Железобетон - это ?

Железобетон — это ?

Что такое железобетон?

Железобетон – искусственный строительный материал, в котором соединены в монолитное целое стальная арматура и бетон. В современном строительстве этот «союз» имеет чрезвычайно широкое распространение, что не удивительно – ведь железобетон обладает большими техническими и экономическими преимуществами по сравнению с другими материалами.

Железобетон – искусственный строительный материал, в котором соединены в монолитное целое стальная арматура и бетон. В современном строительстве этот «союз» имеет чрезвычайно широкое распространение, что не удивительно – ведь железобетон обладает большими техническими и экономическими преимуществами по сравнению с другими материалами.

Сооружения из железобетона огнестойки и долговечны, не требуют специальных защитных мер от разрушающих атмосферных воздействий. Прочность бетона со временем увеличивается, а арматура не поддаётся коррозии, будучи защищенной окружающим её бетоном. Железобетон обладает высокой несущей способностью, хорошо воспринимает и статические, и динамические (в т.ч. сейсмические) нагрузки.

Термин «железобетон» нередко употребляется как собирательное название железобетонных конструкций и изделий (ЖБИ). Из железобетона относительно легко создавать сооружения и конструкции самых разнообразных форм, достигающих большой архитектурной выразительности.

Из чего изготавливают ЖБИ

Цемент и вода являются активными составляющими бетона – в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами. Однако, крупный заполнитель (щебень горных пород или известняка) и мелкий заполнитель (кварцевый, он же речной песок) существенно влияют на структуру и свойства бетона.

В качестве арматуры используются металлические (стальные) прутки или пучки проволок. Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура располагается в нижней части изделий, работающих на изгиб: плит перекрытий, балок, в подошвах фундаментных блоков. Монтажная арматура создает объемный скелет изделия, фиксирует расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель.

Одной из разновидностей железобетона является напряжённый железобетон. За счет применения специальных технологических приемов, в процессе изготовления материалов из напряженного железобетона арматура замоноличивается в бетоне в частично растянутом виде.

Дело в том, что плиты перекрытий и несущие балки в конструкции работают на изгиб. Во-первых, они воспринимают нагрузку конструкции пола (в том числе и собственный вес); во-вторых – нагрузку от бытовых предметов, размещенных на этаже; в третьих – нагрузку, передающуюся от стен на каркас здания. В результате, нижние слои плиты перекрытия или несущей балки находятся в слегка растянутом виде, что отрицательно сказывается на их надёжности.

Если же нижние слои панели или балки в процессе изготовления были искусственно сжаты («напряжённый» железобетон), то под бытовой и конструкционной нагрузкой они будут находиться в нейтральном состоянии. В этом случае напряжение в них будет минимальным, а, значит, и минимальны будут проблемы, связанные с эксплуатацией конструкции.

Как изготавливают ЖБИ

Плиты перекрытий (пустотные и ребристые), перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, плиты дорожных покрытий, детали колодцев и столбы освещения – всё это изделия из железобетона. Очевидно, что каждое изделие имеет характерную для него систему армирования, рецептуру бетона и технологию изготовления.

Плиты перекрытия и перемычки, работающие на изгиб, изготавливают из предварительно напряжённого железобетона. В подготовленную форму на специальные упоры устанавливают арматурные стержни, натягивают их механическим способом (с помощью домкратов) или термомеханически (посредством разогрева электрическим током) и закрепляют в натянутом положении на бортоснастке формы.

Заливка бетонной смеси с последующим виброуплотнением может осуществляться на стендах (с введением пустотообразователей) или на конвейерных линиях, в том числе и способами проката или роликового формования. После этого изделия в формах отправляют на тепловую обработку в специальные камеры. Цель тепловой обработки – ускорение твердения бетона, и через 8-12 часов пропаривания при температуре среды 80-95 C изделие набирает 65-75% своей марочной прочности, эквивалентной 28 суткам твердения в естественных условиях. После того, как изделие затвердело, напряжённые арматурные стержни освобождают от крепления на стенках формы. Стержни частично сжимаются по длине, и напряжение от них передается бетону в изделии – в прилегающих к арматурным стержням областях бетона формируется напряжённое состояние.

