Главная / Про Бетон / Бетон и железобетон в чем разница

Бетон и железобетон в чем разница

Бетон и железобетон часто сравниваются между собой. Специалисты стараются выбрать оптимальный материал для строительства, но история говорит о том, что решение было давно принято. В советские времена именно железобетонные конструкции занимали лидирующие позиции по объемам производства, хотя сейчас к зданиям выдвигаются иные требования.

Железобетон представляет собой материал, создаваемый за счет добавления стали в бетон. В результате повышаются отдельные характеристики, упрощающие строительство в несколько раз. Причиной является значительное ускорение возведения зданий.

Появление железобетонных конструкций привело к категорическому изменению спроса потребителей. Плиты, уголки и иные элементы регулярно распространяется в Санкт-Петербурге и области, привлекая потребителей. Следует рассмотреть особенности, показывающие серьезную разницу.

Преимущества железобетона известны специалистам. Их стоит перечислить, чтобы обобщить имеющуюся информацию и сделать выводы:

Простота хранения и транспортировки;
Максимальная долговечность;
Простой монтаж.

Железобетонные конструкции транспортируются без применения специальной техники. Можно воспользоваться грузовиком и автокраном, чтобы свободно перевозить готовые плиты и иные элементы.

Во время строительства материал также отлично проявляет себя. Из него быстро собираются сложные объекты, где не выдвигаются жесткие требования к внешней красоте и оригинальности. Обычно добиться чего-то неординарного получается, но для типовых зданий выбор оказывается идеальным.

Максимальная прочность связана с точно рассчитанным армированием. Оно положительно влияет на долговечность готовой конструкции. Поверхность даже тяжело повредить механически, поэтому специалисты часто предпочитают именно такой вид.

Обратившись к преимуществам бетона, удастся увидеть новые особенности. Они остаются незаметными, так как население давно привыкло к материалу. Из-за чего следует перейти к перечислению.

Разное качество смеси;
Любые конструкции;
Меньший вес;
Меньшая стоимость.

Бетон М400 или М250 выбрать? Это решают проектировщики, занимающиеся нагрузкой на поверхность. Если необходимо подготовить сложную конструкцию лучше воспользоваться жидким бетоном. Он обеспечивает заполнение любого объема при создании сложных элементов.

Серьезной проблемой железобетона также является колоссальный вес. За счет плотного армирования стальными прутами повышается масса, создающая дополнительную нагрузку на основание. Так что проектировщикам приходится серьезнее относиться к расчетам.

Выбирая железобетон или бетон использовать, люди часто предпочитают жидкий материал. Он обладает определенными плюсами, гарантирующими широкие возможности. Из-за чего специалисты постепенно отказываются от тяжелых плит и иных элементов.

Наш адрес: г. Санкт-Петербург , пос. Белоостров , ул. Центральная (Дюны), д.1.

источник

Бетон и железобетон находятся в ряду наиболее востребованных материалов. Такая популярность объясняется простотой их производства и широкими возможностями. Но не всем известно, чем отличается бетон от железобетона. Рассмотрим подробно этот вопрос.

Бетон – материал, создаваемый искусственным путем. Его основными компонентами традиционно являются цемент, разнообразные заполнители и вода. Иногда воду не добавляют, а вместо цемента используют другой подходящий материал. Бетон становится готовым к применению после процесса затвердевания.

Бетон

Железобетон – материал, объединяющий в себе обычный бетон и арматуру.

Железобетон к содержанию ↑

Таким образом, из определений видно, что железобетон выступает не в качестве отдельного материала, а как тот же бетон, но укрепленный особым способом. Изготовление железобетона начинается с монтировки армирующего каркаса, когда проволокой или методом сварки скрепляются между собой металлические прутья.

На следующем этапе каркас, которому обеспечивается приподнятое положение, заливается подготовленным бетонным составом. В результате образуется конструкция, представляющая собой прочную сетку, окруженную со всех сторон бетоном. Каркас внутри может быть двухуровневым.

Полученное изделие приобретает очень ценные свойства. Отличие бетона от железобетона заключается в том, что последний обладает повышенной прочностью. Нагрузку, от которой обычный бетон может потрескаться и потерять свою несущую способность, железобетон спокойно выдерживает.

Такая прочность обуславливается тем, что бетон, затвердевая, накрепко «прикипает» к стали и материалы начинают работать совместно. Колебание температуры оказывает на бетон и сталь идентичное воздействие, и этим также обеспечивается полная монолитность изделия. Немаловажное значение имеет и то, что бетон предохраняет заключенный в нем каркас от коррозии.

В чем разница между бетоном и железобетоном кроме степени прочности того и другого? Она состоит в том, что из железобетона, благодаря его металлической основе, можно создавать любые архитектурные формы. Вдобавок к сказанному следует упомянуть и о большем весе железобетона относительно обычного бетона.

источник

Без наличия определённых знаний не обходится ни одно строительство своими руками. Будь то загородный дом, жилой комплекс или добротная пристройка к жилому помещению – нужно иметь определённый базис знаний, который исключит ошибки при строительстве. Ведь дом – на десятилетия, и любая ошибка может стать фатальной, особенно если это касается котлована, фундамента, стен, перекрытий и материалов используемых для всего этого.

К одним из наиболее популярных в строительстве материалам относятся бетон и железобетон, которые на территории нашей страны применяются в подавляющем большинстве построек. Именно о них и пойдёт речь в нашей статье.

Бетон – затвердевший материал искусственного происхождения, образовавшийся после соединения специальной смеси из вяжущего материала, разного заполнителя и воды. Чтобы улучшить качество самой бетонной смеси, было придумано делать всевозможные добавки. Заполнители бетона бывают разными, в зависимости от назначения бетона. О том, как самостоятельно приготовить бетон — мы рассказывали в прошлых статьях.

Мы не ошибёмся, если назовём бетон главным строительным материалом, так как он является основой дома. Из него заливают фундамент, делают пол в погребе и на первом этаже постройки, используют для производства различных одноимённых перекрытий и т.п.

Бетон непрочный материал, поскольку не обладает высоким показателем устойчивости к растяжению. Даже при небольшой нагрузке на данную строительную конструкцию, состоящую исключительно из одного бетона, она может не выдержать и разрушиться. А вот внедрённые стержни, изготовленные из стали — имеют довольно большую прочность и при растяжении не подвергаются сильной деформации.

По сути, железобетон это бетон, внутри которого сооружён металлический каркас из прутьев. Производится он следующим образом: монтируется стальной каркас (прутья между собой соединяются сваркой или проволокой), затем данный каркас приподнимается (он должен будет находиться в центре конструкции) и затем заливается бетон. В зависимости от типа бетонной конструкции каркас может быть двухъярусным.

Бетон и сталь, соединенные вместе, могут выдерживать достаточно большие нагрузки, повышая в изгибе прочность сооружения в несколько раз. В связи с этим, в конструкцию из бетона помещена стальная арматура с определенным сечением стержня, благодаря чему выдерживается большая нагрузка. Арматура препятствует деформации, которой постоянно подвергается плита: сжатию или растяжению. Кроме того, она создаёт прочную основу, которая позволяет выдерживать большие нагрузки.

Почему конструкция совмещает в себе именно эти материалы? Это зависело от свойств бетона и стали. Высокая прочность на растяжение и сжатие арматуры, а также высокая степень сцепления стали и бетона. И при колебании температур происходит идентичное удлинение обоих материалов. Как известно, начав твердеть, бетон уменьшит свой объем и прочно сжимает арматуру, отлично соединяясь с ней.

Всей железобетонной конструкции необходима низкая теплопроводность, которой обладает бетон. Он прекрасно предохраняет помещенную в него арматуру от температурных перепадов.

