Хомуты из и для арматуры

При возведении строительных сооружений из железобетона, ключевым моментом является создание расчётного металлического каркаса и удержание его конструкции во время заливки. Если, назначение рабочих стержней из арматуры вопросов не вызывает, то задачи вспомогательных элементов каркаса требуют пояснения.

В данной статье рассматриваются различные элементы арматурных каркасов. В том числе хомуты из арматуры, которые обычно делают из стальных прутьев. Другой класс хомутов — пластиковые хомуты, которые чаще применяются при работе с пластиковой арматурой. Далее рассмотрим все эти и другие элементы подробнее.

Поддерживающие элементы железобетонных конструкций

Даже, при строительстве малоэтажных домов, а тем более, при возведении высоток, применяется армированный бетон. Из него выливаются самые ответственные конструкции обвязки, которые придают прочность всему строению:

• фундамент;
• стены подвала;
• перекрытие под крышу;
• плиты;
• колонны;
• балки.

Заливка этих монолитных сооружений делится на этапы и, прежде, чем жидкий раствор заполнит подготовленную форму, требуется собрать армирующий металлический каркас. Он придаст будущей конструкции необходимую прочность и предохранит от растрескивания, позволит уменьшить количество расходуемого бетона и вес всего сооружения. Его основу составляют стальные пруты (рабочая арматура), которые хорошо выдерживают растягивающие усилия. Их функция состоит в том, чтобы лишить бетон его слабого места – ведь он хорошо выдерживает сжатие, а при растягивании легко растрескивается.

Сборка каркаса из арматуры осуществляется при помощи вспомогательных металлических частей, которые выполняют свои функции при возведении, заливке и эксплуатации конструкции. Они выполняют важную роль наряду с основными элементами, а при их отсутствии или неправильной установке, все инженерные расчёты окажутся неверны, что может привести к печальным последствиям. К их числу относят:

• хомуты для арматурных каркасов;
• стягивающие шпильки;
• поддерживающие каркасы;
• фиксирующие элементы (вязальная проволока, пластиковые хомуты, фасонные фиксаторы и др.);

Что такое хомуты из арматуры.

Хомуты из арматуры — поперечные стягивающие элементы арматурного каркаса. В первую очередь хомуты из арматуры применяются в стержневых конструкциях. В плитах в роли поперечной стяжки выступает стальная сетка.

Хомуты из арматуры выполняют несколько важных функций:

• противодействие поперечным нагрузкам (прогиб, кручение);
• предотвращение диагонального трещинообразования;
• создание опоры для рабочей арматуры при сборке каркаса;
• удержание несущих стержней от деформации и смещения при заливке.

Обычно, для их изготовления используются стальные прутья с гладкой поверхностью, реже с рифлёной. Если, они выполняются из рифлёной сварной арматуры, то оконечности хомутов не загибают, а связывают – марка такой стали довольно мягкая, и ей требуется дополнительная фиксация. При использовании гладкого железа, концы изделий изготавливают в виде удерживающих крюков.

Форма хомута повторяет контур изготавливаемой железобетонной конструкции в поперечном разрезе, но, периметр металлической рамки слегка уменьшен, для того, чтобы бетон покрывал его защитным слоем, предохраняющим от коррозии или возможного пожара.

В зависимости от вида основной нагрузки, хомуты изготавливаются в трёх разновидностях:

• открытые (пэшки);
• закрытые (рамки);
• на кручение (усиленные)

Первый вид (пэшки), применяются в срединных балках, где преобладает нагрузка на изгиб. Они, так же, используются для усиления наиболее нагруженных частей фундамента, плит и перекрытий. Ими дополнительно армируют углы, места установки дверей и окон.

Закрытые рамки, выдерживают разнонаправленные поперечные нагрузки и являются самым распространённым видом этих изделий. Его можно встретить в колоннах, подколонниках, балках. Коротких концов хватает, чтобы обогнуть их вокруг углового стержня в замок;

Наконец, третий вид рассчитан на крутящие нагрузки, которые появляются в фундаментах и балках, когда на них опирается два различных перекрытия или балка является крайней. Такое явление часто возникает, когда стропила пытаются раздвинуть стены здания. Плюсом этого типа изделий является придание конструкциям дополнительной сейсмоустойчивости. У такого хомута, концы удлинены на 30 диаметров и обеспечивают сохранение им замкнутого контура.

Диаметр прутьев, которые идут на изготовление всех трёх видов изделий, рассчитывается при помощи специальных строительных формул. Также, оценивается шаг установки рамок и их тип. Однако, они имеют минимально допустимые габариты и ограничиваются диаметром в 6 мм, а длиной стороны в 150 мм, с расчётом, что вся конструкция будет покрывать их слоем бетона и сама будет равняться 200 мм. Бетонные строения от 150 мм и менее, рамками не укрепляются – в них используется плоское переплетение жил.

Максимальный шаг разбежки элементов не должен превышать 30 мм, при этом, нужно учитывать, что равномерное их расположение не всегда приветствуется. Например, в нижней части колон, к весу перекрытия будет добавляться вес самой колонны. Поэтому, поперечную армировку там нужно устанавливать чаще.

Фиксирование хомутов на продольных прутьях выполняют при помощи стальной отожжённой проволоки диаметром 1,2-1,4 мм. Отрезок проволоки, длиной от 150 мм и более складывается вдвое, и скручивается при помощи воротка, но, натяжение её нужно контролировать, чтобы она не разорвалась.

Значительно ускоряет вязку и повышает её качество специальный аккумуляторный пистолет.

Иногда, закрепление выполняют при помощи сварки, но этот метод нежелателен, поскольку от нагрева металл теряет свои свойства, становится мягким, подверженным коррозии. Вдобавок, сваривать можно только рифлёную арматуру с маркой стали С400 (А3). Сварка часто запрещается паспортом на выполнение работ.

Продольные стержни должны располагаться только внутри хомута, а его загибающиеся концы, требуется прятать внутри будущей конструкции. Здесь они послужат для дополнительного укрепления и сохранятся от коррозии. Сами концы должны образовывать замок – от качества его сцепления зависит прочность всей конструкции. Поэтому, их плотно огибают вокруг стержней или увязывают проволокой по рифлёной стали.

При увязке, замки соседних хомутов разворачивают на 180 или 90 градусов, чтобы ослабленное место расположить в шахматном порядке по всей длине конструкции.

Стягивающие шпильки

Вспомогательные элементы, хорошо поддерживают конструкцию армированного пояса до начала заливки, а после застывания бетона, начинают работать в нём, как поперечная арматура – металл и бетон цепляются друг за друга и сохраняются от деформаций и разрушения. Однако, во время процесса заливки жидкой смеси, хомуты могут разойтись в замке под действием веса самого раствора. Тогда, стальные элементы деформируются и смещаются к внешним краям конструкции, где быстро поржавеют и создадут предпосылки для тотального разрушения.

Чтобы воспрепятствовать распирающей силе, которая действует в массивных бетонных строениях, внутри армирующей сетки устанавливают шпильки. Это металлический элемент, который стягивает продольную арматуру и работает в паре с хомутом или самостоятельно. Шпильки изготавливаются из гладких стальных прутов, так как рифлёное железо может разогнуться во время заливки. При этом концы изделий должны быть хорошо загнуты в форме крюков или петель

Их форма выполняется в виде скоб похожих на буквы С или S. Они фиксируются за два противоположных или диагональных стержня. Если, шпильки изготовлены в виде буквы Л (лягушек), то захват производится за три стержня в виде треугольника. В любом случае, их следует располагать в шахматном порядке, для равномерной стяжки.

Эти стягивающие элементы устанавливают в трёх случаях (см. рисунки ниже):

• в колоннах и фундаментных лентах, при размере одной из сторон конструкции свыше 500 мм.;
  

• в балках, при превышении её высотой размера 600 мм;

• в плитах, для стяжки верхней и нижней поперечных сеток.

Поддерживающие каркасы

При заливке бетонных плит, очень важно, чтобы металлический каркас в ней образовывал ровную плоскость. Он должен покрываться расчётным слоем бетона и не быть чрезмерно утопленным или выпученным к краю. Для этого нужно не только хорошо устанавливать опалубку и разравнивать жидкий раствор, но также, требуется правильно выставить армирующую сетку.

Если, шпильки стягивают противоположные плоскости для заливки, то должны быть и распирающие элементы, которые не дадут прогнуться прутьям внутрь плиты. Такие элементы носят наименование поддерживающих каркасов. Они не дают прутьям прогнуться под своим весом, от действий трамбовщика или под стягивающими усилиями шпилек.

Поддерживающие каркасы выполняются в виде двух форм:

• гнутых «лягушек», которые используют при толщине плиты до 200 мм;

• сварных каркасов, если толщина плиты превышает 200 мм.

В малоэтажном строительстве, в основном применяются «лягушки». Они гнутся из гладкого прута диаметром от 8 до 10 мм. Шаг их установки в плите равняется 600 мм и производится в шахматном порядке. Высота этих элементов должна строго выверяться, для того, чтобы правильно регулировать глубину погружения арматуры в бетон. Нижние отгибы должны быть такой длины, чтобы смогли опираться на четыре продольных прута или переплетаться с ними. Установку всех поддерживающих элементов нужно проводить однообразно и в соответствии с проектом.

Сварные каркасы изготавливаются из сварной рифлёной арматуры и их размеры, и шаг установки зависят от толщины плиты. Обычно, они применяются в массивных плитах, которые применяются при возведении высоток.

Самостоятельное изготовление вспомогательных элементов

Все вышеприведённые элементы конструкций можно приобрести на строительном рынке. Они имеют расчётные параметры и размеры, которые соответствуют габаритам будущего железобетонного сооружения. Для целей частного домостроительства, можно изготовить эти нехитрые приспособления. У такого решения есть свои плюсы и минусы.

Достоинства:

• большая экономия средств, которые расходуются на закупку готовых изделий;
• возможность дополнительного изготовления элементов, при их нехватке или при новых изменениях в конструкции;
• точная подгонка размеров, изгибов и формы под конкретные условия.

Недостатки:

• затраты времени на самостоятельное производство, что увеличивает сроки окончания строительства, особенно, при большом количестве элементов;
• отклонения от норм и стандартов, которые могут привести к катастрофическим последствиям.

Многие строители прибегают к самостоятельному изготовлению этих изделий, но хочется сделать несколько замечаний по самым распространённым ошибкам:

1. Большинство вспомогательных элементов должны производиться из круглого прута, но это требование часто нарушается. Рифлёная арматура стоит дешевле, к тому же, она гнётся легче. Поэтому, многие используют её в качестве основного материала. Этот изъян можно нивелировать путём уменьшения шага установки;
2. Вручную, очень проблематично гнуть стальные пруты, диаметр которых превышает 10 мм. Категорически запрещается нагревать их для облегчения процесса производства, так как, отпущенное железо теряет свои положительные качества;
3. Для того, чтобы детали были одинаковые, требуется сделать примитивные приспособления для их изготовления с видимыми метками для выдерживания углов гибки и размеров. Нельзя делать всё приблизительно («на глаз»).

Для качественного выполнения работ требуется:

• зафиксировать два удерживающих неподвижных упора (штыря) на расстоянии, которое равно диаметру изгибаемого прута. Так, если требуется сгибать арматуру 8 мм, то между фиксаторами должно быть 9 мм;
• обеспечить фиксаторам регулируемость, тогда можно работать с различными диаметрами стальных прутьев;
• прикладывать механическое усилие легче, если использовать рычаг. Для этого подойдёт стальная трубка, надеваемая на прут или железный уголок, который закреплён в виде поворотного плеча;

В продаже имеются различные ручные приспособления для гибки прутьев. Они подойдут тем, кто сталкивается с этой работой регулярно.

На видео представлено самодельное приспособление для изготовления хомутов:

На аналогичном станке изготавливаются «лягушки»:

Пластиковые хомуты для арматуры.

При сооружении армирующих сеток используют ещё один вид хомутов – пластиковые. Они используются для фиксации композитной заливочной сетки, или скрепления железных прутьев с пластиковыми.

Их роль сводится к быстрой увязке различных элементов арматуры, поперечных и продольных жил. Они заменяют фиксирующую увязочную проволоку и сварку. Создавать прочные соединения – не их задача, главное удержать каркас неподвижно во время заливки и застывания раствора.

О пластиковой арматуре можно узнать подробнее в отдельной статье: пластиковая арматура — виды, характеристики, использование.

Хомуты значительно ускоряют процесс работ и облегчают труд вязальщика, позволяя справляться с работой непрофессионалу. Однако, их использование имеет свои минусы:

• пластик делается хрупким при отрицательных температурах и может не выдержать ночных заморозков;
• такие конструкции нельзя переносить, а тем более ронять;
• нельзя наступать на арматуру, увязанную пластиковыми хомутами;
• во время заливки бетоном, фиксация может скрыто нарушаться;
• закупка большого количества единиц этого изделия потребует дополнительных финансовых затрат;
• если необходимо скорректировать положение арматурной сетки, то придётся перекусывать пластиковые фиксаторы, так как большинство из них неразъёмные.

Как правильно применять увязочные хомуты, можно посмотреть на этом видео:

Пластиковые фиксаторы состоят из головки с зубчатым замком и хвостика с пиловидными насечками. Стоит вставить хвостик в замок и обратный его ход станет уже невозможен. Следует только потуже затянуть для плотной увязки.

Другое его название – кабельная стяжка. Для целей строительства подойдут стяжки, длина которых варьирует от 120 до 150 мм, более короткие или длинные элементы не нужны.

Они разнятся по ширине, а значит – по выдерживаемой нагрузке. Качественные хомуты выполняются из нейлона и выдерживают значительные натяжения: при ширине в 10 мм, усилие разрыва равняется 200 килограммам.

Существуют многоразовые модели с раскрываемым замком, их можно снимать, когда потребуется внести поправки в конфигурацию арматурных жил.

В последнее время, на рынке появились модели с замком из нержавейки и стальной лентой. Они лишены всех недостатков пластиковых хомутов, но стоят дороже и могут увеличить себестоимость строительства.

Шпильки и винты для крепления опалубки

Качество бетонных конструкций зависит не только от состава раствора или армирующего каркаса, также, очень важна формирующая опалубка, которая будет оконтуривать жидкий бетон и удерживать его во время застывания.

Деревянные щиты, для сооружения малых конструкций, можно подпирать снаружи упорами или стягивать проволокой. При большой массе используемого бетона, требуется принять дополнительные удерживающие меры. В подобной ситуации нужно прибегнуть к помощи шпилек и винтов для стяжки опалубки.

Фиксирующие элементы принято делить на шпильки и винты (стяжные болты).

Стандартные шпильки используются при небольших объёмах заливки. Эти изделия очень распространены и постоянно есть в продаже, поэтому, многие применяют именно их для опалубки.

Длина шпилек варьирует от 1000 до 3000 мм, а диаметр от 2 до 52 мм. Самые ходовые изделия имеют 12-18 мм в диаметре. На всей её поверхности нарезана метрическая резьба под шестигранные гайки.