Изделия цилиндрической формы (стойки, кольца и т.п.) изготавливают методом центрифугирования. Предварительно в полуформу, размещённую на стенде центрифуги, укладываются арматурные стержни (при необходимости их натягивают), на которые навивается металлическая проволока – формируется каркас изделия. С помощью ложкового бетонораздатчика по всей длине полуформы распределяется бетонная смесь, одну полуформу накрывают сверху другой и включают центрифугу. На первом этапе, бетонная смесь, за счёт центробежных сил, распределяется у внешней ограждающей поверхности цилиндрической формы. На втором этапе, за счёт изменяющейся частоты вращения центрифуги, происходит уплотнение бетонной смеси и формование изделия. Далее изделия (в полуформах или распалубленные) отправляют на тепловую обработку.

Что нельзя делать при монтаже ЖБИ

Любое строительное изделие, в том числе и ЖБИ, рассчитано на определенные нагрузки, превышение которых нежелательно или недопустимо. Для изделий, работающих на изгиб, строительными нормами и правилами установлены нормативно-допустимые нагрузки. Оговоримся сразу, что величина этих нагрузок обеспечивает весьма и весьма значительный запас надёжности и, при корректном монтаже конструкции, разрушение изделия практически исключено.

Каждая строительная конструкция (в том числе и плиты перекрытия) рассчитана на определенные схемы монтажа. Эти схемы известны строителям, а их нарушение может привести к нежелательным последствиям. Очень часто возникает необходимость сделать отверстие в панели перекрытия, и если при его формировании будет нарушена целостность арматурного каркаса панели или, что не менее важно, будут разрезаны арматурные стержни, обеспечивающие несущую способность этой панели, то положительный эффект «преднапряжения» будет практически полностью устранён. Подобная поврежденная панель не будет соответствовать шкале нормативно-допустимых нагрузок.

Если же сделать отверстие в панели все-таки надо, то необходимо предусмотреть консольное закрепление разрезаемых панелей на промежуточную опору (например, на внутреннюю несущую стену или на перемычку) и выполнить обвязку из металлического профиля по периметру вырезанной части плиты с закреплением (резьбовом или сваркой) на этом профиле концов арматурных стержней.

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.

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.
Читать еще:  Чем утеплить дом из пеноблоков снаружи: технология, материалы

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.

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.

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.

Что такое железобетон?

Железобетон — это некий композитный материал. При его изготовлении используют металл совместно с бетоном. Для этого заранее подготовленный стальной каркас заливают в форме раствором. После затвердевания монолита получается продукция, обладающая высокой прочностью и способная противостоять внешним факторам. Монолит стоек по отношению к напряжениям на растяжение либо сжатие.

Что такое железобетон

Свойства железобетона определяются комбинацией достоинств входящих в него материалов. Это искусственно созданный камень, у которого металл внутри противостоит растяжению материала, а бетон — его сжатию.

Преимущества и недостатки

Достоинства монолита определены его характеристиками. Железобетон:

  • долговечен;
  • он устойчив к высоким температурам;
  • химически инертен;
  • отличается технологичностью в сборке;
  • имеет невысокую стоимость.

Присутствуют и определенный недостаток: относительно невысокая прочность, спровоцированная скоростью изготовления.

Где применяется железобетон

Рассматривая области применения железобетона, стоит отметить, что продукцию ис­поль­зу­ют при возведении зда­ний, гид­ро­тех­ни­че­ских сооружений, транс­порт­ных коммуникаций, проведении инженерных магистралей. Материал не­за­ме­ним в качестве сооружения фун­да­мен­тов для опоры вы­сот­ных конструкций.

Виды железобетонных конструкций

Монолитные

Такие изделия используют для сооружения монолитных конструкций. Они распространены в качестве элементов различных зданий. Бетонная масса закрывает целиком армирование, поэтому отсутствуют любые соединения. Благодаря такому составу существенно ускоряются этапы строительства, конструкции приобретают пространственную целостность, они максимально долговечны. Для монолита присуща простота изготовления, небольшие траты на его создание.

Среди недостатков следует отметить возможность усадки, провоцирующую развитие трещин, высокую плотность материала, его слабую изоляцию от шумов. Монолит заливают прямо на стройплощадке, из-за чего невозможно получать продукцию при отрицательной температуре.

Сборные ЖБИ

Так именуют готовые заводские изделия, поставляемые на стройку для дальнейшего сбора требуемой конфигурации. Отличная производительность при использовании таких изделий привлекает потребителей. Именно сборные ЖБК позволяют строить быстро и продуктивно. Изделия универсальны, их используют при выполнении разных работ. Единственный минус — большой вес.

Эти конструкции необходимы для перекрытий производственных помещений, сооружений культурного назначения. Они имеют форму прямоугольной конструкции, снабженной решетками. Перевозят такие ЖБИ вертикально. Фермы прочные, жесткие, устойчивы к сильным холодам. При строительстве требуется аккуратность, поскольку их нужно монтировать, выполняя точные расчеты. Перед монтажом проверяют качество продукции, соответствие ее размеров, готовят бетонные опоры для установки.

Балки и ригели

Транспортируют такие изделия также вертикально. Ригель — это горизонтальная опора, к которой пристраивают иные несущие элементы. Главная его задача — равномерное распределение нагрузки от стропил на балки. Последние являются элементом, основная функция которого — принятие изгибающего усилия. Оба изделия используют при монтаже фундаментов либо покрытий.

Читать еще:  Арболит своими руками в домашних условиях - пропорции

Изделия необходимы при возведении любых строительных объектов на сильно неустойчивой почве. Сваи обеспечивают прекрасную стойкость к химическим веществам, они не боятся коррозии, обладают водонепроницаемостью, не изменяют свои характеристики при сильной жаре или морозе.

Сваи легко устанавливать, они являются частью максимально прочных, долговечных оснований. Изделия выпускают монолитными либо сборными, доставляют на место готовыми или выполняют заливку бетона непосредственно на стройке. Встречаются набивные конструкции, буронабивные или забивные. Внутреннее строение содержит арматуру, которую располагают продольно, продольно-поперечно. Ее сечение встречается круглым либо квадратным. По сферы применения такие изделия различаются определенными характеристиками: прочностью, несущей способности, возможностью противостоять различным средам.

Так именуют специальные элементы, задача которых — усиливать каркас сооружения. Изделие является дополнительной опорой на разных объектах строительства зданий, его используют, чтобы крепить ригели, лотки и балки, арки и прогоны. Сборные колонны выполняют из тяжелых марок бетона. Для арматуры применяют специальные конструкции. Чаще железобетонные колонны применяют для усиления промышленных, одноэтажных бытовых зданий, многоэтажных строений. Они помогают распределить равномерно нагрузку, получаемую от перекрытий, а также иных несущих конструкций.

Объемные блоки

Такие конструкции используют при строительстве разнообразных зданий. Они являются практически готовыми к установке строительными деталями, обладающими тонкостенной прямоугольной формой, полой внутри, а также специальными проемами, в которые монтируют окна с дверями. Изделия могут иметь утеплительные, а также изоляционные добавки в виде панелей.

Все объемные блоки — это пространственные конструкции, изготавливаемые в производственных условиях. Они обладают заранее заданными параметрами прочности, жесткости, а также устойчивости. Применяя на практике объемно-блочный метод строительства, специалистам удается существенно уменьшить количество монтажных элементов, снизить перечень операций при сооружении объекта, сделать блоки, имеющие габариты готового помещения (что обеспечивает высокое качество), значительно понизить трудоемкость выполняемых работ.

Санитарно технические кабины

Так именуют монолитные изделия, выполненные в формате готовой конструкции санузла. Подобные кабины популярны при возведении жилых либо общественных сооружений. Их конструкция состоит из объемного блока, снабженного плитой перекрытия. Обычно делают раздельный санузел, в который монтируют специальные приспособления для вентиляции помещения.

Сборно-монолитные ЖБИ

Такие конструкции выполняют на заводе, собирая воедино отдельные элементы в общее целое непосредственно на объекте. Впоследствии детали делают монолитными, заливая все соединения бетоном. Это гарантирует жесткую связку входящих в конструкцию узлов.

Заключение

Любые железобетонные изделия активно используются строителями. Сочетание входящих материалов — оптимальное решение для реализации всевозможных проектов. Основная задача специалистов — подобрать для конкретного сооружения идеальный вариант железобетонного изделия, точно подходящего по параметрам.

Железобетон — это. Понятие, определение, производство, состав и применение

Одним из самых популярных строительных материалов является железобетон. Это прочные плиты, которые применяются в ходе строительства высотных зданий. Материал способен выдерживать значительные нагрузки. Он не подвержен разрушительному влиянию внешних неблагоприятных факторов. Особенности железобетона, технология его производства и применение будут подробно рассмотрены в статье.

Общее определение

Железобетон – это комплексная конструкция, созданная из бетона и стальных прутков. Они работают совместно, создавая прочный, долговечный материал. Бетон является искусственным камнем. Он хорошо выдерживает нагрузки на сжатие, но плохо реагирует на растяжение. По этой причине балка, изготовленная из бетона, при изгибе легко разрушается. В сжатой зоне потенциал этого материала огромен.

Каким строительным материалом является железобетон? Это более совершенный вариант искусственного камня из бетона. Он приобретает совсем иные качества, если в его растянутую зону уложить до застывания стальные прутки. В этом случае арматура будет принимать на себя такое усилие. Сжимающие нагрузки на себя принимает бетон. Его работой на растяжение в этом случае пренебрегают.

Железобетон – прочный материал, который выдерживает большие нагрузки. Этого удается достичь благодаря наличию в структуре материала не только продольной, но и поперечной арматуры. Такие вертикальные стержни способны выдерживать растягивающие напряжения ближе к опорам.

В составе железобетона все армирующие металлические прутки соединяются при помощи точечной сварки, в результате чего образуется прочный каркас.

Площадь сечения поперечных и продольных стержней определяется в ходе расчетов нагрузок, а способ объединения таких элементов в каркас, а также количество таких армопоясов зависит от удобства сварных работ, укладки цементного раствора и прочих факторов.

Сцепление арматуры с бетоном является важным условием для совместной работы этих двух материалов. Оно обеспечивается следующими факторами:

  1. На поверхности стальных стержней есть специальные выступы.
  2. В процессе создания стальной конструкции на пересечении арматуры стержень одного типа служит анкером для изделия иного направления.
  3. Обжатие прутков производится цементным раствором в процессе его заливки путем усадки.

Типы изделий

В ходе различных строительных работ применяется представленный материал. Железобетон выпускают в двух основных вариациях:

Плиты, в отличие от балок, имеют большую ширину и меньшую высоту поперечного сечения.

Стальная арматура, которая входит в состав железобетона, отличается высокой прочностью. Поэтому этот материал становится целесообразно применять не только в растянутых, но и в сжатых элементах. Например, это могут быть колонны. Наличие в таких конструкционных элементах арматуры позволяет уменьшить их поперечное сечение. Если же колонна состоит только из бетона, она будет гораздо толще и, соответственно, тяжелее.

Такая особенность материала позволяет снизить стоимость строительных работ, повысив их качество. Даже при случайных эксцентриситетах продольных сил и нагрузках поперечного типа получается сохранить целостность изделия или строения. Это делает материал надежным и долговечным.

Арматура в железобетоне позволяет применять материал в виде панелей при высотном строительстве. Если раньше для изготовления таких панелей применяли бетон марки М100-М200, то сегодня используется цемент М400-М500. Для создания колонн нужен материал марки М900.

Арматура защищена от коррозии слоем бетона. Поэтому плиты и балки применяются для уличного монтажа, например линий электропередач, панельных домов. При строительстве объектов, которые будут подвержены высоким нагревам, применяется жаростойкий железобетон. Он изготавливается из термостойкого цемента и горячекатаной арматуры.

Преимущества и недостатки

Железобетон – это современный, надежный материал.

У него есть как достоинства, так и недостатки. К преимуществам железобетона относится:

  1. Долговечность. При правильном расчете нагрузки и эксплуатации конструкции в условиях, установленных производителем, материал служит неопределенно долгое время. При этом его несущая способность не снижается.
  2. Меньший вес. Чтобы добиться таких же показателей прочности, конструкция из монолита должна иметь массу в 5 раз больше. Поэтому вес железобетона гораздо меньший, что позволяет снизить затраты на строительство.
  3. Огнестойкость.
  4. Надежность. Хорошо сопротивляется статическим и динамическим нагрузкам.
  5. Приемлемая стоимость. В процессе строительства и эксплуатации объекта из железобетона расходы будут максимально низкими.

Есть у представленного материала и недостатки. Стоит отметить, что хоть вес железобетона значительно меньше, чем у изделий из чистого бетона, весит он все равно довольно много. Поэтому в ходе современного производства стали применять легкие заполнители. Также строители предпочитают тонкостенные и пустотелые конструкции, выбирая при этом рациональную форму конструкционных элементов.

Железобетон может покрываться трещинами. До определенного момента это обстоятельство не снижает несущую способность материала.

Кроме того, бетон обладает повышенной звуко- и теплопроводностью. Поэтому в ходе строительных работ требуются дополнительные затраты на создание слоя утеплителя и шумозоляции.

Еще одним недостатком представленного материала является невозможность контроля в процессе производства железобетона армирования изделия. При реконструкции здания усилить конструкцию будет довольно трудно.

Монолитный бетон

Производство бетона и железобетона регламентировано соответствующими стандартами. Это позволяет обеспечить необходимые эксплуатационные качества материала. По способу монтажа железобетон делится на две группы:

  1. Монолитный.
  2. Сборный.

Раньше в ходе строительных работ применяли исключительно монолитные конструкции. Их полностью с нуля создавали на стройплощадке. Они имели точно такое расположение, которое было предусмотрено проектом. Монолитные железобетонные конструкции создаются в несколько этапов:

  1. Установка заготовленных предварительно лесов, форм, которые на них укрепляются. Эти конструкции предназначены для заливки в них цементного раствора. Формы называют опалубками, которые собирают из досок.
  2. Монтаж каркасов из арматуры.
  3. Приготовление цементного раствора и его заливка в опалубку.
  4. Уход за материалом в процессе его отвердения. Поддерживается оптимальный температурный режим, уровень влажности. Это позволяет бетону набрать требуемую прочность. В противном случае на его поверхности появляются трещины, а несущая способность снижается.
  5. Снятие опалубки, освобождение затвердевшего цемента из подготовленной формы по достижении им требуемых прочностных характеристик.

Это довольно длительный процесс, который имеет множество нюансов и тонкостей. В зимнее время строительный процесс требует дополнительных затрат.

Сборные конструкции

Производство сборного железобетона имеет несколько отличительных особенностей. Это наделяет материал особыми преимуществами. В этом случае отдельные элементы, например колонны, плиты, балки и т. д., изготавливают в условиях производства. Затем их транспортируют на стройплощадку. Поэтому все изделия из железобетона, которые производятся на заводе, называют сборными. Это справедливо даже для цельных элементов, которые не состоят из отдельных частей.

Стоит понимать, что фундамент под колонной, залитый непосредственно на стройплощадке, является монолитной железобетонной конструкцией. Но сама колонна – это сборная разновидность материала. Ее привозят на объект и устанавливают на фундамент при помощи крана.

Существует два способа соединить сборные конструкции на месте строительства:

  1. Из конструкционных элементов выступает арматура. Стык на месте соединяют при помощи бетонного раствора. Когда он отвердеет, место соединения приобретает свойства монолитной конструкции.
  2. В сборных элементах при производстве предусматривается наличие закладных стальных элементов для фиксации. Они выступают на поверхности. Такие фиксаторы надежно закреплены в бетоне и имеют приваренные анкеры. При сборке конструкции применяется сварка. После этого места соединений тоже заливают бетоном. Это защищает закладные элементы от коррозии.

Преимущества сборных конструкций

Существует несколько преимуществ применения сборного железобетона. Эта методика более современная. При использовании этой технологии оборачиваемость опалубки резко увеличивается. Она применяется многократно, что позволяет экономить лесоматериалы. Если железобетонные конструкции применяются при массовом заводском изготовлении, в ходе производства используют не деревянные, а металлические опалубки.

Ускорение оборота форм для производства достигается путем ускорения процесса отвердения бетона. Изделия пропаривают или применяют быстро отвердевающие цементные растворы.

При использовании сборных железобетонных конструкций значительно сокращается срок строительных работ. Этого удается достичь благодаря совмещению разных работ во времени. Это объясняется заблаговременным изготовлением всех конструкционных элементов. Их монтаж производится при помощи строительных кранов. Эта процедура может проводиться практически в любое время года.

При этом в процессе применения сборного железобетона активно используется механизация. Можно создавать конструкционные элементы с предварительным напряжением. Это повышает качество и долговечность изделий из железобетона. Снижается трудоемкость процесса и расход материалов.

Читать еще:  Гидротехнический бетон - что это такое?

Преднатяженный материал

В ходе производства изделий из железобетона может применяться метод создания преднатяженного материала. В некоторых случаях образование трещин в месте растяжения недопустимо. Это требование выдвигают при создании резервуаров, конструкций, которые будут подвергаться воздействию агрессивных сред, и другого.

Чтобы исключить вероятность появления трещин в месте растяжения, изготавливают конструкции, которые были предварительно напряжены. При эксплуатации снижается вероятность появления трещин, деформаций. Это повышает безопасность эксплуатации систем.

Технология производства железобетона преднатяженного типа предполагает создание значительного давления и сжатия в зоне растяжения. Так получаются круглые заготовки, изделия, на поверхности которых нет трещин. В конструкции применяется предварительно растягиваемая прочная арматура. Это увеличивает трещиностойкость, жесткость.

Стоит отметить, что применение в конструкции высокопрочных стальных стержней позволяет снизить стоимость изделия. Дело в том, что цена такой арматуры снижается с возрастанием ее показателя прочности. Но применять ее можно только в конструкциях с преднатяжением.

Преднатяжение бетона может осуществляться двумя способами:

  1. Натяжение арматуры на специальные упоры.
  2. Натяжение непосредственно на бетон.

В первом случае при помощи гидравлических домкратов арматура натягивается на упоры до определенного напряжения. Этот показатель не должен превышать установленный предел упругости. Арматура закрепляется концами в упорах. Дальше на подготовленный каркас выкладывают цементный раствор. Арматура остается натянутой до того момента, пока бетон твердеет. Далее концы арматуры высвобождают из упоров. Она стремится занять первоначальное положение, обжимая при этом бетон.

Если применяется горячекатаная сталь, ее не натягивают домкратами, а нагревают. Для этого по металлу проходит электрический ток. Нагретые стержни прочно фиксируются в упорах. Их заливают бетоном и отпускают только после отвердения раствора.

Натяжение на бетон

Арматура может натягиваться уже после отвердения бетона. Для этого в растворе оставляют каналы. Они остаются и после отвердения смеси. Стержни заводят в каналы. Для этого применяется горячекатаная арматура. Такие прутья натягивают домкратом при помощи реактивной передачи. Это позволяет создать обжатие бетона.

Когда необходимое усилие будет достигнуто, арматура фиксируется в таком положении. Оборудование отключают, но в бетоне натяжение арматуры сохраняется. Канал впоследствии заполняют под давлением цементным раствором.

Обработка материала

В ходе строительных или ремонтных работ может потребоваться резка железобетона. В подобном случае применяется специальное оборудование. Это алмазные буры, которые позволяют создать дверные или оконные проемы. В некоторых случаях резка железобетона применяется с целью демонтажа перегородок. Так при ремонте создают квартиры-студии.

Железобетон — характеристики, разновидности и сферы применения

Появление железобетона как материала, состоялось очень давно — в 19 веке. Его создателем был Ж. Монье. Он был простым садовником, и не имел никакого отношения к строительству или сооружению каких-либо конструкций. Однажды ему понадобилось усовершенствовать деревянные кадки для растений. Он решил сделать их из бетона, но по мере роста, корни просто разрушали емкости. Тогда ему пришла мысль вложить в бетонную кладку металлический вкладыш. Это сделало изделия значительно крепче.

Теперь подробно разберемся с тем, какие особенности имеет железобетон, каких он бывает видов, и какие имеет параметры.

Что такое железобетон в современном строительстве?

Железобетон представляет собой композитный продукт. Он производится из арматуры и бетона. Объединяя два этих материала, получается компенсировать их недостатки. Параметры железобетона значительно лучше параметров простого каменного раствора.

Главной проблемой бетона является низкая стойкость к нагрузкам по типу растяжения. Испытывая их, он может очень быстро разрушаться и давать трещины. Арматура хорошо справляется с растяжением, но плохо переносит сжатие. Железобетон может работать под нагрузками обоих видов, сохраняя при этом форму и свойства.

Если вы хотите узнать больше подробностей о создании железобетона, посмотрите этот ролик:

Виды материала

Железобетон различается по типам изготовления:

Монолитный железобетон производится прямо на площадке. Самый простой и очевидный пример монолитного железобетона — это фундамент. Как он делается? Вырывается траншея, либо котлован. Затем укладывается арматурный каркас. Он заливается бетоном, который застывая, превращается в камень. Надежность и прочность фундамента зависит от того какая арматура была использована и от марки бетона, которым производилась заливка.

Сборный железобетон — это изделия, которые делаются на заводе. Они заливаются в специальных формах, затем застывают при определенных условиях. После этого они доставляются на площадку заказчику, где уже используются для строительства.

Сборно-монолитный железобетон представляет собой конструкции, сделанные на заводе, которые применяются в качестве опалубки при монолитной заливке бетона на стройплощадке. Такой тип строительства используется на объектах, где нужна максимальная надежность и прочность.

Преимущества и недостатки материала

Основными параметрами, за которые ценится железобетон, является прочность и возможность противостоять разнообразным нагрузкам. Кроме этого нужно выделить также:

  • Долгий срок службы. Арматура и бетонный раствор создают надежную комбинацию, которая способна прослужить несколько десятков лет, постоянно подвергаясь при этом большим нагрузкам.
  • Стойкость к огню. Железобетон не горит, и противодействует распространению пламени.
  • Нейтральность в отношении взаимодействия с другими материалами. Железобетон не выделяет никаких вредных веществ. Благодаря этому он может использоваться для строительства промышленных сооружений в любой области, а также для возведения частных домов. При этом микроклимат будет оставаться благоприятным и безвредным.
  • Материал может принимать любую форму. Нужно только установить каркас нужной геометрии. После этого можно будет заливать бетоном арматуру.
  • Невысокая цена. Монолитный железобетон имеет небольшую цену, поэтому он очень популярен даже в частном строительстве. Сборный железобетон также составляет конкуренцию прочим материалам по стоимости и свойствам.

Среди недостатков материала нужно отметить следующее:

  • Низкая прочность при определенных видах нагрузок. Использовать железобетон нужно только для определенных работ. Его большая масса может сыграть против него.
  • Долгий период изготовления. Как и бетону, железобетону нужно некоторое время, чтобы прошел период застывания.
  • Большой уровень теплопроводности. Материал не дает хорошей изоляции. Для него придется делать хорошую отделку, которая сделает дом теплым.

Несмотря на некоторые недостатки, железобетон является основой современного строительства. Он применяется в строительстве домов, пром. объектов, фундаментов, конструкций, работающих при особых условиях и т. д.

Арматура, из которой делается железобетон

Металлический каркас — это одна их составляющих материала. От нее во многом зависит “гибкость” и прочность готового изделия. Чаще всего арматура размещается там, где происходит наибольшее растяжение.

По своему функционалу, арматура имеет такую классификацию:

Каркас железобетона должен хорошо справляться с различными воздействиями — климатическими и механическими.

Вот какая классификация имеется для внешнего устройства арматурных прутьев:

Как арматура различается по типу изготовления?

Первый тип — это прутья, мотки и стержни, которые производятся по способу горячего проката. Их главное свойство — это упрочнение, в момент взаимодействия с низкими или высокими температурами.

Проволока делается из стали с низким содержанием углерода В1. Она может производиться также из В-П — высокоуглеродистой стали. Последняя применяется для создания напряженного каркаса.

В качестве арматуры может использоваться канатная проволока, витая из 2-3 прядей.

В отдельную классификацию выделяют также напряженную арматуру. Она используется исключительно в сборном железобетоне, поскольку воспроизвести технологию производства на обычной стройплощадке нереально. Суть в том, что арматура закладывается в форму под рабочей нагрузкой. То есть она изначально растянута. В таком состоянии происходит заливка бетонного раствора. Нагрузка на сталь ослабляется только после полного застывания раствора. Когда нагрузка снимается, арматура сжимается. При этом сжимается и бетон. То есть происходит адаптация материала к рабочим нагрузкам. В результате при получении настоящей нагрузки в составе какой-либо конструкции, бетон не треснет и не разрушится.

Данный способ изготовления железобетона на заводах, используется для изделий, которым предстоят работы при больших нагрузках разного типа. Это значительно увеличивает надежность и долговечность материала.

Бетон, из которого делается железобетон

Стальные пруты позволяют увеличить прочность материала при нагрузках. В свою очередь бетон определяет физические и хим. свойства материала. Его способность сопротивляться внешней среде.

Железобетон классифицируется по нескольким параметрам:

  • плотность;
  • тип заполнителя;
  • размер зерна;
  • условия твердения.

По плотности, различают:

  • Сверхтяжелый бетон, с плотностью 2,5 т/кубометр. По большей части такой бетон используется для фундаментов, колонн, бункеров и т. д.
  • Тяжелый — 2,2 т/кубометр. Используется для несущих стен домов и пром. объектов.
  • Облегченный, с плотностью 1,8-2,2 т/кубометр. Такой раствор делается мелкозернистым.
  • Легкий бетон — до 800 кг/куб. метр.
  • Сверхлегкий — до 600 кг/кубометр.

Две последних разновидности относятся к типу пористых растворов и составов с легким наполнителями. Они могут изготавливаться из опилков и с применением пенообразователей.

По заполнителю различают:

  • пористый;
  • с высокой морозостойкостью;
  • с повышенным сопротивлением огню;
  • с добавками, улучшающими стойкость к деятельности микроорганизмов.

По размеру зерна:

  • крупный заполнитель;
  • совмещенный;
  • мелкий заполнитель.

Затвердение может происходить следующими способами:

  • В естественных условиях — монолитный железобетон при заливке фундаментов и основ под будущие постройки.
  • Термовлажная обработка. Такой тип твердения применяется для сборных изделий.
  • Автоклавное твердение.

В зависимости от предстоящих работ, можно легко подобрать нужный тип железобетона с подходящим составом и технологией изготовления.

Для материала очень важна однородность. Чем плотнее и прочнее будет бетон, тем лучшие свойства он обеспечит по всей площади изделия. Чтобы фракции и составляющие бетона лучше распределялись внутри раствора, применяются вибраторы и вибробалки. Они способствуют равномерному распределению, и выходу воздуха из раствора.

Где может использоваться железобетон?

Области применения такого материала соответствуют тому, какие именно свойства от него требуются. В зависимости от вида материала, он может обеспечить высокую прочность, плотность и сопротивление внешним воздействиям. В общем, железобетон применяется для таких работ:

  • подготовка к строительству;
  • укладка тротуаров;
  • стяжка полов;
  • заливка фундаментов разного типа;
  • многоэтажное строительство;
  • строительство пром. конструкций и технических сооружений.

Стоимость железобетона может быть разной в зависимости от изготовителя и ситуации. Его средняя цена примерно равна 3 тыс./кубометр. Но может быть такая ситуация, что вам нужен только бетон, а арматура у вас уже есть. Вы можете самостоятельно заложить каркас в траншеи, и потом просто заказать себе бетономешалку, которая зальет вам фундамент. Однако учтите, что доставка и разгрузка материала оценивается отдельно. Так что общая цена железобетона может увеличиться на 20-30%.

Заключение

Железобетон — это очень популярный строительный материал на современном рынке. С его помощью можно делать надежные сооружения, способные выдерживать большие нагрузки. Материал может изготавливаться как на заводах, так и непосредственно на площадке. Это зависит от проводимых работ и будущего проекта. Железобетон имеет небольшую стоимость, поэтому его применяют в самых разных областях. Это отличное сочетание эффективности и цены.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector