Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Свойства бетона арматуры и железобетона

Железобетон, его характеристики

Одним из популярнейших строительных материалов на современном рынке считается железобетон.

Компания «ОтКом» является производителем железобетона уже более 10 лет. Возможности завода этой компании позволяют железобетон купить на самых выгодных для вашего предприятия условиях. Став постоянным клиентом компании «ОтКом», можно воспользоваться индивидуальной схемой сотрудничества и оптимизировать свои затраты.

Железобетон — это материал, отличающийся высокой надежностью и прочностью благодаря гармоничному сочетанию стальной арматуры и бетона.

Запатентованный в 19 веке, железобетон не только не утратил своей актуальности, а еще более расширил сферу своего использования. Сегодня его активно применяют при возведении мостов, во время работ по ремонту и укладке дорог, при монтаже теплотрасс и вентиляционных шахт. И уж совсем невозможно представить себе строительный процесс жилых или же промышленных зданий без использования какого-либо вида железобетонных конструкций. Даже в частном строительстве он применяется на этапе укладки фундамента, ведь его устойчивость к высоким нагрузкам достаточно велика.

Надежность сцепления бетона и арматуры является залогом высокого показателя сопротивления высоким нагрузкам, именно поэтому для достижения максимального сцепления используют стальные прутья с рифленой поверхностью, что позволяет бетону плотнее сцепиться с арматурой, защищая ее тем самым от воздействия внешней среды.

Секрет такой популярности очень прост: великолепное сочетание цены и качества, что позволяет сократить затраты на проект и гарантировано получить превосходное качество и долговечность.

Свойства железобетона

Основными характерными показателями для этого строительного материала служат:

Долговечность и прочность, обеспечивающие целостность здания, которая достигается благодаря физическим и механическим качествам взаимодействующих в железобетоне материалов.

Способность выдерживать различные нагрузки, ведь бетон не дает конструкции сжиматься под влиянием нагрузки, а арматура защищает от растягивания.

Огнеупорность и способность выдерживать низкие температуры.

Технологичность и легкость монтажа.

Устойчивость к влиянию атмосферных явлений.

Сочетание цены и качества.

Такие качественные характеристики позволяют железобетону быть лидером стройматериалов и использоваться в проектах по возведению плотин, аэродромов, электростанций. Особого внимания заслуживает возможность использования железобетона в зонах с повышенной сейсмичностью, где этот материал просто незаменим.

Виды железобетона

Железобетонные изделия традиционно представлены в 2 видах:

  1. Монолитных, изготовляемых непосредственно на строительной площадке, где раствор бетона заливают в заранее подготовленные металлические прутья. Примером таких изделий могут служить каркасы, перекрытия между этажами, балки.
  2. Сборные или как их принято чаще называть ЖБИ, которые изготавливают на заводе, а затем транспортируют на место проведения строительных работ. При этом такие элементы обязательно подвергаются дополнительной связке бетоном, для усиления конструкции. Этот вид изделий значительно выгодней первого, поскольку позволяет экономить средства и время при выполнении строительных работ.

В зависимости от вида используемой арматуры, железобетонные конструкции могут быть предварительно напряженными или обычными. Именно первые являются более практичными и долговечными, так как они позволяют выдерживать высокие нагрузки и предотвращают образование микротрещин в процессе растяжения от нагрузок. Кроме того, предварительно напряженные конструкции экономят до 50% стали.

Преимущества и недостатки железобетона

Свойства железобетона говорят о его бесспорных преимуществах перед другими строительными материалами, позволяя использовать его на строительной площадке в любое время года, не опасаясь за целостность возводимой конструкции.

Бесспорно, плюсов у железобетона много и его востребованность говорит сама за себя. Однако, как любой стройматериал, железобетон имеет и обратную сторону своих неоспоримых преимуществ.

Так, из недостатков в его использовании можно выделить следующие:

Значительная масса. Хотя сейчас современные способы изготовления строительных материалов и позволяют заменить заполнители в используемых стальных конструкциях на более легкие, однако, проблему полностью это решить не может.

Несмотря на невысокую стоимость самого железобетона, затраты на его поставку и монтаж весьма высоки, поскольку есть прямая необходимость использования специальной техники и квалифицированных специалистов.

Какими бы прочными ни были конструкции из железобетона, все же и для них имеется определенный порог нагрузки, выходить за рамки которого не следует.

Во время усадки конструкции железобетонные блоки могут дать трещину, а это потребует дополнительных затрат на усиление сооружения или что еще хуже, на его переделку.

