Zbrojenie: rodzaje, parametry i techniki zbrojenia betonu

Zbrojenie jest jednym z najważniejszych etapów prac na budowie. Jest to proces, którego nie można pominąć. Dobrze wykonane zbrojenie elementów na budowie zwiększa trwałość oraz żywotność całej konstrukcji. Ponadto poprawia jej stabilność, a także wytrzymałość.

Najczęściej wykonuje się zbrojenie betonu. Sam beton do budowy domu to co prawda materiał dość solidny, ale jednocześnie kruchy. To właśnie z tego powodu wymaga on wzmocnienia. Stalowe pręty zbrojeniowe zatapiane są w betonie, dzięki czemu jest on mniej narażony na uszkodzenia.

Na czym polega zbrojenie budynku?

Zbrojenie budynku ma na celu kompleksową ochronę betonu przez pęknięciami, czy też innymi zniszczeniami. Wykonywane są one zwykle na:

• ławach fundamentowych,
• wieńcach stropowych,
• nadprożach okiennych i drzwiowych.

Beton jest materiałem na tyle kruchym, że może pękać on w momencie wiązania. Jest to głównym powodem tego, że potrzebuje on dodatkowego wzmocnienia.

Zbrojenia stosowane są również w wielu innych sytuacjach – często stosuje się:

• zbrojenie schodów,
• zbrojenie płyty fundamentowej,
• zbrojenie słupa,
• zbrojenie stropu,
• zbrojenie balkonu.

Nierzadko zbrojenie służy, jako baza do ułożenia gładzi cementowej na podłogach.

Zbrojenie nośne oraz uzupełniające

Można wyróżnić zbrojenie nośne oraz uzupełniające.

Zbrojenie nośne wymaga dużej precyzji podczas projektowania. Uwzględniane są tutaj m.in. obciążenia, na które narażona jest konstrukcja. Jest ono uznawane za podstawowe wzmocnienie.

Zbrojenie uzupełniające, jak sama nazwa wskazuje, to jedynie wzmocnienie zbrojenia nośnego. Oznacza to, że nie występuje ono samodzielnie.

Niezależnie od rodzaju zbrojenia, montaż wykonuje się podobnie. Zbrojenie można wykonać bezpośrednio w deskowaniu lub w szkielecie zbrojeniowym. Wszystko zależy od indywidualnego projektu domu.

Każdy pojedynczy element zbrojenia wymaga trwałego połączenia, które wykonuje się poprzez spawanie.

Możliwe jest również zgrzewanie lub wiązanie elementów zbrojenia przy użyciu drutów.

W dzisiejszych czasach stosowane są zwykle gotowe elementy zbrojeniowe. W tym celu najczęściej podczas wykonywania zbrojenia wykorzystuje się stalowe pręty zbrojeniowe proste lub wygięte. Na zamówienie mogą zostać wyprodukowane specjalne szkielety zbrojeniowe. Na rynku dostępna jest także siatka zbrojeniowa czy też pół-prefabrykaty zbrojeniowe.

Najprostszym, a zarazem najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem jest zakup prętów prostych, które można przycinać na dowolny wymiar. Siatki zbrojeniowe są za to wygodniejsze w użyciu.

Wykonuje się to bezpośrednio w miejscu budowy.

Połączenie tego typu prętów wymaga odgięcia prętów w odpowiednich miejscach, a do łączenia wykorzystywane są strzemiona lub drut.

Materiały, jakie powinny być stosowane do zbrojenia są wskazywane w dokumentacji projektowej. W wytycznych można znaleźć informacje dotyczące klasy, czy też gatunku stosowanej stali. Powinniśmy też znaleźć tam dane dotyczące średnicy oraz długości prętów zbrojeniowych.

W projekcie konstrukcyjnym zwykle znajduje się także szczegółowe rozmieszczenie zbrojenia. Lokalizacja prętów zbrojeniowych określana jest przez konstruktora. Istotne jest, aby podczas wykonywania zbrojenia stosować się do zaleceń projektowych.

Z pewnością do realizacji tych prac nie warto wynajmować początkującej ekipy budowlanej, która będzie uczyła się na naszej budowie. Zbrojenie wymaga dużej precyzji oraz wiedzy, a ponadto jest ono dość pracochłonne. Warto wiedzieć, że od jakości zbrojenia uzależniona jest jakość konstrukcji budynku.

