Свойства и виды бетона, из которого изготавливается материал
Если арматура определяет прочность при нагрузках, то бетон определяет физические и химические свойства железобетона. Есть несколько классификаций бетона.
Плотность
Бетон может иметь разную плотность:
- Сверхтяжелый бетон, с показателем плотности в 2500 кг/кубометр. Его основное применение — фундаменты, колонны, стенки бункеров и т. д.
- Тяжелый бетон — плотность до 2200 кг/кубометр. Материал применяется в строительстве несущих стен на жилых и промышленных объектах.
- Облегченный бетон — 1800 — 2200 кг/кубометр. Это мелкозернистый раствор.
- Легкий бетон имеет плотность до 800 кг/кубометр.
- Сверхлегкий — до 600 кг/кубометр.
Последние два типа бетона относятся к растворам с легкими наполнителями. К примеру, опилкобетон и пористый бетон.
Тип заполнителя
Этот компонент определяет свойства будущего бетона:
- пористый;
- морозостойкий;
- огнестойкий;
- с веществами, повышающими устойчивость к биологическим процессам.
Величина зерна
Для бетона может использоваться разная величина зерна:
- крупный наполнитель;
- крупный с мелким заполнителем — отличается высокой плотностью;
- мелкозернистый с мелким заполнителем.
Условия затвердевания
- Естественные условия. Чаще всего это монолитный железобетон, который применяется в частном строительстве.
- Термовлажная обработка. Сборные конструкции, которые делаются на заводах.
- Твердение в автоклавах.
Чем более однородный состав имеет бетон, тем более плотным и прочным он становится. Чтобы привести раствор к однородности, используются вибраторы и вибрабалки.
Области применения
Технологии возведения сооружений из сборных ЖБИ конструкций и монолитное строительство различаются и областями применения.
|
Строительство из сборного железобетона |
Монолитное строительство |
|
|
Выбор оптимальной технологической схемы возведения сооружения из ЖБИ конструкций основывается на анализе конкретного объекта:
- вида конструкции, ее параметров – размеров, массы , формы, назначения;
- удаленности строительного объекта от производителей ЖБИ;
- технических возможностей исполнителя (необходимой техники, кадров);
- климатических условий (оценка возможности использовать прогрев монолитных конструкций);
ограничений по срокам, стоимости возведения объекта.
О дефектах, явных и неявных
Иногда в приобретенную партию попадают изделия с явными дефектами. Некоторые из этих дефектов легко устранимы и не могут повлиять на качество изделий, некоторые – неустранимы и носят «летальный» характер. Иногда дефекты имеют фабричное происхождение, иногда они возникают при самовывозе изделий в результате их некорректной транспортировки.
Если изделие внешне не разрушено, а присутствуют лишь небольшие сколы, то они достаточно несложно устраняются путем их заделки цементно-песчаным раствором или специальными ремонтными смесями. Если же дефект серьёзен (смещение арматурного каркаса, неверная анкеровка закладных деталей и монтажных петель, тонкий защитный слой бетона), то подобные изделия подлежат возврату производителю и последующей замене. Но, как правило, подобные дефектные изделия выявляют на ещё стадии приемки техническим контролем и если они и выходят за пределы завода, то исключительно как некондиционные.
Некоторые заводские дефекты (например, сетка поверхностных тонких трещин на плите перекрытия) не носят «летального» характера и не влияют на надёжность и несущую способность изделия. Подобные дефекты устраняют в процессе монтажа изделий.
Для каких работ нужно проектирование бетонных и железобетонных конструкций
Проектирование требуется для любых видов работ, где будут задействованы бетонные и железобетонные конструкции:
- строительство нового здания, которое полностью или частично состоит из бетона и стали;
- реконструкция существующих объектов, когда проводятся работы по изменению параметров здания, замена и восстановление несущих конструкций;
- другие виды работ, если требуется оценка состояния конструкций, разработка вариантов их усиления.
Расчеты и рабочая документация на конструкции нужны подрядчику, собственнику здания для последующей эксплуатации.
