Железобетон это: Железобетон — это ?

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.

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.

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

Железобетон: что это за материал

Именно разнообразие и высокие эксплуатационные характеристики современных материалов позволяют строителям в наше время реализовывать проекты любой степени сложности. Но, несмотря на все разнообразие выбора, единым, неизменным и «железобетонным» продолжает оставаться железобетон.
Это искусственный строительный материал монолитного типа, отличающийся выдающимися прочностными характеристиками и долголетием. Для его производства используется высокопрочные марки бетона, и стальная арматура из стали высокого качества. Эта комбинация более чем за 100 лет заработала репутацию выгодного, грамотного и надежного инженерного решения, за счет чего сегодня этот материал используется в любом виде строительства.

История железобетона

Интересно, что столь выдающийся строительный материал в пору своего изобретения вообще по назначению не использовался. А еще любопытнее тот факт, что железобетон впервые создал в 1867 году французский… садовник Монье. А все дело в том, что широко распространенные керамические и даже деревянные кадки для цветов не выдерживали длительной транспортировки, отчего предприниматель постоянно нес убытки, теряя недешевые растения на этапе перевозки морским путем.
Как к Монье пришла эта идея, никто не знает. Но однажды он вставил в одну бочку другую и залил промежуток между ними бетоном. Дополнительно он укрепил свою конструкцию металлическими прутьями. Новый материал настолько поразил своего изобретателя, что тот немедленно начал искать акционеров, которые бы вложились в промышленный выпуск. Всего через 10 лет из железобетона делали шпалы, а к 1883 году новый материал прочно обосновался в монументальных сооружениях, многие из которых активно используются и по сей день, не думая разрушаться и ветшать.
Сегодня все железобетонные изделия обозначают узнаваемой аббревиатурой ЖБИ. Все они активно используются не только в капитальном строительстве, но и в дизайне, а также для своей первоначальной цели – изготовления емкостей для цветов и даже деревьев. Современные присадки и методы отливки позволяют создавать из него не только тяжеловесные и «казенные» строения, но и легкие, воздушные, очень красивые конструкции.

Нюансы изготовления железобетона

Известно, что бетон – искусственный композитный материал, для изготовления которого нужны три основных компонента: цемент, вода и наполнитель. В качестве последнего обычно используется песок, щебень, ПГС. Кроме того, для бетонов специальных марок могут использоваться иные виды заполнителя, а также присадки и пластификаторы. Все эти компоненты расширяют возможности использования материала.

Арматура в этом материале выполняет роль прочностного и функционального каркаса. Делится на:

• Рабочую (используемую при закладке фундаментов).
• Монтажную (за счет которой формируется каркас самого сооружения).

У железобетона есть особая разновидность: напряженный железобетон. В этом случае несущая арматура заливается в напряженном, натянутом состоянии. Такой тип ЖБИ идеально подходит для отливки несущих перекрытий, выдерживающих большие нагрузки и подвергающиеся постоянному действию негативных факторов среды.

Таким образом, ЖБИ не случайно занимают лидирующие позиции на современном рынке строительных материалов:

• Огромный срок службы.
• Устойчивость к огню.
• Невосприимчивость к осадкам, средней сейсмической активности, коррозии, механическим воздействиям.
• Отличная несущая способность.
• Можно отливать изделия любой формы и конфигурации.
• Простота использования и монтажа.
• Невысокая стоимость.

железобетон — это… Что такое железобетон?

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.

Производство ЖБИ (Владимир)

это что такое, характеристики и особенности

Железобетон — это некий композитный материал. При его изготовлении используют металл совместно с бетоном. Для этого заранее подготовленный стальной каркас заливают в форме раствором. После затвердевания монолита получается продукция, обладающая высокой прочностью и способная противостоять внешним факторам. Монолит стоек по отношению к напряжениям на растяжение либо сжатие.

Что такое железобетон

Свойства железобетона определяются комбинацией достоинств входящих в него материалов. Это искусственно созданный камень, у которого металл внутри противостоит растяжению материала, а бетон — его сжатию.

Преимущества и недостатки

Достоинства монолита определены его характеристиками. Железобетон:

• долговечен;
• он устойчив к высоким температурам;
• химически инертен;
• отличается технологичностью в сборке;
• имеет невысокую стоимость.

Присутствуют и определенный недостаток: относительно невысокая прочность, спровоцированная скоростью изготовления.

Где применяется железобетон

Рисунок 1. Применение железобетона

Рассматривая области применения железобетона, стоит отметить, что продукцию ис­поль­зу­ют при возведении зда­ний, гид­ро­тех­ни­че­ских сооружений, транс­порт­ных коммуникаций, проведении инженерных магистралей. Материал не­за­ме­ним в качестве сооружения фун­да­мен­тов для опоры вы­сот­ных конструкций.

Виды железобетонных конструкций

Промышленность выпускает различные виды железобетона. Они отличаются конфигурацией и габаритами, хотя основные отличия состоят в особенностях использования и способе производства изделий.

Монолитные

Такие изделия используют для сооружения монолитных конструкций. Они распространены в качестве элементов различных зданий. Бетонная масса закрывает целиком армирование, поэтому отсутствуют любые соединения. Благодаря такому составу существенно ускоряются этапы строительства, конструкции приобретают пространственную целостность, они  максимально долговечны. Для монолита присуща простота изготовления, небольшие траты на его создание.

Среди недостатков следует отметить возможность усадки, провоцирующую развитие трещин, высокую плотность материала, его слабую изоляцию от шумов. Монолит заливают прямо на стройплощадке, из-за чего невозможно получать продукцию при отрицательной температуре.

Сборные ЖБИ

Так именуют готовые заводские изделия, поставляемые на стройку для дальнейшего сбора требуемой конфигурации. Отличная производительность при использовании таких изделий привлекает потребителей. Именно сборные ЖБК позволяют строить быстро и продуктивно. Изделия универсальны, их используют при выполнении разных работ. Единственный минус — большой вес.

Фермы

Рисунок 2. Ферма из железобетона

Эти конструкции необходимы для перекрытий производственных помещений, сооружений культурного назначения. Они имеют форму прямоугольной конструкции, снабженной решетками. Перевозят такие ЖБИ вертикально. Фермы прочные, жесткие, устойчивы к сильным холодам. При строительстве требуется аккуратность, поскольку их нужно монтировать, выполняя точные расчеты. Перед монтажом проверяют качество продукции, соответствие ее размеров, готовят бетонные опоры для установки.

Балки и ригели

Транспортируют такие изделия также вертикально. Ригель — это горизонтальная опора, к которой пристраивают иные несущие элементы. Главная его задача — равномерное распределение нагрузки от стропил на балки. Последние являются элементом, основная функция которого — принятие изгибающего усилия. Оба изделия используют при монтаже фундаментов либо покрытий.

Сваи

Изделия необходимы при возведении любых строительных объектов на сильно неустойчивой почве. Сваи обеспечивают прекрасную стойкость к химическим веществам, они не боятся коррозии, обладают водонепроницаемостью, не изменяют свои характеристики при сильной жаре или морозе.

Сваи легко устанавливать, они являются частью максимально прочных, долговечных оснований. Изделия выпускают монолитными либо сборными, доставляют на место готовыми или выполняют заливку бетона непосредственно на стройке. Встречаются набивные конструкции, буронабивные или забивные. Внутреннее строение содержит арматуру, которую располагают продольно, продольно-поперечно. Ее сечение встречается круглым либо квадратным. По сферы применения такие изделия различаются определенными характеристиками: прочностью, несущей способности, возможностью противостоять различным средам.

Колонны

Рисунок 3. Железобетонные колонны

Так именуют специальные элементы, задача которых — усиливать каркас сооружения. Изделие является дополнительной опорой на разных объектах строительства зданий, его используют, чтобы крепить ригели, лотки и балки, арки и прогоны. Сборные колонны выполняют из тяжелых марок бетона. Для арматуры применяют специальные конструкции. Чаще железобетонные  колонны применяют для усиления промышленных, одноэтажных бытовых зданий, многоэтажных строений. Они помогают распределить равномерно нагрузку, получаемую от перекрытий, а также иных несущих конструкций.

Объемные блоки

Такие конструкции используют при строительстве разнообразных зданий. Они являются практически готовыми к установке строительными деталями, обладающими тонкостенной прямоугольной формой, полой внутри, а также специальными проемами, в которые монтируют окна с дверями. Изделия могут иметь утеплительные, а также изоляционные добавки в виде панелей.

