подключают наушники. Мобильная поисковая головка, размер которой составляет 10 см, позволяет искать арматуру в вертикальной или горизонтальной плоскостях. При обнаружении металла подается звуковой сигнал. Для точной экспертной оценки датчик вести согласно усилению и ослаблению звука. Наиболее ослабленные звуковые сигналы показывают угол прутьев в 90 по отношению к головке датчика. Минимальный диаметр элементов в бетоне — 0,8 см. Инструментом определяют точную величину бетонной прослойки, размер которой не превышает 1,6 см.

PROFOSCOPE

Этот прибор имеет несколько положительных качеств, которые выделяют его среди конкурентов:

Прибор Profoscope имеет возможность сохранять данные предыдущих сканирований.

• возможность удерживать блок одной рукой;
• сохранение данных о предыдущих сканированиях;
• разные параметры для хранения результатов;
• работа в режиме реального времени;
• есть возможность работать с видео и звуковым сигналом;
• встроенный датчик и дисплей уменьшает вес прибора;
• высокая чувствительность для прутьев — от 0,5 см.

«Поиск-2.51»

Аппарат отечественного производителя, работающий по геофизическому методу. Предусмотрена возможность сохранения показателей и определения марки стали. Встроенная функция автоматического калибрования и 6 режимов работы. Кроме глубинного поиска, существуют дополнительные параметры: для установления толщины элементов укрепляющей сети, определение при известных и неопределенных данных о бетонном покрытии. Небольшой дисплей показывает полученные цифры на линейном индикаторе. Поиск арматуры облегчает малый вес инструмента, наличие стержней в датчике.

Прибор для поиска арматуры в бетоне

Не так давно найти арматуру в бетонных сооружениях было сложной задачей. Это делали либо вскрывая участки бетонной конструкции, либо использовали магниты. Но техника не стоит на месте и сегодня существует много методик и приборов, которые упрощают этот процесс. Чаще всего в сегодняшних приборах используется магнитный метод сканирования.

Зачем нужно искать арматуру в бетоне?

При проведении строительно-ремонтных работ, технического обслуживания здания обязательно знать, где находится арматура. Для этих целей применяют детектор арматуры в бетоне. Он устанавливает, где именно проходится арматура, ее диаметр, а также толщину бетонного слоя. Такая необходимость возникает, потому что при столкновении сверлящего ил другого инструмента с арматурой наносится вред не только технике. Это может повредить конструкцию арматуры или в случае небольшого повреждения прута привести к последующей коррозии железобетонной панели.

Согласно ГОСТ, поиск арматуры в бетонных конструкциях, измерение толщины защитного слоя производится магнитным методом. От толщины бетонного слоя зависит то, как найти нити пролегания металлических прутьев. Ведь можно использовать как обычный мощный магнит, так и гиперчувствительные приборы. Но в соответствии с нормативными требованиями, эти параметры устанавливаются только сертифицированными приборами, которые включены в Госреестр средств измерения.

При помощи этого метода устанавливают тонкости защитного слоя, недолив бетона при сооружении конструкции, местонахождение арматуры, ее примерный диаметр. Этот способ контроля позволяет исполнить задачу, не нарушая целостности сооружения.

Для осуществления задачи контролируемая плоскость сканируется. В результате выдаются все необходимые параметры. Для уточнения показателей о диаметре прутьев, контрольные участки вскрывают. Техника установки армирования:

1. сканируют поверхность магнитным или геофизическим методом;
2. определяют нахождение армосетки на поверхности, толщину защитного слоя и расположение стержней;
3. вскрывают контрольные участки и и помогают определить точность данных приборов.

Вернуться к оглавлению

Приборы для поиска

Принцип действия таких приборов – регистрация перемен электромагнитного поля при столкновении с металлическими предметами.

Elcometer P120

Один из самых легких и быстрых в использовании приборов. Он устанавливает местонахождения прутьев, направление, а также толщину защитного бетонного слоя. Размер поисковой головки прибора 10 см. Он уведомляет о результатах поиска при помощи громкого звукового сигнала, а также данными на шкале. Данные не искажаются при работе возле больших металлических объектов.

Чувствительность Elcometer P120 дает возможность быстро и точно установить вертикальное и горизонтальное направление армопрутьев. После обнаружения арматуры необходимо вести прибор по направлению прута для определения максимального минимального уровня сигнала. Минимальный сигнал означает, что арматура проходит под углом 900 к ручке прибора. Также предусмотрен разъем для наушников, что позволяет работать в людных и шумных местах.

• определяемый диаметр арматуры 0,8-3,2 см;
• измеряемый бетонный слой 1,2 – 1,6 см.

