Бетон железобетон: Бетон и железобетон — это… Что такое Бетон и железобетон?

Содержание

Бетон и железобетон — это… Что такое Бетон и железобетон?

Бетон и железобетон

        ежемесячный научно-технический и производственный журнал, орган Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства. Издаётся с 1955 в Москве. Освещает вопросы исследования, проектирования, производства и применения новых видов бетонов и арматуры, бетонных и железобетонных конструкций, в том числе сборных и предварительно напряжённых; публикует работы в области теории бетона и железобетона, расчёта и проектирования железобетонных конструкций, их типизации и унификации, долговечности, перспективного развития строительной индустрии по производству бетонных и железобетонных изделий. Тираж (1970) 21 тыс. экз.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Бетон
  • Бетонная плотина

Смотреть что такое «Бетон и железобетон» в других словарях:

  • Бетон и железобетон — «Бетон и железобетон» Специализация: научно технический Периодичность: один раз в два месяца Язык: русский Издатель …   Википедия

  • Бетон и железобетон (журнал) — «Бетон и железобетон» Специализация: научно технический Периодичность выхода: один раз в два месяца Язык: русский …   Википедия

  • Монолитный бетон и железобетон — – конструкции из бетона и железобетона, которые возводятся непосредственно на месте их расположения в сооружении путем устройства опалубки – формы, точно определяющей конфигурацию будущей установки арматуры, укладки бетонной смеси, ее… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Сборный бетон и железобетон — – изделия или конструкции, изготавливаемые на заводах или полигонах и далее транспортируемые к месту монтажа или установки.

    [Европейский стандарт EN 206 1] Рубрика термина: Конструкции ЖБИ Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Бетон с компенсированной усадкой — – бетон на основе портландцемента и расширяющей добавки, твердение которого не приводит к уменьше­нию линейных размеров изделия и обеспечивает его повышенную водонепроницаемость. [Звездов А. И., Титов М. Ю. Бетон с компенсированной усадкой… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Железобетон — искусственный строительный материал, состоящий из стального арматурного каркаса залитого бетоном и конструктивно объединяющий рабочие свойства стали и бетона. При этом арматура работает на растяжение, а бетон – на сжатие. [Словарь архитектурно… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ЖЕЛЕЗОБЕТОН — сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединенных и совместно работающих в конструкции. Термин железобетон часто употребляют и как собирательное название железобетонных изделий и конструкций. бетон в железе воспринимает в основном… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Железобетон предварительно напряжённый —  Железобетон предварительно напряженный – сборные или монолитные железобетонные конструкции, арматуру которых напрягают до заданного расчётного значения [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ЖЕЛЕЗОБЕТОН — искусственный строительный материал, представляющий собой соединение высокосортного бетона и стальной (железной) арматуры в единую конструкцию, в к рой каждая составная часть воспринимает усилия, приходящиеся на ее долю соответственно свойствам… …   Технический железнодорожный словарь

  • ЖЕЛЕЗОБЕТОН — монолитное соединение (см.) и стальной арматуры, работающих в сооружении как единое целое. При обеспечении сохранности стали от коррозии в Ж. достигается выгодное использование обоих материалов, так как бетон воспринимает главным образом… …   Большая политехническая энциклопедия

Книги

  • Конструкции зданий и сооружений. Учебник, С. Н. Кривошапко, В. В. Галишникова. В книге приведены общие понятия о физико-механических свойствах конструкционных материалов (бетон, железобетон, металлы, древесина, пластмассы), рассмотрены основные архитектурно-строительные… Подробнее  Купить за 1072 руб
  • Архитектурно-строительные конструкции. Учебник, С. Н. Кривошапко, В. В. Галишникова. В книге приведены общие понятия о физико-механических свойствах конструкционных материалов (бетон, железобетон, металлы, древесина, пластмассы), рассмотрены основные архитектурно-строительные… Подробнее  Купить за 954 руб
  • Архитектурно-строительные конструкции Учебник для академического бакалавриата, Кривопашко С., Галишникова В.. В книге приведены общие понятия о физико-механических свойствах конструкционных материалов (бетон, железобетон, металлы, древесина, пластмассы), рассмотрены основные архитектурно-строительные… Подробнее  Купить за 924 руб

Бетон и железобетон « Строительное производство

Бетоном называется сложный искусственный каменный материал. Он приготовляется в виде смеси: цемента 150 — 300 кг, песка 0,4 — 0,5 м3 и щебня (или гравия) 0,85 — 0,90 м3 на 1 м3 бетона. Вода для затворения смеси добавляется в размере 60 — 90% от веса цемента.