Все объемные блоки — это пространственные конструкции, изготавливаемые в производственных условиях. Они обладают заранее заданными параметрами прочности, жесткости, а также устойчивости. Применяя на практике объемно-блочный метод строительства, специалистам удается существенно уменьшить количество монтажных элементов, снизить перечень операций при сооружении объекта, сделать блоки, имеющие габариты готового помещения (что обеспечивает высокое качество), значительно понизить трудоемкость выполняемых работ.

Санитарно технические кабины

Так именуют монолитные изделия, выполненные в формате готовой  конструкции санузла. Подобные кабины популярны при возведении жилых либо общественных сооружений. Их конструкция состоит из объемного блока, снабженного плитой перекрытия.  Обычно делают раздельный санузел, в который монтируют специальные приспособления для вентиляции помещения.

Сборно-монолитные ЖБИ

Такие конструкции выполняют на заводе, собирая воедино отдельные элементы в общее целое непосредственно на объекте. Впоследствии детали делают монолитными, заливая все соединения бетоном. Это гарантирует жесткую связку входящих в конструкцию узлов.

Заключение

Любые железобетонные изделия активно используются строителями. Сочетание входящих материалов — оптимальное решение для реализации всевозможных проектов. Основная задача специалистов — подобрать для конкретного сооружения идеальный вариант железобетонного изделия, точно подходящего по параметрам.

Справочник строительных материалов и терминов (Ж)

Железобетон
— это строительный композиционный материал, который представляет собой стальную
арматуру, залитую бетоном. Был запатентован Жозефом Монье в 1867 году как
материал, из которого изготавливают кадки для растений.

Достоинства железобетонных конструкций:
— невысокая цена — эти конструкции гораздо дешевле стальных;
— технологичность – при бетонировании несложно получить любую форму конструкции;
— пожаростойкость – по сравнению с деревом и сталью;
— биологическая и химическая стойкость – не подвержены коррозии, старению,
гниению.

Недостатки железобетонных конструкций:
— невысокая прочность при больших массах – в среднем прочность бетона в 10 раз
меньше, чем прочность стали. В крупных конструкциях железобетон больше «несет»
своей массы, нежели полезной нагрузки.

Выделяют железобетон сборный (ж/б конструкцию изготавливают на заводе, а потом
монтируют в готовое сооружение) и железобетон монолитный (бетонирование
осуществляется на строительной площадке).

При изготовлении ж/б конструкций выполняются следующие технологические процессы:
— Подготовка арматуры,
— Опалубочные работы,
— Армирование,
— Бетонирование,
— Уход за твердеющим бетоном.

Сборные железобетонные конструкции

Сущность
сборных ж/б конструкций, в отличие от монолитных, состоит в том, что конструкции
изготавливают на ЖБИ заводах, после чего доставляют на строительную площадку и
монтируют в проектное положение. Главным преимуществом технологии подобных
конструкций заключается в том, что благодаря выполнению ключевых технологических
процессов на заводе, достигаются высокие показатели по качеству и срокам
изготовления конструкций. Помимо этого, создание предварительно напряженных ж/б
конструкций осуществимо, как правило, только в условиях завода.

Недостатком же изготовления ЖБК заводским способом является невозможность
выпуска широкого ассортимента конструкций, особенно тех, которые ограничиваются
типовыми опалубками.

Защита ЖБК полимерными материалами

Для защиты ж/б конструкций используют специальные полимерные составы, которые
позволяют изолировать поверхность железобетона от негативного воздействия
внешних факторов. Чтобы защитить ж/б снования используют разные виды защитных
конструкций, которые придают минеральной поверхности повышенную морозостойкость,
пониженное пылеотделение, улучшенную химическую стойкость, различные
декоративные свойства (степень блеска, цвет).

Другим методом защиты ж/б конструкций является покрытие арматуры фосфатом цинка,
который медленно реагирует с различными коррозирующими химикатами, образуя при
этом устойчивое апатитное покрытие.

Справочник строительных материалов (Ж)
Справочник строительных материалов и терминов

состав железобетона, как устроены железобетонные изделия, что такое ЖБИ

Железобетон, а так же готовые изделия из него, именуемые как ЖБИ, — это комплексный строительный материал, который состоит из основополагающих элементов: строительной арматуры и бетона. Благодаря уникальному соединению двух разноработающих элементов получается прочный и неприхотливый строительный материал обладающий целым рядом положительных характеристик. После застывания бетона в конструкции, он начинает воспринимать на себя все нагрузки на сжатие. Стоит заметить, что при длительном воздействии сжимающих сил, бетон уплотняется и становится ещё прочнее.

В противоположность бетону, стальная арматура отлично работает на растяжение. Достаточно сказать, что прочность арматуры на растяжение (устойчивость к растягивающим нагрузкам) почти в двести раз больше чем у бетона. Благодаря индивидуальным способностям этих двух материалов противостоять тем или иным нагрузкам, их союз в виде ЖБИ и конструкций из железобетона, представляет собой строительный материал с уникальными характеристиками.

В ЖБИ, бетон и арматура стоят на одной стороне баррикад, дополняя друг друга и удерживая «коллегу по борьбе» в заданных рамках. Они великолепно уживаются и совместно работают в ЖБИ благодаря своим основным физическим свойствам:

• Высокая прочность бетона и его устойчивость к сжимающим нагрузкам;
• Устойчивость стальной арматуры к нагрузкам на растяжение;
• Отличное сцепление затвердевшего бетона с рифленой поверхностью арматуры;
• Практически идентичное изменение линейных (в длину и ширину) размеров бетона и стали при больших колебаниях температуры;
• Низкая теплопроводность массива бетонного массива тоже помогает изделиям жби: бетон «своим телом» защищает арматуру от резких перепадов температуры.
• Бетонная оболочка так же берёт на себя функцию защиты арматуры от коррозии.

В совокупности все эти факторы и характеристики обоих материалов делают железобетонные конструкции и ЖБИ изделия сверхпрочными и качественными материалами для капитального строительства. Ни камень, ни металл, ни кирпич не способны соперничать с ЖБИ и монолитным железобетоном по прочности, долговечности, универсальности применения и цене одновременно.

Затвердевший бетон и стальная рифленая арматура в готовом изделии ЖБИ превращаются в прочнейший конструктивный элемент. При твердении бетона происходит процесс усадки и он уменьшается в объеме, уплотняется и обжимает рифленую поверхность арматуры словно тисками. Благодаря этому, он еще крепче сцепляется с ней. Такому тандему не страшны ни растягивания (при прогибании), ни сжатия при нагрузке веса здания на ЖБИ фундамент и т.п. Ещё один нюанс: сила сцепления рифленой арматуры и массива бетона со временем только возрастает.

Железобетон — обзор

1.

6.5.1 Характеристики текстильно-армированного бетона

TRC [21] состоит из мелкозернистого цементного вяжущего и стойкого к щелочам стеклоткани. Значение предварительного напряжения текстиля для его лучшего использования демонстрируется путем проведения испытания на растяжение. Основываясь на преимуществах, которые дает предварительное напряжение ткани, в справочниках. [21,26–29] иллюстрируют пригодность предложенного метода для достижения улучшенных характеристик RC-балок при их усилении с помощью TRC.

Мелкозернистое цементное связующее, состоящее из ПК (578 кг / м ³ ), FA (206 кг / м ³ ), SF (41 кг / м ³ ), кварцевого песка (589 кг / м). м ³ ), кварцевый порошок (QP) (354 кг / м ³ ), вода (330 кг / м ³ ) и СП на основе поликарбоксилата. Расходы, измеренные с помощью аппарата minislump, имеют начальное значение более 150% и 80% через 1 час. Прочность смеси на сжатие куба составляет 44,5 МПа (± 4,2%).

Стеклоткань, которая используется в качестве армирования, представляет собой щелочно-стойкую арматуру сетчатого типа с размером ячеек 25 × 25 мм.Определение характеристик одноосного растяжения проводилось на текстильных образцах длиной 500 мм и шириной 60 мм. Замечено, что максимальная несущая способность текстиля на единицу ширины составляет около 45 кН / м, и наблюдалась слабина в начальном отклике текстиля (см. Отклик только текстиля на рис. 1.10). Более подробную информацию о характеристиках текстиля можно увидеть в другом месте [21]. Исследования показали, что определенное усилие натяжения необходимо для выпрямления пряжи во время литья TRC для достижения лучшего действия композита.

Рисунок 1.10. Типичное напряжение-деформация для текстиля.

В исследованиях [21,26–30], предварительное напряжение / механическое растяжение было обеспечено текстильным изделиям во время литья TRC. Соответственно, чтобы определить вклад текстиля в TRC, были отлиты и испытаны прямоугольные образцы размером 500 (длина) × 60 (ширина) × 8 мм (толщина) с механически растянутым текстилем. Подробности о методологии и испытаниях на механическое растяжение сообщает Гопинатх [21]. Сравнение результатов с результатами TRC с непрессованными тканями показано на рис.1.10, где образцы TRC имели три и четыре слоя текстиля, помещенные в форму без приложения какой-либо механической силы во время литья образца, а в других случаях механическая сила была приложена к текстильным слоям с использованием специально разработанного устройства во время литья. Исходя из зависимости нагрузки от смещения, номинальное напряжение для текстиля было получено в соответствии с процедурами, указанными в ACI 549 [31], путем деления нагрузки на площадь поперечного сечения текстильного армирования, равную 33,58 мм ² / м.Напряжение в зависимости от деформации трех- и четырехслойного армированного предварительно напряженного и непрессованного текстиля в TRC показано на рис. 1.10. Кроме того, деформация была получена путем деления смещения LVDT на измерительную длину 350 мм.

Ответы также были наложены на различное поведение ткани в TRC, полученное в результате одноосного теста (см. Рис. 1.10). Когда TRC отливают без придания текстильному материалу какого-либо механического растяжения (без напряжения), можно заметить, что наклон многократного растрескивания и стабилизированного состояния параллелен наклону ткани, как показано на рис.1.10. Однако необходимо получить пиковую деформацию, поскольку текстильные материалы в TRC не удлиняются до тех пор, пока не будет достигнута деформация разрушения в текстиле. Когда текстильные изделия подвергаются предварительному напряжению / механическому растяжению, наклон поведения текстиля в состоянии множественного растрескивания параллелен наклону ткани. Однако, как только TRC переходит в стабилизированное состояние, наклоны голого текстиля и ткани в TRC не параллельны. Замечено, что есть особое пятно (0,8%), где напряжение в голом текстиле совпало с напряжением, испытываемым тканью в TRC.Это указывает на то, что до этого момента используется весь потенциал текстиля, а за пределами которого преимущественно используется только способность текстиля к удлинению. При деформации более 0,8% жесткость текстиля в TRC ниже, чем у голого текстиля, что указывает на дефицит жесткости, вызванный преждевременным разрушением определенной части нитей и преждевременным разрывом нитей сердцевины. Это было дополнительно подтверждено с помощью рентгеновского КТ-анализа, который объясняется в следующем разделе.

Из проведенных исследований [21,26–29] сообщается, что прочность на разрыв чистого текстиля выше по сравнению с прочностью текстиля в TRC как в случае предварительного напряжения, так и в случае отсутствия напряжения. Это связано с тем, что текстильные нити, а также их расположение очень неоднородны, и поэтому они создают частично прерывистое распределение напряжений в нити в сочетании с TRC. Это иллюстрирует низкую пластичность одиночных нитей. Было обнаружено, что TRC с предварительно напряженным текстилем испытывает большее напряжение (около 60%) по сравнению с TRC с непрессованным текстилем.Это указывает на то, что предварительное напряжение может улучшить характеристики композита и привести к лучшему использованию текстиля в TRC. Предел прочности голого текстиля составляет около 1400 МПа. Текстильные изделия при предварительном напряжении демонстрируют предельное напряжение около 900 МПа, тогда как в случае не подвергавшегося предварительному напряжению TRC максимальное испытанное напряжение составляет всего 400 МПа, что указывает на недостаточное использование текстильных материалов. Чтобы использовать преимущества, предлагаемые предварительно напряженным TRC, эту концепцию можно расширить для усиления изгиба ж / б балок с помощью TRC.

Железобетон — Designing Buildings Wiki

Железобетон (RC) — универсальный композит и один из наиболее широко используемых материалов в современном строительстве. Бетон — это относительно хрупкий материал, который прочен при сжатии, но в меньшей степени при растяжении. Обычный неармированный бетон не подходит для многих конструкций, поскольку он относительно плохо выдерживает нагрузки, вызванные вибрациями, ветровой нагрузкой и т. Д.

Для увеличения общей прочности стальные стержни, проволоку, сетку или тросы можно заделать в бетон до его схватывания.Эта арматура, часто называемая арматурой, противостоит растягивающим усилиям. Образуя прочную связь, два материала способны противостоять множеству приложенных сил, эффективно действуя как единый структурный элемент.

В то время как бетон использовался в качестве строительного материала с римских времен, использование арматуры в виде железа было введено только в 1850-х годах французским промышленником Франсуа Куанье, и только в 1880-х годах немецкий инженер-строитель Г.А. в качестве арматуры использовалась сталь.

Железобетон может быть сборным или монолитным (монолитным) бетоном и используется в широком диапазоне применений, таких как; строительство плит, стен, балок, колонн, фундаментов и каркасов. Арматура обычно размещается в тех областях бетона, которые могут подвергаться растяжению, например, в нижней части балок. Как правило, сверху и снизу стальной арматуры должно быть не менее 50 мм покрытия, чтобы противостоять растрескиванию и коррозии, которые могут привести к нестабильности конструкции.

Существует также ряд типов нестальной арматуры, которые могут использоваться, в основном, как средство борьбы с растрескиванием. Армированный бетон Fibre- представляет собой бетонную смесь, содержащую короткие дискретные волокна, которые равномерно распределены по всему материалу. Волокна могут быть из стекла, полипропилена, синтетических и натуральных материалов, а также из стали.

Предварительно напряженный бетон позволяет помещать заранее определенные инженерные напряжения в бетонные элементы, чтобы противодействовать напряжениям, возникающим, когда они подвергаются нагрузке.В обычном железобетоне напряжения воспринимаются стальной арматурой, тогда как предварительно напряженный бетон поддерживает нагрузку за счет индуцированных напряжений по всему элементу конструкции.

Это делает его более устойчивым к ударам и вибрации, чем обычный бетон, и позволяет формировать длинные тонкие конструкции с гораздо меньшими площадями сечения, чтобы выдерживать эквивалентные нагрузки. Предварительное напряжение может быть достигнуто предварительным или последующим напряжением.

Для получения дополнительной информации см. Предварительно напряженный бетон.

Железобетон чрезвычайно прочен и не требует значительного ухода. Он имеет хорошую тепловую массу и по своей природе огнестойкий. Арматура обычно производится из 100% переработанного лома, а на этапе сноса бетон и арматуру можно разделить, чтобы сталь можно было переработать.

Однако бетон имеет относительно высокую воплощенную энергию в результате его добычи, производства и транспортировки. Отходы могут быть включены в бетонную смесь, например RCA (переработанный измельченный заполнитель), GGBS (измельченный гранулированный доменный шлак) и PFA (пылевидная топливная зола), однако такие проблемы, как содержание влаги и изменчивость материала, могут сделать его переработку нежизнеспособной. .

Железобетон

Проектирование — это нечто большее, чем расчет сил в элементах конструкции и определение размеров секций. Требования строительных норм Американского института бетона для конструкционного бетона (ACI 318-08) Раздел 7.13 и PCA Примечания к ACI 318-11 Строительный кодекс , EB712, излагают положения для усиления структурной целостности, предназначенные для повышения непрерывности, улучшения избыточность и пластичность конструкций.Это достигается за счет обеспечения, как минимум, некоторого непрерывного усиления или связи между горизонтальными элементами каркаса. Кодекс предусматривает детализацию арматуры для предотвращения чрезмерной ширины трещин в условиях эксплуатации.

Хороший структурный анализ и проектирование должны быть дополнены соответствующими деталями армирования, чтобы гарантировать, что конструкция в целом ведет себя так, как моделируется проектировщиком. С другой стороны, плохо детализированная конструкция может страдать от неприглядных трещин, чрезмерного прогиба или даже обрушения.Хорошие детали и планки должны быть практичными, удобными, экономичными и подходящими для предполагаемого использования.

Арматура предназначена в основном для сопротивления внутренним растягивающим силам, рассчитанным на основе анализа. Кроме того, в зонах сжатия предусмотрено усиление для увеличения способности к сжатию, увеличения пластичности, уменьшения длительных прогибов или увеличения способности балок к изгибу.