Вернуться к оглавлению

Elcometer P100

Несмотря на небольшую цену, этот прибор легкий, надежный и точно определяет необходимые параметры (армопрутья, трубы, стяжки из нержавеющей стали и т. д.). Размер поисковой головки 10 см. О результатах сканирования уведомляет при помощи громкого звукового сигнала. Elcometer P100 позволяет установить направление арматуры.

PROFOSCOPE

При помощи PROFOSCOPE проводят оперативный контроль защитного слоя в бетоне и местонахождение стержней арматуры. Он дает возможность сохранения данных измерений, в том числе автоматически. В нем запрограммированы несколько режимов хранения, что позволяет выбрать более удобный для использования, и экономит время на записи результатов вручную. Датчик встроен в корпус прибора, что обеспечивает небольшой размер.

Легкость и удобство прибора позволяет работать одной рукой, что дает возможность параллельно маркировать армопруты.

О результатах исследования он уведомляет звуковыми сигналами и видеоданными. Его датчики могут показывать прутья в реальном времени, их диаметр, направления и положение, а также толщину защитного бетонного слоя. PROFOSCOPE может установить, где конкретно находится прибор относительно стержней (между ними или над каким-то из них). Благодаря этому, на выполнение всей работы уходит значительно меньше времени и средств, точность результатов не искажается.

• определяемый диаметр армопрутьев 0,5–5,7 см;
• измеряемый бетонный слой 0,5-18 см;
• рабочая температура -100С – 600С.

Вернуться к оглавлению

Поиск-2.51

Прибор устанавливает толщину бетона и диаметр армопрутьев за 2 измерения, автоматически и вручную определяет марку стали, а также имеет функцию сохранять данные. При помощи Поиск-2.51 находят зоны, в которых нет арматуры, чтоб на этих участках проверять прочность бетонного сооружения соответственными методами. Он соответствует всем требованиям ГОСТ. Обладает 3 режимами запоминания.

• линейный индикатор, цифровые данные и звуковой сигнал для поиска армопрутьев;
• точность в установлении толщины бетонного слоя;
• маленький размер;
• защитные стержни датчика легко скользят по проверяемой плоскости;
• встроенный аккумулятор с зарядным устройством.

1. калибровка в приборе выполняется автоматически;
2. графический дисплей с подсветкой;
3. возможность поиска результатов, сохраненных ранее, по датам и номерам;
4. 6 систем использования: поиск арматуры на большой глубине; установка проекций армопрутьев на проверяемую плоскость; измерение диаметра стержней при известном защитном слое из бетона; измерение защитного слоя бетона; измерение при неустановленных параметрах армирования.

Вернуться к оглавлению

NOVOTEST Арматуроскоп

Этим приборам свойственно три режима работы:

• основной – определение бетонного слоя при известном диаметре армопрутьев и наоборот;
• сканирование;
• глубинный поиск.

Для поиска арматуры плоскость сканируется прибором. Для этого датчик может поворачиваться вокруг оси, так происходит определение толщины бетонного слоя. На дисплее и линейном индикаторе отображается расстояние до армопрутьев. Также прибору свойственный звуковой поиск, что дает возможность определить направление прутьев, несмотря на дисплей (чем ближе арматура, тем чаще звуковой сигнал).

NOVOTEST Арматуроскоп устанавливает диаметр арматурных стержней при помощи диэлектрической прокладки. Прибор состоит из блока и датчика, который крепится при помощи кабелей. Работа обеспечивается обычными аккумуляторными батарейками.

Вывод

Определить точное расположение стержней арматуры в бетоне – это важная задача при выполнении строительных и ремонтных работ, ведь повреждение армопрутьев конструкции может сделать ее не только менее прочной, а и нанести урон всему сооружению.

На сегодняшний день наиболее распространенным методом поиска является магнитное сканирование. Для этого существует множество приборов, которые отличаются по цене. Техническим характеристикам и точности результатов.

Как определить арматуру в бетоне: зачем искать и приборы для поиска?

Не так давно найти арматуру в бетонных сооружениях было сложной задачей. Это делали либо вскрывая участки бетонной конструкции, либо использовали магниты. Но техника не стоит на месте и сегодня существует много методик и приборов, которые упрощают этот процесс. Чаще всего в сегодняшних приборах используется магнитный метод сканирования.

Зачем нужно искать арматуру в бетоне?

При проведении строительно-ремонтных работ, технического обслуживания здания обязательно знать, где находится арматура. Для этих целей применяют детектор арматуры в бетоне. Он устанавливает, где именно проходится арматура, ее диаметр, а также толщину бетонного слоя. Такая необходимость возникает, потому что при столкновении сверлящего ил другого инструмента с арматурой наносится вред не только технике. Это может повредить конструкцию арматуры или в случае небольшого повреждения прута привести к последующей коррозии железобетонной панели.

Согласно ГОСТ, поиск арматуры в бетонных конструкциях, измерение толщины защитного слоя производится магнитным методом. От толщины бетонного слоя зависит то, как найти нити пролегания металлических прутьев. Ведь можно использовать как обычный мощный магнит, так и гиперчувствительные приборы. Но в соответствии с нормативными требованиями, эти параметры устанавливаются только сертифицированными приборами, которые включены в Госреестр средств измерения.

При помощи этого метода устанавливают тонкости защитного слоя, недолив бетона при сооружении конструкции, местонахождение арматуры, ее примерный диаметр. Этот способ контроля позволяет исполнить задачу, не нарушая целостности сооружения.

Для осуществления задачи контролируемая плоскость сканируется. В результате выдаются все необходимые параметры. Для уточнения показателей о диаметре прутьев, контрольные участки вскрывают. Техника установки армирования:

1. сканируют поверхность магнитным или геофизическим методом;
2. определяют нахождение армосетки на поверхности, толщину защитного слоя и расположение стержней;
3. вскрывают контрольные участки и и помогают определить точность данных приборов.

Приборы для поиска

Принцип действия таких приборов — регистрация перемен электромагнитного поля при столкновении с металлическими предметами.

Elcometer P120

Один из самых легких и быстрых в использовании приборов. Он устанавливает местонахождения прутьев, направление, а также толщину защитного бетонного слоя. Размер поисковой головки прибора 10 см. Он уведомляет о результатах поиска при помощи громкого звукового сигнала, а также данными на шкале. Данные не искажаются при работе возле больших металлических объектов.

Чувствительность Elcometer P120 дает возможность быстро и точно установить вертикальное и горизонтальное направление армопрутьев. После обнаружения арматуры необходимо вести прибор по направлению прута для определения максимального минимального уровня сигнала. Минимальный сигнал означает, что арматура проходит под углом 900 к ручке прибора. Также предусмотрен разъем для наушников, что позволяет работать в людных и шумных местах.

• определяемый диаметр арматуры 0,8-3,2 см;
• измеряемый бетонный слой 1,2 – 1,6 см.

Elcometer P100

Несмотря на небольшую цену, этот прибор легкий, надежный и точно определяет необходимые параметры (армопрутья, трубы, стяжки из нержавеющей стали и т. д.). Размер поисковой головки 10 см. О результатах сканирования уведомляет при помощи громкого звукового сигнала. Elcometer P100 позволяет установить направление арматуры.

PROFOSCOPE

При помощи PROFOSCOPE проводят оперативный контроль защитного слоя в бетоне и местонахождение стержней арматуры. Он дает возможность сохранения данных измерений, в том числе автоматически. В нем запрограммированы несколько режимов хранения, что позволяет выбрать более удобный для использования, и экономит время на записи результатов вручную. Датчик встроен в корпус прибора, что обеспечивает небольшой размер.

Легкость и удобство прибора позволяет работать одной рукой, что дает возможность параллельно маркировать армопруты.

О результатах исследования он уведомляет звуковыми сигналами и видеоданными. Его датчики могут показывать прутья в реальном времени, их диаметр, направления и положение, а также толщину защитного бетонного слоя. PROFOSCOPE может установить, где конкретно находится прибор относительно стержней (между ними или над каким-то из них). Благодаря этому, на выполнение всей работы уходит значительно меньше времени и средств, точность результатов не искажается.

• определяемый диаметр армопрутьев 0,5–5,7 см;
• измеряемый бетонный слой 0,5-18 см;
• рабочая температура -100С — 600С.

Поиск-2.51

Прибор устанавливает толщину бетона и диаметр армопрутьев за 2 измерения, автоматически и вручную определяет марку стали, а также имеет функцию сохранять данные. При помощи Поиск-2.51 находят зоны, в которых нет арматуры, чтоб на этих участках проверять прочность бетонного сооружения соответственными методами. Он соответствует всем требованиям ГОСТ. Обладает 3 режимами запоминания.

• линейный индикатор, цифровые данные и звуковой сигнал для поиска армопрутьев;
• точность в установлении толщины бетонного слоя;
• маленький размер;
• защитные стержни датчика легко скользят по проверяемой плоскости;
• встроенный аккумулятор с зарядным устройством.

1. калибровка в приборе выполняется автоматически;
2. графический дисплей с подсветкой;
3. возможность поиска результатов, сохраненных ранее, по датам и номерам;
4. 6 систем использования: поиск арматуры на большой глубине; установка проекций армопрутьев на проверяемую плоскость; измерение диаметра стержней при известном защитном слое из бетона; измерение защитного слоя бетона; измерение при неустановленных параметрах армирования.

NOVOTEST Арматуроскоп

Этим приборам свойственно три режима работы:

• основной – определение бетонного слоя при известном диаметре армопрутьев и наоборот;
• сканирование;
• глубинный поиск.

Для поиска арматуры плоскость сканируется прибором. Для этого датчик может поворачиваться вокруг оси, так происходит определение толщины бетонного слоя. На дисплее и линейном индикаторе отображается расстояние до армопрутьев. Также прибору свойственный звуковой поиск, что дает возможность определить направление прутьев, несмотря на дисплей (чем ближе арматура, тем чаще звуковой сигнал).

NOVOTEST Арматуроскоп устанавливает диаметр арматурных стержней при помощи диэлектрической прокладки. Прибор состоит из блока и датчика, который крепится при помощи кабелей. Работа обеспечивается обычными аккумуляторными батарейками.

Вывод

Определить точное расположение стержней арматуры в бетоне – это важная задача при выполнении строительных и ремонтных работ, ведь повреждение армопрутьев конструкции может сделать ее не только менее прочной, а и нанести урон всему сооружению.

На сегодняшний день наиболее распространенным методом поиска является магнитное сканирование. Для этого существует множество приборов, которые отличаются по цене. Техническим характеристикам и точности результатов.

Защитный слой бетона для арматуры

Защитным в железобетонных строительных элементах называют слой бетона, толщина которого равна расстоянию от края армирующего каркаса до поверхности монолита. Его минимальная величина определяется нормативными документами и должна обеспечить надежную защиту металла от коррозии в случае возможного механического повреждения края.

Неправильно уложенная сетка или арматурный каркас влекут за собой уменьшение толщины защиты и активное воздействие химической и электрохимической коррозии. В самых сложных случаях наличие оголенной стальной арматуры может повлечь за собой нарушение целостности ЖБК и их последующее разрушение.

Точное соблюдение технологии монтажа армирующих элементов позволяет:

• обеспечить надежное закрепление стальных прутов в теле бетона;
• равномерно распределять принимаемые нагрузки по всей конструкции монолита;
• защитить металл от неблагоприятных внешних факторов.

Поэтому правильная установка арматуры является одним из важнейших вопросов при изготовлении железобетонных изделий и заливки монолитов на стройплощадке.

Показатели для определения размеров

Нормативная толщина защитного слоя бетона для арматуры приводится в СНиП 52-01-2003. В этом документе ее определяют исходя из следующих исходных данных:

• марка и расчетный диаметр прутов;
• типа железобетонных изделий;
• расчетных механических нагрузок;
• геометрических размеров Ж/Б элементов;
• ожидаемых эксплуатационных условий.

Там же сказано, что покрытие должно соответствовать оптимальной нормативной величине. Тонкое не сможет обеспечить сохранность, а слишком толстое приведет к увеличению расходов и потере требуемой прочности.

Нормативные показатели

Строительные Нормы и Правила (СНиП) определяют следующие условия к устройству защитного слоя бетона для арматуры в фундаменте, которые обеспечат:

• совместную работу стальных и бетонных материалов с равномерным распределением нагрузок;
• устройство стыков арматурных элементов без уменьшения толщины покрытия;
• возможность анкерного закрепления деталей;
• надежную защиту металла от всех видов коррозии;
• устойчивость к воздействую высокой температуры.

Толщина слоя бетонной защиты принимается с учетом типа элементов, марки и диаметра арматуры, технической роли армирующего материала.

При любой ситуации толщина покрытия не должна быть менее 10 мм. В случаях, когда крупная фракция щебня не допускает зазоров 10-20 мм, допускается увеличение размера до необходимой величины.

Для систем, не имеющих предварительного напряжения, минимальный покрывающий слой, в зависимости от условий эксплуатации и окружающей среды, приводится в таблице:

1. в сухих закрытых помещениях – 20 мм;
2. во внутренних помещениях с повышенной влажностью – 25 мм;
3. на открытом воздухе – 30 мм;
4. в грунте и на его поверхности – 40 мм.

Для сборных железобетонных элементов, изготовленных в заводских условиях, эти размеры допускается делать меньше на 5 мм. Однако, во всех случаях толщина не должна быть меньше диаметра арматуры.

В техническом руководстве по проектированию железобетонных изделий приведены дополнительные условия:

• для изделий из тяжелого бетона марки М250 и выше толщина слоя может быть на 5 мм меньше диаметра металлического стержня;
• то же относится ко всем ЖБК, изготовленным в заводских условиях;
• для предварительно растянутой арматуры, максимальный защитный слой бетона не превышает 50 мм.

При этом шаг поперечных арматурных прутов не должен превышать высоту сечения готового бетонного монолита, а для продольных — не менее 0,1 F, где F – площадь поверхности элемента.

В зависимости от типа строительных изделий, минимальная толщина бетона следующая:

• плиты и стенки толщиной до 100 мм – 10 мм, все остальные – 15 мм;
• балки, перемычки и ребра плит до 250 мм – 15 мм, для более толстых – 20 мм;
• колонны и стойки – 20 мм;
• сборный железобетон для фундаментов – 30 мм;
• фундаментный монолит, при наличии бетонной подготовки, – 35 мм, без подготовки – 70 мм.

Поперечные распределительные элементы всех видов изделий покрываются защитой 10-15 мм. Условия изготовления бетонных монолитов, работающих в условиях агрессивной среды, определяются СП и СНиП II-А.5-73.

Контроль минимального защитного слоя бетона для арматуры производится неразрушающими методами при помощи специального магнитного оборудования.

Применение готовых фиксирующих деталей

Для быстрого и точного монтажа арматуры внутри опалубки изготовители строительных материалов выпускают недорогие пластиковые фиксаторы. Можно увидеть несколько видов таких изделий. Но, по сути, их только два – вертикальные стойки (опоры, «стульчики») и круглые («звездочки»). Все остальные модели — производные от этих двух типов.

Вертикальные стойки используют для установки арматурной сетки или пространственной конструкции в приподнятом над опорой положении. Их высота и опорная выемка могут быть различны в зависимости от диаметра арматуры и проектной высоты установки.

Круглые «звездочки» одеваются с помощью особой защелки-замка на верхние горизонтальные ряды и вертикальные. Расчетный радиус не дает прутам приблизиться к опалубке и обеспечивает необходимую толщину защитного слоя. Выпускаются с различным наружным и внутренним диаметром.

Применение пластиковых фиксаторов для монтажа стальной арматуры позволяет:

• обеспечить высокую точность толщины защитного слоя;
• сократить сроки выполнения работ при обеспечении высокого качества конструкций;
• уменьшить расходы на изготовление железобетонных элементов зданий и сооружений.

Определяющим фактором для использования является простая конструкция фиксаторов и их невысокая стоимость.

Ремонт при образовании повреждений

В ходе эксплуатации железобетонных элементов на их поверхности могут появиться трещины, сколы и другие дефекты, нарушающие целостность защитного слоя. Причинами таких образований могут служить:

• нагрузки на конструкции, превышающие расчетную величину;
• непродуманное применение специальной строительной техники;
• возведение дополнительных этажей без изменения конструкции фундамента;
• давление пучинистых и подвижных грунтов.

Нарушение правил и технологий строительства почти всегда приводит к повреждениям. Восстановление целостности защиты возможно, но потребует дополнительных затрат.

Полный комплекс ремонтных работ должен включать:

• усиление бетонной конструкции;
• установку дополнительных поперечных элементов;
• заделку всех имеющихся трещин;
• реставрацию оббитых и раскрошившихся участков.

Работы производятся с использованием бетонных смесей и цементного раствора высоких марок. Для усиления устанавливается опалубка и доливается армируемый бетон С предварительной забивкой стальных анкеров в старую конструкцию.

Восстановление не должно производиться более чем 2-3 раза. В этих случаях требуется не ремонт отдельных элементов, а полная реставрация здания.

Краткие выводы

Наличие защитного бетонного слоя в ЖБК — важный технологический момент, который обеспечивает долговечность конструкции и ее целостность. Это особенно важно при возведении ленточных и плитных фундаментов. Обеспечить необходимую защиту не сложно, но обязательно нужно выдерживать необходимую толщину. Для этого требуется просто соблюдать нормативные требования и учитывать условия эксплуатации.

Определение эффективных параметров армирования железобетонных конструкций

Леонид Скорук
К.т.н., доцент, старший научный сотрудник НП ООО «СКАД Софт» (г. Киев).

В настоящее время монолитный железобетон (обеспечивающий произвольную форму изделий, свободу планировочных решений и многое другое) получил большее распространение и применение по сравнению со сборным железобетоном (ограниченная номенклатура сборных изделий и пролет). В то же время сборные изделия прошли проверку временем по надежности и долговечности, а их армирование является оптимальным с точки зрения некоего условного соотношения «материал/стоимость конструкции». В монолитных же конструкциях величина арматуры в большинстве случаев является переменной и зависит от многих исходных факторов: геологии, типа фундамента, нагрузки, геометрии здания и т.д.

Это нужно понимать при проектировании монолитных конструкций и не идти на поводу у заказчиков, далеких от инженерного дела и желающих в первую очередь оптимизировать свои расходы на строительство.

Как известно, чтобы обеспечить необходимую прочность и устойчивость здания или сооружения, следует провести соответствующие расчеты и подобрать необходимое количество арматуры для восприятия действующих нагрузок. При этом в конструкциях должны быть соблюдены требования как по 1­й (прочность, устойчивость), так и по 2­й группе (прогибы, ширина раскрытия трещин) предельных состояний.

В практике проектирования сформировался определенный условный параметр, по которому можно оценить затраты металла в конструкции: содержание арматуры в бетоне (как правило, берут вес всей арматуры в конструкции — продольной и поперечной — и делят на объем ее бетона, получая параметр в килограммах на кубический метр (кг/м3)).

При этом в действующих строительных нормах [1­3] такой параметр напрочь отсутствует и никоим образом не регламентируется. В нормативах указывается только необходимость обеспечить в сечении элемента минимальный процент арматуры от площади бетона (min 0,05­0,25%) и опосредованно рекомендован оптимальный процент армирования в конструкциях на уровне примерно 3% (это опять же отклик оптимизации для сборных конструкций).

До какой­то степени величина содержания арматуры в конструкциях отражена в некоторых сметных нормативах [4, 5]. Там величина арматуры в бетоне находится в пределах 190­200 кг/м3 — опять же без привязки к различным изменчивым исходным данным.

Для оценки величины содержания арматуры в бетоне монолитных конструкций проведем небольшой численный эксперимент. Возьмем для примера фрагмент плиты размерами в плане 1,0×1,0 м с двумя арматурными сетками у каждой грани, имеющими шаг стержней 100×100 мм, и проследим изменение содержания арматуры в бетоне в зависимости от изменения некоторых исходных параметров: толщины плиты и диаметра арматуры (рис. 1).

Рис. 1. Содержание арматуры в бетоне (кг/м3) для монолитного фрагмента площадью 1 м 2 при различных исходных данных: а — при разных диаметрах арматуры; б — при разных толщинах плит

Рис. 2. Интерфейс программы SCAD++. Постпроцессор «Железобетон», режим «Экспертиза железобетона»

Как видно из приведенных данных, даже при «идеальных» условиях проектирования (отсутствие поперечной арматуры, дополнительного армирования, различных элементов локального усиления и т.п.) величина содержания арматуры, например, для элемента толщиной 200 мм с размещенной в нем арматурой из двух сеток диаметром 10 мм составляет 123,2 кг/м 3 . При наличии же различных дополнительных факторов суммарное содержание арматуры в бетоне будет резко расти.

Таблица 1. Факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры

Фактор

Следствие

Инженерно­геологические условия строительной площадки

Тип фундамента (свайный, плитный, ленточный)

Шаг сетки несущих вертикальных элементов

Пролет плит, их толщина (жесткость)

Размеры сечения колонн/пилонов/стен

Удельный вес арматуры в бетоне

Класс бетона и арматуры

Расход арматуры в сечении

Довольно трудоемкую и рутинную работу по определению содержания арматуры в бетоне для некоторых отдельных элементов и всего сооружения в целом на начальном этапе проектирования (еще до начала разработки чертежей стадии КЖ/КЖИ) с довольно высокой точностью можно выполнить в программе SCAD++. В режиме «Экспертиза железобетона» постпроцессора «Железобетон», используя операцию Вес заданной арматуры (рис. 2), можно в реальном времени не только определить расход арматуры, но заодно (что очень важно) и проверить, насколько заданная арматура удовлетворяет необходимым критериям прочности конструкции согласно выбранным нормам проектирования.

При этом нужно помнить, что программа считает расход:

• арматуры без учета ее нахлеста и загибов, которые могут добавлять в реальный расход арматуры около 15­20%;
• бетона с учетом пересечения элементов, поскольку стыковка элементов происходит по оси стержневых и срединной плоскости плитных элементов (увеличение около 5­10%).

Суммарный расход арматуры и бетона в любом здании зависит от многих факторов, которые можно в некоторой степени скорректировать на начальной стадии расчета и проектирования. Основные факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры в конструкциях и зданиях, приведены в табл. 1.

Таблица 2. Содержание арматуры в бетоне для разных типов зданий

Тип здания

Элемент здания

Расход, кг/м3

а) 22­этажное здание на сваях
(шаг колонн/пилонов 6,0 м)

Как правильно выбрать стальную арматуру для каркаса фундамента

Если в стенах дома появляются трещины, с них падает штукатурка и отклеиваются обои, в одном углу комнаты ощутимо прохладнее, чем в другом, и не закрывается полностью окно или дверь — это самые безобидные из тех сложностей, которые возникают при неправильном выборе арматуры для каркаса фундамента. Как же не ошибиться при выборе, что учесть и как понять, какая арматура требуется для фундамента вашего дома?

Что такое арматура и зачем она нужна

На фундамент уже построенного дома действуют силы растяжения и сжатия. Под нагрузкой самого дома нижняя часть подвергается растяжению, а верхняя часть — сжатию. Зимой при замерзании почва тоже давит на фундамент и поднимает его, а в теплое время года на участке грунт двигается и давит и снизу, и сбоку. Эти силы деформируют и разрушают фундамент, что меняет геометрию верхних конструкций. От этого, в свою очередь, появляются трещины на стенах, зазоры между оконными рамами и стенами дома, перекосы уровня пола. Отсюда и сквозняк при закрытых окнах и дверях, и вспучивание напольного покрытия, и отсыревание штукатурки, а в худшем случае — повреждение электрических проводов и труб водоснабжения и канализации внутри дома.

Стальная арматура

Арматура для фундамента — длинные круглые стержни из стали либо стеклопластика, которыми укрепляют бетонные конструкции, в том числе фундамент. Связанная в каркас арматура берет на себя часть вертикальной нагрузки и помогает равномерно распределить давление дома на почву. Стальной прут арматуры способен выдержать растяжение в десятки раз большее, чем неукрепленный бетон. Для сравнения, прочность на растяжение неармированного бетона — 5,5 МПа, арматуры — в диапазоне 215-400 МПа. Сжатию армированный бетон противостоит в 8-10 раз лучше, чем неукрепленный. В массовом жилищном строительстве ничего невозможно построить из бетона, не укрепив его как следует, т.к.этот процесс регулируется СНиПами (Строительными Нормами и Правилами). Игнорировать их, во-первых, опасно для жизни людей, находящихся в здании, а во-вторых, означает уголовную ответственность для руководителя строительной компании. В частном жилищном строительстве для экономии бюджета и времени пытаются возвести фундамент, обойдясь только нижней частью каркаса. Объясняют это тем, что нагрузка на растяжение под весом дома приходится на «дно» фундамента. Но при замораживании и увеличении объема грунта нижняя часть только сжимается, а растягивается верхняя, неукрепленная. В этом случае деформации и разрушения фундамента, а затем и дома, не миновать.

Чтобы избежать таких последствий, фундамент обязательно укрепляют каркасом из арматуры. Сегодня в России 90% бетонных конструкций построены на стальной, или металлической арматуре, СНиПы разработаны и применяются для этого вида арматуры, она производится в России металлургическими комбинатами с советского времени и ее рассматривают как традиционный и проверенный материал для укрепления бетона.

Классификация стальной арматуры

Арматурная продукция, или арматурный прокат, маркируется по ГОСТ (Государственному стандарту) и обозначается в этой маркировке индексом А, Вр или К. Класс А — арматура, из которой строят каркас. Класс Вр — проволочная арматура, ее используют для соединения стержней. Класс К — канатная арматура, при возведении фундаментов частных домов не используется. Следующая за буквой цифра от 1 до 6 означает класс арматуры. Чем выше значение, тем прочнее сами арматурные стержни. При маркировке один и тот же тип и класс арматуры обозначается по-разному, это связано с устареванием советской системы и внедрением новых обозначений. Из приведенной таблицы 1 видно, к какому классу относится арматура с приведенной маркировкой.

Арматура 1 класса — круглый гладкий металлический стержень, который применяется только в составе монтажной либо поперечной конструкции в зданиях, не испытывающих сильных нагрузок и сопротивления. Использовать арматуру этого класса для каркаса опорных или несущих элементов попросту запрещено: недостаточно сцепление с бетоном из-за гладкого профиля, да и прочности для решения таких задач ей не хватит.

Назначение класса А2 то же, что и у А1 — монтажная арматура.

А вот класс А3 — универсальный, поскольку пригоден для решения строительных задач, в нем оптимально для жилого домостроения сочетаются прочность и сопротивление напряжениям. Такая арматура долговечна, это традиционный компонент для стандартных железобетонных изделий.

Арматура класса А4 прочнее и выдерживает более серьезные нагрузки, чем А3, и потому используется как материал для каркаса сильно напряженных конструкций, в том числе фундамента дома. Классы А5 и А6 в частном жилищном строительстве не используются.

Дополнительная маркировка арматуры указывает на устойчивость к коррозии (индекс К в конце аббревиатуры), на свариваемость (индекс С), на термическую упрочненность (Т). Эти обозначения увеличивают базовую стоимость продукта.

Виды профиля арматуры.

C класса А2 и выше, у арматуры периодический профиль, или рельефная поверхность стержня. Серповидный рисунок профиля указывает на стойкость арматуры к разрывным нагрузкам. Поэтому стержни серповидного профиля лучше использовать для тонкостенных конструкций. Кольцевой профиль говорит о сильном сцеплении с бетоном, поэтому такая арматура подойдет для капитальных железобетонных конструкций.

Арматура каждого класса производится в нескольких вариантах диаметра стержня. Варианты отличаются друг от друга прочностью и ценой. Как остановиться на правильной величине диаметра? Главный свод правил, который описывает требования к арматуре, расчетные нюансы и ограничения — СНиП 52-01-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения”. К нему прилагаются уточняющие и дополняющие пособия, инструкции и правила. Об этом СНиПе стоит знать, что без него невозможно спроектировать ни одно строение, где предполагается возведение железобетонных конструкций. В том случае, если дом спроектирован специалистом, в проекте в разделе «Ведомость материалов» указываются параметры и количество арматуры. Если проекта дома нет, то общие правила, которым руководствуются при определении диаметра арматуры, таковы:

• при длине стороны фундамента менее 3 м допускается использование металлической арматуры диаметра не менее 10 мм
• при длине стороны фундамента 3 м и более используются стержни диаметром не менее 12 мм

При этом в одном слое арматуры продольные стержни должны иметь одинаковый диаметр.

• диаметр поперечной арматуры, которая соединяет между собой продольные стержни, допускается меньше, но не менее 6 мм и не менее ¼ наибольшего диаметра продольных стержней. Это относится к высоте будущего арматурного каркаса до 80 см
• если высота каркаса все же более 80 см, то диаметр поперечной арматуры — не менее 8 мм
• содержание армирующих элементов в основании составляет не менее 0,1% площади сечения фундамента.

Подробную таблицу значений можно посмотреть в таблице 2. Идея в том, что, зная площадь сечения фундамента (для этого его ширину умножают на высоту), ее сравнивают с площадью сечения нескольких прутов стандартного диаметра, и таким образом выбирают подходящий вариант. Если запланирована постройка дома на ленточном фундаменте высотой 0,6 м и шириной 0,4 м, то площадь сечения = 0,4X0,6 = 0,24 кв.м, или 2440 кв.см. 0,1% этой величины — 2,4 кв.см. Этой величине соответствуют два прута по 14 мм либо три по 12 мм.

Еще одна величина — длина прута. Металлическую арматуру, как правило, продают со стандартной длиной прутьев 6, 9 или 11,7 м. Но при заказе на нашем сайте при выборе арматуры можно найти стержни длиной 2,9 м.

Как принять решение о выборе

Выбирают арматуру, уже зная тип грунта, определившись с типом фундамента и сделав необходимые расчеты, а также представляя себе габариты, конструкцию и материалы стен дома. Для фундамента рекомендуется использовать стальную арматуру классов 3 или 4. При строительстве дома не более 2-х этажей на ленточном фундаменте достаточно использовать арматуру в диапазоне от 10 до 16 мм. Проблемная почва (или слабонесущий грунт), такая, как глина, потребует арматуры большего сечения, чем песчаный грунт на участке застройки. В этом случае сечение арматуры стоит увеличить в 1,5-2 раза и выбирать арматуру диаметром не менее 16 мм. Плиточный фундамент, который подходит для строений без подвалов, потребует более прочных стержней в каркасе, чем другие типы фундамента, и здесь следует остановиться на диаметре не менее 14 мм. Чем больше дом и тяжелее материал изготовления стен и перекрытий, тем шире должно быть сечение стержня. Дом, построенный на каркасе из арматуры диаметром сечения менее 10 мм, окажется недолговечным — такой каркас не выдержит нагрузок. Арматура диаметром сечения больше 40 мм для строительства частных домов не используется.

Сварная сетка из арматуры.

Связанная арматура.

Кроме того, важно, каким способом планируют соединять элементы каркаса — сваривать либо связывать. В первом случае стоит убедиться, что в маркировке арматуры присутствует индекс С, указывающий на то, что в процессе сварки продукт не станет хрупким в точках соединения, либо выбирать арматуру класса 3 — сваривается она лучше, чем продукт классом выше. В случае, если каркас будет связываться, потребуется еще арматура Вр. Оптимальный вариант для частного домостроения — проволока с диаметром 1,2 мм. Она прочна и при производстве обрабатывается термически, в итоге получается гибкий и поэтому удобный для вязки материал, устойчивый к растяжению и разрывам.

Если выбор сделан правильно, то каркас для фундамента получится надежным, способным выдерживать серьезные вертикальные нагрузки и горизонтальные воздействия. Фундамент получится устойчивым к вспучиванию грунта при промерзании зимой, к движениям грунтовых вод. Дом с таким основанием даст минимальную усадку и верно прослужит много лет, не доставляя неприятностей в виде разрушения фундамента и стен.

Таблица 1. Виды арматуры и их обозначения.

Вид арматуры	Класс арматуры
	Обозначение
	Старое	Новое
Стержневая горячекатанная (ГОСТ 5781-82*):
гладкая	А-I	А-I(А-240)
переодического профиля	А-II	А-II(А-300)
	Ас-II	Ас-II(Ас300)
	A-III	A-III(А-400)
	А-IV	А-IV(А-600)
	А-V	А-V(А-800)
	А-VI	А-VI(А-1000)
	Сталь арматурная термически упрочненная для ж/б конструкций Технические условия ГОСТ 10884-94	Ат-IV	Ат 400с
Ат 500с
Ат 600
Ат 600с
Ат 600к
Ат 800к
Ат 1000
Ат 1000к
Обыкновенная арматурная проволока:
гладкая	В-I	—
переодического профиля	Вр-I	—

Таблица 2. Расчетная площадь сечения арматуры при числе стержней, кв.см