Wykonane wzmocnienie przekłada się na wytrzymałość oraz zdolność na przenoszenia obciążeń.

Materiały stosowane do zbrojenia

Zbrojenia wykonywane są zazwyczaj ze stali o różnej specyfikacji. Materiały, które powinny zostać użyte do wzmocnienia konstrukcji są określone w projekcie.

Każdy rodzaj stali oznaczony jest klasą oraz gatunkiem.

Klasa to parametr określający wytrzymałość. Dotyczy on granicy plastyczności, czyli tego, jak mocno może wygiąć się stalowy element, aby powrócił do swojej pierwotnej formy. Parametr ten oznaczony jest poprzez listerę A (np. stal A-II – stal klasy II). Parametry techniczne zależne są od gatunku stali.

Dobór następuje ze względu np. na skład chemiczny.

W tym przypadku nie stosuje się jednolitego oznaczenia, jednak gatunek stali zawsze oznaczany jest poprzez kombinację cyfr oraz liter.

Dobrze wiedzieć, że o klasie stali decydują głównie konstruktorzy. To oni odpowiadają za to, aby wytrzymałość konstrukcji na obciążenia była wystarczająca.

Jeśli chodzi o właściwości technologiczne, to są one najbardziej istotne dla wykonawców (np. czy dany gatunek stali może zostać poddany spawaniu).

Na rynku można znaleźć wiele rozmaitych materiałów, które stosowane są podczas zbrojenia elementów na budowie.

Poniżej przedstawiono uproszczoną klasyfikację.

Klasa stali

Można wyróżnić pięć podstawowych klas stali. Nie każda z nich jednak nadaje się do zbrojenia.

Stal klasy A-0 i A-I

Stosowana jest na placu budowy podczas zbrojenia pomocniczego. Służy do wykonywanie elementów pomocniczych np. strzemion. W przypadku prętów A-0 warto zwrócić uwagę na to, że są one całkowicie gładkie. Mogą zostać dostarczone w kręgach. Jeśli chodzi o stalowe pręty A-1, to również są one gładkie, jednak różnią się wizualnie od poprzednich. Mają one końce pomalowane na czerwono. Czasami można spotkać się z prętami w kręgach, które oznaczone są jednym czerwonym pasem o grubości kilku centymetrów.

Stal klasy A-II

Jest to materiał najczęściej wykorzystywany do montażu zbrojenia nośnego. Pręty A-II mają powierzchnię żeberkową. Zwykle ukształtowane są one w dwa żeberka, które biegną równolegle do długości pręta. Oprócz tego posiadają one żeberka poprzeczne, czyli takie, które biegną skośnie w stosunku do linii.

Stal klasy A-III

Służy do wykonywania zbrojenia głównego. To również pręty żebrowane, które są na pierwszy rzut oka nieco podobne do prętów A-II. Żeberka podłużne znajdują się w tym samym położeniu, natomiast żebra poprzeczne są do nich nachylone (z jednej strony pręta) pod kątem 60 stopni.

Stal klasy A-III N

Jest to materiał, który wyróżnia się najwyższym poziomem wytrzymałości. Są to pręty żebrowane, niemal identyczne, jak pręty A-III. Posiadają jednak one większą ilość żeberek podłużnych. Są one nawalcowane między żeberkami poprzecznymi.

Gatunek stali

Do zbrojenia elementów budowlanych dopuszczone są wyłącznie niektóre gatunki stali. Są one określone w normach. Możliwym jest również stosowanie gatunków, które nie są wskazane w normach, jeśli producent posiada niezbędne certyfikaty.

Oznaczenie gatunki stali jest dość złożone.

Jest to ciąg składający się z liter oraz cyfr, który może dużo powiedzieć nam o właściwościach technologicznych danej stali.

Za pomocą liter określane są właściwości mechaniczne oraz fizyczne.

Cyfry wskazują skład chemiczny.

Inwestorzy nie muszą orientować się w symbolach, jest to ważne jedynie z punktu widzenia osób konstruujących daną budowlę.

Warto jednak sprawdzić właściwości danego gatunku stali.

Dla przykładu stal St3SX-b oznacza:

• St – stal konstrukcyjna ogólnego przeznaczenia.
• 3 – poziom zawartości węgla (z zakresu od 0 do 7).
• S – możliwość spawania prętów zbrojeniowych.
• X – stal nieuspokojona (zawiera max. 0,07% Si).
• b -możliwość stosowania stali do zbrojenia.

Warto wiedzieć, że w przypadku stali St3SX nie byłoby możliwości jej zastosowania do zbrojenia.

Kluczową rolę odgrywa tutaj mała literka “b” umieszczona na końcu oznaczenia.

W teorii możliwe jest wykonanie zbrojenia ze stali nieuspokojonej lub półuspokojonej, jednak jest to dość rzadko spotykane zjawisko w polskim budownictwie.

Stal nieuspokojona wykazuje mniejszą wytrzymałość zmęczeniową od stali uspokojonej.

Gatunki stali nieuwzględnione w normach (certyfikowane)

Jak wyżej wspomniano, możliwe jest zbrojenie za pomocą prętów wykonanych ze stali nieuwzględnionej w normach, o ile jest ona certyfikowana.

Zwykle są to materiały o podwyższonej jakości.

Na rynku funkcjonuje coraz większa ilość producentów, którzy oferują ulepszone gatunki stali.

Przykładem jest:

B500SP – to stal gorącowalcowana o podwyższonej ciągliwości.

W tym przypadku granica plastyczności oznaczona jest za pomocą liczby 500.

Przekłada się to na wysoką wytrzymałość tego gatunku stali.

SP oznacza, że pręty mogą być spawane.

BST500S – to stal dedykowana do zbrojenia konstrukcji budowlanych z żelbetu.

Gatunek ten spełnia wymagania aktualnie obowiązujących norm.

Sprawdza się, jako wzmocnienie konstrukcji narażonych na obciążenia statyczne stałe i zmienne, a także obciążenia dynamiczne.

Wysoka wytrzymałość sprawia, że jest to gatunek często wykorzystywany w nowoczesnym budownictwie.

W ostatnim czasie coraz większym zainteresowaniem cieszą się pręty zbrojeniowe kompozytowe.

Stanowią one dobrą alternatywę dla prętów stalowych.

Jest to materiał, który pozwala zaoszczędzić sporą ilość gotówki.

Dzięki niemu można znacząco zmniejszyć grubość betonu.

Ponadto pręty kompozytowe wykazują wyższą wytrzymałość na obciążenia niż stalowe pręty o tej samej średnicy.

Tego rodzaju materiał wykorzystywany jest w miejscach, gdzie wzmocnienia stalowe mogą okazać się niewystarczające.

Techniki zbrojenia betonu

Pomimo upływu lat proces zbrojenia betonu przebiega podobnie. Niezależnie od wybranej techniki zbrojenie to zadanie dość czasochłonne, szczególnie jeśli chodzi o dużą budowę.

Posiadając pręty zbrojeniowe należy je ze sobą trwale połączyć.

Odbywa się to:

• ręcznie,
• za pomocą automatycznych narzędzi.

Ręczne zbrojenie prętów jest mało efektywne. Do łączenia elementów wykorzystywany jest drut wiązałkowy. Jest to technika, która znacząco może opóźnić powstanie inwestycji. Nic dziwnego, że coraz więcej inwestorów z niej rezygnuje.

Użycie profesjonalnych narzędzi pozwala skutecznie zwiększyć wydajność oraz tempo realizowanych prac.

Jeśli chodzi o zakres narzędzi, to nie jest on zbyt duży. Godna uwagi jest wiązarka do zbrojeń. Jest to małe i lekkie narzędzie, które obsługuje się w sposób intuicyjny. Drut wiązałkowy nawijany jest na szpulę narzędzia, dzięki czemu wystarczy jedynie nacisnąć “spust”, aby elementy zbrojenia zostały ze sobą połączone. Można zrobić to nawet za pomocą jednej ręki.

Działanie wiązarki opiera się na kole zębatym. Po naciśnięciu za spust drut przemieszczany jest przez obrót koła zębatego. W pierwszej kolejności drut jest skręcony przez narzędzie, a następnie odcięty.

Wszystko obywa się w przeciągu kilku sekund. Ta technika łączenia elementów zbrojenia jest nawet pięć razy szybsza od metody ręcznej.