Кроме того, армирование требуется для предотвращения чрезмерного растрескивания в результате усадки или температурных изменений в удерживаемых элементах конструкции.Боковое армирование (хомуты, стяжки и обручи) используется для обеспечения сопротивления основным растягивающим напряжениям, возникающим в результате сдвига. Боковое армирование в высоконапряженных участках зон сжатия балок и стыков колонн обеспечивает удержание. Это особенно важно для конструкций, расположенных в зонах повышенного сейсмического риска.

Важно обеспечить достаточную площадь арматуры, необходимую для противодействия внутренним силам растяжения или сжатия, необходимым для достижения расчетной прочности сечения. Предусмотренная область армирования не будет полностью эффективной, если она не будет полностью развита. Основным требованием для разработки арматурных стержней является то, что арматурный стержень должен быть встроен в бетон на достаточном расстоянии с каждой стороны критического сечения, чтобы развить пиковую силу растяжения или сжатия в стержне в этом сечении. Армирование может быть выполнено с помощью длины заделки, крючков, механических анкерных устройств, деформированной арматуры с головкой или комбинации этих методов.

Помимо обеспечения достаточных площадей для армирования и необходимой длины развертки, следует провести хорошую детализацию с учетом общей структурной целостности. Общая способность железобетонной конструкции выдерживать аномальные нагрузки, возникающие в результате непредвиденных событий, которые не могут быть учтены при проектировании, может быть существенно улучшена путем внесения относительно небольших изменений в детализацию арматуры.

Публикации

PCA Примечания к строительному кодексу ACI 318-11, EB712
Акцент делается на «как использовать» код, включая обсуждение положений кода и полностью проработанные проектные решения для реальных проблем. Было обнаружено, что это руководство является неоценимым подспорьем для преподавателей, подрядчиков, производителей материалов и продукции, органов строительного кодекса, инспекторов и других лиц, участвующих в проектировании, строительстве и регулировании бетонных конструкций. Публикация на более чем 900 страницах помогает лучше понять искусство и науку строительной инженерии за счет представления последних исследований и процедур проектирования. Включая обсуждение истории и философии конкретного дизайна, документ стремится проинформировать читателя как о «букве закона», так и, что более важно, о «духе», лежащем в основе положений кодекса.

Упрощенное проектирование железобетонных зданий, EB204
В этом новом, четвертом издании практикующим инженерам представлены экономящие время методы анализа, проектирования и детализации основных элементов каркаса железобетонного здания. Пересмотренный и обновленный до ACI 318-11, он включает положения о сейсмической и ветровой нагрузке в соответствии с Международным строительным кодексом (IBC 2009). Все уравнения, вспомогательные средства проектирования, графики и требования к кодам были обновлены до текущих кодов.Были добавлены расширенные иллюстрации теории и основ, а также новые средства проектирования, позволяющие экономить время, чтобы включить более широкий диапазон значений прочности бетона. Также содержит новую главу об экологичном дизайне.

PCA 100-2012, Предписательное проектирование наружных бетонных стен для одно- и двухквартирных домов, EB562
В данной публикации предлагается упрощенный подход к проектированию бетонных оснований, фундаментных стен и надземных стен с учетом обеих нагрузок. несущие и ненесущие, предназначены в первую очередь для использования в отдельно стоящих одно- и двухквартирных домах.Это второе издание стандарта пересмотрено для согласования с критериями минимальных расчетных нагрузок для зданий и других конструкций Американского общества инженеров-строителей (ASCE) от 2010 года, изложенными в Требованиях к зданиям Американского института бетона для конструкционного бетона от 2011 года. Стоимость в 70 долларов. Доступен в формате PDF с паролем.

Сейсмическая детализация бетонных зданий , SP382
Эта публикация содержит исчерпывающий обзор требований к сейсмической деталировке, содержащихся в Требованиях Строительных норм для конструкционного бетона (318-05) и Комментариях (318R-05), которые приняты посредством ссылки в Международный строительный кодекс 2006 года.Дополнительный компакт-диск включен с деталями армирования балок, колонн, двусторонних плит, стен и фундаментов. 2007 г., 80 с. Доступно для печати

Примечания PCA к требованиям строительных норм ACI 318-08 для конструкционного бетона с проектными приложениями

Бетонные полы на земле, EB075

Долговременные эксплуатационные качества бетонных полов не случайны.Необходимо обратить внимание на различные факторы, влияющие на толщину плиты и другие элементы конструкции, такие как стыки и земляное полотно. Это расширенное четвертое издание, предназначенное для дизайнеров, описывает проектирование, строительство и ремонт бетонных полов на земле, уделяя особое внимание достижению наилучшего возможного баланса между требованиями к обслуживанию, стоимостью и техническим обслуживанием.

Щелкните здесь, чтобы получить техническую заметку о модуле упругости грунтового основания.

Сейсмическая детализация бетонных зданий , SP382

Эта публикация содержит исчерпывающий обзор требований к сейсмической деталировке, содержащихся в Требованиях Строительных норм для конструкционного бетона (318-05) и Комментариях (318R-05), которые приняты ссылка в Международном строительном кодексе 2006 года.Дополнительный компакт-диск включен с деталями армирования балок, колонн, двусторонних плит, стен и фундаментов. 2007, 80 стр.

Щелкните здесь для получения технической заметки.

Системы бетонных перекрытий и многое другое, CD013

На этом компакт-диске представлен авторитетный обзор систем бетонных полов, в котором излагаются проблемы и соображения, которые специалисты по проектированию используют при выборе системы бетонных полов.Мультимедийный формат помогает архитекторам, инженерам и преподавателям извлекать выгоду из преимуществ каждого типа системы полов.

Длиннопролетные системы бетонных полов , SP339

Обсуждаются популярные длиннопролетные системы бетонных перекрытий: ленточно-балочные и широкомодульные. Включает предварительные оценки и параметры количества материалов для различных пролетов и условий нагружения. Диаграммы относительной стоимости помогают сделать выбор экономичным.Печатная копия доступна в библиотеке PCA.

Отраслевые ресурсы

Институт железобетонной арматуры (CRSI) предлагает множество ресурсов для инженеров, архитекторов, подрядчиков — почти всех, кто работает с железобетоном. Руководство CRSI по стандартной практике предлагает стандарты для оценки, детализации, изготовления и размещения арматурной стали, а их Руководство по проектированию (основанное на ACI 318-98 Требования строительных норм для конструкционного бетона) является ценным справочным материалом.Институт сборного железобетона / предварительно напряженного бетона (PCI) и Институт последующего натяжения (PTI) также предлагают ресурсы для работы с железобетоном.

Почему бетон армируют сталью: полное руководство

Почему бетон армируют сталью: полное руководство

Железобетон — один из самых распространенных строительных материалов в мире. Однако сам по себе бетон на самом деле намного более хрупкий, чем можно было ожидать, и вряд ли полезен в каких-либо областях, кроме очень небольшого количества.Однако при армировании сталью бетон можно использовать для изготовления плит, стен, балок, колонн, фундаментов, рам и т. Д.

Бетон устойчив только к силам сжатия и имеет низкую прочность на разрыв и пластичность. Армирующие материалы необходимы, чтобы выдерживать сдвиговые и растягивающие усилия на бетон. Сталь используется, потому что она хорошо сцепляется с бетоном и расширяется и сжимается под действием температуры с одинаковой скоростью.

Если вы углубитесь в науку о том, как сталь и бетон ведут себя по отдельности, вы быстро увидите, что их свойства дополняют друг друга, что делает их уникальными для совместного использования.Их комбинированные свойства полезны в том смысле, что железобетон является чудесным материалом, из которого строятся впечатляющие конструкции, такие как плотина Гувера.

Нужно ли армировать бетон сталью?

Бетон выглядит чрезвычайно прочным. По сути, это камень, который выращивают из порошковой смеси. В некотором смысле бетон действительно очень прочный, но только если давление прилагается в одном конкретном направлении. Когда сила прилагается в любом другом направлении, что чаще всего имеет место в большинстве строительных приложений, бетон оказывается на удивление хрупким.

Существует три основных типа стресса:

1. сжатие (сдвигание),
2. натяжение (растягивание) и
3. сдвиг (скольжение по линии или плоскости).

