Опорні будівельні споруди здебільшого виконуються з застосуванням металевої арматури. Її покривають шаром бетону, який повинен забезпечити виконання конструкцією своїх функцій.
Залізобетонний фундамент – об’єднання корисних властивостей двох складових
Для підвищення міцності бетонних конструкцій застосовується армування їх металом. Спільне використання підвищує здатність витримувати підвищені навантаження. Захисний шар бетону для арматури фіксує її і забезпечує спільне взаємодія між ними. Він захищає від корозії, перегріву, надмірної вологості. Його розмір відповідає відстані від зовнішніх сторін виробу до металу.
Дотримання правильної технології дозволяє звести споруду, здатне прослужити багато років, протидіяти навантажень, що впливає на нього. На фундамент діють підземні і зовнішні сили. Волога верхніх шарів грунту замерзає, розширюється і ніби виштовхує конструкцію з землі. Будівельники називають подібне явище морозним обдиманням.
Стіни і покрівля споруд створюють свою навантаження, яка періодично збільшується після снігопадів. Бетон має певну міцність, але він крихкий. Кліматичні умови, мороз, сонце, різні навантаження викликають його стиск і розтяг, причому неоднорідне в різних місцях, від чого він деформується. З’являються тріщини, знижують його міцність і призводять до руйнування.
В якості компенсатора зовнішнього впливу використовується арматура – прути з металу різного перерізу з ребристою поверхнею, яка забезпечує найкраще зчеплення з розчином. З них збирається каркас, що приймає на себе навантаження. Він заливається бетоном, який фіксує його і одночасно захищає.
Різко відрізняються за своїми властивостями матеріали взаємодіють завдяки найважливіших чинників:
- міцне зчеплення між ними, тому вони сприймають навантаження спільно;
- майже однаковий коефіцієнт температурного розширення, що забезпечує монолітність;
- розчин не справляє руйнівного впливу на метал, а оберігає його.
Для найбільшої ефективності конструкцій важливі два взаємопов’язаних фактори: діаметр арматурних прутів і товщина захисного шару з бетону.
Такий шар з усіх боків арматури формується обов’язково, і на його величину впливає ряд умов:
Стрічковий фундамент – рекомендовані розміри захисного шару
Стрічковий фундамент може бути монолітним або з окремих елементів, розташованих нижче точки промерзання грунту або вище неї. Для останнього потрібно порівняно невелика кількість бетонного розчину і арматури. Металевий каркас використовується подовжній з поперечними хомутами, діаметр прутів 10-14 мм. Він може виконуватися на бетонній підошві і без неї.
За наявності підстави розчин на поверхні повинен мати товщину не менше 40 мм, а при його відсутності – 70 мм. Якщо фундамент збірний, мінімальну товщину зменшуємо на 5 мм. Іноді немає можливості застосувати стрижні рекомендованого діаметра, застосовуються більшої товщини. Слідуємо неухильного правилом, згідно з яким захисний шар не може бути тонше арматури. Якщо він перевищує 50 мм, встановлюється конструктивна сітка.
Для прутів до 20 мм з боку вулиці укладаємо бетон товщиною 25-40 мм, а для більш товстих доводимо до 5 див. Внутрішню сторону, не подвергающуюся зовнішніх впливів, виконуємо завтовшки 20 мм. Відхилення шари захисту не повинні перевищувати 4-8 мм в більшу сторону і 3-5 в меншу.
Нижній пласт за нормативами виконуємо в 40 мм. Необхідної товщини і положення каркаса добиваємося установкою фіксаторів. Ними служать цеглини, які підкладаємо знизу, або спеціальні пластмасові пристосування. Можна заздалегідь виготовити сухарі з бетону 100×100 мм, по товщині рівними захисному шару, щоб потім підкласти їх. Для фіксації у поздовжньому положенні окремі стрижні можуть упиратися в опалубку.
Нижня арматура – найважливіша у каркасі фундаментів. Якщо її просто недбало кинути на дно траншеї, не залишивши простору для розчину, то вони не будуть працювати разом, тому що не становили єдиного цілого. Більше того, з’явиться іржа, метал почне руйнуватися і фундамент разом з ним. Така, з першого погляду, дрібниця, як відсутність захисного шару внизу, здатна зруйнувати цілу конструкцію.
Крім стрічкових використовуються плаваючі фундаменти, в основі яких саморобні залізобетонні плити. На піщано-щебневое основу укладають утеплювач, поверх армування. Вона складається з двох зон 12-16 мм у вигляді сітки з осередками 20×20 див. Перший маємо на висоті 5 см від утеплювача, а другий настільки ж нижче верху. Все заливається бетоном. Захисний шар тут менше, але він забезпечує міцність виробу.
Заливка арматурного пояси – як домогтися необхідної товщини
Для фундаменту потрібно траншея, яку роєм у землі запланованим розмірами, домагаючись вертикальності стінок. Далі обов’язково встановлюємо опалубку з підручних матеріалів: дощок, фанери, плоского шиферу. Вона забезпечить необхідну відстань від арматури до зовнішніх стінок конструкції. Фіксуємо її з зовнішньої сторони землею, а з внутрішньої – розпірками.
Заливку починаємо з підготовки підошви. Насипаємо на дно траншеї 5 см битої цегли або щебеню і заливаємо розчин. Для гарного проникнення в усі щілини робимо його дуже рідким. Після схоплювання розчину виставляємо підпірки під арматурний каркас, як було розказано вище. Домагаємося, щоб відстань між металом і стінками по всій довжині залізобетонних виробів було однаковим.
Розчин готуємо з просіяного піску, щебеню та цементу. Додаємо потроху води і ретельно вимішуємо. Домагаємося однорідного кольору і структури готового бетону. Необхідна щільність визначається так: перевертаємо розчин лопатою і дивимося, як він сповзає з неї. Якщо загальною масою, не розділяючись на шматки – консистенція прийнятна.
Починаємо пошарово по периметру заповнювати опалубку, дотримуючись товщини приблизно 20 див. Виливати весь бетон відразу не слід: у фундаменті утворюються порожнини, заповнені повітрям, що негативно позначається на міцності. До того ж в окремих місцях у стінок бетонний розчин може не покрити метал, і він залишиться оголеним.
У перший шар опускаємо відрізок арматури, проходимо так по всьому периметру. Потім застосовуємо будівельний вібратор, якщо його немає – ручну трамбовку. Після ущільнення першого пласта, дочекавшись, коли він стане рівним, заливаємо другий. Знову протикаємо арматурою, видаляючи повітря, утрамбовуємо. Так повторюємо шар за шаром, поки не дійдемо до верху. Останній шар вирівнюється по опалубці, яка виставлена над верхніми стрижнями на висоті, рівній товщині захисного поясу.
Для створення рівномірного захисного шару важливо правильно виставити армуючий каркас на однаковій відстані від стінок і по горизонталі. Бетон слід рівномірно і правильно розподілити по всьому об’єму. При таких умовах вийде конструкція, що діє як єдине ціле під навантаженнями, з надійним захистом металу від іржі і зовнішніх впливів.