Эти строительные материалы широко используются в разных видах строительства. Положительной стороной железобетона и бетона считается их экономичность при получении железобетонного изделия. Поскольку материал получается из местного сырья и используется во многих конструкциях самого разного назначения. Пластичная бетонная масса способствует изготовлению изделий необходимой формы.

Полученный материал обладает хорошими свойствами: непожароопасен и долговечен. При необходимости можно поменять прочность и плотность бетона в довольно больших параметрах. Бетон, как говорилось ранее, имеет небольшую прочность на растяжение, но при сжатии выдерживает большие нагрузки, а при соединении с арматурой этот недостаток компенсируется.

Теперь вместе со специалистами KSPortal.ru рассмотрим разновидности бетона.

Бетон имеет следующие виды:

Гипсовый;
Цементный;
Силиконовый;
Смешанный;
Специальный (для специальных требований).

В свою очередь его заполнители делятся на: пористые, плотные и специальные (последние предназначены для особых построек, могут быть жаростойкими или выдерживать большие нагрузки). Заполнителями могут служить и обычные, применимые в повседневном строительстве материалы: щебень, измельченный гравий и песок.

Каждый вид бетона применим для разного рода задач. Именно поэтому перед применением его в строительстве необходимо ознакомиться с характеристиками его видов, чтобы использовать наиболее подходящий вариант относительно ваших условий и требований.

Бетон в частности можно классифицировать по типу плотности:

Очень лёгкий. Пригоден для изоляции, его плотность не больше 600 кг/куб.м;
Лёгкий. Подразделяется на крупнопористый и ячеистый, плотность около 1000 кг/куб.м;
Облегченный. Один из самых применяемых видов. Плотность 2100 кг/куб.м;
Тяжёлый. В его состав входит гравий и песок. Плотность 2300 кг/куб.м;
Особо тяжёлый. Применяется в специальных видах конструкций защитного типа. Плотность 2400 кг/куб.м.

Лёгкий бетон обладает свойством иметь гораздо меньшую теплопроводность, чем тяжелый. Поэтому его в основном используют при сооружении ограждений. Несущие конструкции имеют в своем составе более прочный и плотный бетон. Его плотность не меньше 1500 кг/куб.м.

Ячеистый бетон состоит из неорганических составляющих. Говоря об этом бетоне, имеют в виду материал неприродного происхождения. Его основа — воздух, который заполняет большую часть объёма. Получить его можно, если вспучивать строительным порообразователем затвердевшую смесь из воды и вяжущего компонента. В процессе такого вспучивания внутри смеси и образуется ячеистая основа бетона, имеющая большое количество пор, состоящих из воздуха. После изготовления такой бетон имеет низкую плотность и обладает низкой теплопроводностью.

Изготавливая ячеистый бетон, можно изменить его плотность. Она зависит от того, где его будут применять. Ячеистый бетон – один из видов лёгкого бетона. Пористая основа бетона зависит от применённого метода, вяжущих свойств вещества и условий формирования.

Проектируя железобетонную конструкцию, ориентируются на требования:

Устойчивость к низким температурам, водонепроницаемость;
Марка бетона и его прочность.

Главным технико-экономическим условием является однородный состав бетонной массы. Бетон хорошо схватывается после его заливки через 28 суток. Во избежание высыхания бетона при высоких температурах воздуха его нужно поливать или прикрыть полиэтиленовой пленкой.

На этом собственно и всё, что мы хотели рассказать о бетонных и железобетонных материалах.

источник

Простота хранения и транспортировки;
Максимальная долговечность;
Простой монтаж.

Разное качество смеси;
Любые конструкции;
Меньший вес;
Меньшая стоимость.

Бетон играет главную роль при формировании не только фундаментов, но так же свай и стен дома. При выборе марки бетона нужно учитывать не только его стоимость, но и характеристики, сферы использования. От марки бетона напрямую зависит срок эксплуатации постройки, в том числе, марка дает определенные возможности и экономические допущения.

Согласно СНиП бетон для изготовления фундаментов должен быть марки не ниже М250.

Марки бетона и области их применения

М-100 используется при возведении не несущих строительных элементов. Например при дорожных работах. Тротуары, дорожки для пешеходов, автомобильные площадки, и, в том числе, изготовление отмостки.

М-150 по запасу прочности не сильно отличен от М100, область применения такая же. Разве что, получится чуть более крепкий бетон, который будет стоить дороже и прослужит дольше.

М-200 применяется для изготовления на заводах плит для перекрытий. В том числе, железобетонные пояса, дорожные покрытия для малых нагрузок.

М-250 отличия имеет не сильные от М200, потому и сфера применений у него аналогичная. Имеет более длительный срок эксплуатации вследствие того, что разрушается чуть медленнее при морозах. Начиная отсюда, подходит для фундаментов гаражей, бань, небольших зданий.

М-300 используется для отливки лестничных площадок жилых многоквартирных домов, тротуаров, дорог, которые предназначены для сильных нагрузок (фургонов, самосвалов и других тягачей). В том числе, для производства более прочных перекрытий из железобетона, труб, инженерных коммуникаций и других аналогичных конструкций. Обычно используется в большинстве ленточных фундаментов.

М-350 более прочный, чем его предыдущий собрат, сфера применения аналогична, но вследствие большей прочности активно используется для автомагистралей, скоростных дорог и всех дорожных элементов, в том числе и заборов, стен, фундаментов. Обладает высокой морозоустойчивостью, благодаря чему для монолитных фундаментов подходит как нельзя лучше. Но дорогостоящий.

М-400 используется для фундаментов всех типов, в том числе и многоэтажных. Для несущих стен, высокопрочных полов, подвалов, для изготовления свай, строительства заводов и цехов. Так же для складских помещений, где требуется очень прочный пол.

М-450 считается одним из крепчайших и самых надежных бетонов для строительства зданий. Выдерживает колоссальные нагрузки. С его помощью изготавливают высокопрочные несущие перекрытия, высокопрочные фундаменты и множество ответственных других конструкций.

М-500 является самым крепким и самым надежным из всех марок. Особо долговечен, благодаря чему активно применяется при строительстве небоскребов. Такой бетон прекрасно изолирован от различных воздействий природного и механического характера. Держится там, где другим не под силу. В том числе, и в экстремальных условиях.

Монолитный блок бетона м350

От марки бетона зависит его качество. Характеристики же делятся по морозоустойчивости, подвижности и водоустойчивости. Как правило, чем больше число марки, тем больше цемента находится в составе, что в свою очередь влияет на его пористость и долговечность.

Пример использования М500

Ученые – специалисты уделяют больше внимание сжатию затвердевшего бетона, а именно, его предельному уровню нагрузки. Определяется она формулой кгс/см2. Ориентируются и сравнивают бетон, отливая его в цилиндры 15х15х15, который уже окончательно затвердел, на что требуется месяц при нормальных условиях.

Вдобавок, есть понятие растяжимости бетона. А именно, насколько он сохраняет свою прочность при растяжении. Эти данные указываются только тогда, когда бетон, например, предназначен для фундамента или свай, дорог с большими нагрузками. Параметры устойчивости к морозам и влаге а этикетках указываются еще реже.

Потому что в строительстве данные характеристики ключевыми не являются. Это так, потому что сегодня существует огромное количество гидроизоляционных материалов, добавок, распылителей и прочих укрепляющих составов, а так же составов, которые придают бетону определенные свойства дополнительно.

Устойчивость к влаге указывается в виде кгс/см2 на одностороннем гидростатическим давлением, при котором поверхность бетона не впитывает жидкость.

Бетонные образцы для испытаний

Морозоустойчивость находится исследователями при помощи испытаний, которые заключаются в множественном замораживании и оттаивании выбранного образца бетона. Слово «марка» сразу указывается в цементе одной буквой «М».

На данный момент, рынок представляет бетон от М50 до М1000. Так же, как и марка, в строительстве имеется термин «класс бетона». Отличаются термины в том, что марка это усредненный показатель.

Класс же, в свою очередь, сразу предлагает гарантированный уровень прочности, который отображается так же в названии цифрами.

При проектировании в документации сразу указывают исключительно класс бетона, который необходим для соответствующего строительства. Строго по СТ СЭВ 1406. Класс указывается буквой «В». Таким образом, на строительном рынке вы найдете бетон классами от В1 до В60. Во всех торговых местах, прайсах и прочих документах бетон обозначается как цифровым, так и буквенным индексом.

При проектировке ЖБИ товаров уже появляются и другие характеристики: М, В – знакомы, так же есть П – подвижность, морозоустойчивость F, водоустойчивость W. На сегодняшний день марки и классы 0 обозначения, которые применяются параллельно. Т.е. могут написать, как только класс, так и только марку. Перевести марку в класс и наоборот позволяет специальная таблица сравнений.

Таблица марок и классов бетона

Классы и марки бетонных изделий указываются не только в зависимости от компонентов, но и их соотношением. Приведем пример: согласно рекомендациям составов и пропорций бетонных изделий, для создания бетона М100 В7,5 можно применять цементную основу как 450 марки, так и 500. В случае с 500 расход цемента будет меньше.

В каждом строительстве делается индивидуальный состав бетона. Обычно, для бетона фабричного производства заводы используют от 400 до 500 марки цемент.

Как писалось выше, предел прочности на сжатие кгс/см2. А так же, делятся по отношению пропорций песка, цемента, воды, щебенки в растворе бетона. В последнее время, в какой бы сфере бетон не применялся, его марка – слово употребляется всё реже и реже. Гораздо чаще строители используют понятие «класс» бетона. Потому что оно вмещает в себя сразу несколько характеристик.

Самый не крепкий бетон – М50, прочный – М1000. Цены отличаются так же, в разы. Но дальше М600 дело, как правило, не заходит. В строительстве вообще используют обычно М400-500.

М-100, или М150 применяют для не несущих конструкций. Например, бетонные тротуары, дорожки для пешеходов. Им заделывают внутренние стены. Для каких-либо нагрузок эти марки вообще не предназначены, так как быстро разрушаются.

М-200 Для малых нагрузок используют именно этот бетон. Например, для индивидуально строительства лестниц, очень простых фундаментов под гаражи, погреба, для лестниц, дорожных плит малой нагрузки.

М-250. Более прочный, не недостаточно надежный для серьезных нагрузок. Отмостки, лестницы, ростверки, упоров, заборов, лестниц всех видов.

М-300. Отсюда идут монолитные фундаменты, стены, перекрытия, лестницы, плиты.

М-350. Стоит отметить, самая популярная марка. Его выбирают благодаря не только качеству, но и морозоустойчивости. Это не значит, что гидроизоляция отсюда и для марок выше уже не нужна.

Дело в том, что даже песок имеет процент влаги, бетон уж и подавно, но этот процент он при расширении в морозы выдерживает. Но не сильно более этого процента, который в нем уже есть, потому нужна гидроизоляция.

М350, как правило, особо не прихотлив, и гидроизоляция самая дешевая его окупит с лихвой.

М-400. Используется для особых конструкций, таких как банки и их хранилища, плотины, другие гидротехнические постройки, мосты, опоры для малых мостов и несущие стены для крупных построек.

М-450. Качественный, надежный бетон. Высокопрочный бетон. Он подходит для особо крупных мостов и его опор, подземные постройки, такие как метро, станции, платформы и т.д.

М-500. Применяется вместе с гранитным щебнем. Вода недоступна для него, потому нет смысла в гидроизоляции. Морозы не берут его, утеплители не нужны. Особо крупные плотины, дамбы, подводные сооружения и т.д. Не для частного строительства загородных домов. Ибо не окупается.

М-550. Не часто используется в строительстве, только в небоскребах особо больших. А так же крупные и длинные туннели подземного типа, колонны, ригели, особо крупные монументы.

М-600. Полный аллес. Особо прочный бетон. Для сооружений особой сложности в экстремальных условиях.

Пример применения бетона М450

Бетон имеет недостаток, присущий почти всем искусственным и природным каменным материалам,— он хорошо работает на сжатие, но плохо сопротивляется изгибу и растяжению.

Чтобы повысить прочность бетонных конструкций на изгиб и растяжение, в бетон укладывают стальную проволоку или стержни, называемые арматурой. Арматура в переводе с латинского означает «вооружение», т. е.

стальная арматура как бы вооружает, укрепляет бетон. Армированный стальными стержнями бетон называют железобетоном.

Каменные конструкции, армированные металлом, были известны давно, но в современном виде железобетон появился лишь во второй половине XIX в., когда было освоено промышленное производство портландцемента. Патент на изобретение железобетона был выдан французу Ж. Монье в 1867 г.

, хотя известны попытки использования железобетона и до него (например, в 1849 г. инженером Г. Е. Пауке-ром в России и в 1845 г. В. Уилкинсоном в Англии). Первоначально железобетон применялся довольно ограниченно.

В настоящее время это основной конструкционный материал и в жилищном, и в промышленном строительстве.

Благодаря каким свойствам железобетон стал столь распространенным строительным материалом? Железобетон — это не два разнородных материала: бетон и сталь, а новый материал, в котором сталь и бетон работают совместно, помогая друг другу. Это объясняется следующим.

Бетон при твердении на воздухе уменьшается в объеме, плотно охватывая арматуру. Прочность сцепления арматуры с бетоном достигает больших значений.

Так, чтобы выдернуть из бетона стержень диаметром 30 мм, введенный в бетон на глубину 300 мм, требуется сила не менее 10 кН.

Сцепление стали с бетоном не нарушается и при сильных перепадах температуры, так как коэффициенты теплового расширения стали и бетона почти одинаковы. Хорошее сцепление стали с бетоном приводит к тому, что под нагрузкой эти два материала работают как одно целое.

Цель армирования можно пояснить на элементах, работающих на изгиб (балках, ригелях). В таких элементах часть поперечного сечения элемента подвергается сжатию, а другая — растяжению. Если балку изготовить из не-армированного бетона, то вследствие низкой его прочности на растяжение (1…4 МПа) уже под небольшой нагрузкой бетон в растянутой зоне растрескается (рис.

1, а) и балка разрушится. Если же в растянутую зону ввести стальную арматуру, то она примет на себя растягивающие напряжения (прочность стали при растяжении более 200 МПа), и балка, хотя на ней могут появиться трещины, не разрушится даже при больших нагрузках (рис. 29,6).

В ряде случаев армируют элементы, работающие и на сжатие (колонны, сваи), так как и на сжатие сталь в 5… 10 раз прочнее бетона.

Бетон благодаря своей плотности и водонепроницаемости, с одной стороны, и щелочной реакции цементного камня в бетоне, с другой, защищает сталь от коррозии.

Кроме того, бетон как сравнительно плохой проводник теплоты защищает сталь от сильного нагревания при пожарах.

Стальные конструкции при пожаре быстро нагреваются, сталь размягчается и вся конструкция начинает деформироваться даже под собственным весом. В железобетонных конструкциях стальная арматура защищена от огня слоем.

Рис. 1. Неармированная бетонная (а) и армированная железобетонная (б) балки

В современном строительстве все большее применение находит напряженно-армированный бетон, который отличается от обычного железобетона следующим. Как уже говорилось, прочность бетона на растяжение в 10…20 раз больше, чем на сжатие.