На основе железобетонных конструкций проектируется множество специальных объектов — мосты, тоннели и т.д.
Монтаж железобетонных конструкций
— комплексный процесс, состоящий из ряда простых процессов: структура и последовательность выполнения которых зависит от вида монтируемых конструкций, применяемых в проекте стыков и способов монтажа. В общем виде комплексный процесс монтажа состоит из следующих процессов: подготовки элементов к монтажу; укрупнительной сборки; строповки элементов, подъема и перемещения их к месту установки; установки, временного закрепления, выверки и окончательного закрепления элементов (сварки и заделки стыков).
Подготавливают элементы конструкций к монтажу заранее, для чего очищают и выверяют монтажные элементы и выправляют стальные анкеры, раскладывают монтируемые элементы в зоне действия монтажного крана в положении, наиболее удобном для монтажа. На монтируемых элементах устанавливают и закрепляют необходимые приспособления (фиксаторы, оттяжки и т: п.). Наносят или восстанавливают установочные риски на монтируемых элементах — центры тяжести, положение мест строповки.
Обстраивают монтируемые элементы монтажными подмостями и лестницами. Перед подъемом усиливают те элементы, относительно которых имеются указания в проекте.
При подъеме элементов необходимо соблюдать следующие требования:
в процессе строповки должно быть полностью исключено случинное отцепление элементов. Всегда следует применять автоматические и полуавтоматические стропы и захваты.
<?php include(‘reklama/adsense/adsense_gor_468-60.php’); ?>
Принятый способ строповки должен обеспечивать подачу элементов к месту установки в положении, близком к проектному. Поднимать элементы, масса которых близка к максимально допустимому для применяемого типа крана, необходимо в два этапа: вначале монтируемый элемент поднимают на высоту 20—30 см, чтобы проверить устойчивость крана и надежность тормозов, затем продолжают подъем элемента ил требуемую высоту.
Поднимаемые элементы необходимо удерживать от вращения одной или двумя оттяжками. Правильность установки монтируемых элементов выверяют путем совмещения рисок на монтируемом элементе и основании, а также проверкой отвесом вертикальности и нивелиром положения на высоте. Выверку осуществляют в процессе установки краном элемента в проектное положение или с помощью специальных приспособлений после установки элемента и временного закрепления. Выверку производят одновременно с установкой конструкций.
До освобождения крюка крана монтируемые элементы временно закрепляют, что обеспечивает устойчивость элементов при воздействии на них ветровых и монтажных нагрузок. Загружать смонтированные железобетонные конструкции полной нагрузкой можно только после того, как бетон достиг в стыках проектной прочности.
Монтируют конструкции раздельным или комплексным методом.
При раздельном методе монтажа определенные конструкции устанавливают одним или несколькими кранами за несколько последовательных проходок.
При комплексном методе монтаж всех конструкций выполняют на каждой секции (ячейке) за одну проходку крана.
При раздельном методе длина проходок крана увеличивается, однако достигается четкая последовательность работ, упрощается выверка элементов, создаются условия для специализации кранов И более эффективного использования их грузоподъемности.
Понятие железобетон
В середине XIX века начали патентовать железобетонные конструкции. И спустя более 150 лет можно сказать, что данный материал существенно претерпел изменения. И его процесс изменения движется до сих пор.
Основные виды арматуры железобетонных конструкций
В строительстве на сегодняшний день бетон армируют не только для увеличения прочности на растяжение, но и для уменьшения веса конструкции. Кроме стандартного армирования, используют напряженные конструкции из железобетона. Их производят путем растяжения арматуры с одновременным сжатием бетона.
Предварительному напряжению подвергают большие конструкции. Например, плиты перекрытия, у которых увеличена нагрузка на растяжение.
