Железобетон — это бетон, усиленный стальной арматурой. Соединение бетона и стали в единый материал оказалось возможным благодаря их высокому сцеплению и почти одинаковым температурным коэффициентам линейного расширения. Кроме того, бетон надежно защищает арматуру от коррозии. В железобетонных конструкциях бетон работает на сжатие, а стальная арматура, как правило, на растяжение.
По способу производства железобетонные конструкции бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Монолитные конструкции возводят в опалубке непосредственно при строительстве сооружений, а сборные — монтируют из элементов, предварительно изготовленных на заводах или полигонах.
Сборный железобетон — главный конструктивный материал в современном строительстве. Применение его позволяет вести монтаж зданий и сооружений скоростными, индустриальными методами, экономить металл, древесину и другие материалы.
Для армирования железобетонных конструкций применяется стержневая и проволочная арматура, а также проволочные изделия в виде прядей и канатов.
В зависимости от способа обработки различают горячекатаную, термически упрочненную и холоднодеформированную (упрочненную в холодном состоянии) арматурную сталь. По механическим свойствам в зависимости от предела текучести, предела прочности на разрыв, относительного удлинения и изгиба в холодном состоянии арматуру делят на классы А-I, А-П, А-III и т. д.
Арматура изготавливается гладкой и периодического профиля из обычных углеродистых или низколегированных сталей. Создание периодического профиля на арматурных стержнях или проволоке в виде выступов по винтовой линии или вмятин позволяет улучшить сцепление с бетоном.
В железобетонных конструкциях арматуру применяют в виде стержней, каркасов или сеток. Изготовление арматурных элементов включает чистку, правку, резку и гнутье отдельных прутков и сварочные операции.
По условиям применения различают арматуру для обычных конструкций (ненапрягаемая арматура) и предварительно напряженных конструкции (напрягаемая арматура). В качестве ненапрягаемой арматуры применяют преимущественно горячекатаную арматурную сталь класса А-III и обыкновенную арматурную проволоку классов В-I и Вр-I. Допускается также применять арматуру классов А-I и А-П и в некоторых случаях А-IV, А-V, Ат-IV и Ат-V. В качестве напрягаемой арматуры применяют высокопрочные стали классов А-IV, А-V, Ат-IV, Ат-V, В-П, Вр-П и арматурные канаты. При обычном армировании железобетонных конструкций уже при сравнительно невысоких нагрузках задолго до разрушения возникают трещины вследствие низкой предельной растяжимости бетона. Преодолеть этот «деформационный барьер» можно за счет предварительного напряжения, сущность которого заключается в обжатии бетона арматурой. Возможная деформация бетона при сжатии в 20—25 раз превышает предельную растяжимость. Это позволяет исключить или уменьшить опасность возникновения трещин в бетоне при воздействии эксплуатационных нагрузок, а значит, повысить надежность и долговечность конструкций из предварительно напряженного железобетона, уменьшить их массу и расход арматуры, создать условия для возведения сооружений с большими пролетами, повысить выносливость конструкций при многократно повторяющихся нагрузках.
При производстве сборных железобетонных конструкций возможны два способа натяжения арматуры: «на бетон» и «на упоры». При первом способе арматура закладывается в пазы затвердевшего изделия и заанкеривается, предварительно натянутая с одной стороны домкратом. После натяжения арматуры в пазы конструкции нагнетается цементный раствор. Более распространен второй способ, когда арматура натягивается до бетонирования и временно закрепляется в жестких упорах форм или стендов. После того как бетон достигнет определенной прочности, натяжение передается с упоров форм на бетон, что и проводит к его обжатию. Натягивают арматуру механическим способом — с помощью гидродомкратов, рычажных и других установок, электротермическим способом,— разогревая стержни электрическим током, и химическим способом — за счет энергии, развиваемой при твердении напрягающих цементов. Применяют также комбинированные способы, например электротермомеханический, когда осуществляют одновременно нагрев и механическое натяжение арматуры.
При большой пористости, наличии трещин и недостаточном защитном слое бетона возможна коррозия арматуры. Наиболее интенсивно идет процесс коррозии при влажности воздуха около 80%, а также в условиях влажного, жаркого климата морских районов. Коррозию арматуры могут вызвать также хлористые соли, вводимые в бетон как антиморозные добавки, или ускорители твердения. Содержание хлоридов в железобетонных конструкциях должно быть не более 2%. В предварительно напряженных конструкциях, в конструкциях с проволочной арматурой диаметром менее 5 мм, а также в конструкциях, предназначенных для эксплуатации при относительной влажности воздуха более 60%, применение хлоридов не допускается.
При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна.
Будьте уважительны к авторам публикаций!