Zakup wiązarki do zbrojeń jest dodatkową inwestycją, jednak należy pamiętać o tym, że może ona znacząco ułatwić i przyspieszyć wykonywanie prac.

Najlepiej sprawdzi się tam, gdzie zbrojenie musi być gęste.

Warto dodać, że takie narzędzie sprawdza się w przypadku prętów zbrojeniowych o różnej średnicy.

Ponadto po zakończeniu etapu zbrojenia można wykorzystać go do wielu innych prac np. montażu rur ogrzewania podłogowego.

Posiadając wiązarkę do zbrojeń, można także znacząco zwiększyć komfort pracy.

Jest to narzędzie, które pozwala uniknąć wielu nieprzyjemnych i niebezpiecznych kontuzji, które mogą powstać podczas zbrojenia ręcznego.

Urządzenie nie obciąża nadgarstka.

W jaki sposób wykonuje się zbrojenie fundamentów?

Zbrojenie ławy fundamentowej wymaga prętów o średnicy 12-16 mm, które będą łączone ze sobą strzemionami. Jest to tzw. szkielet przestrzenny, który znajdzie się bezpośrednio na osi ławy fundamentowej. Stosowanie strzemion zwiększa poziom wytrzymałości konstrukcji.

Zaleca się, aby główne zbrojenie betonu było mocowane na zakładkę. Dobrze zachować jest stałą odległość między łączeniami – w przypadku stalowych prętów gładkich zaleca się 50 cm, natomiast podczas łącznia prętów żebrowanych jest to 40 cm.

Wszystkie elementy zbrojenia betonu muszą zostać ze sobą trwale połączone-wiązania wykonywane są ręcznie lub za pomocą automatycznego narzędzia. Wybór zależy tutaj od indywidualnych potrzeb. Za wiązarkę do zbrojeń trzeba zapłacić kilka tysięcy złotych, więc nie w każdym przypadku zakup ten będzie się opłacał.

Zbrojenie ław fundamentowych nie wymaga specjalnych umiejętności. Zwykle zbrojenie przebiega sprawnie i bezproblemowo. Szczególną uwagę trzeba jednak poświęcić narożom. Jest to miejsce łączenia wszystkich prętów podłużnych. Istotne jest, aby zostały one właściwie zakotwiczone. To właśnie dzięki temu konstrukcja będzie równomiernie przenosić obciążenia, co zmniejsza np. ryzyko pękania ścian budynku w przyszłości.

Jeśli chodzi o zbrojenia naroży, to można wykonać je na dwa różne sposoby.

Najczęściej wygina się końcówki prętów głównych pod kątem prostym. W wielu przypadkach pręty mogą zostać wygięte samodzielnie. Dotyczy to elementów o średnicy do 16 mm. W przypadku większej średnicy ciężko poradzić sobie bez użycia specjalnego urządzenia.

Naroża zbrojenia powinny przypominać literę “L”. Wygięte pręty główne muszą być prostopadłe do zbrojenia ławy. Zwykle długość wygięcia prętów wskazane jest w projekcie domu. Jeśli jednak jest inaczej, to należy zastosować zbrojenie o długości minimum 15 cm. Ta metoda zbrojenia naroży jest powszechnie wykorzystywana. Główną zaletą jest to, że takie zbrojenie w betonie można wykonać bardzo szybko.

Drugą metodą zbrojenia naroży jest zastosowanie dodatkowego wzmocnienia w postaci prętów narożnych (wygiętych pod kątem 90 stopni). Są one umieszczane w każdym miejscu połączeń prętów głównych. Wielu ekspertów twierdzi, że takie zbrojenie naroży jest o wiele bardziej wytrzymałe i odporne na obciążenia konstrukcji. Ważne jest to, aby zakupić pręty narożne, które mają taką samą średnicę, co pręty zbrojeniowe główne. W innym przypadku nie będzie możliwe stworzenie stabilnej i trwałej konstrukcji. Oznacza to, że zbrojenie betonu nie będzie pełniło swojej głównej roli.

Najczęstsze błędy popełniane są podczas zbrojenia betonu

Podczas samodzielnego zbrojenia elementów na budowie możemy popełnić ogromną ilość błędów. Dotyczy to w szczególności osób, które nie posiadają wystarczającej wiedzy i doświadczenia. Poniżej umieszczono najczęściej powtarzające się nieprawidłowości: