Железобетон

СОСТАВЛЯЮЩИЕ И СВОЙСТВА ЖБИsports74.ruБезопасные SEO эксперименты

Железобетон – это сочетание двух основных материалов. Любой блок железобетона содержит в себе стальную арматуру, сваренную между собой и бетон. Арматура устойчива к растяжениям, а хрупкий бетонный камень — крайне устойчив к сжатию. Именно это сочетание свойств наделяют этот строительный материал уникальными свойствами.

Для понятия влияния каждого составляющего бетона не его результирующие свойства (свойства железобетонной конструкции в целом) – необходимо отдельно рассмотреть каждый из этих материалов и особенности их соединений.

Процесс «вживления» арматуры не так прост, как это кажется на первый взгляд. Это продиктовано инженерными требованиями к железобетонным изделиям (ЖБИ). Дело в том, что такие конструкции из бетона, как плиты перекрытий между этажами, несущие железобетонные балки испытывают колоссальную нагрузку конструкции пола . Эта нагрузка складывается из ряда составляющих: собственного веса самих конструкций, нагрузки от предметов, находящихся на этаже, и давления, которое создают стены на каркас здания. Все эти факты приводят к тому, что нижняя часть конструкции находится в чуть растянутом состоянии. Это негативно сказывается на прочности и долговечности железобетонных блоков.

Инженеры нашли решение этой проблемы в применении т.н. напряжённого железобетона. Секрет его изготовления достаточно прост: в процессе изготовления железная арматура внедряется в бетон в растянутом виде и компенсирует нагрузку растяжения нижней части железобетонного блока своим стремлением сжатия.

Следует упомянуть, что арматура не всегда представляет собой стальные прутья, иногда используют жёсткие стальные пучки проволок. Существуют два типа арматуры: монтажная и рабочая. Монтажная арматура чётко закрепляет расположение стержней рабочей арматуры, создаёт объёмный скелет железобетонного изделия. Рабочую арматуру применяют в нижней части железобетонных изделий, которые работаю на изгиб.

После проектирования каркаса ЖБИ – происходит заливка изделия и придание ему требуемой геометрической формы. В пространстве между водой и бетоном, между которыми происходит химическая реакция — находится заполнитель. Например, щебень горных пород, песок. Концентрация и характер заполнителя во многом определяют конечные свойства бетона, хотя сам заполнитель является инертным, т.е. не участвует в химической реакции. По типу заполнителя бетон делят на мелкозернистый и крупнозернистый.

Критерии, классификации бетона это:

Сам бетон принято разделять по плотности на 4 типа: особо лёгкий, лёгкий, тяжёлый и особо тяжёлый. Плотность тяжёлого класса бетона может достигать 2,5 тонн на м3. На основе тяжёлого бетона изготавливают такие ЖБИ, как плиты перекрытий, элементы оград, детали колодцев и столбы освещения. По средней плотности (D) бетон определяется фактическим показателем массы бетона в сухом состоянии к объёму (кг/м3).

Основываясь на инженерных требованиях при строительстве, бетон по прочности подразделяется на ряд классов. Здесь используются такие характеристики, как прочность на осевое растяжение (Bt), прочность на сжатие (B) и растяжение при изгибе (Btb).

Ниже приведена таблица классов тяжёлого бетона в зависимости от показателей его прочности:

Показатели прочности тяжёлого бетона:

Для определения морозостойкости (F) бетона используется такой показатель как число циклов замораживания и оттаивания в различных типах сред без снижения прочности на сжатие. Водонепроницаемость (W) бетона определяется тем давлением воды, которое выдерживает контрольный образ железобетонного изделия без просачивания жидкости.

Все вышеупомянутые показатели любого типа бетона формируются в момент подбора его химического состава, выполнения определённых режимов приготовления, в процессе твердения бетонных изделий и уплотнения бетонных смесей. Рассмотрим более подробно производственный процесс изготовления железобетонных изделий.

ПРОИЗВОДСТВО ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ (ЖБИ)

Разновидностей изделий из железобетона существует огромное количество: плиты перекрытий, элементы оград, столбы освещения, детали колодцев, плиты дорожных перекрытий и пр. Перечислять можно долго. В зависимости от назначения каждое ЖБИ имеет свои требования к эксплуатации, которые соблюдаются благодаря характерной системе армирования, рецептуре бетона и определённых технологиях при изготовлении.

Заливка бетона представляет собой сложный технологический процесс. В промышленных условиях заливку производят с последующим уплотнением путём вибрации и температурной обработкой. Последняя необходима для ускорения твердения бетона. В обычных условиях окончательную прочность бетон приобретает после 28 суток. Температурная обработка представляет собой 6-12 часовое пропаривание, после которого изделия приобретает примерно 70% от своей окончательной прочности. Тепловая обработка ЖБИ производится в специальных камерах.

Заливка бетона может производиться как на стендах, так и на конвейерных линиях. Одни из самых частых способов заливки бетона – способ роликового формирования и способ проката. Перед заливкой в бетонное изделие вживляется арматура. Если мы имеем тип ЖБИ с наряжённым бетоном – арматурную решётку специальным образом подготавливают, получая арматуру с натяжением. Через железные прутья арматуры могут пропускать электрический ток, тем самым, получая термомеханический разогрев металла.

Второй, более простой способ натяжения арматуры – механический, посредством гидравлических прессов: в специальные крепления устанавливаются стержни арматуры, после чего происходит их сжатие. После подготовки системы армирования (закрепления её в натянутом состоянии) заливается бетон и происходит термообработка. Как только изделие получает достаточную твёрдость – арматура освобождается от пресса и передаёт свой натяжение непосредственно бетону. Это натяжение будет компенсировать нагрузки в процессе эксплуатации. Следует заметить, что есть ряд ЖБИ, которые изготавливаются с применением специальных аппаратов центрифуги. В основном это изделия, имеющие цилиндрическую форму. На центрифуге в полуформу укладывается стальная арматура, на которую наматывается металлическая проволока. Таким образом формируется каркас будущего изделия. Далее по всей длине этой полуформы распределяется бетонная смесь и две полуформы объединяются, путём наложения друг на друга. Центрифуга начинает вращаться. За счёт вращения центрифуги формируются центробежные силы, которые сосредотачивают бетонную смесь вокруг внешней стороны ЖБИ изделия. На последующих этапах скорость вращения центрифуги и частота вращения изменяются. После окончательного формирования полученное цилиндрическое ЖБИ отправляют в камеру температурной обработки.