Железобетонные конструкции. Бетоном называют искусственной каменный материал, получаемый при твердении рационально подобранной смеси из вяжущего вещества

Бетоны

Бетоном называют искусственной каменный материал, получаемый при твердении рационально подобранной смеси из вяжущего вещества, воды и заполнителей – мелкого песка и крупного гравия или щебня. Бетоны классифицируют в зависимости от объемной массы, вида вяжущего вещества, назначения и других признаков.

За основу принята классификация бетона по средней плотности:

А) особо тяжелый бетон имеет среднюю плотность более 2500 кг/м3 (заполнитель – чугунная дробь, баритовый щебень, песок и другие тяжелые горные породы) и применяется при строительстве зданий и сооружений спецназначения;

Б) тяжелый бетон (обычный) имеет среднюю плотность от 1800 до 2500 кг/м3 (заполнитель – песок и щебень из плотных камней) и применяется для фундаментов, полов, железобетонных несущих конструкций;

В) легкий бетон имеет среднюю плотность от 500 до 1800 кг/м3 (заполнитель – песок и щебень из шлака, керамзита, аглопорита, пемзы и других легких материалов) и применяется для изготовления стен, перекрытий;

Г) особо легкий бетон со средней плотностью до 500 кг/м3 (заполнитель – легкие пористые материалы).

К особо легким бетонам также относятся ячеистые бетоны: пенобетон, получаемый смешиванием вяжущего, воды и песка с пеной, и газобетон, получаемый смешиванием аналогичной смеси с газообразователем. Они применяются так же, как и легкие бетоны, в качестве изоляционного материала.

Вяжущие вещества и вода – активные составляющие бетона, так как благодаря реакции между ними образуется цементный камень и происходит сцепление его с заполнителями. Заполнители чаще инертны, так как не вступают в химическое соединение с вяжущим веществом и водой. Заполнители (инертные) образуют жесткий скелет бетона и уменьшают его усадку, которая возникает из-за усадки цементного камня при твердении. В качестве заполнителя используют дешевые местные материалы, чем снижается стоимость бетона.

Бетоны классифицируются по видам вяжущего вещества на цементные, силикатные, гипсовые, асфальтобетоны, кислотостойкие бетоны, полимербетоны, пластобетоны. Наиболее широко в строительстве используют цементные бетоны, остальные виды применяют реже и в определенных условиях.

В качестве вяжущего в цементных бетонах используют портландцемент различных видов и марок, выбор их зависит от назначения возводимой конструкции. Вода для приготовления бетона должна быть чистой. Чистыми должны быть мелкий и крупный заполнители.

Прочность бетона зависит от количества и марки цемента, водоцементного отношения (В/Ц) и правильного подбора состава бетона. Прочность бетона характеризует марка. Нормами установлены марки бетона в зависимости от плотности (в 28-дневиом возрасте):

А) для тяжелых бетонов – 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, в системе СИ соответственно 5-80 МПа;

Б) для легких бетонов – 25, 35, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, в системе СИ соответственно 2,5-40 МПа.

Запись состава бетонной смеси выражается отношением. Например: 1:2,5:4,5 при В/Ц = 0,65, где числа означают: 1 – масса цемента, 2,5 – песка, и 4,5 – щебня.

В настоящее время бетон приготовляют централизованно на механизированных бетонных заводах.

Бетон, доставляемый к рабочему месту, укладывают в onaлy6ку, деревянные или металлические формы, внутренняя поверхность которых имеет очертания и размеры изготовляемой детали. Для повышения плотности и прочности бетона бетонная смесь после укладки в опалубку подвергается вибрации с помощью вибратора. Вид и конструкция вибратора зависят от очертаний и размеров бетонной конструкции.

Бетон должен иметь необходимую влажность и температуру, особенно при жаркой погоде и в зимнее время. В заводских условиях твердение бетона ускоряют пропариванием и электропрогревом.

Железобетон представляет собой рациональное сочетание двух различных по своим механическим свойствам материалов – железа (стали) и бетона, работающих в конструкциях совместно, как одно монолитное целое. Работа стали и бетона в одной конструкции возможна благодаря почти одинаковому коэффициенту температурного удлинения, а также взаимному сцеплению.

Бетон, как всякий камень, сопротивляется растяжению в 10-15 раз меньше, чем сжатию. Поэтому даже при малых нагрузках в нижней зоне изгибаемого элемента (балки) в бетоне появляются трещины, которые с увеличением нагрузки быстро развиваются. Это приводит к разрушению. Для восприятия растягивающих усилий в нижней зоне бетонной балки укладывают стальные стержни (арматура), благодаря чему резко возрастает ее несущая способность

Сталь, находясь в толще бетона, не подвергается коррозии и надежно защищена от воздействия огня.

По способу выполнения железобетонные конструкции делятся на:

А) Монолитные – возводимые в опалубке непосредственно на строительной площадке;

Б) Сборные – собираемые из отдельных элементов, изготовленных на заводе;

В) Сборно-монолитные – представляющие целесообразное сочетание сбор-ных железобетонных элементов и монолитного бетона или железобетона.

Наиболее широкое распространение в промышленном строительстве получили сборные железобетонные конструкции, так как они позволяют максимально механизировать монтажные работы, значительно улучшить качество и сократить сроки строительства, достичь экономии материалов. В сейсмических районах целесообразнее использовать сборно-монолитные конструкции.

Кроме классификации по виду бетона, объемной массе и способам выполнения, железобетонные конструкции различают по виду армирования.

Арматурой в железобетоне служит горячекатаная сталь диаметром от 6 до 40 мм и холоднотянутая проволока диаметром от 3 до 8 мм. Для железобетонных конструкций употребляют стали круглые, гладкие и периодического профиля Последняя важна в качестве рабочей арматуры, так как у нее лучше сцепление с бетоном.

По виду армирование подразделяют на предварительно напряженное и обычное. Недостаток железобетона с обычным армированием заключается в том, что в растянутой зоне бетона образуются трещины, которые сокращают срок службы конструкции, а также не позволяют использовать арматурную сталь и бетон высоких марок. Это решается приме­нением предварительно напряжен­ных конструкций (натяжение арма­туры до бетонирования конструкций), что позволяет значительно увеличивать пролеты, перекрывае­мые железобетонными элементами. Это играет большую роль при про­ектировании производственных зда­ний, так как позво­ляет рациональнее использовать производственные площади. Кро­ме того, масса конструкций снижа­ется примерно на 20%.

Схема изготовления предвари­тельно напряженных конструкций состоит в следующем: нижнюю ра­бочую арматуру натягивают при помощи гидравлических домкратов. Затем бетонируют и выдерживают ее до тех пор, пока она не достигнет 70% проектной прочности. Потом арматуру освобождают, и она, стре­мясь вернуться в первоначальное состояние, обжимает бетон. Существуют и другие способы изго­товления предварительно напряженного сборного железобетона.

Железобетон – основной строительный материал при возведе­нии производственных зданий благодаря его основным достоинствам: огнестойкости, высокой прочности, сейсмостойкости, долго­вечности, возможности придавать конструкции любую форму. До 80% материалов, необходимых для его изготовления – местные. К его недостаткам относится значительная объемная масса, боль­шая теплопроводность, звукопроводность, трудоемкость изготовле­ния. Меняя материал заполнителя бетона, можно влиять на эти свойства. Наличие перечисленных недостатков не является препят­ствием к широкому внедрению бетона во всех видах строительства, особенно промышленного.

Из железобетона в промышленном строительстве изготавливают фундаменты, колонны, балки, плиты перекрытий и покрытий, стеновые панели, оконные переплеты и другие элементы.

Дата добавления: 2015-05-07