В железобетоне этот недостаток устраняют введением в растянутую зону арматуры. Однако вследствие малой растяжимости в бетоне в растянутой зоне возникают трещины, после чего всю нагрузку воспринимает только арматура.

Пока толщина трещины менее 0,1…0,2 мм (так называемые волосяные трещины), они не опасны с точки зрения сцепления арматуры с бетоном и коррозии арматуры.

При применении для армирования высокопрочных сталей полное использование их прочности сопровождается относительно большим удлинением арматуры, что приводит к сильному растрескиванию бетона, а это, в свою очередь,— к коррозии арматуры из-за обнажения ее поверхности. Отсюда следует, что при обычном способе армирования применение высокопрочной арматуры не рационально. При армировании высокопрочной сталью применяют метод предварительного натяжения арматуры.

Сущность этого метода состоит в том, что до загрузки железобетонной конструкции полезной нагрузкой ее арматуру растягивают наподобие резинового жгута; упором при этом служит бетон. Естественно, что чем сильнее растянута арматура, тем больше будет сжат бетон.

Когда же к конструкции приложена полезная нагрузка, напряжения от нее, возникающие в растянутой зоне бетона, частично компенсируются предварительно созданными сжимающими напряжениями.

Поэтому в растянутой зоне бетона не возникнут трещины, а предварительно напряженная арматура получит от нагрузки дополнительное напряжение и ее высокая прочность будет использована в большей степени.

В настоящее время применяют два способа получения напряженно-армированного бетона. Один из них заключается в том, что арматуру натягивают и закрепляют на специальных анкерах, а затем укладывают бетон. После того как бетон достаточно затвердеет, арматуру освобождают и она, сжимаясь, сжимает бетон.

Другой способ: в бетоне оставляют специальные каналы для напрягаемой арматуры. После затвердевания бетона арматуру вводят в каналы и натягивают, используя в качестве опоры затвердевший бетон. При этом в бетоне возникают сжимающие напряжения. После натяжения арматуры каналы заполняют цементным раствором.

В предварительно напряженных железобетонных конструкциях более полно используется прочность стали и бетона, поэтому уменьшается масса изделий. Кроме того, предварительное обжатие бетона, препятствуя образованию трещин, повышает его долговечность.

Благодаря универсальности и комплексу ценных свойств железобетон на тяжелом и легком бетоне используют для строительства всех типов зданий и инженерных сооружений.

Так, массовое строительство жилых зданий осуществляется из сборного железобетона, причем из него выполняют все элементы здания; в многоэтажных кирпичных зданиях фундаменты и перекрытия — железобетонные; промышленные здания и инженерные сооружения в основном возводятся из железобетона.

В зависимости от способа изготовления железобетонные конструкции могут быть монолитными или сборными.

Железобетоном называются строительные конструкции и детали, состоящие из бетона и стальной арматуры, которые образуют монолит — одно целое.

Сталь и бетон имеют приблизительно одинаковые коэффициенты температурного удлинения; бетонная смесь обладает литейными свойствами и хорошо сцепляется со сталью; плотный бетон предохраняет сталь от ржавления; бетон сравнительно хорошо работает на сжатие, а сталь на растяжение и сжатие — все это позволяет при надлежащем расположении указанных материалов получать прочные конструкции.

Рассмотрим совместную работу бетона и стали в железобетонной балке и колонне под нагрузкой (рис. 6). Под действием нагрузки балка прогибается, при этом в верхней части (зоне) балки материал испытывает сжимающие усилия, а в нижней — растягивающие усилия. Направление усилий на рис. 6 а показано стрелками.

Для обеспечения надежности работы балки в нижнюю зону ее укладывают стальную арматуру, так как сталь хорошо работает на растяжение, а бетон верхней зоны балки воспринимает сжимающие усилия. В конструкциях, работающих на сжатие (стойках, колоннах); сталь и бетон совместно работают на сжатие. Армирование балки и колонны показано на рис. 6 б и г.

В нижней зоне балки расположена рабочая арматура, а в верхней зоне монтажная арматура.

Арматуру сжатых элементов (колонн, стоек) располагают по периметру сечения и связывают хомутами Хомуты, рабочую и монтажную арматуру в местах пересечений перевязывают мягкой проволокой или сваривают электросваркой, образуя металлический каркас, который при бетонировании должен сохранять для всех стержней арматуры первоначальное проектное положение.

Рис. 2. Железобетонные конструкции: а — схема работы балки под нагрузкой; б — армирование бетонной балки; в —арматура; г — армирование колонны

Для железобетона применяют бетон, различный по составу и прочности, в зависимости от назначения и условий работы проектируемых конструкций. Обычно используют бетоны марок от 100 до 600 кг/см2.

Арматуру готовят из круглой гладкой стали марки Ст. 3 сечением от 5 до 40 мм; в последние годы для арматуры «ачали применять горячекатаную углеродистую сталь периодического профиля марки Ст.

Арматура из стали периодического профиля лучше сцепляется с бетоном, в результате чего получается экономия металла до 30% по сравнению с арматурой из стали круглого сечения. В качестве арматуры применяют также профильную сталь: уголки, двутавры, швеллеры; такая арматура называется жесткой.

Необходимое количество арматуры в конструкции, а также и размеры сечения конструктивных железобетонных элементов определяют расчетом.

По способу изготовления Железобетонные конструкции делятся на монолитные и сборные. Монолитные конструкции выполняют непосредственно на строительной площадке на месте их установки, для чего вначале устраивают опалубку и поддерживающие ее леса, устанавливают арматуру и затем укладывают бетонную смесь.

После достижения бетоном необходимой прочности (за период от 2 до 4 недель) опалубку снимают и разбирают леса. Сборные железобетонные конструкции (колонны, прогоны, балки, плиты и др.

) изготавливают на заводах или полигонах сборного железобетона, затем транспортируют их на стройплощадку и монтируют на месте в сооружение.

Достоинством железобетона является возможность создавать конструкции самых различных форм, обладающих долговечностью, огнестойкостью, достаточной прочностью, высокой степенью жесткости.

К недостаткам железобетона относятся большой вес (2500 кг/мъ), значительная трудность переустройства и усиления железобетонных конструкций, а при монолитном железобетоне— устройство лесов, опалубки, а также выдерживание бетонируемых конструкций в опалубке до достижения бетоном необходимой прочности.

Сборный железобетон по сравнению с монолитным имеет ряд преимуществ, а именно: конструкции заводского производства обладают более высокой прочностью, при их изготовлении получается экономия цемента, лесоматериалов, металла, снижается стоимость, обеспечиваются одинаковые условия изготовления и вызревания бетона в течение всего года, сокращается срок строительства сооружения. Вследствие этого сборный железобетон в настоящее время широко применяется в строительстве.

Выбор стройматериалов — Железобетон

Чем отличается бетон от раствора.

Чем отличается бетон от цементного раствора.

Для производства строительных работ обычно используются материалы, имеющие определенные характеристики и вид. Одними из таких материалов являются бетон и цементный раствор. Что это за материалы, где применяются и из чего состоят? Об этом мы и постараемся рассказать в данной статье.

Что такое бетон и цементный раствор.

Бетон — искусственный камень, полученный в процессе смешивания четырех компонентов: цемента, воды, мелких и крупных наполнителей (гальки, гравия или щебня).

Бетон также является композиционным материалом, полученным в результате формования и последующего твердения специально подобранной смеси.

Цемент — это минеральное порошкообразное вяжущее вещество, которое после смешивания с водой образует тестообразную массу. Застывая, она превращается в твердое как камень, однородное вещество.

Цементный раствор — это смесь, состоящая из трех компонентов: цемента, воды и песка. Также важным фактором, влияющим на свойства раствора, является применение при его замесе добавок и разнообразных пластификаторов. Они повышают водонепроницаемость, прочность, морозостойкость и другие качественные характеристики исходной смеси.

Классификация бетонов и цементных растворов очень многообразна.

Разница между бетоном и цементным раствором.

Главное отличие бетона от цементного раствора состоит в наличии в бетоне крупных заполнителей (обычно щебень или гравий), в растворах же в качестве инертного заполнителя применяется песок.

Отличительные характеристики раствора и бетона.

Отличительные свойства раствора.

Виды раствора по составу и назначению.

Отличительные свойства бетона.

Виды бетона по объемной массе.

Для человека, мало понимающего и не разбирающегося в основных понятиях строительно-ремонтных работ, слова «раствор» и «бетон» могут быть одинаковыми по значению. Многие компании, занимающиеся производством заводских строительных смесей, жалуются, что заказчики часто ошибаются в названиях. В результате возникают взаимные претензии, отказы и задержки в выполнении работ.

Действительно, основными составляющими и бетона, и раствора являются вода, песок и цемент. Однако эти смеси совершенно разные и отличаются по следующим параметрам.

Отличительные свойства раствора.

В первую очередь, раствор отличается своим назначением.

Для проведения кладочных и штукатурных работ бетон не подойдет, только раствор.

Последний также используется при изготовлении цементной стяжки полов под покрытие из ленолеума или под деревянные напольные покрытия, такие как ламинат, паркет, доска. Кроме того, раствор используют для заполнения швов при соединении строительных элементов.

Приготовление бетона: 1 Замес. 2. Замес на фанере. 3. Бетономешалка. 4. Шланг для добавления воды. 5. Цемент. 6. Песок.

В отличие от бетона в составе раствора нет крупного заполнителя, только мелкий #8211 строительный песок. Некоторые производители к основным ингредиентам добавляют пластификаторы, которые влияют на соотношение составных веществ и повышают прочность, водонепроницаемость, морозостойкость состава.

Строительный раствор можно приготовить своими силами. Важно знать, что по ГОСТу смесь необходимо просеивать через сетку, размер ячейки которой не превышает 10*10 мм. Тогда она получится однородной, без комков, кусочков щебня или камня.

При крупном строительстве организации, как правило, заказывают готовый заводской раствор. Его срок годности составляет 3 ч. При постоянном помешивании или при условии сырой погоды выработка смеси увеличивается. Эти данные нужно учитывать для того, чтобы рабочие за смену успели полностью использовать заказанный объем.

В современном строительстве из бетона и железобетона изготавливают основные конструкции промышленных, гражданских, сельскохозяйственных и жилых зданий и сооружений, а также возводят гидротехнические сооружения, устраивают покрытия дорог и аэродромов и т. д.

Массовое применение бетона и железобетона во всех отраслях строительства объясняется их преимуществом перед другими материалами: срок службы конструкций в большинстве случаев значительно больший, чем конструкций из металла, дерева и других материалов; большая часть (до 90%) материалов (заполнители, вода), употребляемых для приготовления бетона и железобетона, является местными, в связи с чем стоимость конструкций невысока; используя различные исходные материалы и способы изготовления, можно получить бетон и железобетон с различными физико-механическими показателями; из бетона и железобетона возможно изготовление изделий любых размеров и форм (тонкостенных и крупноразмерных) сводов, оболочек и т. д.

В современном строительстве применяют монолитные бетонные и железобетонные конструкции, возводимые непосредственно на месте их размещения в зданиях и сооружениях согласно проекту, и сборные, изготовляемые на предприятиях или строительных площадках и монтируемые на строительном объекте.

Изготовление монолитных конструкций, осуществляемое на открытом воздухе на вновь осваиваемой территории и зачастую на большой высоте, требует значительных затрат труда и расхода материалов для возведения опалубки, подмостей и других приспособлений. Процесс бетонирования в условиях строительной площадки трудно механизировать и автоматизировать. Кроме того, в зимнее время производство монолитных конструкций связано с серьезными трудностями (подогревом смеси и т. д.).

Производство сборных конструкций в заводских условиях за счет полной механизации и автоматизации технологического процесса позволяет значительно снизить расход материалов (в том числе и на опалубку), трудоемкость изготовления, повысить качество конструкций, а также намного сокращает сроки производства работ на строительной площадке и создает условия для ритмичного строительства в течение всего года независимо от климатических условий, что в конечном итоге приводит к снижению стоимости строительства.

Кроме несомненных достоинств сборные железобетонные конструкции имеют и ряд недостатков.

Так, удельный расход арматуры у сборных элементов в ряде случаев больше, чем у монолитных, Объясняется дополнительными затратами металла на установку специальной арматуры, предназначенной для восприятия напряжений, которые могут возникнуть при перевозке и монтаже, а также для соединения сборных конструкций между собой. При организации выпуска сборных конструкций требуются значительные капиталовложения, необходимые для строительства специальных предприятий, оснащенных сравнительно сложным металлоемким и энергоемким оборудованием.

Железобетонные конструкции применяются на стройке настолько широко, что без них невозможно представить современное строительство.

Данная группа изделий пользуется высокой популярностью среди специалистов за целый ряд преимуществ, которые будут рассмотрены в данной статье.

Кроме того, мы разберем,что такое железобетон и какие технологии применяются при его производстве для повышения эксплуатационных свойств и характеристик.

Строительство из железобетона отличается высокой скоростью проведения работ

Основные особенности материала

В первую очередь следует разобраться, чем различаются бетон и железобетон. Основная разница заключается в присутствии в структуре металлического каркаса, который придает изделиям свойства совершенно нового уровня.

И если бетон отлично выдерживает огромный вес, но слабо противостоит нагрузкам на изгиб, то армированный вариант способен выдержать даже самые высокие нагрузки без какого-либо ущерба структуре и целостности изделий.

Достоинства железобетонных конструкций

Популярность железобетонных изделий (сокращенно ЖБИ) обусловлена целым рядом факторов:

Цена данного варианта намного ниже любого другого материала с аналогичными свойствами прочности и долговечности. Даже учитывая значительные затраты на транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы и монтаж,стоимость будет достаточно демократичной. Особенно заметна экономия на крупных сооружениях, где используется большое количество элементов и конструкций.
Скорость возведения строений с использованием сборных железобетонных конструкций позволяет возводить огромные здания за рекордно короткие сроки. Главное – чтобы работы осуществляли квалифицированные монтажники, это гарантирует качество и безопасность возводимых конструкций, так как любая ошибка может привести к возникновению трещин, а то и вовсе к разрушению конструкций.

На фото: для обеспечения надежности конструкции все работы должны производить профессиональные монтажники

Собранные конструкции после заделки швов не требуют проведения особых защитных мероприятий. Изделия обладают высочайшей долговечностью, которая с годами только возрастает. При этом ЖБИ устойчивы к атмосферным воздействиям и могут использоваться практически во всех климатических зонах, они хорошо переносят как жару, так и отрицательные температуры.
Как известно, бетон обладает высокими свойствами огнестойкости, благодаря чему не требуется дополнительная огнезащита, так как материал отлично противостоит даже открытому огню и способен выдерживать его воздействие на протяжении длительного периода времени. ЖБИ рекомендуются к использованию во всех зданиях и строениях, где пожаробезопасность особенно важна.
Металлический каркас, который отвечает за стойкость изделий к деформациям, сохраняет свои свойства на протяжении многих лет, так как он надежно защищен слоем бетона и не подвергается губительному воздействию коррозии. Именно поэтому особенно важно, чтобы все элементы были целостными, без трещин и сколов, открывающих металлический каркас.

На чертежах обязательно указывается расположение и диаметр элементов армирующей системы

Важно! Благодаря свойствам двух основных компонентов: бетона и металла -строения одинаково хорошо справляются как со статическими, так и с динамическими нагрузками.

Это значительно повышает устойчивость зданий, что является немаловажным фактором в районах с неблагоприятной сейсмической обстановкой.

Как происходит производственный процесс

Чтобы лучше разобраться в вопросе, рассмотрим, почему сочетание армирующего стального каркаса и бетона настолько долговечно:

Сочетаемость	Физико-механические свойства материалов очень близки, что исключает повреждение конструкции вследствие разных показателей деформации
Надежность	После застывания бетон создает с арматурными элементами очень прочное сцепление, что исключает их сдвиг в процессе установки и эксплуатации
Долговечность	Тяжелые марки бетона, используемые при производстве, отлично противостоят неблагоприятным атмосферным воздействиям и надежно защищают арматуру от влаги
Стабильность	Ввиду схожих коэффициентов линейного расширения даже нагревание конструкций до температуры 100 градусов не вызывает дополнительного напряжения и сдвига арматурного пояса относительно бетона

Все виды железобетона обладают высокими характеристиками прочности и деформационной устойчивости

Важно!
О прочности ЖБИ говорит тот факт, что с добавлением металлического каркаса жесткости прочность конструкций на изгиб возрастает в 15-20 раз.

Прочность и стабильность изделий даже под высокими нагрузками обеспечивается особенностями технологического процесса:

Применение самого качественного цемента марки не ниже М400. Именно качество вяжущего компонента во многом обуславливает его прочностные характеристики, поэтому используются смеси без добавок.
Использование в качестве наполнителя щебня с фракцией не более 10 мм. Это позволяет уплотнить каждое изделие максимально качественно, без пузырьков воздуха в структуре. Кроме того, такой состав хорошо проникает даже в самую густую арматурную решетку.

Мелкий щебень подходит для производства ЖБИ изделий лучше всего

После заливки раствора в форму и его уплотнения конструкция отправляется в пропарочную камеру, в которой в течение 8-12 часов (в зависимости от размера) проводится обработка. Это позволяет достичь высоких характеристик прочности уже через 12 часов, в то время как при обычной сушке процесс занял бы как минимум 4 недели.

Помните! Особые рецепты растворов позволяют придать дополнительную прочность готовым изделиям.

Также создается эффект дополнительного напряжения, когда в процессе высыхания бетон находится под давлением в форме, которая не дает ему разбухать, после высыхания готовое изделие способно выдерживать огромные нагрузки.

На всех крупных компаниях (таких как ПКФ Железобетон в Москве) имеются свои секреты придания изделиям дополнительной прочности, которые не разглашаются. Тем не менее, сущность железобетона остается неизменной: он предназначен для создания сборных конструкций с повышенными характеристиками надежности и долговечности.

Производство ЖБИ носит масштабный характер

Технология предварительного напряжения – что это такое

Для изделий, которые в процессе эксплуатации подвергаются значительным деформационным нагрузкам, предусмотрена специальная технология. Ее суть заключается в придании изделию дополнительного напряжения, благодаря чему арматура, словно пружина, дополнительно сжимает бетон, что повышает показатели устойчивости к воздействию на изгиб в разы.

Процесс производства осуществляется следующим образом:

В специальной форме арматурные стержни предварительно натягиваются и закрепляются в таком положении специальной оснасткой. Натяжение может производиться либо механическим способом (когда используются мощные гидравлические домкраты), либо термомеханическим способом (когда металл разогревается с помощью электрического тока).

Арматура фиксируется с помощью специальных устройств

После натяжения металлических элементов производится наполнение формы бетоном с последующим виброуплотнением. Главное на данном этапе – качественное наполнение форм и удаление из структуры материала пузырьков воздуха.
Далее следует тепловая обработка, после чего изделие вынимается из формы, вследствие чего арматурные стержни сжимаются, образую в прилегающей структуре бетона напряженность.

Предварительно напряженные балки отлично подходят для возведения мостов

Если вам необходимо узнать все основные нормы, которым должен соответствовать железобетон – СНиП52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» поможет узнать всю необходимую информацию.

Каждое из изделий должно иметь запас прочности, чтобы обеспечить максимальный уровень безопасности – ставки на надежность без знания характеристик тут недопустимы, так как любая ошибка чревата опасностью для жизни и здоровья людей.

Самыми распространенными и востребованными железобетонными изделиями являются следующие варианты:

Плиты перекрытий, они используются как в многоэтажных, так и в одноэтажных строениях и осуществляют самые разнообразные функции: пола, потолка, настила и так далее. По особенностям конструкции можно выделить три основных варианта: полнотелые, пустотелые и ребристые. Кроме того, каждый из вариантов имеет множество модификаций, поэтому в каждом случае выбор производится в индивидуальном порядке.
Блоки фундаментные – очень востребованная группа изделий, с помощью которой можно очень быстро возвести ленточный, плитный или столбчатый фундамент. Изделия этой группы имеют широкий диапазон размеров и могут весить от 30 до 400 килограммов. Соответственно, меняется и назначение изделий, опять же, при выборе того или иного варианта лучше всего проконсультироваться с квалифицированными специалистами.

Блоки могут иметь самую различную конфигурацию, при необходимости их даже могут изготовить вам под заказ

Колодезные кольца широко используются как для промышленных целей, так и для обустройства личных колодцев своими руками. Изделия в соответствии с целями назначения могут иметь различный диаметр, толщину стенок и высоту. Некоторые варианты комплектуются крышками, но их нужно приобретать дополнительно, этот фактор также ни в коем случае не стоит упускать из вида.
Дорожные плиты используются для аэродромов и участков трасс с особенно высокими нагрузками. Характеристики и габариты изделий определяются индивидуально в каждом конкретном случае.При этом стоит помнить основное правило: лучше заказать бетонные изделия с излишней прочностью, чем с недостаточной, так как это напрямую влияет на долговечность готовых конструкций.

Дорожные плиты отличаются большими размерами, что позволяет ускорить рабочий процесс

Сваи предназначены для создания надежных опор в крупных зданиях. Они могут быть самых различных размеров и конфигураций. Кроме того, различают как цельные, так и составные конструкции. Все зависит от того, какой длины должны быть элементы.

Сваи служат надежной опорой для множества многоэтажных зданий по всему миру

Особенности приемки изделий

Очень важно при доставке осуществить правильный прием железобетона. От этого зависит, насколько надежной будет возведенная конструкция. Процесс приема заключается в визуальном осмотре, мелкие недостатки железобетона в виде поверхностных трещин и сколов не оказывают воздействия, их можно заделать цементным раствором.

Если же трещины крупные, или сколы открывают металлический каркас, то изделия следует заменить, так как они непригодны для строительства. То же самое касается и геометрии – любые ее нарушения недопустимы. В принципе, так выглядит краткая инструкция по приемке.

Важно помнить одно, все строительные конструкции должны соответствовать нормам ГОСТ – железобетон несет на себе значительные нагрузки, и любые отклонения недопустимы. Видео в этой статье раскроет некоторые вопросы более подробно.

К числу наиболее прочных и долговечных искусственных камней относятся бетон и железобетон.

В высотных зданиях, в разнообразных промышленных сооружениях, в водонапорных башнях, дымовых трубах, бассейнах, каналах, покрытиях автомобильных дорог — везде бетон и железобетон нашли себе применение.

Судно из камня! Это кажется фантастичным. Однако в настоящее время сотни судов делаются из железобетона.

Какие же материалы мы называем бетоном и железобетоном? Какие свойства обеспечили им такое широкое применение в строительстве и других областях техники?

Бетоном называют искусственный материал, полученный соединением в монолит гравия (или щебня) и песка при помощи вяжущего вещества.

Давно известным вяжущим веществом является строительный гипс, который раньше назывался алебастром (по названию города Алебастрон в Северной Африке). Если его замешать с водой до тестообразного состояния, то через несколько минут пластичная масса начнёт густеть, образуя искусственный камень.

Другой весьма распространённый в настоящее время вяжущий материал — негашёная известь, представляющая собой окись кальция. Получается она обжигом естественного камня — известняка, выделяющего при обжиге углекислый газ.

Чтобы применить известь как вяжущее, нужно «погасить» её, т. е. дать ей вступить в реакцию с водой. Но возможно применять как вяжущее и негашеную известь, размолотую в тонкий порошок. Этот способ разработан лауреатом Сталинской премии И. В. Смирновым.

Значительно отличается по своим свойствам от г«пса и извести вяжущий материал — цемент, тонко размолотый порошок серого цвета; и гипс, и известь обладают одним существенным недостатком — они размокают в воде. Цемент же способен под водой твердеть и сохранять в дальнейшем свою прочность.

Цемент — это продукт обжига смеси известняка и глины*). Обжиг производят в специальных вращающихся печах при температуре 1400—1500°. После обжига получается спекшаяся масса — цементный клинкер. Последний подвергается размолу в тонкий порошок с добавкой при размоле нескольких процентов гипса (обычно до 5%) для увеличения прочности и стойкости цемента.

Что же происходит с цементом при соприкосновении его с водой?

Когда цемент замешивают с водой, составляющие его минералы вступают с ней в химическую реакцию и образуют новые соединения — гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. Вновь образующиеся соединения выпадают из раствора в виде мельчайших кристаллов, которые, срастаясь и переплетаясь между собой, образуют камневидное тело.

Если рассмотреть тончайшую пластинку из затвердевшего цемента под электронным микроскопом, дающим увеличение в 25 000 раз, то можно обнаружить сложное переплетение кристаллов различных размеров и формы (рис. 11). Это сплетение кристаллов и придаёт монолитность цементному камню. Прочность цементного камня постепенно увеличивается.

Этот процесс продолжается весьма длительное время — месяцы и даже годы.

Рис. 11. Микроструктура затвердевшего цемента под электронным микроскопом (увеличение в 25 000 раз).

В отличие от глины, которая довольно прочна в сухом состоянии, но легко размокает в воде, затвердевший цементный камень водоустойчив. Сколько бы мы ни старались размочить его в воде, ничего из этого не получится. Наоборот, цементный камень приобретает в воде ещё большую прочность, чем в воздухе.

Цемент и служит вяжущим веществом для бетона.

Первые попытки приготовления бетонов делались с применением гипса и извести. Однако такие бетоны обладали малой прочностью и были недолговечны. Бетоны, в которых в качестве вяжущего использован цемент, называются цементными бетонами. Они отличаются большой прочностью и долговечностью.

*) Подробнее о цементе и бетоне см. брошюру А. В. Чуйко, Необыкновенный камень, «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата.

Что такое железобетон
Изгибаемые железобетонные элементы
Предварительно напряженный железобетон
Монолитный и сборный железобетон
Преимущества сборного железобетона
Постройка быстровозводимого частного дома из готовых комплектов сборного железобетона — видео

Бетон как искусственный камень хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение. Бетонная балка при изгибе разрушается уже от незначительной нагрузки вследствие разрыва бетона в растянутой зоне, в то время как высокая прочность бетона в сжатой зоне остается неиспользованной.

Совсем другие свойства приобретает балка, если в бетон растянутой зоны, до его отвердения, заложить стальные стержни. В этом случае растягивающие усилия будут восприниматься сталью, хорошо работающей на растяжение, а сжимающие — бетоном, хорошо работающим на сжатие, при этом работой бетона на растяжение пренебрегают.

Железобетон это такие комплексные конструкции, образованные из бетона и стальных стержней, работающих совместно, называются железобетонными, а стальные стержни — их арматурой.

В состав стальной арматуры балки, кроме продольных стержней, расположенных в растянутой зоне и воспринимающих нормальные растягивающие усилия, входят поперечные вертикальные стержни, работающие на главные растягивающие напряжения (ближе к опорам), и монтажные стержни. Все стержни в местах пересечений соединяются контактной точечной сваркой, образуя сварной арматурный каркас.

Необходимая площадь сечения продольных и поперечных стержней арматуры определяется расчетом, а способ их объединения в сварные каркасы и количество таких каркасов в сечении балки — удобствами сварки и установки каркасов, удобствами укладки бетонной смеси и другими условиями.

Принципиально важным условием совместной работы арматуры с бетоном в железобетонных конструкциях является их сцепление, которое обеспечивается:

в арматуре периодического профиля — выступами на поверхности стержней,
в сварной арматуре — за счет сварных пересечений, в каждом из которых стержень одного направления служит анкером для стержня другого направления, и, кроме того,
во всех случаях за счет обжатия стержней арматуры бетоном при усадке.

Изгибаемые железобетонные элементы в строительстве:

жб балки и
железобетонные плиты,

Плиты отличаются от балок большей шириной и меньшей высотой поперечного сечения.

Изгибаемые железобетонные элементы очень часто делают таврового (Т-образного) и П-образного (ребристого) сечения.

Смысл таких конструктивных форм в том, чтобы удалить возможно большую часть бетона растянутой зоны (не учитываемого при расчете прочности), оставив лишь часть, необходимую для размещения продольной и поперечной рабочей арматуры и связи ее со сжатой зоной. При этом уменьшается расход бетона и стоимость элементов и достигается очень большое снижение веса (в 5 раз и более).

Схема работы бетонных блоков при изгибе

Высокая прочность стальной арматуры делает целесообразным использование железобетона также и в сжатых элементах — колоннах, так как наличие в них арматуры дает возможность несколько уменьшить их поперечные размеры (по сравнению с бетонными) и повысить их надежность при случайных эксцентриситетах продольных сил и поперечных нагрузках. Продольные стержни арматуры колонн соединяют (также при помощи сварки) поперечными стержнямй во избежание потери устойчивости, вследствие работы на сжатие.

Раньше в железобетоне применялись в основном бетоны марок 100—200, в настоящее время обычными (для сборного железобетона) становятся марки 400—500.

Для некоторых видов железобетонных конструкций, например колонн, работающих в основном на сжатие, целесообразно повышение марки бетона до 900.

При этом повышение марок бетона в настоящее время лимитируется в основном недостаточно высокими качествами заполнителей.

Варьируя марку бетона и количество арматуры в железобетонном элементе (при сохранении его формы и размеров), можно довольно широко видоизменять его прочность. Это дает возможность в одной и той же форме изготовлять элементы различной несущей способности.

Важными свойствами железобетона являются его огнестойкость и коррозионная стойкость, обусловленные тем, что стальные стержни арматуры укрыты в железобетоне защитным слоем бетона.

Жаростойкий железобетон отличается от обычного особыми свойствами материалов: бетон применяется жаростойкий, арматура только из горячекатаной стали, поскольку холоднотянутая проволока при нагревании теряет наклеп и как следствие свою прочность.

Характерной особенностью изгибаемых железобетонных элементов является образование трещин в бетоне растянутой зоны уже при нормальных эксплуатационных условиях, обусловленное малой растяжимостью бетона (относительная предельная деформация εб-пред =0,0001).

Рассмотрим железобетонную балку с арматурой из Ст. 3. При напряжении в растянутой арматуре δ = 1000 кг/см2, т. е. в пределах, допускаемых для Ст. 3 при нормальной эксплуатации, удлинение арматуры на участке длиной 1 м будет равно

В то же время предельное возможное удлинение бетона

Недостаточная растяжимость бетона компенсируется образованием трещин и суммарная ширина раскрытия трещин на длине 1 м равна 0,5—0,1=0,4 мм. Однако при большом количестве трещин ширина каждой из них настолько мала, что наличие их не препятствует нормальной эксплуатации конструкции.

Имея в виду экономию металла, повысим марку стали, приняв Ст. 5 при σ = 2000 кu/см2. При этом на длине 1 м

При той же величине ΔLб.пред суммарная ширина раскрытия трещин на длине 1 м равна 1,0—0,1 =0,9 мм, т. е. возросла более чем в 2 раза.

Вследствие неравномерности раскрытия трещин отдельные из них могут получить такое раскрытие, что это сделает недопустимой нормальную эксплуатацию конструкции (хотя даже и такие трещины в неработающем бетоне растянутой зоны практически не сказываются на несущей способности балки в целом).

При арматуре из стали той же марки Ст. 5, но периодического профиля, будет обеспечиваться надежное сцепление бетона с арматурой по всей ее длине, растянутый бетон будет лучше следовать за деформациями арматуры и при той же суммарной ширине раскрытия трещин количество их будет больше, а наибольшая ширина раскрытия меньше (примерно как при арматуре из Ст. 3).

Однако дальнейшее повышение марки арматурной стали из-за большего раскрытия трещин практически невозможно.

Предварительное напряжение железобетона обеспечивает возможность дальнейшего и очень большого повышения напряжений в арматурной стали вплоть до применения высокопрочной проволоки с пределом прочности до 20000 кг/см2 .

Схема экономии преднапряженного бетона

Идея предварительного напряжения заключается в том, чтобы предварительно, т. е. до нагружения балки эксплуатационной нагрузкой, создать сжимающие напряжения в той зоне балки, которая при эксплуатации работает на растяжение.

Тогда при нагружении балки эксплуатационной нагрузкой растягивающие напряжения в бетоне появятся лишь после того, как будут погашены предварительные напряжения сжатия.

И так как величина усилия предварительного обжатия поддается широкой регулировке, балка может быть запроектирована и выполнена даже так, что в бетоне и при эксплуатационных нагрузках не будет растягивающих напряжений.

При натяжении на упоры арматура до укладки бетонной смеси натягивается гидравлическими домкратами до определенного напряжения, не превышающего предела упругости, и закрепляется концами в упорах.

После этого укладывают бетонную смесь и арматура остается натянутой на протяжении всего времени твердения бетона. После отвердения бетона концы арматуры освобождают и она, стремясь вернуться к первоначальной длине, обжимает бетон.

При стержневой арматуре из горячекатаной стали периодического профиля используют электротермический вариант этого способа, который отличается от описанного выше тем, что необходимое удлинение стержней достигается без помощи домкратов путем нагревания их пропусканием электрического тока. Нагретые стержни закрепляются в упорах, и при остывании получают необходимое натяжение.

При натяжении на бетон арматура натягивается после отвердения бетона. Для этого при изготовлении конструкции в ней оставляют каналы.

После отвердения бетона в каналы заводят стержни горячекатаной арматуры или пряди из высокопрочной проволоки и натягивают их домкратом с передачей реактивных усилий непосредственно на бетон самой конструкции, чем и создается обжатие бетона.

По достижении необходимого усилия арматура закрепляется в вытянутом состоянии, домкраты отключаются и в бетоне сохраняется достигнутое при натяжении арматуры предварительное обжатие. Затем канал заполняют (под давлением) цементным раствором.

При своем зарождении в промышленном строительстве железобетон применялся только в виде монолитных конструкций, т. е. таких, которые полностью возводятся на том месте и в том положении, как это предусмотрено проектом здания или сооружения.

а) заготовка и установка лесов и укрепляемых на них форм, предназначенных для заливки в них бетонной смеси; такие формы, называемые опалубкой, обычно делают из досок;
б) заготовка и установка арматурных каркасов;
в) приготовление и укладка в опалубку бетонной смеси;
г) уход за бетоном в процессе его твердения, имеющий целью обеспечить нормальный температурно-влажностный режим твердения бетона;
д) распалубка, т. е. освобождение отвердевшего бетона от форм после достижения им необходимой прочности.

Большое число отдельных операций, выполнение которых возможно только в последовательном порядке, делает процесс возведения монолитных конструкций весьма длительным, сдерживающим общие темпы строительства, а в зимнее время — требующим дополнительных затрат для обеспечения нормальных условий твердения бетона.

Однако и до настоящего времени некоторые железобетонные промышленные сооружения, например, отличающиеся большой высотой при ограниченных размерах в плане (дымовые трубы, угольные башни коксохимических заводов, силосы для хранения сыпучих материалов, башенные копры каменноугольных шахт), строят монолитными — с применением подвижной (скользящей) или переставной опалубки.

В первом случае пояс опалубки высотой 1 —1,5 м без разборки, медленно (периодически) поднимается вверх, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) посредством выступающих вверх стальных стержней передаются на нижнюю, ранее, забетонированную часть самого сооружения.

Во втором случае пояс опалубки периодически разбирается и в строго организованном порядке собирается на новом, выше расположенном уровне, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) передаются на специальную решетчатую башню.

Сборный железобетон это, в отличие от монолитного, такой бетон, в котором отдельные элементы (колонны, балки, плиты и др.) изготовляются вне места их будущего существования, чаще всего — на заводе. При этом железобетонные элементы называются сборными независимо от того, изготовляются они целиком или из отдельных частей.

Таким образом, например, фундамент под колонну, забетонированный на месте, называется монолитным, а такой же точно фундамент, целиком изготовленный в стороне и потом установленный на место краном, называется сборным, хотя он сам по себе и представляет единый цельный монолит.

а) из соединяемых сборных элементов выпускают арматуру и стык на монтаже заливают бетонной смесью, после отвердения бетона в стыке конструкция приобретает свойства монолитной;

б) при изготовлении сборных элементов в них предусматривают закладные стальные детали, выступающие на поверхность элемента, но надежно закрепленные в бетоне приваренными к ним анкерами. Соединение сборных элементов достигается в этом случае сваркой закладных деталей. Такие стыки тоже заливают бетоном, однако в основном для защиты от коррозии.

Существуют также сборно-монолитные железобетонные конструкции. Часть сборно-монолитного элемента (например, нижняя часть балки) изготовляется как сборная, а остальной объем бетонируется на месте.

а) при сборном железобетоне резко увеличивается оборачиваемость опалубки (возможность ее многократного использования) и этим экономятся лесоматериалы, при массовом заводском способе изготовления конструкций вместо деревянных форм применяют стальные.

Ускорение оборота форм на заводах достигается ускорением твердения бетона путем пропаривания изделий или применением быстротвердеющих цементов;

б) при применении сборного железобетона резко сокращаются сроки строительства за счет совмещения различных работ во времени, поскольку сборные конструкции изготовляют заблаговременно, а монтаж их при помощи кранов производится быстро и практически почти не зависит от времени года;

в) заводской способ изготовления сборного железобетона дает возможность широко применять механизацию и предварительное напряжение и этим путем резко снижать трудоемкость и уменьшать расход металла.

При этом предварительное напряжение дает возможность изготовлять из железобетона такие изделия, как напорные водопроводные трубы (взамен стальных, подверженных коррозии), железнодорожные шпалы (взамендеревянных, подверженных гниению) и др.

Массовое заводское производство сборного железобетона поставило с особой остротой проблему унификации конструкций, как необходимую предпосылку рентабельности такого производства.

Видео применения преимуществ сборного железобетона при постройке быстровозводимого частного дома из готовых комплектов:

источник

10 Июл 2019 admin 17