Металлические арматурные стержни внутри железобетона соединяются точечной сваркой. Площадь поперечного сечения стержней определяется расчетом нагрузки. Способ соединения элементов в каркас зависит от удобства сварки, укладки цементной смеси и других факторов.
Вики Армированный бетон
Арматура для бетонных конструкций
Армированный бетон – Композитный строительный материал, состоящий из стальной арматуры, залитой в бетон. Он был запатентован в 1867 году Жозефом Монье как материал для растительных клеток.
Термин "железобетон" является абстрактным и обычно используется в выражении "теория железобетона". Когда речь идет о конкретном объекте, более правильным термином является "железобетонная конструкция", "железобетонное сооружение", "железобетонный элемент".
История
Французский садовод Моннье выращивал пальмы в теплицах, а затем пересадил саженцы в глиняные горшки и отправил их в Англию на продажу. По дороге горшки были повреждены, и пальмы погибли. Садовник понес большие убытки. Однажды, раздосадованный, Моннье решил сделать каркас для пальм из цемента. Он взял две деревянные бочки, поставил их одна в другую и залил между стенками цемент, получив тонкостенную бетонную бочку. Чтобы укрепить ее, он окружил ее каркасом из железных прутьев, а затем для красоты покрыл каркас тонким слоем жидкого цемента. После застывания новая бочка оказалась очень прочной, и Монье получил патент на свое изобретение. Это был 1867 год, который широко признан годом изобретения железобетона как универсального, неразрушимого строительного материала. Окрыленный успехом, Моннье начал искать другие применения изобретенному им материалу: в 1877 году он запатентовал железобетонные железнодорожные шпалы, а в 1880-83 годах – железобетонные плиты, здания, балки, своды и мосты.
В 20 веке железобетон является наиболее широко используемым материалом в строительстве (ср. Пьетро Нерви).
Характеристики железобетона
Бетон характеризуется высокой прочностью. Это позволяет строить здания с длительным сроком службы. Он также устойчив к колебаниям температуры. К другим полезным характеристикам этого материала относятся
- устойчивость к морозам,
- высокая плотность,
- водонепроницаемость,
- огнестойкость.
Прочность бетона на сжатие в 10-20 раз выше прочности на растяжение. Этот параметр во многом зависит от используемого песка и гравия. Большую роль играет качество цемента. Именно от цемента зависит, насколько прочным будет состав.
Заливка бетона помогает защитить арматуру от коррозии. Конструкции из этого материала долговечны и прочны. Пористость материала, т.е. отношение количества пор к общему объему, оказывает большое влияние на качество материала.
Важно! Все структуры имеют поры. Они образуются в результате испарения воды, которая не вступила в реакцию с цементом. Очень часто высокая пористость свидетельствует о том, что в смеси использовано недостаточное количество цемента.
Плотность – это отношение массы бетона к его объему. Чем выше эта характеристика, тем прочнее будет железобетонная конструкция. Высокая плотность обеспечивает бетону хорошую прочность на сжатие.
Независимо от толщины, железобетонные конструкции могут эффективно передавать тепловой поток. Теплопроводность бетона в 50 раз ниже, чем у стали, но намного выше, чем у кирпича.
Низкая теплопроводность железобетонных конструкций также делает их пожаробезопасными. По этой причине материал также используется в промышленных цехах, где требуются высокие температуры.
Важно! Бетонные конструкции могут длительное время выдерживать температуру до 1 000 градусов Цельсия. Это означает, что изделия не трескаются и не ломаются.
Важной особенностью бетона является его морозостойкость. После насыщения водой материал выдерживает многократные перепады температуры без каких-либо последствий. При этом процент потери прочности минимален.
Виды железобетонных конструкций
Железобетонные конструкции можно классифицировать по многим параметрам. За 150 лет непрерывного совершенствования было изобретено множество способов производства железобетонных конструкций с использованием различных технологий и марок бетона.
Сборные железобетонные конструкции
Сборные железобетонные элементы изготавливаются на месте. В то же время сборные железобетонные конструкции возводятся на специализированных заводах с необходимым оборудованием и высоким уровнем автоматизации. Это позволяет снизить затраты и максимально повысить производительность.
Создание СЖК оказало исключительно положительное влияние на общую индустриализацию и механизацию строительной отрасли. Сборные железобетонные конструкции позволяют возводить здания при любых погодных условиях. Можно строить зимой и летом, в дождь, ветер и жару.
Однако у сборных железобетонных конструкций есть один существенный недостаток – высокая трудоемкость. Кроме того, формирование швов очень трудоемко и требует соответствующих затрат.
Монолитные железобетонные конструкции
Эти изделия создаются непосредственно на строительной площадке путем укладки бетона в опалубку. В результате можно добиться более низких затрат за счет снижения стоимости бетона, арматуры, материалов для опалубки и рабочей силы.
Дизайнер решает, целесообразно ли использовать то или иное количество материалов, в зависимости от сложности и назначения проекта. Это позволяет составить более гибкую смету с реалистичной оценкой производственных потребностей.
Основным преимуществом монолитных железобетонных конструкций является их пространственная целостность. С профессиональной точки зрения это высокая статическая неопределимость. Это означает, что монолитные конструкции характеризуются низкой материалоемкостью.
Трудности при проектировании конструктивных элементов
Проектирование железобетонных конструкций – очень сложный, многоэтапный процесс, требующий высокой квалификации инженеров и ответственного подхода. Для детального проектирования важно иметь необходимые навыки и четкое понимание железобетона как несущего материала.
Железобетон считается основным и самым сложным элементом конструкции, который к тому же является дорогостоящим. Только правильный подход позволит реализовать все инженерные решения, не распыляя бюджет и не ухудшая прочностные характеристики будущей конструкции.
Основные компоненты и производство
Вяжущее
Производство железобетонных конструкций требует использования четырех основных компонентов: вяжущего, наполнителя, арматуры и воды. Кроме того, для улучшения качества материала в сырье часто добавляют модификаторы – вещества, которые оптимизируют состав, улучшают пластичность, ускоряют твердение и т.д.
Пропорции смеси для производства строительного раствора
Читайте также: Методы контроля и испытания характеристик тампонажных и каменных растворов
Вяжущее вещество – один из самых важных ингредиентов:
- Портландцемент обычно используется в качестве вяжущего материала, который твердеет после гидратации (взаимодействия с водой). Он характеризуется высокими показателями прочности и вполне доступен по цене.
Отдельную группу составляют так называемые "портландцементы". безусадочные цементы, которые не изменяют свой объем в процессе гидратации. Они обычно используются для ремонта железобетонных конструкций.
- Цементы марки М400 или М500 обычно используются для бетона, применяемого в массовом строительстве. Именно эти типы материалов обычно используются для расчета пропорций других компонентов смеси при производстве железобетонных изделий.
Наиболее распространенные марки цемента
- В некоторых случаях, однако, требуются более высокие механические свойства конструкции. В таких случаях можно использовать цемент более высокой марки (М600 – М800). Однако следует помнить, что использование таких составов значительно увеличивает стоимость строительства. Кроме того, такие продукты хуже поддаются обработке после затвердевания.
Наполнитель
Вторым по важности ингредиентом является наполнитель. Хотя широкий спектр материалов, включая вспененные полимеры, может использоваться для изготовления конструкционного бетона без внутреннего армирования, при производстве железобетонных конструкций обычно используются только те материалы, которые обеспечивают высокую плотность и прочность.
Типы железобетонных конструкций
Существует три типа железобетонных конструкций. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки и используется в определенных строительных работах.
Монолитные
Изготавливаются непосредственно на месте строительства. Самым простым из них является фундамент. Он создается следующим образом: выкапывается траншея, устанавливается арматурный каркас, а затем заливается жидким бетоном. Когда бетон застывает, он превращается в камень. Прочность фундамента зависит от качества используемой арматуры и марки бетона.
Основными преимуществами монолитного фундамента являются низкая материалоемкость, огнестойкость, долговечность, прочность и простота формирования. К недостаткам относится возможность образования трещин в монолитном фундаменте после усадки или перегрузки, высокая звуко- и теплопроводность. К недостаткам также относится сезонность работ. Их можно проводить только в теплое время года.
Читайте также:
Дома с железобетонной плитой – преимущества и недостатки технологии
Готовые
Производятся на заводе: заливаются в формы, затвердевают при определенных условиях. Затем их доставляют на строительную площадку, где они используются для строительства. Сборный Сборный бетон производится на специализированных предприятиях, что снижает затраты и обеспечивает высокую эффективность.
Сборные железобетонные изделия универсальны и могут использоваться в строительстве круглый год. Единственным недостатком таких изделий является их высокая трудоемкость.
Описание видео
Монолитные железобетонные стены
Производители выпускают огромное количество железобетонных изделий. Каждый из них предназначен для определенной цели, облегчая строительство различных конструкций. Среди наиболее популярных железобетонных элементов можно выделить следующие.
Читайте также:
Минимальная толщина бетона и железобетонной стяжки
Панели
Чрезвычайно популярны в жилищном и промышленном строительстве. Они характеризуются плоской прямоугольной формой и иногда включают оконные и дверные проемы и выступы для подоконников. При транспортировке панели устанавливаются вертикально с небольшим наклоном. При одновременной транспортировке нескольких панелей необходимо избегать их соприкосновения друг с другом.
Каркасы
Используются для устройства потолков в промышленных и культурных зданиях. Внешне они представляют собой плоские прямоугольные конструкции, оснащенные фермами. Они перемещаются вертикально.
Фермы изготавливаются из различных видов бетона (тяжелый, легкий, конструкционный бетон). При их использовании важно тщательно рассчитать несущую способность конструкции.
Балки и ригели
Они обычно используются для фундамента и облицовки стен, а также выступают в качестве несущих элементов. Такие железобетонные элементы бывают прямоугольными, одно- или двухбалочными. Их следует перевозить только в вертикальном положении; транспортировка в горизонтальном положении может привести к их повреждению.