Бетон устойчив к силам или сжатию, но слаб против сил растяжения и сдвига. С другой стороны, сталь устойчива ко всем трем типам напряжений.

1. Сжатие

Бетон устойчив к силам сжатия.Вот почему это такая мощная база. Даже в древние времена римские строители могли использовать первые формы бетона (который никак не укреплялся) для таких конструкций, как купола, акведуки, арены и колизеи.

Во всех этих ранних примерах бетон использовался только таким образом, чтобы использовать его прочность по отношению к силам сжатия. Вес конструкции только давил на бетон, который сдвигал бетон вместе и который бетон мог легко выдержать.

Тот факт, что древние римские сооружения, такие как Колизей и Парфенон, простояли тысячи лет, свидетельствует о прочности бетона на сжатие. Даже цилиндр, сделанный из цементной смеси с большим количеством воды, может выдержать давление сжатия в 1000 фунтов (450 кг). Другие смеси выдерживают даже большее давление.

2. Напряжение

Натяжение фактически противоположно сжатию в том смысле, что это сила, которая раздвигает объект.Бетон является слабым по отношению к силам растяжения, а это означает, что он имеет низкую прочность на разрыв.

Когда цилиндр, сделанный из той же самой высоководной смеси бетона, описанной выше, был испытан путем подвешивания к нему груза, образец сломался, когда было подвешено около 80 фунтов (36 кг). Это означает, что бетон менее чем на 10 процентов противостоит силам растяжения и сжатию.

Может быть не сразу очевидно, почему это проблема использования бетона в качестве строительного материала.Похоже, это всего лишь указывает на то, что бетон не следует использовать в качестве веревки. Однако, если вы посмотрите на внутренние напряжения в бетоне, вы увидите, что при сжатии часто возникает также и растяжение.

Представьте себе горизонтальную бетонную балку, на которую сверху оказывается давление. Это было бы похоже на прогулку по бетонному второму этажу. В верхней части бетонной балки действует сила сжатия, поскольку бетон прижимается друг к другу. Однако внизу, когда балка изгибается, бетон разрывается под действием силы натяжения.Вот где не получается простой бетон.

3. Ножницы

Бетон также является слабым по отношению к силам сдвига, которые заставляют материал перемещаться по линии или плоскости. Неармированная бетонная стена рухнет, если на нее будет оказано слишком большое усилие сдвига от:

• Ветер
• Землетрясения
• Напряжение сдвига

Как мы видим, простой бетон полезен, если вы прикладываете вес только непосредственно к нему, например к основанию статуи.Однако современные здания должны выдерживать давление со стороны многих источников во всех направлениях. Без армирования простой бетон в этих условиях просто выйдет из строя.

Типы отказов

Когда обычный бетон выходит из строя, это происходит внезапно. В один момент бетон не поврежден, а в следующий момент, когда сила больше, чем он может выдержать, он крошится или раскалывается на куски. Это внезапное разрушение известно как хрупкое разрушение .

Основным недостатком этого типа неисправности является отсутствие визуальных предупреждающих знаков. Если вы не знаете удельную прочность материала и активно не измеряете величину напряжения, приложенного к материалу (условия, которые абсолютно невозможны за пределами лабораторных условий), невозможно предсказать отказ.

Железобетон, с другой стороны, разрушается в пластичной форме . Это означает, что трещины начинают образовываться еще до того, как бетон полностью разрушится.Это связано с тем, что, хотя бетон был растянут дальше, чем он может стоять отдельно, стальная арматура по-прежнему удерживает конструкцию вместе.

Если конструкция подвергается воздействию только сжимающих сил (например, плита пола), эти трещины могут не иметь большого значения. Если вода не проникает в трещину и не разрушает конструкцию из-за ржавчины арматуры или расширения трещины при замерзании, трещины просто сожмутся друг с другом путем дальнейшего сжатия. В других случаях трещины означают необходимость ремонта участка.

Почему используется сталь

Как мы узнали, простой бетон полезен только в очень ограниченных областях, поскольку он устойчив к силам сжатия, но слаб против сил растяжения и сдвига. Чтобы бетон был таким же универсальным, он должен быть усилен материалом, который преодолевает эти недостатки. Сталь используется для армирования бетона чаще, чем любой другой материал.

Причина, по которой сталь используется для армирования бетона, заключается в том, что сталь обладает рядом свойств, которые делают ее особенно подходящей для этого применения.

Сталь очень пластичная

Пластичность — это мера того, насколько материал может деформироваться перед разрушением. Бетон имеет очень низкую пластичность. Если вы скручиваете кусок бетона с достаточной силой, он рассыпается у вас в руках. Например, древесина довольно пластична, так как ее можно немного согнуть, прежде чем она сломается. Однако сталь очень пластичная. Если вы его согнете, он просто останется согнутым.

Пластичность стали полезна перед заливкой цемента, потому что ее можно согнуть, придав ей любую форму, которая лучше всего поддерживает заливку.Благодаря этому можно легко создать сетку из арматурной арматуры любой формы, необходимой для конструкции здания.

Пластичность стали

также полезна, если она входит в состав железобетона. Когда к конструкции приложено достаточное усилие, чтобы ее деформировать, бетон может треснуть, но стальная арматура останется неизменной в деформированной форме. Часто сталь все еще может поддерживать конструкцию до тех пор, пока ее не отремонтируют или не заменит.

Бетон и сталь имеют одинаковые коэффициенты теплового расширения

Когда твердые тела нагреваются, молекулы внутри материалов движутся быстрее.Эти более активные атомы занимают больше места, чем быстрее они движутся, поэтому каждая молекула и, следовательно, материал в целом расширяются. Обратное происходит, когда твердое тело охлаждается. В конечном итоге твердые частицы расширяются при нагревании и уменьшаются в размерах при охлаждении.

Хотя это универсально верно для твердых тел, это происходит с разной скоростью для разных материалов. По очень случайному совпадению, сталь и бетон имеют очень похожие коэффициенты теплового расширения. Это означает, что когда они подвергаются воздействию тепла (или холода), они расширяются (или сжимаются) практически с одинаковой скоростью.

Если бы это было не так, сталь была бы плохим выбором для армирования бетона. Представьте, например, корн-дог. Если при приготовлении хот-дог увеличится вдвое, а кукурузный хлеб лишь немного подрастет, хот-дог быстро прорвется через кукурузную муку. И наоборот, если кукурузный хлеб расширяется быстрее, чем хот-дог, вокруг приготовленного хот-дога будет большой воздушный карман.

В то время как любой из этих сценариев приведет к структурно слабой корн-доге, это не то, что происходит в случае бетона, армированного сталью.Два материала расширяются и сжимаются почти с одинаковой скоростью, обеспечивая прочное соединение при любой температуре.

Сталь подвергается той же деформации, что и бетон

Связь между бетоном и сталью настолько прочна, что железобетон действует как новый, более прочный материал, чем просто комбинация бетона и стали. Это еще больше усиливается за счет создания арматурного стержня с множеством выступов, вокруг которых цемент приобретет твердость при высыхании.

Другие причины использования стали включают:

1. Легко свариваемый
2. Легко перерабатывается
3. Дешево и доступно .

1. Сталь легко сваривается

Поскольку железобетон используется во многих различных ситуациях, часто бывает необходимо построить довольно сложные внутренние каркасы из стальной арматуры перед заливкой цемента. Даже если форма не уникальна, размер проекта может потребовать, чтобы арматурный стержень перекрывал длину, намного превышающую возможную для изготовления.

В этих сценариях стальную арматуру можно сварить, чтобы опора надежно находилась там, где она необходима. Сталь — один из наиболее часто свариваемых металлов, поскольку она легко плавится, не прожигая и не передавая тепло слишком далеко от места сварки. Этот процесс также не оказывает негативного влияния на свойства, которые делают его таким хорошим выбором для армирования бетона.

2. Сталь легко перерабатывать

Железобетон рассчитан на долгие годы, что делает его отличным строительным материалом для долговечных конструкций.Однако, когда настанет время демонтажа, вам будет приятно узнать, что его также легко переработать.

При наличии надлежащего оборудования железобетон можно легко измельчить, чтобы отделить стальную арматуру от бетона. Бетон может быть дополнительно измельчен и повторно использован как часть смеси крупных и мелких заполнителей, составляющих от 60 до 75 процентов цементной смеси. Сталь можно переплавить и преобразовать в новую стальную арматуру для усиления следующего проекта.

3.Сталь дешевая и высокодоступная

Довольно удачно, что металл, обладающий столькими полезными свойствами для армирования бетона, также недорог и в изобилии. Если бы все эти совместимые функции были у золота или бриллиантов, это, вероятно, не было бы таким полезным.

Сталь

, однако, легко доступна по относительно низкой цене.

Бетон предварительно и после напряженного состояния

Каким бы прочным ни был железобетон, он все же может треснуть.Хотя этот вязкий режим разрушения не приводит к немедленному разрушению конструкции (в отличие от разрушения в хрупком режиме), это первая фаза разрушающего процесса, известного как «скалывание».

Когда вода просачивается в трещины в железобетоне, она может повредить структурную целостность здания тремя способами.

1. Поскольку жидкость может заполнить любой карман, в который ей позволено, вода может легко просачиваться внутрь и заполнять любые трещины в железобетоне. Если температура упадет ниже 32 градусов по Фаренгейту (0 градусов по Цельсию), он замерзнет.

Когда вода замерзает, она образует структуру из переплетенных кристаллов льда. Эти кристаллы льда занимают больше места, чем молекулы жидкой воды, а это означает, что лед занимает больше места, чем вода. Это означает, что по мере замерзания вода давит на бетон и расширяет трещины еще шире.

Когда лед тает, трещина становится шире, позволяя большему количеству воды заполнить промежуток, который затем замерзает, чтобы расшириться еще больше. Этот цикл не только физически раздвигает бетон, но и позволяет все большему и большему количеству воды проникать в конструкцию, увеличивая количество повреждений, вызванных двумя другими формами повреждений.

2. Со временем трещины станут достаточно широкими и глубокими, чтобы вода и воздух достигли стальной арматуры, встроенной в железобетон. Такое воздействие может привести к коррозии арматуры. В присутствии воды кислород воздуха взаимодействует с железом в стали, образуя ржавчину.

Отслоившееся покрытие на поверхности ржавой арматуры никак не защищает внутренние слои железа от процесса коррозии (способ, которым образование слоя патины предотвращает дальнейшую коррозию медных поверхностей), поэтому арматура может быть повреждена. постоянно разрушается до тех пор, пока не перестанет выдерживать действующие на конструкцию силы натяжения.

Верным признаком того, что происходит коррозия этого типа, является появление на бетоне коричневых пятен. Этот цвет возникает из-за того, что частицы ржавчины становятся коричневыми и стекают через трещины в железобетоне.

3. Когда вода проникает в железобетон, она может изменить pH-баланс окружающей среды и вызвать химические реакции в бетоне. Этот риск усугубляется тем фактом, что на дорожных покрытиях и мостах использование соли для удаления льда с дорог зимой означает, что проникающая вода, скорее всего, будет сильно щелочной.

Эти щелочи в воде могут реагировать с кремнеземом в заполнителях бетона, вызывая образование новых кристаллов. Эти новые кристаллы занимают место и физически раздвигают железобетон так же, как замерзающий лед в примере 1. Разница в том, что кристаллы не тают, поэтому бетон непрерывно раздвигается.

Понятно, что железобетон лучше не растрескивать. Однако, поскольку сталь очень пластичная, она будет растягиваться или гнуться, что приведет к растрескиванию окружающего бетона.Это, конечно, если только что-то не будет сделано для предотвращения такого поведения стали.

Предварительно напряженный бетон

Чтобы предотвратить растрескивание, стальную арматуру можно растянуть перед заливкой цемента. Это называется предварительным напряжением (или предварительным напряжением), потому что оно добавляет усилие натяжения к стали до того, как будет сформирован армированный бетон. Таким образом, сталь находится в постоянном состоянии, возвращаясь к своей естественной форме, притягивая окружающий бетон внутрь под действием силы сжатия.

Сохранение бетона в этом предварительно напряженном состоянии фактически делает его более прочным, потому что бетон устойчив к силам сжатия. Это что-то вроде мышцы, которая в напряжении сильнее.

Благодаря предварительному напряжению железобетона материал становится более прочным по двум причинам.

1. Меньше вероятность образования трещин. Поскольку сталь уже стягивает бетон, ей не разрешается растягиваться так далеко, как если бы сталь не была предварительно напряжена.
2. Любые образовавшиеся трещины постоянно закрываются силой стали, пытающейся вернуться в расслабленное состояние.Это ограничивает количество воды, которая может проникнуть в железобетон и вызвать коррозию.

Бетон под напряжением

Такого же эффекта можно добиться, затягивая сталь после того, как бетон начал затвердевать. Кажется, что бетон затвердевает в течение нескольких часов, но на самом деле для правильного отверждения требуется около месяца, и он продолжает затвердевать и укрепляться в течение как минимум пяти лет после заливки.

Предварительно напряженный и пост-напряженный бетон не только приводит к меньшему растрескиванию, он на самом деле настолько прочнее, чем обычный железобетон, что меньшие и более тонкие участки предварительно напряженного или пост-напряженного бетона могут нести ту же нагрузку, что и ненапряженный железобетон.

Почему бы просто не использовать сталь?

Если вы посмотрите на особенности того, как работает железобетон, вы можете начать задумываться, почему мы вообще пытаемся использовать бетон в процессе. Бетон, в конце концов, силен только против сил сжатия, а сталь — против:

• Сжатие
• Напряжение
• Ножницы

Фактически, сталь в 100–140 раз прочнее бетона по прочности на разрыв.

Обычный бетон сам по себе не очень полезен. Только железобетон и предпочтительно предварительно напряженный (или пост-напряженный) бетон является чудесным строительным материалом, о котором мы думаем, когда представляем себе современную архитектуру. Поскольку бетон на самом деле относительно бесполезен без стальной арматуры, почему бы просто не построить его из стали?

Бетон предлагает множество преимуществ для строительства, которые делают его лучшим строительным материалом, чем обычная сталь.

1. Коррозия
2. Масса
3. Стоимость

1.Коррозия

Как мы видели, когда сталь подвергается воздействию воздуха и влаги, она ржавеет. Хотя существуют способы предотвращения этого окисления, они требуют гораздо большего ухода, чем это возможно. Например, стальную арматуру часто обрабатывают перед заливкой цемента, чтобы защитить ее от элементов, даже если вскоре она будет залита бетоном. Даже в этом случае, как мы видели, он все еще может ржаветь.

Бетон, с другой стороны, довольно устойчив к коррозии. Сначала должны образоваться трещины, и часто требуется несколько лет просачивания, замерзания и повторного замерзания воды, чтобы нарушить структурную целостность железобетона.Если проводятся регулярные осмотры, это дает достаточно времени для ремонта или замены корродирующей части.

2. Масса

Сталь

очень тяжелая, и ее необходимо полностью транспортировать на строительную площадку. Бетон, с другой стороны, примерно на треть плотнее стали, и его можно транспортировать в гораздо более легких композитных частях.

У этого есть двоякая польза. Первое преимущество — это транспорт. Сталь нужно будет доставить на строительную площадку, а затем сварить вместе, чтобы сформировать конструкцию.Это будет очень дорого, так как сталь тяжелая. Бетон, с другой стороны, гораздо легче транспортировать, так как его составные части, затем смешиваются и заливаются на месте, затвердевая до окончательной формы.

Второе преимущество — это вес окончательной конструкции. Поскольку бетон на треть плотнее стали (и даже содержит от 5 до 10 процентов захваченного воздуха), общий вес здания из железобетона намного меньше, чем здания, полностью построенного из стали. Железобетон обычно на 1–4% состоит из стали, поэтому в конечном итоге он весит намного меньше.

3. Стоимость

Сталь, хотя и относительно дешевая и широко распространенная, намного дороже бетона. Просто имеет смысл армировать бетон сталью, потому что вы можете получить преимущества прочности стали, сохраняя при этом низкую стоимость и простоту использования бетона.

История железобетона

Хотя использование ранних форм цемента было задокументировано в древних культурах, возникших много тысяч лет назад, именно древние римляне представили самую раннюю форму бетона, которую мы знаем сегодня.Во время добычи известняка римляне случайно обнаружили минерал, содержащий кремнезем и глинозем, на склонах Везувия.

При смешивании с известняком и обжиге он давал цемент, который, в свою очередь, можно было смешать с водой и песком, чтобы получить раствор, который был более твердым, прочным и более адгезионным, чем обычный известковый раствор. Эта смесь могла затвердеть как под водой, так и на воздухе, как сегодня бетон. В 2000 году до нашей эры римляне использовали тип бетона под названием пуццолана, в котором использовался вулканический пепел, для строительства Колизея и Пантеона в Риме.

Тогда, примерно с 400 по 1750 год нашей эры, нет никаких свидетельств использования бетона. Это фактически стало «темным веком» бетона, который длился с момента падения Римской империи до тех пор, пока английский инженер Джон Смитон не открыл заново, как производить «гидравлический» цемент при строительстве маяка в Плимуте, Англия.

Железобетон был изобретен и запатентован французом Жозефом Монье в 1867 году н.э., но он применил эту технику только для цементирования цветочных горшков. Железобетон не стал широко используемым строительным материалом, пока в 1880-х годах не были разработаны витая арматура и предварительно напряженный бетон.

Первая бетонная дорога была проложена в 1891 году в Беллефонтене, штат Огайо. Плотина Гувера, самая большая бетонная конструкция, которую когда-либо пытались построить до того момента, была построена в 1936 году. Американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт построил множество знаковых бетонных зданий в 1950-х годах. Брутализм, архитектурный стиль, в котором подчеркивался открытый бетон, был популярен с 1950-х по 1970-е годы.

Заключение

Бетон — удивительный строительный материал, который был обнаружен тысячи лет назад, но затем забыт.Это невероятно полезный строительный материал, потому что его можно смешивать с порошком, чтобы создавать каменные конструкции любой формы.

Однако его полезность ограничена тем фактом, что бетон прочен только против сил сжатия и легко крошится под действием сил растяжения и сдвига. Однако, армируя бетон, вы можете создать материал, который намного прочнее, чем его компоненты. Сталь особенно хорошо подходит в качестве арматуры, поскольку она хорошо сцепляется с бетоном и с той же скоростью расширяется.

В сочетании сталь и бетон образуют новый строительный материал — железобетон. Этот новый материал более полезен, чем любой из его отдельных компонентов по отдельности, поскольку он сочетает в себе прочность стали с простотой использования и относительно низким весом бетона.

Когда использовать железобетон? — EKA Concrete

Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, что означает, что на него могут быть возложены очень большие нагрузки без разрушения и появления каких-либо признаков усталости.Сталь по-другому прочна. Он обладает высокой прочностью на разрыв, поэтому может противостоять огромным боковым силам, которые могут разорвать другие материалы. Вставьте стальные стержни в бетон, и вы получите железобетон, высоконадежный строительный материал, сочетающий в себе лучшие элементы обоих материалов.

Изобретение железобетона произвело революцию в строительной отрасли в 19 веке и позволило возвести первые небоскребы, такие как небоскреб Флэтайрон-билдинг, в Нью-Йорке, где они стоят и по сей день.Если бы небоскребы строились из чистого бетона, они были бы уязвимы для растягивающих сил, вызванных землетрясениями и сильными ветрами.

Для чего используется железобетон?

Железобетон используется для крупномасштабного строительства, например мостов, плотин, опор, высотных зданий и стадионов. Чаще всего он используется в домашнем строительстве для оснований и фундаментов небольших жилых домов. Его прочность на сжатие и растяжение означает, что он может выдерживать вес строящегося на нем дома и силы, действующие на него.

Вот причины широкого использования железобетона:

1. Железобетон обладает высокой огнестойкостью и атмосферостойкостью

2. Железобетон универсален и может быть сформирован практически любой формы, необходимой для строительства

3. Железобетон имеет очень низкие эксплуатационные расходы

4. Железобетон погодостойкий и устойчивый к влажным условиям; именно поэтому его выбирают для плотин, опор и опор

.

5.Железобетон более экономичен, чем аналогичные стальные конструкции

.

6. Железобетон требует менее квалифицированного труда при возведении крупногабаритного сооружения

Есть несколько потенциальных недостатков при использовании железобетона, и принимаются все меры для их минимизации. Большинство из них применимо только к строительству больших сооружений, но вот некоторые из них, которые могут быть интересны:

1. При использовании железобетона необходимо тщательно учитывать относительно низкое отношение прочности на разрыв к прочности на сжатие.

2.Колонны, построенные из железобетона, занимают большую площадь, чем их стальные аналоги

.

3. Усадка бетона может вызвать трещины, которые не являются структурными проблемами, но вызывают эстетические неудобства.

4. Погодные условия необходимы, чтобы бетон не впитывал слишком много воды.

Железобетон явно имеет преимущество по сравнению с другими материалами. Его рентабельность, простота в эксплуатации, универсальность означает, что каждый поставщик качественного бетона обладает обширными знаниями и опытом работы с этим композитным материалом.Создавая конструкцию, которая должна выдержать испытание временем, вы не ошибетесь с бетоном, а с железобетоном вы просто не ошибетесь.

EKA Concrete поставляет готовый бетон в Сассекс, Суррей и Кент уже более 20 лет. Наши опытные сотрудники доставляют бетон на площадки для опор и фундаментов как для коммерческих, так и для бытовых клиентов, предлагая ряд вариантов для удовлетворения ваших строительных потребностей. Такие опции, как бетононасосы, позволяют нам доставлять бетон на любой объект, и, поскольку мы смешиваем на месте, вы платите только за бетон, который используете, так что это будет в рамках бюджета.Чтобы поговорить с одним из наших дружелюбных сотрудников сегодня, не стесняйтесь связаться с нами. Воспользовавшись нашей службой обратной связи, вы также можете договориться о том, чтобы наши сотрудники перезвонили вам в удобное для вас время.

Топ-3 преимущества железобетона

Топ-3 преимущества железобетона

21 июня 2013 г.

”” Повсюду в центральном и восточном Арканзасе, а также в районе Миссури, Razorback Concrete является ведущим поставщиком товарных бетонных изделий, песка, гравия и других смесей материалов.Компания Razorback Concrete, являясь лидером отрасли, делает своим приоритетом использование инновационных возможностей в армированном бетоне , таких как армирование волокном. Хотя добавление волокнистого материала в бетон не является новой концепцией, армирование фибробетона превратилось в нечто более сложное, чем это было раньше.

Обычный бетон имеет относительно низкие прочность на разрыв и пластичность. При необходимости для противодействия этим характеристикам используется усиление. Железобетон спроектирован таким образом, чтобы противостоять напряжениям, которые могут привести к растрескиванию, крошению или разрушению неармированного бетона.Часто используемый для крупномасштабного строительства, такого как мосты и сборные элементы конструкций, железобетон является очень универсальной средой и может заменить обычную товарную смесь в фундаментах, каркасах, плитах, балках, колоннах и стенах. В то время как традиционно в качестве армирующих материалов использовались стальная арматура или дерево, новаторы, такие как Razorback Concrete, также используют армирование волокном.

Степень выгоды армированного бетона зависит от различных типов волокон, которые используются в строительстве.Например, моноволокно из полипропилена, которое практически незаметно на бетонной поверхности, предотвращает образование трещин и контролирует их. Также используется фибриллированный полипропилен, который лучше предотвращает образование трещин, но более заметен на поверхности. Также существуют стальные волокна, а не арматура, которые считаются идеальными для борьбы с трещинами и сопротивления ударам. Также появляются новые варианты волокон, такие как новейшие синтетические полимерные волокна, которые были разработаны, чтобы предложить те же преимущества, что и сталь, без возможности коррозии.

Практически для всего армированного бетона, включая волокнистую арматуру, есть явные преимущества, в том числе:

Степень, в которой железобетон полезен, зависит от различных типов используемых волокон.

1. Как следует из термина «армированный», железобетон обеспечивает дополнительную прочность. Обладая большей общей прочностью, чем обычный бетон, он способен выдерживать больший вес в течение большего времени.

2. Железобетон , как правило, имеет долгий срок службы при относительно низких затратах на техническое обслуживание и, в свою очередь, низкую стоимость обслуживания. Он прочен и долговечен, требует небольшого ремонта или замены, что часто делает его наиболее экономичным выбором. Есть несколько факторов, которые будут влиять на долговечность, в том числе метод армирования, поэтому важно спросить вашего конкретного поставщика, какой метод они планируют использовать для вашего проекта.

3. Железобетон может защитить стальные опоры, часто используемые в крупномасштабных конструкциях.Опоры в этих проектах со временем подвержены воздействию элементов и коррозии, но бетон обеспечивает защиту, подобную щиту, что обеспечивает большую долговечность и прочность конструкции. Он даже может сохранить конструкцию в большей безопасности в случае пожара.