Из бетонной смеси, уложенной в специальные формы (опалубку), получаются бетонные конструкции разнообразных видов и назначения. Если в опалубку перед укладкой бетонной смеси укладывается стальной каркас-арматура, то получается железобетонная конструкция. В зависимости от объемного веса инертных заполнителей, т. е. в зависимости от веса щебня ( или гравия) и песка, бетоны могут быть тяжелыми — от 2200 до 2500 кг/м3, облегченными — 1800 — 2200 кг/м3, легкими — до 1800 кг/м3 и особо легкими и ячеистыми — до 1200 кг/м3.

По прочности тяжелые бетоны разделяются на 10 марок (от 25 до 600 кг/см2), легкие на 9 марок (от 15 до 300 кг/см2) и особо легкие и ячеистые на 9 марок (от 5 до 150 кг/см2). Марка бетона определяется по пределу прочности на сжатие соответствующего образца из бетона в 28-дневном возрасте.
Существенно влияет на прочность бетона соотношение в нем воды и цемента, т. е. водоцементный фактор. От величины водоцементного фактора зависит степень разжижения бетона, т. е. его консистенция. По консистенции бетон разделяется на жесткий, пластичный и литой. Жесткий и пластичный бетоны применяются, как правило, при бетонировании массивных бетонных сооружений или крупных их конструкций. Литой бетон применяется при бетонировании тонких стенок и других густоармированных ажурных конструкций. От консистенции зависит прочность отвердевшего бетона. При равном расходе цемента на 1 м3 смеси бетонные конструкции из жесткого бетона будут иметь на 15 — 20% большую прочность, чем из литого, и на 10 — 15%, больше чем из пластичного.

Количество цемента, инертных заполнителей, а также водоцементный фактор устанавливаются расчетно-опытным путем при проектировании бетонных конструкций. Схватывание бетонной смеси начинается через 0,8 — 1,5 часов и заканчивается примерно через 12 часов после ее затворения.

Твердение бетона в конструкциях при плюсовой температуре и нормальных влажностных условиях продолжается до 28 и более дней. Сроки твердения бетона до расчетной прочности принимаются в зависимости от условий производства работ, проектируемых сроков нагрузки на сооружение или его отдельные конструкции и интенсивности твердения применяемых цементов и добавок, ускоряющих или замедляющих процессы схватывания и твердения бетона.

Бетонная смесь может быть приготовлена непосредственно на строительной площадке, либо может быть получена с районных бетонных заводов, принадлежащих совнархозам или строительным организациям. В последнем случае бетонная смесь называется товарным бетоном.

На месте строительства из бетонной смеси изготовляются разнообразные бетонные и железобетонные конструкции и части зданий и сооружений. Бетон и железобетон в этом случае называют монолитным, а конструкции, выполненные на месте, — монолитными.

Опалубка монолитных бетонных конструкций может быть изготовлена из досок непосредственно на месте бетонирования конструкций либо собрана из сборных щитов заводского изготовления. Последняя является более совершенным видом опалубки. Еще более совершенной является металлическая инвентарная опалубка, которая используется обычно при серийном изготовлении бетонных конструкций, т. е. на специальных заводах и полигонах. Опалубка разделяется также на стационарную, т. е. неподвижную, и скользящую. Скользящая опалубка применяется при бетонировании гладких прямоугольных и цилиндрических конструкций: резервуаров, силосных башень, элеваторов и т. п.

Вместо деревянной и металлической опалубки крупных и массивных железобетонных конструкций применяются также железобетонные плиты — оболочки, которые одновременно служат облицовкой этих конструкций.

Длительный период твердения монолитного бетона (28 и более дней) в конструкциях приводит к задержкам в строительном производстве и вызывает некоторое удорожание его стоимости. Поэтому в крупных городах и промышленных центрах, а также на крупных стройках при наличии надлежащих для этого условий целесообразно применять только сборные бетонные детали и конструкции, изготовленные на специальных заводах.

Бетонные и железобетонные конструкции заводского изготовления называются сборными, а отсюда возникло и общее их название — сборный бетон и сборный железобетон.

Для улучшения строительных качеств бетона в него закладывают стальной каркас-арматуру, в результате чего бетон превращается в железобетон. Арматура может быть трех видов:
а) штучная,
б) в виде арматурных каркасов (пакетов),
в) в виде арматурных ферм.

Штучная арматура делается из круглых стальных прутков толщиной от 6 до 30 мм. Пруткам придаются предусмотренные проектом конфигурация и размеры. Между собой отдельные прутки скрепляются вязальной проволокой либо соединяются электросваркой.

Арматурные каркасы делаются также из круглых стальных стержней периодического сечения толщиной от 30 до 120 мм. Стержни каркаса соединяются между собой электросваркой. Размеры и конфигурация каркаса определяются проектом.

Арматурные фермы проектных видов и размеров выполняются из профильного стального проката: двутавров, швеллеров, уголков и стальных листов. Отдельные элементы армоферм соединяются между собой также посредством электро или газосварки.

Арматура в бетоне разделяется на обычную и предварительно-напряженную. Стержни последней перед укладкой бетона растягиваются (напрягаются) специальными натяжными устройствами. После затвердения бетона натяжные устройства снимаются. Применение предварительно-напряженной арматуры обеспечивает увеличение прочности конструкций с одновременным уменьшением (примерно на 30%) расхода стали и снижает расход цемента.

Норма армирования бетона определяется проектным расчетом и колеблется в пределах от 25 до 100 кг и более на 1 м3 бетона.

Железобетонные конструкции одинаково хорошо воспринимают как сжимающие, так и растягивающие, изгибающие и другие нагрузки. Поэтому железобетон применяется для изготовления каркасов любых зданий и возведения любых сооружений, а также для изготовления элементов перекрытий, ферм железнодорожных и автодорожных мостов, для возведения зернохранилищ и нефтехранилищ и т. д. Железобетон заменяет металл, древесину и другие дорогие и дефицитные конструкционные материалы. Особенно прогрессивным является сборный железобетон в виде деталей и конструкций (а также целых блок-секций зданий) заводского изготовления.

Категория:Материалы и изделия, применяемые в строительстве

Бетон и железобетон

Описание:

Научно-технический и производственный журнал «Бетон и железобетон» (учредители – институты НИИЖБ и ВНИИжелезобетон) комплексно освещает вопросы, посвященные научно-техническим и производственным проблемам исследований, расчета, проектирования, производства и монтажа бетона и железобетона, а также изделий, конструкций, зданий и сооружений с их применением. 
Журнал издается с апреля 1955 года и выходит один раз в два месяца, имеет постоянные название, профиль, объем, периодичность, определенную тематическую направленность, соответствующее художественно-полиграфическое оформление.  
Журнал рассчитан на работников научно-исследовательских, проектно-конструкторских и промышленно-внедренческих организаций; инженерно-технический персонал производственных и строительно-монтажных подразделений; студенческо-преподавательский состав вузов и техникумов строительного профиля; специалистов по маркетингу и менеджменту, задействованных в различных сферах стройиндустрии и строительства.
Основная задача журнала – оперативное, систематизированное и регулярное обеспечение читательской аудитории информацией о передовом отечественном и зарубежном опыте в области исследований, расчета и проектирования, изготовления, монтажа и поддержания в нормальном эксплуатационном состоянии бетонных и железобетонных строительных конструкций, изделий, зданий и сооружений.
В соответствии с научно-технической направленностью и профилем в журнале «Бетон и железобетон» регулярно публикуются статьи и материалы по следующей тематике:
* Улучшение качества исходных сырьевых материалов и полуфабрикатов (цемента, заполнителей, арматурной стали и закладных деталей), рекомендации по совершенствованию методов их испытаний, приемочного контроля и т. п. операций. 
* Дальнейшее развитие промышленного производства бетона и сборного железобетона; легких и ячеистых бетонов, спецбетонов; бетонов, модифицированных химическими добавками; армо- и стеклоармированных бетонов; бетонов на новых видах вяжущих; оптимизация всех технологических процессов получения таких бетонов, повышение производительности труда, улучшение качества изделий и конструкций, снижение их себестоимости и повышение конкурентоспособности.
* Создание и рекомендации к внедрению принципиально новых и совершенствование существующих сборных, сборно-монолитных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций, мелких блоков для малоэтажного строительства, конструктивных схем зданий и сооружений за счет применения эффективных материалов, использования достижений науки и техники в расчетном деле, улучшения конструктивных форм и внешнего вида, повышения надежности и долговечности зданий и сооружений, применения метода предварительного напряжения и учета пространственной работы конструкций.
* Опыт индустриализации строительства из монолитного бетона и железобетона.
* Проведение строительных работ с использованием бетона и железобетона на просадочных грунтах, в условиях вечной мерзлоты и сухого жаркого климата, в сейсмоопасных районах, а также в других сложных природно-климатических условиях; анализ причин и последствий аварий, пожаров, наводнений, землетрясений и прочих стихийных бедствий, негативно повлиявших на здания и сооружения из бетона и железобетона.
* Применение бетона и железобетона в условиях производств с агрессивными средами, а также на сельскохозяйственных объектах в подобных условиях.
* Вопросы совершенствования нормативной базы, расчетных методов в строительстве с использованием бетона и железобетона, улучшение проектно-сметного дела в этой области. 
* Обмен результатами важнейших научно-исследовательских работ в области бетона и железобетона, рекомендации по внедрению новейших достижений в теории, практике расчета и проектирования;
* Вопросы экономики отрасли, научно-технические и экономические дискуссии, теория и практика маркетинга и менеджмента в условиях рыночных отношений.
* Информация о зарубежном опыте, критика и библиография новинок литературы по тематике журнала.

Бетон, железобетон и растворы

Навигация:
Главная → Все категории → Материалы

Бетон, железобетон и растворы Бетон, железобетон и растворы

Бетон — один из основных строительных материалов. Его широко применяют для изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций и деталей, а также для возведения монолитных сооружений различного назначения. Широкое применение бетона в строительстве объясняется его высокой прочностью, долговечностью, огнестойкостью, водостойкостью, морозостойкостью и др.

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором удачно сочетается совместная работа бетона и стали. Возможность совместной работы бетона и стальной арматуры определяется следующими факторами:
а) бетон прочно сцепляется со стальной арматурой, вследствие чего в железобетонной конструкции оба материала работают совместно;
б) сталь и бетон обладают примерно одинаковым коэффициентом температурного расширения, вследствие чего обеспечивается полная монолитность железобетона;
в) бетон предохраняет заключенную в нем стальную арматуру от коррозии.

Вследствие совместной работы бетона и стальной арматуры железобетон применяют для конструкций, работающих как на сжатие, так и на изгиб. При работе конструкций на изгиб в них возникают растягивающие и сжимающие напряжения. При этом стальная арматура воспринимает, как правило, растягивающие напряжения, а бетон — сжимающие. В целом железобетонная конструкция хорошо противостоит и изгибающим нагрузкам, хотя арматура в бетоне иногда работает также и на сжатие (колонны).

Наличие ряда положительных свойств позволяет широко использовать железобетонные конструкции в индустриальном строительстве.

Растворы (строительные) по своему объему также занимают значительный удельный вес среди других строительных материалов в современном строительно-монтажном производстве. Они служат основным видом материалов при возведении зданий и сооружений из штучных каменных материалов, связывая их в прочную монолитную конструкцию. Растворы являются также одним из основных видов отделочных материалов, применяемых при оштукатуривании и облицовке плитными материалами наружных и внутренних поверхностей стен и других конструкций различных зданий и сооружений.


Похожие статьи:
Искусственные каменные материалы

Навигация:
Главная → Все категории → Материалы

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

область применения, свойства, характеристики, состав

Главная / Статьи / Железобетон

Железобетон был открыт в 1867 году садоводом Жозефом Монье во Франции. Он решил использовать бетонные кадки для садоводства вместо деревянных. Но корни растений со временем разрушали стенки из бетона, и Монье стал использовать вкладыши из железа, чтобы добавить устойчивости кадкам. Это и был первый официально зарегистрированный образец конструкции из железобетона.

Состав и технические требования

Железобетон — материал, который состоит из арматуры и бетона. Каждый составляющий элемент должен соответствовать определенным нормам, установленным соответствующими СНиПами. Согласно документу СП 63.13330.2012 все типы конструкций из железобетона должны удовлетворять техническим требованиям по эксплуатационной пригодности, безопасности, долговечности и отвечать дополнительным условиям, указанным в задании на проектирование.

Требования к бетону

Согласно установленному своду правил при проектировании конструкций из железобетона рекомендуется использование следующих видов конструкционного бетона:

  • мелкозернистого средней плотности от 1800 до 2200 кг/м;
  • тяжелого средней плотности от 2200 до 2500 кг/м включительно;
  • ячеистого;
  • легкого;
  • напрягающего.

Требования к арматуре

Железобетон армируют согласно установленным требованиям. При этом используется следующая арматура:

  • термомеханически упрочненная периодического профиля диаметром 6–50 мм;
  • арматурные канаты диаметром 6–18 мм;
  • горячекатаная гладкая и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (кольцевой и серповидный профиль соответственно) диаметром 6–50 мм;
  • холоднодеформированная периодического профиля диаметром 3–16 мм.

Виды армирования

У бетона достаточно высокая прочность на сжатие и плохая сопротивляемость к растяжению. Чтобы придать ему большую сопротивляемость растягивающим напряжениям, его укрепляют арматурой, которая принимает на себя растягивающие усилия. За счет армирования бетона можно создать конструкции, хорошо работающие на изгиб и растяжение. При изготовлении железобетонных изделий могут использовать два вида армирования:

  • ненапряженное. Осуществляется с применением плоских сеток и объемных каркасов. Для него задействуют вспомогательную и основную арматуру. В части конструкции, где под нагрузкой будет возникать напряжение на растягивание, помещают основную. В ненапряженных местах располагают вспомогательную;
  • предварительно напряженное. Используется при изготовлении элементов конструкций, где будут преобладать изгибающие нагрузки. В основном задействуют упрочненную или высокопрочную проволочную сталь. Сначала арматуру натягивают и крепят, затем заливают бетоном. После того как масса затвердеет, крепления снимают и металлический элемент начинает возвращаться в исходное состояние. Существуют и другие способы натяжения арматуры.

Виды по технологии изготовления

Железобетон по технологии изготовления разделяют на следующие виды:

  • монолитный. Этот железобетон получают на строительной площадке. Примером такой конструкции является фундамент любого здания. Опалубка устанавливается в предварительно подготовленный котлован, затем монтируется арматура в соответствии с нагрузкой и все заливается бетоном;
  • сборный. Этот железобетон изготавливают на площадке завода. Арматура закрепляется в специальной форме, и туда же заливает бетон. Когда достигается нужная степень твердости, готовое изделие доставляют на строительную площадку и собирают;
  • сборно-монолитный. Конструкции, которые изготавливаются на заводе, выступают в роли несъемной опалубки. Это вид технологии, когда часть изделия производят монолитным способом, а часть — сборным.

Этапы изготовления ЖБИ

Все железобетонные изделия производят по определенным нормам из разных видов бетона, по разным технологиям и т. д. Но в целом весь технологический процесс состоит из следующей последовательности действий:

  • подготовки бетонной смеси,
  • армирования изделий,
  • придания изделию формы,
  • достижения материалом нужной степени твердости,
  • обработки поверхности готовых элементов.

Свойства

В состав железобетона входят элементы с разными характеристиками. Благодаря их сочетанию все ЖБИ обладают следующими основными свойствами:

  • долговечностью,
  • прочностью,
  • пожароустойчивостью,
  • сейсмической стойкостью,
  • технологичностью,
  • высокой сопротивляемостью нагрузкам.

В интернет-магазине «Стройкомплект» предлагается широкий ассортимент изделий из железобетона. Ознакомиться с товаром можно здесь.

Бетон и железобетон | Искусственные камни

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.

Железобетон и его виды, преимущества железобетона в строительстве

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.

Что такое железобетон

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

Бетон – искусственный камень отличается высокой стойкостью к сжатию, но низкой к растяжению, что объясняет относительную его хрупкость. Металл обладает прекрасной стойкостью к растяжению, но не отличается стойкостью к сжатию. Стальной каркас, залитый бетоном, обладает устойчивостью и к растяжению, и к сжатию.

Виды железобетоны по технологии изготовления

Различают несколько видов изделия, что связано не столько со свойствами, сколько с технологией изготовления.

  • Монолитный – железобетон, получаемый непосредственно на строительной площадке – фундамент.
  • Сборный железобетон изготавливается на заводской площадке.
  • Сборно-монолитный железобетон означает, что часть конструкций производится монолитным способом, а часть – сборным.

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:

  1. жб балки и
  2. 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.

Предварительно напряженный железобетон

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.

Предварительное напряжение железобетонных конструкций осуществляется двумя способами:

  1. натяжением арматуры на упоры и
  2. натяжением на бетон.

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.

Монолитный и сборный железобетон

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.

Процесс возведения монолитных конструкций:

  • 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.

Отдельные элементы сборного железобетона соединяют между собой двумя основными способами:

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.

 

Основные преимущества сборного железобетона:

  • 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.

Преимущества и недостатки железобетона

Преимущества

  • Прочность и стойкость к нагрузкам
  • Долговечность
  • Пожаростойкость
  • Химическая инертность
  • биологическая стойкость
  • Технологичность, можно придать любую
  • Низкая стоимость

Недостатки

  • низкими теплоизоляционные свойства
  • Скорость изготовления – долго набирает прочность

 

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