Пористость бетона

Затвердевший бетон – пористый материал. Поры образует вода, не вступившая в гидратацию с цементом и введенная для получения удобоукладываемой бетонной смеси. Пористость П, %, определяется по формуле

,

где В и Ц – содержание воды и цемента, кг/м³; w – количество химически связанной воды, принимается 0,15 от массы цемента через 28 суток твердения.

Дополнительная пористость в бетоне создается вследствие воздухововлечения при приготовлении бетонной смеси и при нарушении сплошности на границе раздела между цементным камнем и заполнителями.

36. Водонепроницаемость и морозостойкость бетонов. Факторы, влияю­щие на эти свойства бетона.

Водонепронцаемостью бетона называется способность его не пропускать воду под давлением. Она важна для гидротехнических сооружений, резервуаров для хранения воды. По степени водонепроницаемости бетон подразделяется на марки: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20. Цифры 2–20 обозначают давление, кгс/см² (10^-1МПа), при котором стандартные бетонные образцы не пропускают через себя воду.

Марки бетона по водонепроницаемости назначаются для бетонов гидротехнических сооружений, резервуаров для воды, для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах.

Проницаемость бетона может оцениваться коэффициентом фильтрации К _Ф, см/с, определяемым по формуле

К _Ф = h Q d/(S t p),

где h – коэффициент, учитывающий вязкость воды при различной температуре; Q – вес фильтрата, Н; d – толщина образца, см; S – площадь образца, см²; t – время испытания образца, в течение которого измеряют вес фильтрата, с; р – избыточное давление, МПа.

Испытания выполняют обычно в возрасте 28 суток. Испытания гидротехнического бетона речных сооружений в возрасте 180 суток. Может быть определен другой срок.

Испытания проводят на приборе любой конструкции, позволяющей создать давление. Давление воды повышают по 0,2 МПа в течение 1–5 минут и выдерживают на каждой ступени 16 часов. За степень водонепроницаемости принимают наибольшее давление, при котором на четырех образцах из шести не наблюдается просачивание воды в виде капель или мокрых пятен.

При определении водонепроницаемости бетона по коэффициенту фильтрации образцы выдерживают на каждой ступени один час до давления, когда появится фильтрат, а затем его собирают не менее шести раз с интервалом 30 минут, а затем по формуле определяют коэффициент фильтрации. Коэффициент фильтрации бетонаконструкций определяют на выбуренных образцах.

Поры и капилляры размером менее 10^-5 см непроницаемы для воды, более 10^-5 см – способны пропускать воду при действии давления или градиента влажности. Объем макропор в бетоне колеблется от 0 до 40 %. Их можно вычислить по формуле

V _мп = [(B – 2wЦ)/1000]×100.

Водонепроницаемость бетона зависит в основном от В/Ц, вида вяжущего, а также от содержания в бетоне тонкомолотых и химических добавок, условий твердения и возраста бетона. Кроме того, на водонепроницаемость бетона влияет структура пор.

Понизив В/Ц, мы уменьшаем макропористость и повышаем водонепроницаемость бетона. Уменьшить В/Ц можно повышением расхода цемента при постоянном расходе воды, применением пластифицирующих добавок, в особенности суперпластификаторов, которые понижают водопотребность бетонных смесей на 20–30 %.

Морозостойкостью называется способность насыщенного водой бетона сохранять прочность и не разрушаться при попеременном замораживании и оттаивании. Причиной разрушения является свойство воды при переходе в лед увеличиваться в объеме более чем на 9 % и создавать внутреннее давление на стенки пор.

По морозостойкости бетон подразделяется на марки F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000.Марка назначается в зависимости от вида конструкций и условий их эксплуатации.

Морозостойкость бетона зависит от количества макропор в его структуре, характера пористости, минералогического состава клинкера и вещественного состава цементов, прочности бетона на растяжение. Уменьшение макропористости бетона повышает его морозостойкость. Это достигается: снижением водоцементного отношения; введением в бетонную смесь химических добавок, позволяющих уменьшить ее водопотребность и снизить расход воды; применением незагрязненных заполнителей оптимального состава с минимальной водопотребностью; созданием благоприятных температурно-влажностных условий твердения, качественным уплотнением бетонной смеси; замораживанием бетона в более позднем возрасте, когда за счет образования повышенного количества гидратных веществ увеличивается его плотность.

Повысить морозостойкость бетона можно изменением характера пористости. Достигается это введением в бетонную смесь воздухововлекающих добавок. Необходимо создать 4–6 % очень мелких воздушных резервных пор, не заполняемых водой при обычном насыщении, но заполняемых под давлением замерзающей воды. Наиболее эффективны гидрофобные воздухововлекающие добавки ГКЖ–10, ГКЖ–11, которые уменьшают водопоглощение бетона.

Существенное влияние на морозостойкость бетона оказывает тип и вид применяемого цемента. Наибольшую морозостойкость имеют бетоны на портландцементе без минеральных добавок с содержанием минерала С_ЗА до 5 %. Их применяют для гидротехнических сооружений зоны переменного уровня воды в суровых климатических условиях. Еще более высокую морозостойкость имеют бетоны на глиноземистом цементе. Бетоны на цементах сложного вещественного состава имеют пониженную морозостойкость. Особенно пуццолановый портландцемент с активными добавками осадочного происхождения.

37. Усадка и набухание бетона, влияние их на деформативные свойства бетона.

Бетоны на гидравлических вяжущих, за исключением бетонов на безусадочных и расширяющих цементах, при твердении на воздухе уменьшаются в объеме, т.е. подвержены усадке. При твердении в воде объем бетона вначале несколько увеличивается, происходит его набухание, а затем при твердении на воздухе наступает усадка.

Попеременное увлажнение и высыхание бетона приводит, в свою очередь, к попеременному набуханию и усадке, причем деформация набухания значительно меньше деформации усадки. Эти процессы наблюдаются в результате объемных изменений цементного камня.

Усадка бетона складывается из контракционной, влажностной и карбонизационной составляющих. Контракционная происходит в результате уменьшения объема цемента и воды при их взаимодействии. Она невелика и приводит, в основном, к изменению поровой структуры материала. Влажностная происходит при испарении воды из бетона и уменьшении толщины водных пленок. Она является основным видом усадки. Карбонизационная связана с уменьшением объема при взаимодействии Ca(OH)₂ цементного камня с углекислым газом воздуха и образованием CaCO₃.

Усадка носит затухающий характер. Наиболее значительно она в первые сутки твердения и составляет около 70 % месячной величины. Вся усадка в бетонах на обычных портландцементах составляет 0,3–0,5 мм на 1 м длины. Она возрастает с увеличением расхода цемента, тонкости его помола, применением белитовых цементов. Заполнители уменьшают усадку бетона.

Усадочные деформации приводят к образованию трещин в бетоне, уменьшают его долговечность.

Попеременное увлажнение и высушивание расшатывает структуру бетона.

38. Ползучесть бетона. Влияние ползучести на деформативные свойства бетона.

Ползучесть бетона проявляется в возникновении остаточных деформаций при длительном воздействии постоянной нагрузки. Происходит она в результате возникновения и развития микротрещин и пластических свойств цементного геля. Ползучесть вызывает релаксацию напряжений, которые выравниваются в неравномерно нагруженных участках. В этом проявляется ее положительное действие. В предварительно напряженных конструкциях происходит потери напряжения арматуры. Здесь проявляется отрицательное действие ползучести.

Ползучесть бетона затухает через несколько лет эксплуатации конструкций. Меньше ползучесть в бетонах с пониженным расходом цемента, низким В/Ц, изготовленного на заполнителях из плотных и прочных пород.

39. Структурообразование и твердение бетона.

Структура бетона образуется в результате затвердевания (схватывания) бетонной смеси и последующего твердения бетона. Определяющее влияние на ее формирование оказывают: гидратация цемента, его схватывание и твердение.

По современным воззрениям, в начальный период при смешивании цемента с Н2О в процессе гидролиза С3S выделяется Са(ОН)2, образуя пересыщенный раствор, В этом растворе находятся ионы сульфата, гидрооксида и щелочей; Из раствора начинают осаждаться первые новообразования. Через 1 час наступает 2 стадия гидратации, которой характерно образование очень мелких гидросиликатов Са. Новообразования в первую очередь появляются на поверхности цементных зерен, с увеличением их количества и плотности их упаковки пограничный слой становится малопроницаемым для воды в течение 2-6 часов. Внутренние слои цементных зерен, реагируя с Н2О, стремяться расщипиться, ускоряется процесс гидратации.

Наступает 3 стадия процесса гидратации. Она характеризуется началом кристаллизации.

Этот процесс происходит очень интенсивно т.к. на этом этапе количество гидратных фаз относительно мало, что в пространстве между частицами цемента происходит свободный рост тонких пластинок CA(OH)2,гидросиликата Cа и эттрингида в виде длинных волокон, которые образуются одновременно. Волокна новообразований проходят через поры, разделяют их на более мелкие и создают пространственную связь, усиливая сцепления между гидратными фазами и зернами цемента. С увеличением содержания гидратных фаз между ними возникают непосредственные контакты, число которых увеличивается - цементное тесто схватывается, затвердевает, образуется цементный камень.

Образовавшиеся жесткая структура сначала является очень рыхлой, но постепенно она уплотняется: в заполненных водой порах этой структуры непрерывно появляются новые гидратные фазы. Объём пор и их размеры уменьшаются, возрастает количество контактов между новообразованиями, утолщаются и уплотняются гелевые оболочки на зернах цемента, срастающиеся сплошной цементный гель, с включениями непререагировавших центров цементных зерен. В результате возрастает прочность цементного камня и бетона.

При полной гидратации цемента в химическую связь с его минералами вступает приблизительно 20-25% Н2О от массы цемента.

Гидратация цемента сопровождается изменением относительного объёма его разных фаз.

В процессе гидратации воды, вступая в реакцию с цементом, приобретает регулярную структуру и общий объём системы цемент. вода уменьшается, в то время, как объём твердения фазы за счет присоединения Н2О увеличивается. Гидратированный цемент занимает V в 2.1 – 2.2 раза больший, чем V цемента до гидратации.

Уменьшение V системы цемент. вода в процессе гидратации получило название «контракции». В среднем величина контракции составляет 7-9 мл на 100 г цемента.

В процессе гидратации размеры пор в цементном камне уменьшаются. Пористость геля составляет 28%. Наряду с порами геля в цементном камне сохраняются более крупные капиллярные поры, образовавшиеся приготовлением цементного теста.

При полной гидратации цемента пористость уменьшается при понижение В⁄Ц.

На пористость влияет также степень уплотнения цементного теста.

При низких значениях В⁄Ц увеличивается флокуляция цементных частиц и V вовлечения воздуха. В результате возрастает общая пористость цементного камня и понижается его R.

При низких В/Ц возрастает роль условий выдерживания. При твердение в Н2О увеличивается степень гидратации цемента, уменьшается пористость цементного камня, что обеспечивает повышение его R.

В обычных бетонах цемент редко гидратируется полностью, поэтому остаются непрогидратировавшие зерна и значительное количество капиллярных пор.

В бетоне цементный камень в результате введения заполнителя занимает только часть объёма, в результате изменяется и пористость.

Для практических целей часто требуется знать сроки схватывания бетонной смеси.

Время от начала затвердения до момента резкого возрастания прочности называется пределом формирования структуры.

К концу периода формирования структуры цементное тесто превращается в камень, совершается резкий переход от пластической прочности цементного теста к хрупкой прочности затвердевшего цементного камня.

В бетонной смеси на сроки схватывания существенное влияние оказывает заполнитель. Введенный в цементное тесто заполнитель вследствии проявления поверхностных сил сокращает период формирования структуры, причем чем выше содержание заполнителя и его удельной поверхности, тем больше его влияние.

40. Способы зимнего бетонирования.

Твердение бетона без противоморозных добавок возможно только при положительной температуре. Ниже нуля градусов рост прочности практически прекращается. Замерзание в раннем возрасте приводит к понижению прочности после его оттаивания по сравнению с незамороженным бетоном, выдержанным в нормально-влажностных условиях. Это происходит в результате разрушения еще недостаточно прочных связей между цементным камнем и заполнителями.

Бетонирование конструкций при отрицательных температурах выполняется следующими способами: методом термоса, электротермообработкой, обогревом в тепляках, паропрогревом, с применением противоморозных добавок.

Метод термоса (безобогревного ухода за бетоном) рекомендуется применять при бетонировании массивных конструкций с М_П<6. Положительная температура создается и поддерживается за счет тепловыделения цемента. Запас тепла сохраняется утеплением. Для сокращения сроков твердения применяют высокотермичные цементы, понижают в/ц, вводят ускорители твердения. Дополнительный запас тепла создают нагреванием воды до 90 °С, заполнителей до 40 °С, пароразогревом бетонной смеси в бетоносмесителях или электроразогревом в специальных бункерах до температуры 60–80 °С. При этом следует учитывать, что разогретая бетонная смесь быстро теряет удобоукладываемость. Метод термоса можно сочетать с применением противоморозных добавок.

Одним из самых распространенных методов зимнего бетонирования является электротермообработка. При пропускании электрического тока через свежеуложенный бетон электрическая энергия превращается в тепловую. Источник электроэнергии подключают при помощи электродов, погруженных в бетон, через арматурные стержни, если они не связаны между собой, через электроды в виде стержней или полос, закрепленных возле опалубки. Электроподогрев осуществляется переменным током напряжением 50–110 В. Бетон нагревают до 70 °С.

Электрическая энергия может применяться для нагревания бетона в электромагнитном поле, электрообогрева с помощью инфракрасных излучателей, низкотемпературных нагревателей в виде греющихся матов, вмонтированных в опалубку нагревателей.

Бетонирование и выдерживание бетона в тепляках не отличается от летних условий. Над конструкцией устраиваются укрытия из брезента, фанеры, пневмонадувные пленочные конструкции. Положительная температура воздуха обеспечивается тепловыми печами или калориферами.

Паропрогрев выполняют паром низкого давления при температуре 70–80 °С, который подается в огражденное пространство с конструкцией. Этот способ рекомендуют для конструкций с М_п < 6.

Зимнее бетонирование может осуществляться при отрицательных температурах на холодных материалах. В бетонную смесь вводятся химические вещества, понижающие температуру замерзания воды. Это небольшое количество солей нитрита натрия NaNO₂, хлорида кальция CaCl₂ и хлорида натрия NaCl, поташа K₂CO₃, аммиачной воды NH₄OH и др.

Бетонирование с противоморозными добавками – наиболее простой и экономичный способ. Однако он имеет ограничения. Хлористые соли могут вызвать коррозию арматурной стали, Образующиеся при твердении щелочи могут вступать во взаимодействие с активным кремнеземом некоторых заполнителей. Не рекомендуется применять бетоны с противоморозными добавками, подвергающимися динамическим воздействиям, при нагревании конструкций выше 60 °С, в агрессивных средах.

41. Коррозия тяжелого бетона. Методы защиты бетона от коррозии.

При эксплуатации инженерных сооружений в жидких и газовых средах бетон может подвергаться химической коррозии. Коррозия в газообразной среде протекает обычно при наличии влаги так же, как в воде.

Коррозия первого вида происходит в результате растворения составляющих цементного камня водами с малой временной жесткостью. Эта вода горных рек, дождевая, болотная, конденсат. Уменьшает агрессивность воды содержание в ней бикарбонатов Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂. И только вода с бикарбонатной щелочью менее 1,4–0,7 мг∙экв/л является агрессивной. Разрушение цементного камня начинается вымыванием Ca(OH)₂, растворимость которой составляет 1,2 г/л в расчете на CaO, а затем идет разрушение клинкерных минералов, выщелачивание 15–30 СаО % из цементного камня приводит к уменьшению прочности на 40–50 %.

Стойкость бетона можно повысить применением более плотных бетонов, пуццолановых портландцементов и шлакопортландцементов. Добавки в цементах связывают известь в нерастворимые соединения. При выдерживании изделий на воздухе в результате взаимодействия Ca(OH)₂ с CO₂, на поверхности бетона образуется малорастворимый карбонат кальция CaCO₃, который не выщелачивается водой.

Коррозия второго вида происходит в результате взаимодействия составляющих цементного камня с кислотами и некоторыми солями. При обменных реакциях образуются не имеющие прочности легкорастворимые соединения. К этому виду коррозии относят углекислотную, общекислотную, магнезиальную.

Углекислотная коррозия. Углекислый газ CO₂, находящийся в воздухе, растворяется в воде, образуя угольную кислоту, H₂CO₃. При наличии в воде достаточного количества карбоната кальция CaCO₃, чтобы нейтрализовать угольную кислоту, H₂CO₃ и CaCO₃ находятся в равновесном состоянии: H₂CO₃ + CaCO₃ = Ca(HCO₃)₂. Эта угольная кислота не является агрессивной по отношению к цементному камню. Если количество углекислоты больше, чем равновесное, она становится агрессивной и способна разрушить цементный камень_.

Кислотная коррозия происходит в результате действия растворов неорганических и органических кислот при их pH < 7. Не входят сюда кремнефтористоводородная и поликремниевые кислоты. Кислоты содержатся в сточных, болотных водах; в выбросах промышленных предприятий может быть сернистый газ, хлор и другие, образующие с водой кислоты. Кислоты взаимодействуют с гидроксидом кальция, в результате чего получаются бессвязные кальциевые соли, легко вымываемые водой. Например, при действии соляной кислоты HCl на цементный камень получается растворимый хлорид кальция.

Органические кислоты – азотная, уксусная, молочная, винная, олеиновая, гуминовая, фульвовая и другие – также разрушают цементный камень.

Магнезиальная коррозия. Чисто магнезиальная коррозия происходит при действии магнезиальных солей, кроме MgSO₄. Например, в морской воде содержится хлорид магния MgCl₂, который взаимодействует с цементным камнем по реакции: Ca(OH)₂ + MgCl₂ = CaCl₂ + Mg(OH)₂. Образуется растворимый хлорид кальция и бессвязный гидроксид магния. Коррозия становится заметной при содержании в воде MgCl₂ более 1,5–2 %.

Для защиты от коррозии второго вида следует применять плотные бетоны, делать пропитку бетона эпоксидными, полиэфирными и другими смолами, устраивать защитные покрытия.

Коррозия третьего вида возникает при действии на цементный камень веществ, способных образовывать кристаллические соединения увеличенного объема. Они оказывают давление на стенки пор и разрушают цементный камень. Коррозия происходит при действии вод, содержащих сульфат кальция CaSO₄, сульфат натрия Na₂SO₄ и д.р. Na₂SO₄

В результате взаимодействия образуется трехсульфатная форма гидросульфоалюмината кальция (этрингит) с объемом в 2,8 раза большим объема исходного вещества.

Для предотвращения этого вида коррозии применяют глиноземистый цемент, сульфатостойкие портландцементы и бетоны повышенной плотности.

Сульфатно-магнезиальная коррозия возникает при действии на цементный камень сульфата магния.

Образуются рыхлая масса Mg(OH)₂ и кристаллы CaSO₄×2H₂O, которые растворяются водой. Кроме того гипс взаимодействует с С₃АН₆ и образует эттрингит. Эттрингит и частично гипс вызывает расширение.

Влияние на цемент сказывается при концетрации MgSO₄ более 0,5–0,75 %. Происходит совмещение двух видов коррозии – магнезиальной и сульфатной.

В качестве примера совмещения двух видов коррозии приведем разрушение бетона в болотных водах верховых торфяников. Оно происходит в результате растворяющего действия болотной воды, имеющей малую временную жесткость (1-й вид); воздействия угольной кислоты, образующейся при растворении в воде углекислого газа воздуха и выделяющегося в результате биохимических процессов при торфообразовании, от действия почвенных гуминовой и фульвовой кислот (2-й вид). При применении известняковых и доломитовых заполнителей они также подвергаются разрушению.

42. Специальные виды тяжелого бетона: дорожный, гидротехнический, ки­слотоупорный и другие.

К гидротехническим относят тяжелые бетоны, применяемые для строительства гидротехнических сооружений – плотин, шлюзов, набережных и т.п. Их подразделяют на подводный, для зоны переменного уровня воды, надводный. Кроме того, вышеперечисленные бетоны в свою очередь могут быть массивными и не массивными, для напорных и безнапорных конструкций, для наружной и внутренней зон.

К гидротехническому бетону предъявляются требования по водонепроницаемости, морозостойкости, прочности при сжатии и растяжении, стойкости к агрессивному действию воды, по тепловыделению.

По водонепроницаемости гидротехнические бетоны имеют марки W2, W4, W6, W8, W12. Для бетона речных сооружений с учетом длительности строительства марка бетона назначается в возрасте 180 суток, для морских – 28 суток.

Марки по водонепроницаемости назначаются для бетонов всех видов. Они определяют их плотность и долговечность.

Для бетона внутренней зоны допускается назначать марку по водонепроницаемости W2. Для получения водонепроницаемых бетонов регулируется его плотность, зависящая в первую очередь от В/Ц.

По морозостойкости гидротехнические бетоны подразделяются на марки F50, F100, F150, F200, F300, F400 и F500. Они определяются испытанием бетонных образцов в возрасте 28 суток. Требования по морозостойкости предъявляются к бетонам наружной зоны переменного уровня воды и надводного бетона. Марки по морозостойкости назначаются в зависимости от климатических условий и количества циклов попеременного замораживания и оттаивания в течение годаДолговечность бетона зависит от В/Ц, которое нормируется и принимается по таблице 4.29. Для повышения морозостойкости учитывается влияние различных факторов, освещенных в 4.2.5.

Проектная прочность гидротехнического бетона для речных сооружений нормируется в возрасте 180, для морских – 28 суток.

По прочности на сжатие ГТБ подразделяется на классы B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20; B25; B30; B40; B45; B50; B55 и B60, по прочности на растяжение – на классы B_t0,8; B_t1,2; B_t1,6; B_t2,0; B_t2,4; B_t2,8; B_t3,2.

Дорожные бетоны относятся к тяжелым бетонам. Их применяют при строительстве автомобильных дорог и аэродромов. По назначению они подразделяются на бетоны для однослойных покрытий, для верхнего и нижнего слоев двухслойных покрытий, а также для оснований усовершенствованных покрытий.

К дорожному бетону предъявляются требования по прочности при сжатии, растяжении при изгибе, морозостойкости, истираемости.

Высокая долговечность бетона достигается нормированием В/Ц, которое принимается для бетона однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий не выше 0,5. Для нижнего же слоя, работающего в более благоприятных условиях, В/Ц принимается 0,6 и выше. Для оснований усовершенствованных покрытий В/Ц не нормируется.

Удобоукладываемость бетонной смеси принимается 2–4 см. Хотя имеется опыт укладки жестких смесей с уплотнением катками.

Долговечность бетона зависит от качества материалов. Следует применять портландцементы без минеральных добавок с содержанием С₃A до 8 %, пластифицированные и гидрофобные цементы или вводить ПАВ в бетонные смеси. Песок и крупный заполнитель должны быть высокого качества.

К химически стойким бетонам относят полимерсиликатные, некоторые цементнополимерные, полимерные и бетонополимеры.

Полимерсиликатные бетоны состоят из растворимого силиката натрия с ρ=1,4–1,42 г/см³ (10,5–14,5 %), кремнефтористого натрия (1,6–2,4%), фурилового спирта (0,35–0,5 %), гранитного щебня (36–50 %), кварцевого песка (22–29 %), наполнителя (14,5–17,5 %).

Кремнефтористый натрий служит отвердителем для растворимого силиката натрия.

Наполнители в виде порошков изготавливают из андезита, диабаза, кварца, каменного литья и др.

Добавка фурилового спирта повышает плотность, прочность и водостойкость бетона.

Полимерсиликатный бетон имеет прочность при сжатии 25–35 МПа, морозостойкость – 35--50 циклов.

Полимерсиликатный бетон стоек при воздействии почти всех минеральных кислот и их солей за исключением фтористоводородной и кремнефтористоводородной. Стоек также в газовых средах, содержащих хлор, сернистый и серный ангидрид, оксиды азота, углекислый газ. Не стоек в щелочах и солях со щелочной реакцией, разрушается водой. Его не следует применять в конструкциях подвергающихся замораживанию и оттаиванию.

43. Железобетон. Способы получения и применения ж/б изделий. Армиро­вание изделий виды и способы.

Цементный бетон хорошо работает на сжатие и в 8 – 20 раз хуже – на растяжение. Для восприятия растягивающихся усилий в его состав вводится стальная арматура. Получается качественно новый материал – железобетон

Недостаток совместной работы бетона и арматуры – их разная предельная растяжимость. Если бетон может растягиваться на 1–2 мм, то арматурная сталь – в 5–6 раз больше. Поэтому в армированном железобетоне в растянутой зоне могут образоваться трещины. Это ограничивает область его применения. Избежать трещин можно сжатием бетона, работающего на растяжение, предварительным растяжением арматуры. Происходит как бы увеличение предельной растяжимости бетона, так как деформации от сжатия суммируются с деформациями растяжения. Кроме того, можно применять высокопрочную сталь и сократить ее расход на 40 %.

Железобетон имеет высокую прочность, долговечность, огнестойкость. Достаточно сырья для его изготовления.

Армирование железобетонных изделий выполняется сетками, каркасами или отдельными стержнями, которые изготавливаются на заводах. Арматурная сталь для них подвергается механической обработке, которая включает правку, резку по размерам, гнутье стержней и сеток, изготовление монтажных петель. Для этих работ применяются различные станки и машины.

Натяжение арматуры для предварительно напряженных конструкций выполняется механическим, электротермическим, электротермомеханическим и химическим натяжением.

Механическое натяжение стержневой, проволочной и канатной арматуры производится гидравлическими домкратами, а также специальными натяжными машинами.

При электротермическом натяжении арматурные стержни с анкерами на концах нагревают электрическим током до требуемого удлинения и фиксируют в жестких упорах для поддонов. Температура нагревания для большинства арматурных сталей составляет 400 °С при продолжительности 0,5–10 минут.

При электротермомеханическом способе натяжения арматурная сталь нагревается электротоком и в таком состоянии навивается на упоры форм или стендов.

Химическое натяжение арматуры происходит за счет расширения бетона, для изготовления которого применяются напрягающие цементы.

Дата добавления: 2015-04-24