Несмотря на то, что они очень часто применяются в строительстве, использование их для стяжки опалубки нежелательно, по ряду причин:

• метал мягкий, а резьба довольно мелкая, поэтому часто возникает повреждение витков и заклинивание гаек;
• в комплекте отсутствуют герметизирующие устройства для отверстий в щитах, и раствор может просачиваться из него. Это приводит к образованию пустот и цементированию зажимных элементов;
• приходится использовать гаечные ключи;
• треть шпилек невозможно извлечь для повторного использования, нужно обрезать их края и оставлять в бетоне.

Как альтернативу универсальным изделия, гораздо лучше использовать специализированные винты, тем более, что их не обязательно покупать – есть возможность взять на прокат эти крепления вместе с элементами опалубки.

Винты выпускаются в самом ходовом размере – диаметр его равен 17 мм, а длины варьируют от 500 до 6000 мм. Материал металлического стержня чрезвычайно прочный и способен выдержать значительные нагрузки, а цилиндрическая резьба с большим шагом, весьма устойчива к деформациям.

Благодаря 10 мм шагу резьбы, закручивание фиксирующих элементов происходит быстрее. Да и сами гайки применяются модифицированные. Они имеют увеличенный наружный диаметр, что значительно облегчает завинчивание их вручную. Профильные насечки на их поверхности позволяют работать рожковым ключом или фомкой. Покрытие винтов и фиксаторов защищает их от коррозии и позволяет применять многократно. Под гайки можно подкладывать оцинкованные панели, которые перераспределят давящую нагрузку на большую поверхность.

В комплект к стяжным болтам добавлены герметизирующие конусы, которые заглушают отверстия в опалубке изнутри. Полимерные трубки, диаметром 22 мм, надеваемые на винт, изолируют его от контакта с бетоном и позволяют легко извлечь в конце работ. ПВХ трубки и конусы – это расходный материал, который остаётся внутри бетона и не идёт в комплекте с прокатной опалубкой. Их нужно приобретать отдельно.

Схема их использования такова:

• в противоположных листах опалубки сверлятся два сквозных совпадающих отверстия по 22 мм. Если, опалубка съёмная многоразовая, то отверстия в ней уже имеются – их нужно просто совместить;
• ПВХ трубки нарезаются по длине, которая на 10 мм меньше, чем планируемая ширина бетонного слоя;
• в отверстие опалубки вставляется винт, изнутри на него одевается герметизирующий конус, ПВХ трубка и второй конус, а винт просовывается во втрое отверстие и выходит наружу, с другой стороны опалубки;
• на стяжной болт одеваются накладные прокладки и накручиваются гайки, пока опалубка не примет заданных параметров;
• чтобы устранить все перекосы, на один щит потребуется не менее трёх фиксирующих стержней;
• для исключения сужения просвета между опалубкой в результате затягивания гаек, между щитками устанавливают вымеренные деревянные распорки.

Кроме винтов можно для стяжки стенок опалубки можно использовать куски обычной арматуры. Фиксация в этом случае выполняется с помощью пружинных зажимов. В этом случае после затвердевания бетона, зажимы снимаются, а арматура остаётся в бетоне.

Подробнее об этом виде зажимов можно узнать в отдельной статье: пружинные зажимы на арматуру.

Фиксаторы для арматуры

Чтобы зафиксировать положение арматурного каркаса относительно основания и опалубки до заливки бетона используют фиксаторы для арматуры. Они позволяют создавать вокруг арматурного каркаса внешний слой бетона нужной толщины. Чаще всего они выполнены из пластика и имеют разные формы.

Также их используются для дистанцирования арматурных прутьев внутри каркаса. Более подробно о фиксаторах можно узнать в статье: фиксаторы и подставки для арматуры.

Правильно применяя рассмотренные элементы при возведении железобетонных конструкций, можно быть уверенным в качестве произведённых работ и том, что построенное сооружение будет надёжно служить продолжительное время.