Арматура из фибробетона, доступная в составе готовых смесей, предлагаемых в Razorback Concrete, может использовать различные типы волокон. Чтобы понять, какой вид лучше всего подходит для вашего проекта, вам следует обсудить свои варианты со знающим и опытным лидером отрасли, таким как Razorback Concrete.Как местный эксперт по армированному бетону , мы можем помочь вам в выборе с точки зрения долговечности, безопасности и экономичности. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваш строительный проект и получить бесплатную оценку от проверенного специалиста по товарным бетонным изделиям, Razorback Concrete.

Железобетонные конструкции: обычный железобетон и предварительно напряженный бетон

Термины, которые вы должны знать:

• последующее натяжение: метод предварительного напряжения, при котором стальные пряди натягиваются после заливки бетона
• предварительно напряженный: бетон, который подвергается внутренним напряжениям от арматурных стальных нитей для компенсации растягивающего напряжения будущих нагрузок
• предварительное натяжение: метод предварительного напряжения, при котором стальные пряди натягиваются перед заливкой бетона
• арматура: наименование арматурного стержня, который используется для повышения прочности бетона на разрыв
• арматурный стержень (арматура): стальные стержни, пряди или металлическая ткань, помещенные в бетонные плиты, балки или колонны для увеличения их прочности
• железобетон (RC): композит из двух материалов: бетона и арматурной стали (стержней и сетки), использующий лучшее из обоих свойств

Механика материалов

Механика материалов — это термин, используемый для описания поведения различных типов материалов под нагрузкой.В этой статье основное внимание уделяется тому, как бетон ведет себя при сжимающих и растягивающих напряжениях. Мы также рассмотрим некоторые методы, применяемые для устранения недостатков материала, которые, в результате, делают бетон прочным и, следовательно, обычным материалом, используемым в качестве структурного компонента в коммерческих зданиях.

Стандартный бетон хорошо реагирует на сжимающее напряжение, но плохо на растягивающее; поэтому армирование используется для повышения прочности материала. Бетон выдерживает напряжение сжатия, а арматура обеспечивает прочность против напряжения растяжения.

ПРИМЕЧАНИЕ: Бетон расширяется или растягивается под действием растягивающего напряжения и сжимается или укорачивается под действием сжимающего напряжения .

Бетон обычно считается хрупким материалом; таким образом, без армирования он будет испытывать хрупкое разрушение как вид разрушения. Хрупкое разрушение — это режим разрушения при растяжении, означающий, что до полной потери прочности материал практически не проявляет никаких признаков того, что что-то не так. Окончательный провал происходит относительно внезапно.Армирование в бетоне изменяет режим разрушения при хрупком разрушении на вязкое разрушение; поэтому до полной потери прочности станут видны трещины. Следовательно, есть видимое предупреждение перед окончательным отказом.

Механика бетона говорит нам, что бетон сам по себе не является хорошим конструкционным материалом, тем более что бетон в процессе эксплуатации подвержен значительным растягивающим напряжениям и различным нагрузкам. Таким образом, весь бетон армирован, чтобы противостоять приложенным растягивающим усилиям и контролировать развитие растрескивания под нагрузкой.

Железобетон

Железобетон (ЖБИ) представляет собой смесь двух материалов: бетона и арматурной стали (стержней и сетки). Арматурная сталь, также называемая арматурой, заделывается в бетон, так что два материала могут вместе противостоять приложенным силам. Обратите внимание, что стальную арматуру, установленную таким образом, часто называют обычной или обычной арматурой.

Обычная арматура — это форма пассивной арматуры, при которой арматурная сталь не сопротивляется растяжению до тех пор, пока не растянется, что часто означает, что бетон должен растрескаться, прежде чем арматурная сталь сможет противостоять растягивающему напряжению.Другими словами, растрескивание может активировать прочность арматурной стали, поэтому прогиб бетона может присутствовать, но приемлем для материала. Арматурную сталь часто кладут сверху и снизу плит.

Традиционно армированный бетон можно также дополнить прядями стальной арматуры для предварительного или последующего натяжения. Когда эти методы применяются, материал в совокупности называется предварительно напряженным бетоном. Это форма активного армирования, которая, как следует из названия, означает, что бетон подвергается предварительному напряжению перед вводом в эксплуатацию.Оно предварительно напряжено путем растяжения (натяжения) стальных стержней арматуры.

Два метода предварительного напряжения описаны ниже:

1. Предварительное натяжение: Бетон заливается вокруг предварительно натянутых прядей стальной арматуры. Эти пряди натянуты на бетонный каркас между двумя точками анкерного крепления. Бетон приклеивается к стальным прядям, и как только бетон достигает заданной прочности на сжатие, стальные стержни арматуры освобождаются. В этом методе, когда бетон затвердевает и стальные стержни арматуры, предварительно натянутые на растяжение, освобождаются, напряжение передается внутри бетона в виде сжатия за счет трения с арматурой.
2. Последующее натяжение: Бетон заливается вокруг рукавов или каналов, и пряди стальной арматуры с предварительным натяжением продеваются через них. Когда бетон достигает заданной прочности на сжатие, пряди стальной арматуры растягиваются с помощью гидравлических домкратов и прочно закрепляются на каждом конце. Гильзы или трубки обычно заполняются раствором. Пост-натяжение также достигается за счет предоставления стальным арматурным стержням в некоторой степени свободы перемещения внутри бетона. В этом случае прядь стальной арматуры смазывается антикоррозийной смазкой и покрывается оболочкой.Это называется пост-натяжением без сцепления. В этом методе к бетону прикладывается постоянное сжатие, когда стальная арматура постоянно закреплена.

В обоих методах предварительного напряжения растяжение прядей является формой напряжения, которое сжимает бетон. Это, в свою очередь, создает внутренние напряжения, которые противодействуют напряжению растяжения от будущих эксплуатационных нагрузок. Подводя итог, предварительное напряжение увеличивает прочность бетона на растяжение, потому что будущие эксплуатационные нагрузки должны нейтрализовать предварительное напряжение сжатия.Предварительно напряженный бетон часто используется в проектах гражданского строительства, таких как настилы мостов, а также в следующих элементах коммерческих зданий: балконы, перемычки, плиты перекрытия, балки, фундаментные слои и конструкции парковок.

Общие дефекты железобетона

Трещины — распространенный и легко заметный дефект железобетона. Инспекторам следует учитывать, что не все наблюдаемые трещины могут отрицательно повлиять на структурную целостность бетонных элементов.Один тип растрескивания называется оседанием пластика, и обычно он образуется над стальной арматурой и выравнивается по ней. Другой тип растрескивания называется коррозией арматуры, и он также образуется над арматурой. Некоторые дефекты появляются в течение нескольких часов после затвердевания бетона, в то время как на развитие других уходят годы. В любом случае инспекторы должны сообщать о признаках трещин в соответствии с их местонахождением и характеристиками.

Требуется ли усиление бетона как элемента конструкции?

Стандартный бетон без армирования не подходит в качестве конструктивного элемента в коммерческих зданиях, поскольку он имеет низкую прочность на разрыв и под нагрузкой вызывает растрескивание.Естественно, бетон хорошо реагирует на сжимающее напряжение; таким образом, арматура используется для обеспечения прочности против растягивающего напряжения и для подавления растрескивания (и полного разрушения).

При этом бетон, который испытывает значительные приложенные нагрузки, должен иметь армирование. Но хотя армирование делает бетон более прочным, некоторые бетонные конструкции и элементы могут не иметь армирования или нуждаться в нем. Сюда входят подъездные пути к жилым домам, этажи гаражей и ступени.

Заключение

Решения о том, какие материалы использовать при строительстве различных типов коммерческих сооружений, принимаются на стадии предварительного проектирования.Бетонные структурные компоненты могут включать балки и колонны, рамы, диафрагмы и / или стены, работающие на сдвиг. Инспекторам по коммерческой недвижимости важно понимать основы работы с общими материалами и методами, включая предварительное напряжение бетона, чтобы компетентно проверять и составлять отчеты о большинстве коммерческих структур.

Бетонные конструкции и методы, применяемые для их строительства, могут быть довольно сложными. Инспекторы по коммерческой недвижимости должны иметь в своей группе специализированных консультантов профессионального инженера или специалиста по ремонту и обслуживанию бетона.