Армирование бетонного фундамента: зачем оно нужно и как выбрать арматуру

В состав бетона входит песок, цемент и щебень, которые перемешиваются с водой до нужной консистенции. После схватывания цементный раствор становится твердым и одновременно хрупким материалом. Чтобы повысить прочностные характеристики, его армируют металлическими или композитными прутками. Монолитный фундамент с армирующим каркасом называют армобетоном или железобетоном. В этом материале рассмотрим виды арматуры и их отличия. 

Что такое арматура для фундамента и какое у нее назначение

Арматура представляет собой рифленые металлические или стеклопластиковые прутки, которые используют для усиления бетонных конструкций. Из арматуры вяжут каркас, который не допускает деформацию и разрушение бетона. Прочность стального прутка на разрыв в 200 раз выше, чем у застывшего раствора. Поэтому после схватывания бетон приобретает свойства стали, поскольку конструкция становится как одно целое. 

Арматуру используют не только в ленточных и плитных фундаментах с высокой боковой и вертикальной нагрузкой, но и при возведении лестничных маршей, плит перекрытия, фонарных столбов и бетонных опор. В зависимости от назначения и вида бетонной конструкции применяют горизонтальный, вертикальный или объемный армирующий каркас. 

Арматура является неотъемлемой частью железобетонного строительства, которая позволяет повысить прочность и устойчивость фундамента к агрессивным средам, а также увеличить срок службы всей конструкции.

Виды арматуры для бетонного фундамента

При возведении бетонного фундамента важно не только правильно подобрать и применить марку бетона, но и выбрать необходимую арматуру. Существует несколько видов арматуры: 

1. Металлическая арматура. Стальные прутки круглого или квадратного сечения диаметром 6–40 мм. Из них монтируют армирующий каркас и устанавливают в фундамент. Прутки могут быть гладкими или с рифленой поверхностью, что увеличивает сцепление с бетоном. 

2. Армирующая сетка. Сварные карты из стальной проволоки размером от 380х1000мм до 2000х6000 мм применяют для армирования плитного фундамента. Карты состоят из квадратных ячеек размером 50х50 мм, 100х100 мм или 150х150 мм и могут быть изготовлены из гладкой или рифленой проволоки диаметром 3–4 мм. 

3. Композитная или стеклопластиковая арматура. Может быть изготовлена из базальтовых, стеклянных, углеродных или арамидных волокон диаметром 4–20 мм. Связующим является термопластичный отвержденный полимер. 

Выбор вида арматуры зависит от конкретных условий возведения фундамента. Например, для фундаментов частного строительства вполне подойдет металлическая арматура диаметром 12 мм. Для постройки пирса в агрессивной морской среде используют композитную базальтопластиковую арматуру. 

Отличие стальной арматуры от композитной

Теплостойкость. Напрямую влияет на прочность сооружения при пожаре. Стальная арматура теряет свои прочностные характеристики при температуре 500 ℃, базальтопластиковая — при 300 ℃, стеклопластиковая — при 150 ℃. 

Коррозионная стойкость. В отличие от стальной, композитная арматура не подвержена ржавлению, поэтому ее используют при строительстве бетонных конструкций в агрессивных средах, например морских пирсов и волнорезов. 

Тепло и электропроводность. Композитная арматура не препятствует прохождению радиоволн, не создает мостиков холода и магнитных полей в монолитном бетоне. 

Транспортабельность. Длина металлической арматуры достигает 12 метров, чтобы доставить ее на строительную площадку потребуется спецтранспорт. Прутки можно порезать для удобства транспортировки, но это может сказаться на качестве армирования. Композитную арматуру перевозят в бухтах на малогабаритном транспорте. 

Температурный коэффициент. При изменении температуры окружающей среды стеклопластиковая арматура имеет такое же линейное расширение, что и бетон. При резких перепадах температуры на бетоне не появятся трещины и отслоения. 

Пластичность. Стальной стержень диаметром до 16 мм можно согнуть под любым углом, при этом пруток не утратит своих прочностных характеристик. Композитный стержень невозможно изогнуть без предварительного нагрева, но после термического воздействия прочность будет потеряна. 

Вредность и травмоопасность. При резке композитная арматура образует пыль, которая состоит из тончайших стеклопластиковых игл. Пылинки висят в воздухе, поэтому высок риск повреждения органов зрения и дыхательных путей. Стальная арматура безопаснее, но защитные очки и перчатки применять нужно обязательно. 

Расчет количества и диаметра арматуры

Для расчета количества и диаметра арматуры, необходимо определить размеры фундамента и нагрузки на него. 

• Размеры фундамента зависят от размеров самой постройки, ее веса и типа грунта, на котором он будет построен. Также необходимо учитывать уровень залегания грунтовых вод и глубину промерзания грунта. 

• Нагрузки на фундамент могут быть статическими или динамическими. Статические нагрузки обусловлены весом здания. Динамические нагрузки зависят от парусности объекта и движения грунта в сейсмически активной зоне застройки. 

После определения размеров фундамента и нагрузок на него, приступают к расчету количества и диаметра арматуры. Для этого необходимо учитывать следующие факторы: 

• Вид используемой арматуры;
• Диаметр арматуры;
• Шаг укладки арматуры;
• Количество слоев арматуры;
• Длина арматурных прутьев;

Проектирование металлокаркаса, расчет количества и диаметра арматуры необходимо делегировать инженерам-конструкторам, потому что правильно выполненное армирование фундамента обеспечит надежность и долговечность всей постройки.