Железобетон
Опубликовано: 16.10.2018
Цементный бетон , как и большинство каменных материалов, хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и в то же время пло¬хо работает на растяжение. Предел прочности бетона при растяжении, как отмечалось, примерно в 8—20 раз ниже предела прочности при сжатии, поэтому в бетон вводят стальную арматуру для восприятия растягивающих усилий. Сочетание бетона со стальной арматурой позволило получить качественно новый строительный материал — железобетон , в котором сжимающие усилия воспринимаются бетоном , а растягивающие — арматурой .
Возможность сочетания бетона со стальной арматурой и совместная их работа в конструкции обусловливаются следующим: 1) сталь и бетон при изменении температуры в интервале от 0° до +80° С имеют практически одинаковые коэффициенты температурного расширения; 2) между бетоном и арматурой возникают значительные силы сцепления, препятствующие скольжению арматуры в бетоне, при этом стальная арматура надежно защищается бетоном от коррозии.
Железобетон
В настоящее время сборные железобетонные изделия широко применяют при монтаже типовых промышленных и гражданских зданий, для строительства крупных сооружений. Так, например, уникальный двухъярусный мост для движения городского транспорта через Москву-реку построен из сборных железобетонных элементов. Широкое применение сборного железобетона в строительстве дает экономию металла и леса, обеспечивает повышение производительности труда и темпов индустриализации строительства, снижает трудовые затраты и стоимость строительных работ, значительно упрощает строительные работы в зимнее время и позволяет повысить качество строительства. К числу недостатков сборного железобетона следует отнести высокую объемную массу элементов, что сказывается на увеличении транспортных расходов, сложность заделки стыков и швов между отдельными элементами.
ПОДВАЛЬЧИК 220 кв.м. литой железобетон. Фундаментная подушка. Бетонный полукруг
В обычно армированном железобетоне под действием внешних нагрузок в растянутой зоне возможно образование микротрещин вследствие малой предельной растяжимости бетона. Так, например, если бетон при предельной нагрузке растягивается на 1—2 мм на 1 м, то сталь растягивается в 5—6 раз больше. При этом в железобетоне микротрещины появляются задолго до разрушения конст¬рукции, что делает нецелесообразным применение высокопрочной арматуры. утилизация компьютерной техники в Московской области Этот недостаток железобетона ограничивает его применение в ряде конструкций, где совершенно недопустимо появление трещин вследствие проникания в бетон агрессивной среды (трубы, резервуары конструкций, работающих в агрессивных средах, и т. п.). Однако избежать появления микротрещин при эксплуатационных нагрузках можно путем предварительного обжатия бетона в зоне, подверженной растяжению. Такое обжатие бетона, достигаемое предварительным натяжением арматуры, способствовало появлению и развитию более совершенного материала — предварительно напряженно-армированного железобетона . Предварительное напряжение, бетона не только ликвидирует опасность образования и раскрытия микротрещин, но и позволяет значительно экономить металл, составляющие материалы, снизить массу конструкций и стоимость строительства.
Сущность предварительного напряжения бетона состоит в том, что, используя силы упругого последствия натянутой арматуры (при условии её прочного закрепления в бетоне), достигают обжатия бетона в той зоне, где эксплуатационная нагрузка может вызвать растягивающие усилия. Благодаря этому в растянутой зоне изделия вначале должны быть преодолены предварительно созданные сжимающие усилия, прежде чем бетон начнет работать на растяжение. Таким образом, в предварительно напряженном бетоне или совсем не возникают растягивающие усилия, или они настолько малы, что не превышают прочности бетона при растяжении. Различают в основном два вида натяжения арматуры : до бетонирования и после бетонирования конструкции. В первом случае арматура предварительно натягивается и концы ее прочно закрепляются в бортах формы изделия. После укладки бетонной смеси и достижения бетоном определенной прочности концы арматуры освобождаются. Арматура вследствие упругости, стремясь вернуться в прежнее ненапряженное состояние и имея прочное сцепление с бетоном, обжимает его. При натяжении после бетонирования конструкции арматура располагается в каналах, специально оставленных в бетоне с помощью пустотообразователей, и после достижения бетоном необходимой прочности она натягивается; концы ее заанкериваются (закрепляются), а каналы замоноличиваются цементным раствором. В данном случае усилия натяжения арматуры передаются на бетон через анкерные устройства на концах конструкции; таким образом, одновременно с натяжением арматуры обжимается бетон. В настоящее время применяют главным образом натяжение арматуры до бетонирования.
Предварительное обжатие бетона достаточно осуществить с напряжением 4,9—5,8 МН/м2 (50—60 кГ/см2), а для напорных труб — до 11,7- МН/м2 (120 кГ/см2) при натяжении арматуры в пределах упругих деформаций до 85—90% от предела текучести стали. Предварительно напряженный железобетон находит широкое применение в промышленности, гражданском, гидротехническом, транспортном и других видах строительства.