Плюсы и минусы жб плит и конструкций
Плюсы
Если говорить о достоинствах данных конструкций, то это:
- — увеличенный срок эксплуатации. Из-за того, что арматура находится внутри бетона, вся конструкция будет обладать долговечностью. И атмосферные перепады давления на железобетон не действуют;
- — прочностные качества со временем увеличиваются, а не уменьшаются;
- — при возведении фундамента есть возможность выполнить их самостоятельно. Для этого вам понадобится опалубка, а в ней металлический каркас из арматуры. Все это заливается бетонным раствором и фундамент готов;
- — стойкость против открытого огня. Железобетонные конструкции отлично противостоят пожарам. Для увеличения огнестойкости в состав бетонной смеси добавляют шамот, базальт и шлаки;
- — сейсмическая устойчивость. Благодаря своей монолитной конструкции, железобетон отлично противостоит сейсмическим колебаниям;
- — высокие качества эксплуатации. Т.е. из железобетона можно выполнить любую конструкцию различной формы;
- — приемлемая стоимость. Если учесть материалы, которые необходимы для создания железобетона, то получится вполне доступная за перекрытие цена.
Минусы
К недостаткам конструкции можно отнести:
- — Относительно большой вес сооружения;
- — Увеличенная звукопроводность и теплопроводность;
- — Возможно растрескивание материала.
Основные виды бетонных и железобетонных конструкций
Железобетонные конструкции можно разделить на три основных типа:
- — Сборные. С их помощью можно механизировать строительство. Такие ЖБИ наиболее популярны;
- — Монолитные. Предназначены для массивных неразделимых фундаментов. Например, гидротехнические здания и сооружения;
- — Монолитно-сборные. Включают в себя как монолит, так и сборные части. Некоторые закладные части для данных конструкций можно соединить между собой не только при помощи бетона, но и путем контактной сварки.
Основные компоненты и производство
Связующее вещество
Изготовление железобетонных конструкций предполагает использование четырех основных компонентов: связующего, наполнителя, арматуры и воды. Кроме того, для улучшения качества материала в сырье часто добавляют модификаторы – вещества, оптимизирующие состав, улучшающие пластичность, ускоряющие отвердение и т.д.
Пропорции смесей для производства раствора
Связующе является одним из наиболее важных компонентов:
В качестве вяжущего материала, отвердевающего после гидратации (взаимодействия с водой) обычно используется портландцемент. Для него характерны высокие показатели прочности и вполне доступная цена.
Наиболее распространенные марки цемента
Однако в ряде случаев от конструкции требуются повышенные механические характеристики. При этом может быть задействован более высокомарочный цемент (М600 – М800). Однако следует помнить, что использование подобных составов существенно удорожает конструкцию. Кроме того, после застывания такие изделия хуже поддаются обработке.
Наполнитель
Вторым по важности компонентом является наполнитель. И если для строительного бетона без внутреннего армирования могут применяться самые разные материалы, вплоть до вспененных полимеров, то при производстве ж/б конструкций обычно задействуются только те вещества, которые обеспечат составу высокую плотность и прочность
Наполнители разного размера
Их можно условно разделить на несколько групп, которые приводятся в таблице ниже:
| Группа наполнителей | Примеры и характеристики |
| Природные материалы | Наиболее часто применяемая группа. К ней относятся различные пески, гравий, щебень и т.д. Как правило, при заливке армированного бетона используются заполнители, полученные путем дробления отходов плотных горных пород — кварцитов, гранитов и т.д. |
| Искусственные материалы | Производятся путем совместной обработки природного сырья и синтетических компонентов. Для изготовления железобетона искусственные заполнители задействуются очень редко, исключение составляет лишь чугунная дробь для укрепления высокопрочных монолитных конструкций. |
| Отходы производства | Шлак, зола и т.д. Обычно не обладают достаточной прочностью, потому используются в качестве добавок. |
Металлическая дробь для особо прочных конструкций
При выборе наполнителя обычно придерживаются таких правил:
- Для производства бетона марки М400 и ниже используется гравий, для более прочных материалов – щебень.
- И щебень, и гравий перед внесением в состав подвергают фракционированию – разделению в соответствии с размером частиц. Использование материалов одной фракции способствует повышению однородности состава и улучшению его свойств.
- При расчете механических характеристик нужно учитывать, что прочность каменного заполнителя должна быть примерно в 1,5 – 2 раза выше, чем прочность цементного состава.
Арматурный каркас
Наконец, важным элементом является арматурный каркас:
- Для улучшения механических характеристик материала используется стальная арматура – проволока, прутья, трубы или другие элементы, соединенные в каркасы определенной формы. Конфигурация каркаса определяется очертаниями и габаритами самого сооружения, а также расчетными требованиями по прочности.
- Инструкция допускает как сварное соединение элементов каркаса, так и связывание их использованием специальной проволоки. Второй метод является менее надежным, однако его проще реализовать самостоятельно, потому он широко используется в частном строительстве.
Фото скобы для вязки арматуры
По особенностям закладки арматуру разделяют на напряженную и ненапряженную. Напряжением арматуры называют ее предварительно растягивание с помощью специальных устройств: после полимеризации бетона такой каркас сохраняет упругость, и его способность компенсировать нагрузки многократно повышается.
Устройство для предварительного напряжения каркаса
Производство ЖБИ
В состав бетона входят вода, цемент и песок или щебень. Вода и цемент — это активные компоненты бетона. Они взаимодействуют друг с другом, образуя цементный камень и скрепляя зёрна заполнителей в клейкую смесь. Цемент химически не взаимодействует со щебнем и песком, поэтому заполнители являются инертными материалами. Величина зерён заполнителя, начиная со щебня горных пород или известняка и заканчивая мелким речным песком, значительно меняет свойства и структуру бетона.
Арматурный каркас железобетонного изделия изготавливается из стальных прутков или пучков проволоки. В составе ЖБИ выделяют монтажную и рабочую арматуру. Рабочую арматуру устанавливают в низ изделия. Монтажной арматурой формируется готовый «скелет» изделия, придающий ему необходимую жёсткость и прочность
А это важно для изделий, работающих на изгиб: балок, плит перекрытий, опорных блоков фундамента. На монтажной арматуре крепят стержни рабочей арматуры, фиксируют и закрепляют закладные элементы и петли
Железобетонные изделия из напряженного бетона
В строительстве также применяется такая разновидность железобетона, как напряжённый железобетон. При заготовлении железобетонного изделия арматуру в бетоне слегка растягивают или сжимают, и она застывает в таком положении. Это делается вот для чего. Как правило, перекрытия из бетона и несущие балки всё время подвержены давлению на изгиб. Изогнуть железобетонную конструкцию стремятся её собственный вес, вес размещённых на ней предметов и нагрузка от стен на каркас сооружения. Если не предпринимать никаких мер, то постоянное воздействие на растяжение и изгиб конструкции может серьёзно её ослабить и в итоге уменьшить долговечность несущей балки и плиты перекрытия, что недопустимо. Для этого арматуру в процессе изготовления ЖБИ искусственно «напрягают», сжимая или растягивая её в сторону, противоположную предполагаемой нагрузке. Реальная нагрузка в итоге будет гаситься искусственным напряжением, и конструкция будет пребывать в нейтральном состоянии, испытывая лишь незначительное воздействие.
Как уже говорилось, конструкции, работающие на изгиб (перемычки, балки и плиты перекрытия), производят из напряжённого железобетона. Бетон заливают в подготовленную форму, в которой должны быть установлены на специальные упоры стальные стержни. Натяжение арматурных стержней производят домкратами или предварительно разогрев стальную деталь электрическим током. После натяжения арматуру фиксируют в таком состоянии на бортоснастке формы, где заливают бетон.
Бетон в формы заливают на специальных стендах либо на специальном конвейере способом роликового формования или прокатом. Залитую смесь уплотняют вибрирующим уплотнителем, затем подают в специальные тепловые камеры. В тепловой камере бетон быстро затвердевает, где методом пропаривания при температуре 80-95 градусов Цельсия в течение 8-12 часов железобетонное изделие набирает 65-75 % паспортной прочности. Сушка в естественных условиях дала бы такой результат лишь по прошествии 28 дней твердения. После затвердевания изделия напряжённую арматуру отсоединяют от фиксаторов на стенках формы. Арматурные стержни немного ужимаются по длине, передавая напряжение на прилегающие к стержням слои бетона.
Производство ЖБИ цилиндрической формы
Железобетонные изделия цилиндрической формы производят способом центрифугирования. Для этого устанавливают полуформу на стенд центрифуги, внутрь полуформы укладывают металлические стержни (иногда в напряжённом состоянии), на которые навивают стальную проволоку для получения каркаса. Далее ложковый бетонораздатчик заливает бетон по всей длине полуформы, которую накрывают другой полуформой, затем включают центрифугу. Под действием центробежной силы бетон скапливается у внешнего ограждения формы, а затем, меняя частоту вращения центрифуги, уплотняют залитую бетонную смесь, получая готовую форму.
Что Такое железобетонный- Значение Слова железобетонный
Морфологические и синтаксические свойства
| падеж | ед. ч. | мн. ч. | |||
| муж. р. | ср. р. | жен. р. | |||
| Им. | железобето́нный | железобето́нное | железобето́нная | железобето́нные | |
| Рд. | железобето́нного | железобето́нного | железобето́нной | железобето́нных | |
| Дт. | железобето́нному | железобето́нному | железобето́нной | железобето́нным | |
| Вн. | одуш. | железобето́нного | железобето́нное | железобето́нную | железобето́нных |
| неод. | железобето́нный | железобето́нные | |||
| Тв. | железобето́нным | железобето́нным | железобето́нной железобето́нною | железобето́нными | |
| Пр. | железобето́нном | железобето́нном | железобето́нной | железобето́нных | |
| Кратк. форма | железобето́нен | железобето́нно | железобето́нна | железобето́нны |
железобето́нный
Прилагательное, относительное, тип склонения по классификации А. Зализняка — 1*a.
Корень: -желез-
; интерфикс:-о- ; корень:-бетон- ; суффикс: ; окончание:-ый .
Семантические свойства
Значение
- связанный, соотносящийся по значению с существительным железобетон ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
- сделанный из железобетона ◆ ― Очень просто. С комбината железобетонных изделий. Я действовал на психологию. )
- перен., разг. имеющий твёрдый характер; непреклонный, суровый (о человеке, характере) ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
Гипонимы
Родственные слова
| Ближайшее родство |
| Список всех слов с корнем «желез⁽ʲ⁾-» |
|
| Список всех слов с корнем «-бетон-» |
|
| Английскийen: (атриб.) Немецкийde: |
CC 2011-2018 . Копирование запрещено.
Характеристики
Говорить о свойствах железобетона в целом практически невозможно: очень разные технические характеристики у этого материала. В целом всем видам свойственны высокая долговечность и низкая стоимость.
Без сомнений, очень привлекательна для архитекторов способность жидкого бетона принимать любую форму – это позволяет разнообразить строительные работы.
К главному недостатку любой железобетонной конструкции относят невысокую прочность при изрядной массе. В крупных наземных сооружениях большую часть нагрузки составляет масса самого железобетона.
К главным критериям выбора относят следующие характеристики.
- Средняя плотность – рассчитывается как сумма массы каркаса и бетона в 1 куб. м. При этом учитывается, каким способом был уложен бетон – с вибрированием или без вибрирования. Маркируется буквой D, после которой указывается плотность – 2200, 2000 и так далее.
- Прочность – классы бетона определяются по прочности на осевое сжатие – давление на куб с размером ребра в 150 мм, и на осевое растяжение. Классификация разная для тяжелых, мелкозернистых и легких бетонов.
Для тяжелых, например, соотношения выглядят следующим образом.
Таблица соотношения прочности бетонов
- Морозостойкость – определяется по количеству циклов замораживания и оттаивания при насыщении водой. Условие: снижение прочности при этом должно быть не более, чем на 15%. Для бетонов разной плотности показатели различны. Классы для тяжелых бетонов: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.
- Классы по морозостойкости легких бетонов: F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.
- Ячеистые и пористые бетоны выделяют в отдельную категорию: F15, F25, F35, F50, F75, F100.
Это свойство востребовано не только при строительстве в регионах с тяжелыми климатическими условиями, но и с умеренными в тех случаях, когда наружные железобетонные конструкции не имеет защитного или декоративного слоя.
Водонепроницаемость – это показатель максимального давления воды, при котором сквозь образец не просачивается вода. Классы бетона по этому признаку следующие: W2, W4, W6, W8, W10, W12.
Особенности конструкций
Железобетонная конструкция нашла применение в строительстве жилых зданий, производственных сооружений и инженерных построек. Наиболее часто применяют сборный железобетон, но встречается монолитный и сборно-монолитный. Чтобы получить изделие наименьшей массы, насколько это позволяет технология, снизить расходы на оплату труда и материалы, для железобетонных конструкций применяют качественный бетонный раствор и арматуру высокой прочности.
Основные виды железобетонного изделия применяются в строительстве, где температурный режим не превышает пятидесяти градусов по Цельсию и не опускается до минус семидесяти градусов. Железобетонными конструкциями пользуются чаще стальных или каменных в случае возведения следующих объектов:
аэродромы;атомные реакторы;бункера;дымовые трубы большой высоты;различные массивные сооружения;здания складского назначения;дороги;фундаменты;морские сооружения;заводские постройки.
Часто ЖБИ являются основой конструкций промышленных объектов и жилых домов.
В железобетонных конструкциях следующие преимущества:
прочность, которая со временем только увеличивается;долговечность;стойкость к воздействию огня;относительно допустимая цена;возможность собственноручного изготовления;стойкость к сейсмической активности;возможность железобетона принимать различные архитектурные формы.
К недостаткам относятся:
Инструменты и материалы для производства
Оборудование для промышленного изготовления сборных железобетонных блоков описано в таблице:
| Наименование типа производства | Характеристика |
| Поточные линии | Состоят из замкнутых конвейеров и теплогенерирующих устройств |
| Поточно-агрегатные модули | В состав входят конвейерная стальная лента, вибропрокатное оборудование, устройства для приготовления и подогрева бетонной смеси |
| Стендовое | Процесс выполняется на недвижимых специальных стендах |
Перечень материалов для изготовления продукции из железобетона для последующей сборки сведен в таблице:
| Наименование | Тип, марка | Характеристика |
| Бетонные растворы | Сверхлегкие, плотность меньше 600 кг/м3 | Для создания декора |
| Легкие, плотность свыше 600 кг/м3 | Материал легких построек | |
| Тяжелые, плотность от 1800 кг/м3 | Средство для стенных блоков и перекрытий | |
| Сверхтяжелые, плотность больше 2700 кг/м3 | Материал несущих элементов | |
| Металл для арматуры | 25ГС, 15ГС2, 30Г2 | Применяются в каркасах для небольших нагрузок |
| 30ГСХТ, 25ШЦГС, Ст50 | Армируются плиты, подвергающиеся высоким нагрузкам |
Способы монтажа сборного каркаса
Наиболее надежной технологией возведения зданий этой разновидности является рамная. Железобетонный каркас, собранный по такой технологии, представляет собой жесткую долговечную конструкцию. Соединяются колонны и балки в таких остовах путем сварки металлической арматуры.
В рамно-связевых каркасах ЖБ-рамы воспринимают только вертикальные нагрузки. Горизонтальные в таких конструкциях приходятся на перекрытия. Последние, в свою очередь, передают нагрузки на лестничные пролеты. Также в данном случае задействованными бывают поперечные и торцевые стены.
В шарнирно-связевых каркасах нагрузки распределяются так же, как и в рамно-связевых. Единственное, крепления между элементами в данном случае используются не жесткие, а шарнирные.
