Как и зачем искать арматуру в бетоне

Уж сколько раз твердили миру мы о том, каким замечательным строительным материалом является бетон. Такой простой и экономичный в изготовлении и использовании. Мы проверяли его на прочность, морозостойкость, водонепроницаемость. Казалось, что, если надлежащим образом подойти к проверке качества компонентов, замесу, укладке и уходу, бетонная конструкция может простоять века. Нюанс заключается в том, что на готовую конструкцию в ходе эксплуатации действуют разные силы. Действуют разрушающе. Например, прочность бетона на растяжение и изгиб почти в 10 раз меньше, чем на сжатие. Этот недостаток компенсирует армирование, которое требуется в подавляющем большинстве случаев. Однако, рано или поздно, спрятанная арматура может стать препятствием для выполнения необходимых эксплуатационных работ. Как и зачем искать арматуру в бетоне, рассказывают эксперты строительной лаборатории.

1. Для чего требуется армирование бетона
2. Показатели качества арматуры для бетона
3. Способы армирования
4. Зачем искать арматуру в бетоне
5. Способы и приборы для поиска

Для чего требуется армирование бетона

Слово «деформация», в большинстве случаев, вызывает негативные ассоциации, как что-то неправильное, неестественное, искаженное. Говорят, что в природе деревья, пережившие деформацию от внешнего воздействия, становятся только сильнее, постепенно наращивая на покалеченном месте дополнительную кору. Совсем по-другому дело обстоит с конструкциями, возведенными людьми. В лучшем случае, деформация требует ремонта, в худшем – ведет к разрушению конструкции или всего здания.

Мы уже упомянули тот факт, что при определенных действующих силах, бетон может довольно легко деформироваться. Представьте тяжелый станок, установленный посередине бетонной плиты и вибрирующий при работе. Довольно скоро сила тяжести, вибрации и, конечно, земное тяготение, начнут продавливать плиту в центре. Бетон начнет растягиваться и изгибаться, теряя свою легендарную прочность.

Армирование для того и было изобретено, чтобы в прямом смысле, вооружить бетон против таких нагрузок. Слово «арматура» переводится с итальянского, как «вооружение». Прочность стального армирующего стержня на растяжение в 100 – 200 раз выше, чем у бетона. Усиление бетона армированием необходимо:

• для сложных и ответственных конструкций;
• для устранения усадки и трещин;
• для увеличения прочности изделий.

Два материала сливаются в единое целое за счет прочного сцепления бетона со сталью. Со временем, эта сцепка становится только прочнее. Арматура придает бетону дополнительную прочность, бетон защищает арматуру от температурных колебаний и коррозии, благодаря своей низкой теплопроводности.

Бетон прочно обжимает арматуру при твердении, преобразуя два материала в один – железобетон. Он обеспечивает максимальные показатели, делая конструкции здания и сооружения еще более долговечными. Несущие и ограждающие конструкции из железобетона проектируются и изготавливаются в соответствии с СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Показатели качества арматуры для бетона

В соответствии с СП 63.13330.2012, для качественного армирования железобетонных изделий следует использовать только ту арматуру, которая соответствует проектным требованиям и нормам государственных стандартов. А именно:

• горячекатаную гладкую и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (кольцевой и серповидный профиль соответственно) диаметром 6-50 мм;
• термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6-50 мм;
• холоднодеформированную периодического профиля диаметром 3-16 мм;
  арматурные канаты диаметром 6-18 мм.

Арматурный прокат из нелегированной и легированной стали изготавливается по ГОСТ 34028-2016. Основным показателем качества арматуры, устанавливаемым при проектировании, является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:

• А — для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;
• В, Вp — для холоднодеформированной арматуры;
• К — для арматурных канатов.

Арматурные канаты подразделяются на:

• К7, изготовленные из круглой гладкой проволоки;
• К7Т, изготовленные из проволоки периодического профиля;
• К7О, пластически обжатые, изготовленные из гладкой проволоки.

Помимо металлической существует неметаллическая композитная арматура в виде стержней из стеклянных, базальтовых волокон, а также сеток, тканей и небольших отрезков из углеродных или арамидных волокон, которые называют фибрами. Бетон, укрепленный таким способом обладает еще более высокими прочностными характеристиками, но также и большей стоимостью. Однако, в данном материале мы рассматривает только более распространенный способ армирования бетона металлопрокатом.

Способы армирования

Прежде всего отметим, что все железобетонные конструкции, используемые на строительных площадках можно разделить на две группы: монолитные и сборные. Монолитные конструкции изготавливаются (заливаются бетоном) непосредственно на площадке. Сборный железобетон приводят с завода в виде готовых изделий необходимой конфигурации.

Способа армирования бетона также два, но с нюансами:

1. Стержневое армирование бывает ненапряженным и напряженным.

В случае использования варианта ненапряженного армирования, металлические стержни гладкого или периодического (рифленого) профиля соединяют между собой в единый металлический каркас необходимых размеров с помощью проволоки или сварки. Готовый каркас устанавливают в проектное положение в опалубку, после ее проверки на соответствие размерам с учетом допусков, установленных СНиПом. Затем весь объем опалубки заливают бетоном. В результате, по достижению проектного возраста, затвердевшая конструкция называется железобетонным монолитом.

В случаях, когда требуется напряженное армирование, используют стальную арматуру повышенной прочности или стальные тросы. Перед укладкой бетонной смеси их натягивают специальными устройствами. После набора прочности устройства отсоединяют, а бетон приобретает силу предварительного напряжения, за счет чего бетон становится более стойким к прогибам и трещинам.

2. Армированные сетки бывают тяжелыми и легкими.

В обоих случаях речь идет об использовании готовых изделий с проектным размером ячейки и диаметром арматуры, поставляемых с завода. Готовые сетки используют не только для бетонирования, но также при отделке фасадов и цоколей, для придания прочности финишному покрытию. Тяжелыми называют сетки из арматуры диаметром от 6 до 40 мм. Их собирают и доставляют в виде листов шириной до 3050 мм и длиной до 9000 мм. Легкие сетки доставляют в рулонах с сечением стального прута до 6 мм.

Зачем искать арматуру в бетоне

Большинство специалистов в области строительства сходятся во мнении, что армировать бетон необходимо в 90% случаев. Исключение может составлять возведение небольших каркасных домов и хозпостроек, в местах где проводилось геодезическое обследование почвы и есть полная уверенность, что при обустройстве фундамента не потребуется дополнительное усиление арматурой. Исключение также относится к цементным стяжкам на полу дома или квартиры.

Армирование является обязательным для следующих строительных конструкций:

• Забивные и бурозабивные сваи
• Плитный или ленточный фундамент
• Основание стропильной системы
• Стяжки толщиной более 30 мм
• Плавающие стяжки
• Основание под первый ряд кирпичной кладки или кладки строительными блоками
• Монолитные бетонные несущие стены
• Перекрытия, перемычки, балки, ригели, арки
• Колонны
• Лестничные марши
• Конструкции сложной формы
• Части здания, которые подвержены дополнительной нагрузке

Что может быть общего у всех перечисленных конструкций? Элементарно. Все армированные конструкции подпадают под понятие скрытых работ, т.е. после завершения технологического процесса их выполнения, их качество проверить невозможно или очень сложно. Они становятся невидны не только из-за слоя бетона, но из-за последующих этапов работы по возведению здания.

Поэтому после завершения работ по возведению любого армированного элемента требуется проверить его качество и подписать «Акт освидетельствования скрытых работ». В нем комиссия указывает название конструкции, в каких осях производились работы, высотные отметки. Именно для подтверждения качества готовой конструкции и производится поиск арматуры.

Дело в том, что если на предприятиях-изготовителях существует строгий контроль качества, практически исключающий дефекты при производстве сборных элементов, то на строительной площадке следить за этим значительно сложнее. При заливке бетонных конструкций могут образоваться пустоты, участки с неравномерным распределением наполнителя, а сами элементы арматурного каркаса могут сместиться. Такие дефекты способны существенно снизить несущую способность изделия, что в последствии может привести к нежелательным последствиям.

В дальнейшем акт скрытых работ, в совокупности с прочей технической документацией, поможет специалистам по эксплуатации и экспертам строительной лаборатории проводить техническое обследование здания или сооружения. Однако в случаях, когда требуется извлечь пробы для лабораторных исследований или предполагаются ремонтные работы с бурением армированной конструкции, необходимо дополнительно произвести поиск арматуры в бетоне, чтобы не повредить ее и, тем самым, не нарушить прочность всей конструкции в ходе последующих работ.

Способы и приборы для поиска

Еще совсем недавно поиск арматуры в бетоне представлял собой сложный процесс. Требовалось вскрывать конструкцию в нескольких местах или использовать мощные неодимовые магниты. Сегодня в арсенале специалистов появилась специальная аппаратура, которая позволяет использовать неразрушающие методики для проведения данного обследования, а значит сохранить целостностность бетонного элемента. Согласно ГОСТ, поиск арматуры в бетонных конструкциях, измерение толщины защитного слоя производится магнитным методом. Такая аппаратура работает по принципу металлодетекторов.

Таким образом специалист может выявить в скрытой конструкции:

• Толщину бетонного слоя
• Внутренние дефекты при заливке бетона
• Расположение и диаметр арматуры

Обследование производится в следующем порядке:

• Изучение технической документации
• Выбор и сканирование необходимой поверхности
• Вычисление толщины бетонного слоя и возможных дефектов
• Вычисление расположения армирующего каркаса или сетки
• Маркировка расположения каркаса или сетки по полученным данным
• Забор образцов для контроля точности данных