Jak się robi żelbet i do czego się przydaje? Jakie są wady konstrukcji żelbetowych?
Stal i beton to dwa materiały o całkowicie odmiennych właściwościach. Beton lubi ściskanie, a stalowe pręty dobrze znoszą rozciąganie. Zespolone razem w żelbetowej konstrukcji radzą sobie z większością obciążeń występujących w budownictwie. Jak się robi żelbet oraz jakie są jego mocne i słabe strony?
Spis treści
- Żelbet – co to takiego i do czego służy przy budowie domu?
- Jak się robi żelbet?
- Beton do żelbetu
- Zbrojenie do żelbetu
Żelbet – co to takiego i do czego służy przy budowie domu?
Ogromny potencjał żelbetu docenia się już od ponad stu lat. W budownictwie jednorodzinnym długo traktowano żelbet tylko jako materiał dodatkowy, stosowany w miejscach poddawanych większym obciążeniom – na fundamenty, płyty stropowe, podciągi i nadproża. Przełomem stały się komputerowe programy obliczeniowe.
Dzięki nim to, co do tej pory wymagało ogromnego doświadczenia projektowego, żmudnych i kosztownych obliczeń, a często lat pracy, stało się łatwe, tanie i powszechnie dostępne. Architekci coraz śmielej wykorzystują żelbet nie tylko w obiektach przemysłowych, ale też w domach jednorodzinnych. Ulubieniec architektów Nowoczesny żelbet stwarza nieograniczone możliwości projektowe, pozwala na realizację nawet najbardziej wyszukanych wizji. Jednak w praktyce architekci czasami muszą nieco upraszczać swoje koncepcje. Powód jest prozaiczny – zbyt wysokie koszty wykonania konstrukcji albo wynikające z tego sposobu problemy, na przykład bardzo pracochłonne i trudne w wykonaniu deskowanie, duża liczba załomów i filigranowych poprzeczek utrudniających poprawne ułożenie ocieplenia. Upraszczanie nie oznacza jednak nudy. Żelbet to mistrz formy – pozwala zbudować przenikające się bryły, ogromne otwarte przestrzenie, szklane fasady, filigranowe podpory, nad którymi dom zdaje się unosić. Jest niezastąpiony, a przy tym relatywnie tani, bo w porównaniu z innymi materiałami, które musiałyby być na przykład bardzo grube i produkowane na zamówienie, powszechnie dostępny beton i stal nie są ani drogie, ani kłopotliwe. Żelbet ma wrogów właściwie tylko wśród inwestorów szukających rozwiązań energooszczędnych. Tam maksymalnie ogranicza się użycie zimnych wzmocnień, zastępując je w miarę możliwości cieplejszymi materiałami, albo planuje dodatkowe ocieplenie tych miejsc.
- Dowiedz się więcej: Szalunek tracony - co to jest? Z czego najlepiej zrobić szalunek tracony? Gdzie go wykorzystać?
Jak się robi żelbet?
W fachowej terminologii żelbet określa się jako konstrukcję z betonu zbrojoną wiotkimi prętami stalowymi w taki sposób, że sztywność i nośność konstrukcji jest uwarunkowana współpracą betonu i stali. Innymi słowy z żelbetem mamy do czynienia wtedy, kiedy zbrojenie i beton są trwale zespolone i pod wpływem obciążeń współpracują, przekazując sobie wzajemnie naprężenia. Nie wszystkie ustroje złożone z betonu i ze stali można jednak nazwać żelbetowymi. Aby ich współpraca była możliwa, konieczne jest spełnienie kilku warunków.
Po pierwsze, nasycenie betonu zbrojeniem. Pręty muszą być odpowiednio rozmieszczone, musi też być zachowany minimalny stopień zbrojenia, czyli stosunek pola powierzchni zbrojenia do pola powierzchni przekroju elementu.
Drugi warunek to odpowiednia długość zakotwienia i sposób odgięcia prętów zależne od wymiarów elementu i wielkości obciążeń. Trzeci warunek to odpowiednia grubość otuliny. Musi być określona przez projektanta. Otulina nie może być ani zbyt gruba, ani za cienka.
- Przeczytaj także: Dodatek do betonu na mróz - co dodać do betonu na mróz?
Wymaga bardzo dużej dokładności i nie daje możliwości naprawy błędów. Jeszcze przed zabetonowaniem można próbować poprawić niektóre usterki, ale często ze względu na gęsty splot prętów nie jest to możliwe i pozostaje tylko bardzo kosztowne rozwiązanie – wymiana całego zbrojenia. Po zabetonowaniu błędy z etapu przygotowawczego są już nienaprawialne. Podobnie jak rysy i spękania powstałe przez niewłaściwe układanie lub pielęgnację betonu. Każda zauważona nieprawidłowość wymaga konsultacji z konstruktorem lub kierownikiem budowy i w najlepszym wypadku kończy się ekspertyzą oraz doraźnym zabezpieczeniem, na przykład przez uszczelnienie. Wymaga doświadczenia. to od pierwszej kreski projektanta po ostatnie przecieranie powierzchni związanej mieszanki. Żelbet nie toleruje fuszerki. Trzeba go znać, żeby móc osiągnąć zamierzony efekt, wiedzieć, jak pracuje i w jakim stopniu się ugina, żeby dobrze wypoziomować podpory montażowe. Osoba przygotowująca deskowanie musi umieć je stabilnie złożyć nawet przy wielopłaszczyznowych elementach. Nie wolno oszczędzać na zbrojarzach, tylko wykonawcy z doświadczeniem radzą sobie z prawidło- wym odczytaniem projektu oraz cięciem, odginaniem i wiązaniem tysięcy prętów. Podczas prac niezbędna jest dobra logistyka, synchronizacja dostaw świeżego betonu i jego sprawnego rozgarniania.
Beton do żelbetu
Jego najistotniejszym parametrem jest klasa, czyli wytrzymałość na ściskanie. Określa się ją literą C i dwiema liczbami, z których mniejsza oznacza wytrzymałość na ściskanie próbki walcowej, a większa sześciennej (większa jest jednocześnie wytrzymałością gwarantowaną przez producenta). Do typowych elementów używa się zazwyczaj betonu klasy C12/15 lub C16/20. Do skomplikowanych konstrukcji powinien mieć klasę minimum C20/25. Betonów wysokowartościowych powyżej klasy C40/50 w budownictwie jednorodzinnym się nie używa. Warto wybierać betony samozagęszczalne, o rzadszej konsystencji, które dokładnie wypełniają całą dostępną przestrzeń wokół prętów. Poleca się je zwłaszcza w wysokich słupach albo płytach o skomplikowanym układzie zbrojenia, gdzie trudno jest poprawnie zagęścić mieszankę.
- Sprawdź także: Jak tworzy się beton? Poznaj klasy betonu i ich zastosowanie
Zbrojenie do żelbetu
Jego rodzaj, układ i zagęszczenie wynikają z obliczeń konstrukcyjnych. Za przenoszenie obciążeń jest odpowiedzialne zbrojenie główne, czyli pręty umieszczone w rozciąganej strefie elementu. W większości konstrukcji stosuje się pręty klasy A-II lub A-III o żebrowanej powierzchni i średnicy od 12 do 24 mm. W niektórych konstrukcjach pręty muszą być na całej długości ciągłe, w innych można sztukować je z kilku krótszych odcinków, zachowując zakłady o obliczonej w projekcie długości. Poza prętami głównymi w każdym elemencie znajduje się też zbrojenie powierzchniowe lub pomocnicze służące do usztywnienia elementu i umożliwiające umocowanie strzemion. Pręty te są zazwyczaj cieńsze niż główne. Strzemiona to cienkie pręty spinające zbrojenie główne umieszczane poprzecznie do niego w płaszczyźnie przekroju. Wykonuje się je z prętów gładkich, najczęściej klasy A-0. Dodatkowo w żelbetowych płytach stosuje się zbrojenie przeciwskurczowe. Mogą to być cienkie pręty, siatki zgrzewane albo mikrowłókna ze stali lub z polipropylenu. Zapobiegają one pękaniu betonu pod wpływem skurczu we wczesnej fazie wiązania.
- Zobacz galerię: Najciekawsze projekty domów nowoczesnych. Zobacz zdjęcia projektów z kolekcji Muratora
Autor: Katalog Murator Projekty
U góry po lewej: Szczęśliwy - wariant III, autor: arch. Katarzyna Słupeczańska. Po prawej: Nieszablonowy, autor: arch. Grzegorz Kaliciak. Na dole po lewej: Dom oszczędny - wariant I, autor: arch. Piotr Lewandowski. Po prawej: Dom z klimatem - wariant II, autor: arch. Katarzyna Słupeczańska.
