Армування – це процес підсилення будь-якої конструкції чи виробу за допомогою арматури, котра зазвичай є металевими (у деяких випадках – композитними) стрижнями, каркасами, сітками. Армування широко розповсюджене під час виготовлення різноманітних армокам'яних, залізобетонних, армоцементних конструкцій тощо, а також керамічних, скляних, гіпсових, пластмасових виробів. Найбільше цей процес відомий у будівництві, де арматура необхідна для підсилення залізобетону.
Для чого потрібне армування та як воно працює?
Армування конструкцій у сфері будівництва виконується для досягнення таких цілей:
- Збільшення несучої здатності будівлі, завдяки чому вона ефективно витримує високе навантаження та довго служить.
- Запобігання утворенню тріщин. Навіть за умови правильного попереднього проектування та використання якісного бетону матеріал з часом може давати температурні чи усадкові тріщини. Наявна всередині арматура перешкоджає їх появі, обмежує їхню ширину, якщо вони вже утворилися, та перешкоджає подальшому руйнуванню будівлі. Особливо важливо це для фундаментів, стін, плит перекриття тощо.
- Підвищення стійкості конструкції до динамічних впливів та деформацій. Будівлі зазнають різноманітних впливів, серед яких – вібрації, зміни температури, нерівномірне осідання тощо. Наявність арматури робить конструкцію більш стійкою до них та знижує ризик деформацій. Особливо це актуально у сейсмічно активних регіонах, де підземні поштовхи можуть спричинити раптове руйнування.
Основним призначенням армування можна назвати спільну роботу арматури та бетону для підвищення ефективності. Справа в тому, що у названих матеріалів різні механічні властивості: бетон стійкий до стискання, а арматура – до розтягування. Разом вони доповнюють один одного завдяки зчепленню. Бетон немов охоплює стрижні арматури та передає навантаження на них, у результаті міцність конструкції помітно підвищується. Оскільки арматура знаходиться всередині бетону, вона не контактує з довкіллям, що є захистом від корозії. Це дуже важливо, адже зазвичай арматурні стрижні виробляються зі сталі.
Види армування та де його застосовують у будівництві
Залежно від способу виконання та призначення можна виділити наступні види армування:
- Поздовжнє – арматура розташовується по довжині конструкції та сприймає розтягувальні зусилля, протидіє згинанню, завдяки чому перешкоджає появі похилих та вертикальних тріщин, що можуть утворюватися від розтягу.
- Поперечне – арматуру розміщують перпендикулярно поздовжній осі конструкції та основному робочому армуванню. Зазвичай це поперечні стрижні та хомути, які сприймають поперечні сили, утримують поздовжню арматуру та запобігають сколюванням бетону. Іншими словами, таке армування перетворює бетон на єдину міцну конструкцію та протистоїть зсувам.
- Каркасне – арматуру зв'язують або зварюють у єдиний виріб – каркас, тобто плоский чи просторовий виріб, що складається із поздовжніх та поперечних стрижнів. Таке армування має на меті підвищити міцність та жорсткість складних елементів, наприклад, балок чи колон.
- Сітчасте – це система стрижнів, що розташовуються перпендикулярно один до одного та утворюють сітку. Таке армування забезпечує рівномірний розподіл навантаження, обмежує утворення тріщин від усадки та температурних деформацій, стиску, зазвичай використовується для плоских конструкцій, наприклад, стін, плитного фундаменту, перегородок тощо.
Крім того, армування буває зварним та в'язаним залежно від способу з'єднання, а вибір певного залежить від властивостей арматури та вимог проекту.
Армування використовують майже в усіх видах будівельних робіт, пов'язаних із застосуванням залізобетону. Кілька прикладів:
- Армування фундаменту необхідне, щоб забезпечити йому можливість сприймати нерівномірні деформації ґрунту та розтягувальні зусилля.
- Колони армують для сприйняття значних вертикальних навантажень від верхніх поверхів та перекриттів.
- Армування стін потрібне для підвищення стійкості та міцності, оскільки стіна сприймає навантаження від даху, вітру, перекриттів. Це особливо важливо для несучих, підвальних та підпірних конструкцій.
- Армування балок допомагає витримувати навантаження від перекриттів, стін та інших конструкцій, бо під його дією балка згинається.
- Плити перекриття армують, бо їм потрібно витримувати власну вагу, навантаження від перегородок, меблів, людей тощо.
- Армопояси об'єднують частини будівлі в єдину систему, а тому тут армування обов'язкове.
Крім того, армують сходи, покрівельні залізобетонні конструкції, підлоги, перемички над віконними та дверними отворами, інженерні споруди тощо – це необхідно для забезпечення міцності, довговічності та безпеки.
Основні вимоги та помилки під час армування
Підсилення конструкцій є важливим етапом будівництва, від якого залежить результат. У процесі варто дотримуватися певних правил армування:
- Варто виконувати армування у суворій відповідності до проектної документації. Не можна самостійно змінювати кількість, діаметр, розташування стрижнів тощо, бо навіть невеликі відхилення від розрахунків можуть значно вплинути на несучу здатність конструкції.
- Перед початком робіт обов'язково розробляється схема армування, де зазначаються: клас арматури, її діаметр, кількість стрижнів, крок між ними, розташування верхніх та нижніх стрижнів, місця стикування, захисний шар бетону тощо. Схема формується з урахуванням конструкції, яку необхідно підсилити.
- Правильний розрахунок армування – ще одна важлива умова. Завдяки розрахунку визначають площу перерізу арматури, діаметр та кількість стрижнів залежно від розмірів конструкції, запланованого навантаження, умов експлуатації тощо. Крім того, важливо визначити відсоток армування, тобто співвідношення площі арматури до площі бетону. Існують певні вимоги щодо кількості арматури: якщо її недостатньо, не вдасться досягнути потрібної міцності, а якщо забагато, бетонування може ускладнитися.
- Важливо сформувати необхідний захисний шар бетону. Між арматурою та зовнішнім середовищем має бути достатньо бетону, щоб перешкоджати корозії та забезпечувати надійне зчеплення.
Серед найпоширеніших помилок – неправильний діаметр чи крок арматури, недостатня кількість стрижнів, відсутність поперечного армування, коли воно потрібне, погана фіксація каркаса, невдале виконання стиків тощо. Спосіб з'єднання, довжина напуску, місця стикування мають відповідати проекту, а тому роботи з армування повинні виконувати досвідчені фахівці, котрі працюють суворо за розрахунками.