При строительстве зданий из железобетона уровень финансовых затрат возрастает из-за необходимости проводить тепло — и звукоизоляцию железобетона дополнительными материалами.

Железобетон – главный современный строительный материал

Изобретателем железобетона в 1867 году стал французский садовод Жозеф Монье. Его не устраивали деревянные кадки для растений, и Монье решил использовать бетонные. Однако последние надежд не оправдали, поскольку корни растений разрушали стенки.

Чтобы увеличить стойкость своих кадок, Монье стал использовать железные вкладыши. Это и есть первый, официально признанный образец железобетонной конструкции. Итак, давайте поговорим про старые и новые виды, а также свойства железобетона.

Что такое железобетон?

Понятие и историческая справка

Железобетон – композиционный материал, получаемый путем соединения стального каркаса и бетона. Такая комбинация позволяет использовать достоинства обоих материалов и компенсировать недостатки.

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

Об истории изобретения железобетона в познавательном видеосюжете:

Виды по технологии изготовления

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

  • Монолитный – железобетон, получаемый непосредственно на строительной площадке. Типичный пример такой конструкции – фундамент, причем как дачного домика, так и высотного здания. В подготовленный котлован устанавливают опалубку, монтируют арматуру в соответствии с нагрузкой и заливают бетоном. Характеристики конструкции зависят от марки бетонной смеси и количества арматуры.
  • Сборный железобетон изготавливается на заводской площадке. Для этого арматуру закрепляют в специальной форме и туда же заливают бетон. Готовое изделие, уже достигшее нужной степени твердости, транспортируется на строительную площадку и собирается.
  • Сборно-монолитный железобетон означает, что сборные конструкции, изготавливаемые на заводе, играют роль несъемной опалубки. На практике так называют строительство, где часть конструкций производится монолитным способом, а часть – перекрытия, например, сборным.

Преимущества и недостатки

Прочность и стойкость к нагрузкам – главное достоинство материала. Монолитная или сборная конструкция намного превосходит каркасную и по прочности, и по надежности. Есть и другие достоинства.

  • Долговечность – соединение стали, и строительного камня создает крайне устойчивую конструкцию. Железобетонные строения относятся к самым долговечным.
  • Пожаростойкость – оба материала не горят и не поддерживают горения.
  • Химическая инертность – весьма немаловажное качество не только для промышленных объектов, но и для жилых. Не менее значима и биологическая стойкость: ни бетон, ни сталь, никогда не станут жертвами грызунов и большинства грибков.
  • Технологичность – железобетонной конструкции можно придать любую, физически возможную форму.
  • Низкая стоимость – и монолитные, и сборные конструкции имеют минимальную себестоимость.
  • Наличествуют и недостатки.
  • Невысокая прочность – показатель неудовлетворителен именно по сравнению с массой. Такая же конструкция, например, отлитая из металла, прочность имела бы намного выше.
  • Скорость изготовления – сборные элементы достигают твердости на заводе, монолитные – прямо на строительной площадке. И в том, и в другом случае процесс занимает немало времени.

Сказать, что железобетон – основа современного строительства, значит, ничуть не преувеличить положение вещей. Высотные здания и коттеджи, фундамент гаража и гидротехнические сооружения, бассейн и промышленный цех – везде в основе лежит железобетон.

Следующее видео содержит примеры расчета монолитного железобетона и построение в КП модели будущего изделия из него:

Состав и свойства

Железобетон состоит из железа и бетона. Однако эти две его составляющиеся распределены неравномерно.

Главным образом каркас должен размещаться на участках, подвергаемых максимальному растяжению. Соответственно, перед изготовлением какой-либо продукции – фундамент, свая, плита, колонна, необходимо рассчитать нагрузку на будущую конструкцию и ее распределение.

Виды арматуры

По назначению

По назначению арматуру разделит на следующие группы:

  • рабочая арматура;
  • воспринимающая нагрузку, то есть, подвергающаяся наибольшему растяжению;
  • распределительная, позволяющая передать часть нагрузки равномерно по всей арматуре.
Читать еще:  Виды архитектур ос

Кроме того, устройство каркаса должно учитывать температурные, усадочные, транспортные и другие нагрузки.

По технологии изготовления

По технологии изготовления используют следующую классификацию:

  • стержневая – к ней относится арматура любого диаметра и вида – собственно стержень, прутки, мотки, которую допускается подвергать упрочнению в холодном или нагретом состоянии. Изготавливается горячей прокаткой;
  • арматурная проволока – производится волочением в холодном состоянии. Используется для нее низкоуглеродистая сталь – B-1, или прочная высокоуглеродистая класса В-П. Последнюю обычно применяют для получения блоков напряженного бетона. Оба вида арматуры могут быть гладкими или рифлеными.

Также может использоваться и канатная проволока, свитая из 2 или 3 прядей.

Особая категория

В особую категорию стоит выделить сборные конструкции из напряженного бетона. Понятно, что для максимально качественного взаимодействия материалов друг с другом сталь должна быть плотно охвачена бетоном. Это достигается за счет уплотнения смеси при заливке.

Но ведь коэффициент растяжения у стали и камня разный, и при возникновении нагрузки, сталь, растягиваясь, волей-неволей растягивает и бетон. Камень при этом трескается. Явление это закономерное, и если трещины не превосходят стандартные размеры, недостатком не считаются.

Однако стойкость к растяжению можно повысить, если устанавливать арматуру растянутую. Для этого в форму стержни и прутки закладываются под соответствующей нагрузкой – механической, электротермической, электромеханической. Когда бетон отвердеет, нагрузка снимается.

Сталь при этом в некоторой степени сжимается, сжимая заодно и схватившийся бетон. В результате, когда конструкция попадает под настоящую расчетную нагрузку, уже адаптированный бетон не трескается. Такой материал используют на объектах, где от железобетона требуется особо высокая прочность на сжатие и стойкость.

Армированный бетон. Виды, свойства, технологии

Немаловажны и экономические факторы, застройщики стремятся снизить расходы на строительство, не теряя при этом надёжности и долговечности конструкций. Поэтому на мировом рынке появляется всё больше новых стройматериалов, созданных на основе материалов хорошо известных, традиционных. Одним из таких материалов является армированный бетон.

Хотя говорить «одним из материалов» не совсем верно. Армированный бетон представляет собой целый класс композиционных материалов, основой которых является цемент. Наиболее широко распространён знакомый всем строителям железобетон — материал, высокие эксплуатационные свойства которого обусловлены взаимодействием цемента и стальных армирующих стержней. Железобетон существует уже почти два века, и в процессе его изучения и совершенствования появляются новые способы армирования.

Сейчас можно выделить два основных вида армирования бетона — при помощи непрерывных нитей, то есть, сеток или тканей, и при помощи небольших отрезков волокон, так называемых фибр. Фибробетон более прогрессивен, прежде всего, потому, что традиционная арматура обеспечивает двухмерное укрепление бетона, а введение в цемент фибр даёт трехмерное укрепление. Для получения фибробетона используется металлическая фибра, стекловолокно, базальтовое, асбестовое волокно, синтетическое волокно (нейлоновое, полиэтиленовое, полипропиленовое).

Благодаря введению в бетон фибр, появляется возможность преодолеть один из главных недостатков бетона — низкую прочность на растяжение и изгиб. Армирующие волокна принимают на себя растягивающее напряжение, и сопротивление растяжению возрастает на 250%. Фиброволокно способствует равномерному распределению влаги в бетоне, вследствие чего снижаются внутренние нагрузки, в два раза повышается трещиностойкость и в 12 раз — ударная прочность бетона. Во время производства фибробетона в нём образуется гораздо меньше водных каналов и капилляров, чем в обычном бетоне, этим обуславливается его высокая морозостойкость. Также нужно отметить устойчивость фибробетона к воздействию агрессивных сред, высокую ударную прочность и водонепроницаемость.

Не следует думать, что получить уникальные свойства, можно просто насыпав в бетонную смесь металлическую стружку. Материалы, их которых изготавливают фибру, специально разрабатываются и многократно испытываются, прежде, после чего разработчики получают патент и необходимые сертификаты. Разрабатываются также технологии, с помощью которых армирующие волокна равномерно распределяются по всему объему смеси. Так, например, в процессе производства сталефибробетона применяют электромагниты, под воздействием которых металлическая фибра распределяется в общей массе бетона.

Чтобы распределить в бетоне стекловолокно применяют два способа получения смеси: торкетирование или, иначе, набрызг компонентов на специальную матрицу и премиксинг — предварительное перемешивание, после которого смесь формуется методом роликового прессования, виброуплотнения, экструзии и др. Также виброэкструзионный метод используется и при производстве базальтофибробетона.

Область применения фибробетона чрезвычайно широка, он может не только с успехом заменять традиционные виды бетона во всех областях строительного комплекса, но и выполнять более специфические задачи.

Так, например, стеклофибробетон позволяет воплощать самые оригинальные архитектурные замыслы, так как из него можно формировать объекты любой формы, фактуры и рельефа и создавать тонкостенные конструкции. Он используется для производства стеновых панелей, черепицы, декоративных элементов, малых архитектурных форм, элементов подземных сооружений, дренажных систем, тоннелей, автострад и т.д. Благодаря звукоотражающим свойствам стеклофибробетон применяется при возведении защитных экранов вдоль автострад. Востребован этот вид фибробетона и в реставрационных работах, так как с его помощью можно имитировать любой материал, и, к тому же, он не утяжеляет конструкцию и не создаёт дополнительной нагрузки на фундамент.

Обратили внимание на этот материал и специалисты, проектирующие зоопарки, так как он идеально подходит для имитации природного ландшафта — камней, скал и других элементов. Большое значение для создателей и работников зоопарков имеет то, что этот материал хорошо моется, и из него можно создавать прочные тонкостенные конструкции, внутри которых можно замаскировать оборудование или технические помещения.

Областью применения сталефибробетона являются сборные конструкции, этот материал позволяет уменьшить число стыков и повысить надёжность таких элементов, как трубопроводы, балки, сваи, элементы мостов, морских сооружений. Из него возводятся взрывоустойчивые конструкции, автомобильные дороги, мостовые настилы, ирригационные каналы, промышленные полы. Хорошо зарекомендовал себя сталефибробетон и при проведении ремонтных и реконструкционных работ.

Фибробетон, армированный полипропиленовой фиброй, используется для изготовления наливных полов, стяжки, фасадных растворов, резервуаров для воды. Благодаря тому, что полипропиленовые волокна не подвержены коррозии, этот материал подходит для возведения гидросооружений — водосливов, водохранилищ, отстойников, морских заграждений, а также сооружений, к которым предъявляются высокие требования по устойчивости к проникновению антиобледеняющих солей — дорог и мостов.

Также в строительстве морских сооружений может применяться базальтофибробетон, он устойчив к электрохимической коррозии, не вступает в химическую реакцию с солями или красителями. Фибробетон, армированный базальтовыми волокнами, может применяться и как замена железобетона в строительстве жилых сооружений и дорожных покрытий, и в качестве материала для создания таких ответственных объектов, как взлетно-посадочные полосы аэродромов, реакторные отделения атомных электростанций, береговые дамбы и плотины.

Можно сказать, что армированный бетон — стройматериал с уникальными возможностями, обусловленными оптимальным сочетанием технических, эксплуатационных и декоративных характеристик.

Что такое железобетон: виды, область применения

Железобетонные конструкции — достаточно распространенный вид материалов в строительстве, без которого не обходится сегодня ни одна современная стройка по всему миру.

Что такое железобетон?

Железобетон это – композитный строительный материал, для производства которого используется сталь и бетон. При его изготовлении, заранее подготовленный железный каркас заливается раствором из цемента, песка и воды. После его затвердевания и получается железобетон, обладающий прочностью стали и стойкостью к факторам окружающей среды бетона, компенсируя при этом их недостатки. В частности стойкостью к сжатию и растяжению.

Понятие и историческая справка

Первым железобетон изготовил французский садовник, выращивающий экзотические растения в оранжерее Версаля — Жозеф Монье. Он занимался продажей саженцев пальмы, получая при этом мало дохода. Большую часть выручки приходилось отдавать бондарю, который готовил для будущих пальм деревянные горшки.

Дешевым вариантом стал керамический сосуд, но он является очень хрупким изделием, и при случайном падении садовника, не заметившего на полу мешок с цементом, попросту разбился. Но данный случай навел его на мысль изготавливать горшки из цемента и песка. И здесь наш герой потерпел фиаско — материал легко разрушали со временем, обладающие большой силой роста корни растений. Для укрепления конструкции он зашил ее в металлический каркас, но изделие при этом, потеряло эстетический внешний вид, поэтому садовник покрыл его еще одним внешним слоем бетона.

Читать еще:  Как выбрать железо для компьютера

В результате подобные горшки получились практичными и недорогими. После этого, Жозеф Монье запатентовал свою технологию и не прогадал, ведь свойства подобного материла стали востребованными в строительстве. Железобетон стали использовать повсеместно для создания зданий и сооружений, которые отличались прочностью и надежностью, стойкостью к разным факторам окружающей среды.

Виды по технологии изготовления

Железобетонные изделия бывают:

  • Монолитными. Их создают на месте ведения строительных работ. Ярким примером этого вида является фундамент. Производится он следующим образом – вырывается котлован, в котором создается опалубка, монтируется армирующая сетка, которая впоследствии, заливается непосредственно бетонным раствором.
  • Сборными. Элементы будущей сборной конструкции производятся в цеху, не на месте строительства. После достижения ими готовности, они транспортируются к месту сборки.
  • Сборно-монолитные. Зачастую несущее основание конструкции заливается на месте, а его верхняя часть собирается из элементов, заранее изготовленных промышленным способом.

  • Обычными.
  • Предварительно напряженными.

Технология изготовления напряженного бетона достаточно проста и ничем особо не отличается от применяемой при производстве обычного. Единственным отличием является то, что армирующая сетка предварительно натягивается, и после затвердевания бетона при снятии натяжителей энергия напряжения работает на сжатие, передается всему изделию, обеспечивая ему повышенную стойкость, компенсацию весовым растягивающим нагрузкам.

  • железобетонные трубы (Т, ТБР, ТСП);
  • колодезные кольца (К);
  • дорожные плиты (ПД);
  • сваи (С);
  • сваи с прямоугольным сечением (СГ);
  • плиты для ленточных фундаментов (ФЛ);
  • блоки стен подвалов (ФБС);
  • прогоны (ПРГ);
  • брусковые перемычки (ПБ);
  • пустотелые плиты перекрытий (Пк).

Преимущества и недостатки

Он представляет собой плотный, прочный, тяжелый материал, который плохо впитывает влагу и пропускает воздух, устойчив к влиянию температур в широком диапазоне.

  1. Прочность и износостойкость.
  2. Самоуплотняемость. Со временем он становится тверже и прочнее.
  3. Стойкость к нагрузкам.
  4. Долговечность.
  5. Пожаростойкость. Изготовленные из этого материала конструкции не возгораются, не способствуют горению.
  6. Химическая нейтральность.
  7. Технологичность. Можно производить изделия любой формы, придавать им при помощи добавок любой цвет.
  8. Небольшая стоимость.
  1. Сравнительно с чистым металлом небольшая прочность.
  2. Для производства изделий и их составных элементов требуется достаточно большое количество времени.
  3. Приличная масса. Даже использование легких бетонов не позволяет существенно снизить вес.
  4. Вероятность появления трещин после усадки, которые необходимо отметить не влияют на свойства изделия и не обеспечивают его разрушение.
  5. Низкий уровень тепло- и звукоизоляции.
  6. Плохая воздухопроницаемость. Созданные из него здания требуют обустройства системы вентиляции, в случае если планируется длительное пребывание в них людей.

Свойства и состав

В состав железобетона входят цемент, вода, песок и железо. В изделии используется больше бетона, чем металла. При этом удельный вес железа и конструкция стального каркаса может быть разной. Все зависит от изделия, которое планируется создать – плита, колона, свая, фундамент и т.д.

  • прочность;
  • надежность;
  • долговечность.

Виды арматуры

1) в зависимости от назначения:

  • рабочей;
  • выдерживающей максимальные нагрузки на растяжение;
  • распределяющей нагрузки по всей плоскости изделия.

2) в зависимости от технологии производства:

  • стержневой. В эту категорию входят прутки, стержни любого диаметра, изготовленные по технологии горячей прокатки;
  • армирующая проволока. Производится, как из низкоуглеродистой, так и из высокоуглеродистой стали.

Поверхность армирующих элементов может быть гладкой или рифлёной.

Виды бетона

При производстве избыточных железобетонов применяются бетоны, которые имеют прочность на сжатие не ниже класса В15. В состав изделия включается стержневая арматура классов А240, А300, А400, А500, В500, диаметр которой должен быть не меньше 40 мм. Созданная для заливки конструкция имеет вид пространственных каркасов и плоских сеток. Нередко может быть использовано жесткое армирование с применением профилированных стальных заготовок – швеллеры, уголки, двутавры.

Для изготовления перенапряженных железобетонов применяются марки бетонов В20 — В60 (относятся к тяжелым), арматурная сталь — А540, А600, А800, А1000, Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500, К1400 и К1500.

Сталефибробетоны изготавливаются из специальных бетонных смесей с применением для армирования металлических пластин небольшого размера.

Характеристики

Что такое железобетон? Это удачное сочетание свойств двух разных материалов, которые можно объединить в одну монолитную конструкцию. Вначале создается форма для заливки. После этого из стали каркас. Далее замешивается раствор, который заливается в форму. Изделие должно определенное время выстояться, чтобы приобрести требуемые свойства. В процессе затвердевания между арматурой и бетоном возникают существенные силы сцепления, поэтому под определенной нагрузкой оба материала деформируются совместно.

В число полезных и востребованных в современном строительстве свойств этого материала входит:

  • высокая плотность;
  • способность выдерживать очень большие весовые и ударные нагрузки;
  • стойкость к воздействию влаги, повышенных и пониженных температур, их резким колебаниям.

Как тот, так и другой материал имеют приблизительно одинаковый коэффициент линейного расширения. По этой причине даже при воздействии повышенных температур не наблюдается внутренних разрывов и разрушения, сохраняется изначальная целостность.

Прочное соединение входящих в железобетон материалов обеспечивается:

  • специальными выступами, которые обеспечивают 75 % общей величины сцепления;
  • силами трения;
  • адгезией (склеиванием) бетона и металлических элементов

Область применения

Железобетонные изделия являются широко используемым в строительстве материалом, в частности при создании:

  • гражданских, жилых зданий;
  • промышленных зданий;
  • сооружений, инженерных конструкций и т.д.

Все используемые в строительстве элементы железобетонных изделий разделяются на следующие группы – предназначенные для создания:

  • фундаментов, подземных объектов – колодцев;
  • каркасов – балок, прогонов, ригелей, перемычек;
  • стен – блоки, перегородки;
  • межэтажных конструкций – плиты перекрытия;
  • лестниц – марши.

Кроме этого, железобетон имеет узконаправленное применение. Его используют для создания:

  • мостов разных размеров;
  • гидроэлектростанций не зависимо от того, в каком месте планируется их расположение;
  • сооружений, которые будут контактировать с водой;
  • ядерных реакторов;
  • аэродромов и т.д.

Для обеспечения повышенной стойкости к воздействию влаги в бетон при создании подобных конструкций добавляют специальные вещества, которые отталкивая воду, обеспечивают ему антикоррозийные свойства.

Бетон и арматура;

Тема 5.2 Железобетон как строительный материал.

Железобетон представляет собой материал, состоящий из бетона и стали, работающих совместно. Бетон хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение, поэтому сталь (арматуру) размещают в бетоне так, чтобы она воспринимала растягивающие усилия.

Благодаря хорошему сцеплению между бетоном и стальной ар­матурой, а также почти одинаковым коэффициентам их темпера­турного расширения железобетонные элементы в виде плит, ба­лок, стоек, арок хорошо работают в строительных конструкциях.. Кроме того, стальная арматура, находясь в бетоне, не подверга­ется ржавлению. В современных железобетонных мостах применя­ют два вида армирования. Стержни арматуры могут быть уста­новлены в бетон без придания им каких-либо начальных усилий. Такую арматуру называют ненапрягаемой, а железобетон с этой арматурой—железобетоном с ненапрягаемой арматурой (или обычным железобетоном). Арматура может быть подвергнута на­чальному натяжению и в таком виде введена в железобетонную конструкцию. Тогда бетон будет обжат реактивными усилиями натянутой арматуры. Такую арматуру называют напрягаемой, а железобетон с этой арматурой предварительно напряженным.

Бетон. В железобетонных мостах применяют бетон на порт­ландцементе, сульфатостойком портландцементе, глиноземистом цементе и др.. Портландцемент наиболее употребителен для ответ­ственных сооружений. Сульфатостойкий портландцемент и глинозе­мистый цемент применяют в конструкциях, которые могут подвер­гаться действию морской, минерализованной и болотной воды или другим агрессивным химическим воздействиям, вредно влияющим па портландцемент. Качество цемента определяется его маркой или так называемой активностью. Активность (марка) цемента — это предел прочности на сжатие кубика из цементного раствора в возрасте 28 дней. В мостах обычно применяют цементы с актив­ностью от 30 до 60 МПа.

Бетон конструкций мостов подбирают в зависимости от требуе­мых условий прочности, морозостойкости, а в некоторых случаях водостойкости и водонепроницаемости конструкции. При этом

должны учитываться размеры, долговечность и значимость соору­жения, а также условия его работы.

Проектные марки бетона по прочности при сжатии характери­зуются прочностью при сжатии (в кгс/см 2 ) кубов размером 15x15x15 см в возрасте 28 дней при хранении их в условиях, аналогичных условиям твердения изготавливаемых конструкций. В мостах применяют бетон М-200, М-250, М-300, М-350, М-400, М-450, М-500, М-550, М-600, М-700 и М-800. В предварительно напряженных железобетонных конструкциях применяют бетоны не ниже М-350—М-450, в зависимости от вида применяемой арматуры.

Читать еще:  Ускорение direct3d недоступно

Прочность бетона в момент его обжатия предварительно на­пряженной арматурой должно быть не менее 30 МПа независимо от марки бетона, принятой для конструкции.

Проектная марка бетона по морозостойкости соответствует числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, после которых его прочность на сжатие снижается не более чем на 10—15%. Для конструкций железобетонных мостов предусмотрены марки по морозостойкости Мр100, Мрз150, Мрз200 и Мр300, а в особо тяжелых условиях Мрз400 и Мр600. Проектная марка бе­тона по морозостойкости назначается в зависимости от среднеме­сячной температуры воздуха наиболее холодного месяца в районе сооружения и зоны расположения рассматриваемой части конст­рукции: над водой, в зоне переменного уровня, под водой, в зоне вечной мерзлоты и т. п.

Проектная марка бетона по водонепроницаемости соответствует давлению воды (в кгс/см 2 ), при котором еще не наблюдается ее просачивание через образец бетона в возрасте 28 суток, испытанного по специальному режиму. Эта марка должна быть не ниже В4 в подводных и подземных частях, и не ниже В6. в водопропускных трубах, элементах дорожной одежды проезжей части и переходных плитах.

Конструкции мостов возводят из тяжелого, вибрированного бе­тона со средним удельным весом 23,0 кН/м 3 на заполнителе из пес­ка и щебня или гравия прочных естественных пород. Средний удель­ный вес железобетона зависит от насыщения бетона стальной арма­турой и может определяться (в кН/м 3 ). Обычно средний удельный вес железобетона составляет около 24,5 кН/м 3 . Допускается по специальным нормам применять легкий бетон с заполнителем из керамзита или других материалов; средний удельный вес таких бетонов составляет около 18 кН/м 3 .

Марка (кубиковая прочность) бетона на сжатие служит услов­ной характеристикой прочности бетона. Действительная прочность бетона в конструкции может быть полнее оценена прочностью на сжатие бетонных образцов в виде призм, высота которых превыша­ет поперечный размер в 3,5 раза или более. Призменная прочность тяжелого бетона составляет 70—80% его кубиковой прочности. Прочность бетона при растяжении невелика и обычно в 10—15 раз меньше его кубиковой прочности при сжатии. На скалывание (срез)

бетон работает лучше, чем на растяжение. Предел прочности па скалывание примерно в 2,5 раза больше предела прочности на ра­стяжение.

Необходимая прочность, плотность, морозостойкость и долговеч­ность бетона достигаются соответствующим подбором его состава.

Наибольшее влияние на прочность и плотность бетона оказывает количество и активность цемента, а также отношение массы воды к массе цемента, называемое водоцементным отношением (В/Ц).

Активность применяемого цемента обычно в 1,3—1,8 раза более проектной марки бетона на сжатие. Расход цемента на 1 м 3 бето­на должен быть не менее 250 кг, а в конструкциях, соприкасаюшихся с водой,— не менее 270 кг. Излишнее количество цемента мо­жет вредно влиять на бетон, вызывая большие деформации ползу­чести и усадки, и быть причиной образования в нем трещин. Поэто­му в конструкциях мостов не допускают расхода цемента более 450 кг на 1 м 3 бетона. Увеличение водоцементного отношения умень­шает прочность бетона, поэтому следует уменьшать количество во­ды для его затворения. Однако при малом количестве воды бетон­ная смесь получается очень жесткой и ее укладка и уплотнение за­трудняются. Для мостов применяют обычно бетонные смеси с во­доцементным отношением не более 0,6—0,65. При уплотнении бетонной смеси длительным выбрированием могут применяться жест­кие смеси с В/Ц = 0,3.

Увеличение пластичности (подвижности) бетонной смеси при ук­ладке достигается добавлением в нее специальных веществ — пла­стификаторов.

Арматура. В железобетонных мостах применяют следующие ос­новные виды арматуры:

горячекатаные гладкие круглые стержни класса А-1, марок ВСтЗсп2, ВСтЗпс2 и ВСтЗГпс2, диаметром от 6 до 40 мм или марок СтЗсп3, СтЗпс3, СтЗкпЗ, ВСтЗкп2, диаметром 6—10 мм. Горячекатаные стержни периодического профиля класса А-П, марок ВСт5сп2, ВСт5пс2, 18Г2П, диаметрами от 10 до 40 мм; горячеката­ные стержни периодического профиля класса А-1П, марок 25Г2С и 35ГС, диаметром 6—40 мм, класса А-1У марок 20ХГ2Ц и 80С, диа­метром 10—22 мм и класса А-V марки 23Х2Г2Т, диаметром 10— 22 мм;

термически упрочненные стержни периодического профиля клас­сов Ат-1V, Ат-V и Ат-V1, диаметром 10—25 мм;

высокопрочная холоднотянутая гладкая проволока класса В-П, диаметром 3—8 мм;

высокопрочная холоднотянутая проволока периодического про­филя класса Вр-II, диаметром 3—8 мм;

арматурные канаты из высокопрочной проволоки класса А-7 (семипроволочные пряди), диаметром 9—15 мм;

канаты спиральные, двойной свивки или закрытые.

Горячекатаные круглые стержни прокатывают из углеродистой мартеновской и кислородно-конверторной стали. Горячекатаные стержни периодического профиля имеют поверхность со специальными выступами, увеличивающими ее сцепление с бетоном. Лучшая связь с бетоном дает возможность допускать в арматуре большие растягивающие напряжения без опасности растрескивания окру­жающего бетона. Поэтому арматуру периодического профиля про­катывают из более прочной углеродистой стали.

Длина стержней диаметром более 12 мм обычно составляет 6— 12 м (до 18 м). Более тонкая арматура поступает в мотках большой

Холоднотянутая проволока имеет высокий предел прочности (до 1600—1900 МПа), при этом чем меньше диаметр проволоки, тем

больше его прочность.

Стержни классов от А-1 до А-1V применяют в конструкциях без предварительного напряжения арматуры. Стержни классов А-1V, от Ат-1V до Ат-VI, высокопрочную проволоку, пряди и канаты приме­няют в предварительно напряженных железобетонных конструк­циях.

Для монтажной арматуры допускается применение стержней

более низкой марки ВСт2сп.

Удельный вес стальной арматуры составляет 77 кН/м 3 . Упругие и пластические свойства арматуры и бетона. Арматура железобетонных конструкций в эксплуатационных условиях рабо­тает как упругий материал.

Напрягаемая арматура, находящаяся в условиях интенсивной работы, дает некоторые пластические деформации и теряет часть начального напряжения. Это явление называют релаксацией напря­гаемой стали.

Бетон представляет собой материал, не подчиняющийся про­стейшим законам упругости. Так, модуль упругости бетона изменя­ется (уменьшается) с увеличением напряжений. Модули упругости на сжатие и растяжение различны. Величина модуля упругости за­висит от марки бетона, возрастая с ее повышением. Так как проч­ность бетона увеличивается с течением времени, модуль упругости зависит и от возраста бетона.

Коэффициент линейного расширения бетона и арматуры счита­ется одинаковым и равным 0,00001 1/град.

Бетон имеет и некоторые специфические свойства. При твердении бетона изменяется его объем. На воздухе объем уменьшается — происходит усадка бетона, а в воде набухает. Усадка бетона тем больше, чем больше содержание в нем цемента. Применение быстротвердеющих и высокопрочных цементов увели­чивает усадку. Увлажнение твердеющего бетона уменьшает усадку благодаря замедлению высыхания его поверхности. Усадка проис­ходит наиболее сильно в течение первого года с момента твердения бетона, в дальнейшем ее нарастание постепенно приостанавлива­ется. При свободном развитии усадки конечная величина относи­тельного укорочения бетона может достигать 0,0003—0,0004. Арма­тура задерживает развитие усадки, причем в арматуре возникают сжимающие напряжения, а в бетоне — растягивающие. Эти напря­жения могут вызвать в бетоне трещины, которые называют усадоч­ными.

-Кроме усадки, бетон имеет свойство давать неупругие деформа­ции под влиянием длительно действующих на него нагрузок — пол­зучесть. Деформации ползучести тем больше, чем дольше дей­ствует нагрузка и чем выше напряжения в бетоне.

Ползучесть проявляется сильнее в молодом бетоне, чем в старом. Деформации ползучести нарастают наиболее интенсивно в течение •одного-двух лет с момента загружения бетона длительно действую­щей нагрузкой. В дальнейшем ползучесть постепенно приостанавли­вается. Полная относительная деформация ползучести бетона через три-четыре года может достигать величины порядка 1,5 0, где а — длительно действующее напряжение в бетоне (в Па). С увеличени­ем прочности бетона, уменьшением содержания в нем цемента и ве­личины водоцементного отношения ползучесть бетона уменьшается. Арматура железобетонных конструкций препятствует свобод­ному развитию ползучести. В результате этого происходит перерас­пределение усилий между бетоном и арматурой, приводящее к до­полнительному сжатию (потере предварительного натяжения) ар­матуры и растяжению бетона.

Деформации ползучести могут заметно увеличить прогибы кон­струкции.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector