При определенных условиях сварка каркаса представляется более надежным вариантом. Однако его использование обычно ограничивается климатическими осложнениями (например, сильным дождем) или отсутствием электрического соединения. С другой стороны, сварка может использоваться повсеместно – за исключением тонких стержней – в отличие от вязки в обычных условиях.
Можно ли сваривать арматуру для фундамента, когда и почему нельзя?
Фундаменты без арматуры могут разрушаться из-за теплового расширения влаги, которая остается в бетоне после его затвердевания.
Для того чтобы компенсировать расширение конструкции фундамента и предотвратить образование трещин, в них используются металлические арматурные каркасы.
При их проектировании и монтаже актуальным становится вопрос: какой способ соединения лучше – склеивание или сварка?
Закрепление арматуры и зависимость от нагрузки
Отдельно стоящие дома, дачи, хозяйственные постройки, мастерские и другие малоэтажные здания имеют относительно небольшую нагрузку на фундамент. Для малонагруженных фундаментов подходит ручная или машинная вязка арматуры. Металлические прутья следует связывать специальной вязальной проволокой.
Примечание! Метод вязки не позволяет получить жесткие и прочные соединения. При больших нагрузках вязальная проволока может растянуться, что приведет к образованию зазора между арматурными стержнями в местах вязки, и прочность каркаса снизится.
В фундаментах массивных многоэтажных зданий категорически запрещено перемещать арматуру относительно друг друга. Поэтому вместо проволочной связи все элементы каркаса в фундаментах соединяют жесткими и неразъемными сварными соединениями. Этот метод максимально повышает устойчивость арматуры и значительно увеличивает ее прочность.
Какой тип арматуры используется?
Первым шагом в усилении здания является выбор арматуры. В зависимости от материала изготовления арматура, используемая для армирования фундамента, делится на металлическую и композитную. Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки.
Металл
Металлические прутья используются в строительстве фундамента уже давно.
Это классический, проверенный временем вариант материала. В строительстве частных домов используется металлическая арматура, изготовленная по ГОСТ 5781-82.
Арматурные стержни по этому стандарту делятся на 6 классов. Чем выше класс, тем прочнее материал.
Арматура всех классов, кроме первого, в основном имеет рифленую поверхность. Благодаря рифлению стержни лучше сцепляются с бетоном.
Материал третьего класса диаметром 12-18 мм используется в основном в низких конструкциях. Она используется для продольных каркасных элементов, несущих основную нагрузку на арматуру.
Гладкая арматура первого класса используется для фланцев, перемычек и вспомогательных элементов. Она дешевле своих более прочных аналогов и хорошо гнется, облегчая работу мастера.
Композитная
Это современный материал, который только в последние годы стал использоваться в бетонном строительстве.
Сырьевой базой для композитного прутка могут быть:
- базальтопластик;
- пластик, армированный углеродным волокном;
- стекловолокно.
Композитная арматура дороже металлической. Однако ее популярность растет, поскольку она обладает более привлекательными свойствами. Из трех основных вариантов композитных материалов наиболее популярным стало армирование стекловолокном. Его цена ниже, чем у двух других вариантов, а долговечность достаточно высока.
Композитный материал обладает низкой теплопроводностью в отличие от металла. Поэтому каркасы из него не увеличивают уровень теплопотерь здания через фундамент. Кроме того, на композитные брусья не оказывают негативного влияния перепады температур и повышенная влажность. По этой причине они более долговечны.
Принципы
Перед тем как связать арматуру в каркас, необходимо подготовить продольные и поперечные прутья, а также хомуты и проволоку.
Все эти элементы должны быть нарезаны на отрезки заданной длины.
Кроме того, необходимо подготовить схему для правильной вязки.Необходимо подготовить схему вязки, в соответствии с которой будет строиться каркас. Материал рассчитывается на основе выбранной схемы.
Можно ли сваривать?
Металлические прутья каркаса могут быть соединены обвязкой или сваркой. Допускаются оба варианта. Сварка требует меньше времени и усилий. Однако она имеет явные недостатки – металл при сварке теряет свою прочность.
Кроме того, сварка обеспечивает жесткое соединение, что может негативно сказаться на бетоне во время усадки. Еще одним недостатком сварки является то, что сварные швы могут со временем растрескаться под воздействием механических нагрузок, и каркас станет неэффективным.
Профессиональные строители предпочитают сваривать. Это более трудоемкий вариант, если делать его вручную.
Однако он обеспечивает: гибкое крепление, которое не нарушает целостность бетона при усадке, движении грунта или вибрации.
Арматура сохраняет свои первоначальные свойства, так как не подвергается перегреву.
Зависит ли схема вязки арматуры от этажности здания?
Принцип вязки арматуры не зависит от этажности здания. Однако чем массивнее здание и чем массивнее арматурный каркас, тем выше требования к вязальной проволоке.
Для обеспечения безопасности вместо проволоки иногда используются пластиковые хомуты. Они дороже, но прочнее проволоки. Для легкого одноэтажного дома достаточно простой проволочной стяжки, сложенной вдвое.
Для каких целей используется арматура?
Специальная арматура помещается внутрь бетонной конструкции для поглощения растягивающих напряжений, опасных для бетона. Ее устанавливают в виде сетки, чтобы она воспринимала растягивающие напряжения. Самый простой метод – использование нескольких арматурных стержней, соединенных вместе и помещенных внутрь опалубки перед бетонированием.
В более сложных случаях (когда требуется максимальное усиление фундамента) каркас собирается из комбинации основных и дополнительных стержней. Первые изготавливаются из более толстых заготовок и укладываются продольно.
Дополнительные стержни нужны только для поддержки продольных стержней и требуются только во время заливки.
Рабочие брусья несут основную нагрузку после затвердевания смеси (во время эксплуатации фундамента). Вспомогательные элементы остаются внутри системы, так как их нельзя извлечь из затвердевшей конструкции.
Арматурный каркас собирается непосредственно на месте из предварительно нарезанных отдельных стержней. Они соединяются мягкой отожженной проволокой, которая скрепляет узлы решетки путем скручивания. На первый взгляд кажется, что гораздо проще и быстрее сварить арматуру, чем делать скрутки из проволоки. Чтобы утверждать это с уверенностью, необходимо сначала внимательно рассмотреть, как "работает" арматура и ее отдельные элементы.
Как работает арматура в бетоне
Если внимательно посмотреть на поверхность арматуры, то можно увидеть рифленую структуру бетонной арматуры. Это обеспечивает хорошее сцепление стержней с застывающим бетоном и их легкое удержание в фиксированном положении. Рифленые прутья поглощают основные усилия при воздействии различных нагрузок. Бетон разгружается и лучше поддерживается, исключая возможность появления трещин или разломов в бетоне.
Поскольку вспомогательные элементы не участвуют в распределении нагрузки – они имеют меньшую толщину и их поверхность гладкая (без рифлений), для этих целей используется арматура класса А1 (А240).
Надежное соединение элементов арматурного каркаса необходимо для того, чтобы выдерживать нагрузки только при заливке жидкой смеси. Причиной этого является большой вес бетонной смеси, который при определенных условиях может разрушить не очень прочную арматуру.
Как выбрать электроды?
При сварочных работах часто используются следующие типы электродов:
- УОНИ-13/55У. Подходят для сварки с образованием ванны расплавленного металла. Эти электроды обеспечивают высокое качество сварных швов.
- АНО-21. Используется с инверторами для приварки фитингов непосредственно к ржавчине без зачистки. Позволяет располагать электрод под любым углом к свариваемой поверхности.
- TMU-21U. Используется для дуговой сварки ответственных конструкций. Благодаря специальному покрытию расплавленный металл не разбрызгивается, а дуга сваривает стабильно. Шлак легко отделяется.
- УОНИ-13/45 Используется только для арматуры из низколегированной или углеродистой стали. Сварной шов имеет оптимальное соотношение прочности и пластичности, поэтому при нагрузке не трескается и не ломается.
- ОЗС-12. лучший выбор, когда необходимо создать сварной шов с однородной структурой без пор, шлаков и окислов.
Опытные сварщики 5-го класса могут выбрать лучший электрод для создания сварного шва, полностью отвечающего эксплуатационным требованиям конструкции. Однако чаще всего в проекте даются рекомендации по требованиям к сварному шву и типу используемого электрода.
Диаметр стержней подбирается следующим образом:
- Для арматуры диаметром 5-8 мм используются электроды с сечением до 3 мм.
- Для прутков диаметром 8-10 мм рекомендуются электроды с сечением 3-4 мм.
- Для толстой арматуры диаметром 10 мм и выше используются электроды диаметром 4 мм.
В соответствии с обозначением выбор может быть осуществлен следующим образом:
- "H" – для наплавки металла;
- "У" – для низкоуглеродистых сплавов;
- "Т" – для легированных сталей с повышенной жаропрочностью;
- "Э" – универсальные электроды для формирования пластиковых соединений.
Технология сварки
Сварка крепежа производится в следующем порядке:
- Прутки отрезаются на необходимую длину углошлифовальной машиной или гильотиной.
- С поверхности удаляется грязь, а торцы зачищаются наждачной бумагой или специальной металлической щеткой до длины 30-40 мм.
- Установите арматуру в базовое положение в соответствии с проектом. Максимальное отклонение от расчета не должно превышать 5%. Расстояние между концами должно составлять от 1,5 до 2 диаметров поперечного сечения бруса.
- В месте соединения прутки должны быть закрыты вставками или опорами. Они предназначены для предотвращения пролива расплавленного металла. Обычно это многоразовые графитовые или керамические прокладки. Крепление осуществляется с помощью хомута или вязальной проволоки.
- Если используются металлические подкладки, они предварительно соединяются с арматурой.
- При помощи электрода прикоснитесь к одному из арматурных стержней и слегка расплавьте его. Затем быстро потяните между двумя скрепляемыми прутьями до образования расплавленной ванны. Если электроды прилипают, увеличьте силу тока, а если они прогорают, используйте стержень меньшего размера или уменьшите силу тока.
- Подождите, пока сварной шов не остынет до температуры окружающей среды.
После завершения сварочных работ необходимо проверить качество сварного шва. Это делается путем внешнего осмотра и выявления визуальных дефектов, таких как трещины, развалы, сколы, подрезы, недокраска и т.д. Затем соединение проверяется на прочность путем легкого простукивания молотком. Гамма-дефектоскопия является наиболее эффективным и точным методом обнаружения дефектов в сварных соединениях ответственных конструкций.
Основные методы анкеровки
Анкерное крепление необходимо для формирования постоянных углов армирования. Анкерное крепление может быть следующих типов:
- Прямое. Подходит только для невысоких зданий. Простое наложение стержней друг на друга. Основная цель – обеспечить максимально возможную жесткость контакта для предотвращения смещения при заливке бетонного раствора.
- Петлевой. Устанавливается на углу, два бруса складываются пополам.
- Крюк. Брусок сгибается на 180°, а конец прочно загибается на основной части.
- Щеколда. Брусок сгибается на 90°.
- Сварка поперечных элементов.
- Использование шайбы и стального углового прута.
Последние два метода подходят только для крепления в продольном направлении. Допускается сварка стыка для повышения прочности. Прямое анкерное крепление и подпятник применимы к стержням разных размеров.
Принципы армирования L-образных стержней
Самый простой метод, который легко осуществить и поэтому наиболее часто используемый. L-образные элементы устанавливаются в углах и крепятся к несущему каркасу. Их длина равна 50 диаметрам используемой арматуры. Внутренние стойки соединяются с внешними с помощью этих соединителей. Такое соединение позволяет надежно соединить сходящиеся стены.
Усиление угла ленточного фундамента L-образными элементами.
Стыки стен должны быть усилены двумя L-образными элементами. На каждом продольном уровне должно быть не менее трех таких соединений.
Усиление с помощью L-образных элементов
П-образные анкеры предназначены для повышения конструктивной прочности фундамента здания. Их ширина равна поперечному размеру рамы. Установите по одному на каждом горизонтальном уровне конструкции с учетом двух сторон арматурной рамы. Открытая часть крепится к несущим элементам по направлению к углу.
Как соединить арматурные стержни в углах?
Соединения следует выполнять следующим образом:
- Возьмите арматурную проволоку длиной 200 мм, согните ее пополам.
- Изгиб делается в форме крючка, но не до конца.
- Проденьте крючок через соединяемые прутья.
- Проденьте конец крючка через петлю.
- Оберните свободный конец проволоки вокруг крючка.
- Петля затягивается, а оставшийся "хвост" проволоки обматывается вокруг арматуры так, чтобы концы были перекручены и не выступали.
Можно также завязать мертвый узел, который считается более безопасным, чем обычный узел (см. фото ниже).
Усиление углов в ленточных фундаментах может укрепить подконструкцию и продлить срок службы здания. При этом необходимо тщательно соблюдать технологию и строительные нормы.