Бетон и металл имеют схожие коэффициенты расширения. Благодаря этому целостность железобетонных изделий сохраняется даже при экстремальных температурах.
Что такое ЖБИ: описание, виды, функции
Железобетон — это материал, в котором арматура и бетон соединены в монолитный блок. Это соединение широко используется в современном строительстве, что неудивительно, поскольку железобетон имеет большие технические и экономические преимущества перед другими материалами.
Железобетон — это материал, в котором арматура и бетон соединены в монолитный блок. Это соединение широко используется в современном строительстве, что неудивительно, поскольку железобетон имеет большие технические и экономические преимущества перед другими материалами.
Железобетонные здания огнестойки, долговечны и не требуют специальных мер защиты от разрушительного атмосферного воздействия. Прочность бетона увеличивается со временем, а арматура не подвергается коррозии, поскольку защищена окружающим бетоном. Железобетон обладает высокой несущей способностью и может выдерживать как статические, так и динамические (в том числе сейсмические) нагрузки.
Термин «железобетон» часто используется как собирательный термин для обозначения железобетонных конструкций и изделий. Железобетон позволяет относительно легко создавать конструкции и сооружения самых разнообразных форм и добиваться большой архитектурной выразительности.
Виды ЖБИ
Не все знают, что такое железобетонные изделия. Они различаются по своему назначению, функциональным характеристикам и техническим свойствам. Они могут быть выполнены различной плотности, по количеству используемых смесей (известь, портландцемент и т.д.) и слоев, обычно армированные и растянутые, сборные, компактные и комбинированные.
Наиболее распространенными и востребованными строительными материалами сегодня являются железобетонные плиты (дорожные и плиты перекрытия), кирпичная кладка, железобетонные кольца, сваи и фундаментные блоки.
Описание
Железобетон — это высокопрочный композитный строительный материал, состоящий из бетона, стальных стержней, железобетона и бетонных блоков. Такое сочетание позволяет использовать основные преимущества обоих материалов.
Бетон считается искусственным камнем. Он прекрасно выдерживает большие нагрузки на сжатие, но в то же время не выдерживает нагрузки на растяжение. Металл характеризуется низкой прочностью на сжатие и высокой прочностью на растяжение. Сочетание стальных каркасов и высококачественного бетона позволяет бетонным конструкциям выдерживать как растяжение, так и сжатие.
Металлические арматурные стержни внутри железобетона соединяются точечной сваркой. Площадь поперечного сечения стержней определяется путем расчета нагрузок. Способ соединения элементов в каркас зависит от удобства сварки, укладки цементной смеси и других факторов.
Бетонные конструкции выдерживают постоянный нагрев, поэтому их используют для строительства промышленных предприятий, работающих при высоких температурах
О доставке и промежуточном хранении ЖБИ
Уже сообщалось, что сборные железобетонные изделия имеют высокий уровень безопасности, и именно пользователи должны решить, следует ли снижать эту безопасность в будущем. Изделия могут подвергаться чрезмерным механическим нагрузкам или высокому уровню влажности до того, как они попадут в конструкцию и будут установлены в предназначенное для них место. Кроме того, бетон подвержен биологической коррозии (плесень, грибок и т.д.), что необходимо учитывать при хранении бетона.
Повреждение продукции может произойти как во время транспортировки (доставки), так и во время хранения (временного хранения). Проникновение влаги в изделия обычно происходит через контакт с грунтом (капиллярный подсос) или через атмосферные осадки, что может вызвать как ухудшение механических свойств изделия, так и развитие коррозионной микрофлоры в изделии.
Наиболее распространенный вид повреждений — механические. Например, во время транспортировки на плиты перекрытия (которые должны были находиться на деревянных прокладках) были уложены бетонные блоки. В результате изделия прибыли на строительную площадку деформированными: с трещинами более 1 мм на нижней стороне, со сколами бетона и оголенной арматурой. Если это произошло по вине поставщика, то такие изделия должны быть заменены. Однако, как правило, поставщики соблюдают условия перевозки, поэтому такие ситуации практически не возникают.
Однако, когда продукция прибывает на место временного хранения, когда деньги за нее уплачены и приняты клиентом, владелец должен сам позаботиться о продукции. Даже если продукция была куплена для использования в течение нескольких недель или месяцев, ей должны быть обеспечены определенные «комфортные» условия хранения. Место хранения должно быть ровным; продукция не должна соприкасаться с землей; рекомендуется наличие крыши или мембраны, покрывающей продукцию. Плиты перекрытия рекомендуется хранить горизонтально (в «рабочем положении»), с деревянными брусками между ними для обеспечения вентиляции и снятия возможных напряжений.
Типы и виды железобетонных конструкций
Железобетонные конструкции могут быть различных типов в зависимости от их функциональных и структурных характеристик.
Существует три основных типа железобетонных конструкций, различающихся по методам возведения: монолитные, сборные и сборно-монолитные конструкции.
Монолитные железобетонные конструкции изготавливаются на месте строительства путем заливки бетона и армирования необходимыми металлическими стержнями. Они используются для возведения фундаментов, стен, перекрытий и других элементов зданий и сооружений.
Сборные железобетонные конструкции изготавливаются на заводе, а затем доставляются на строительную площадку для монтажа. Этот метод строительства используется для изготовления стен, колонн, балок и других элементов зданий и сооружений.
Сборные железобетонные элементы бывают частично сборными и частично монолитными. Монолитные элементы собираются на месте, а сборные — на заводе. Они часто используются для зданий и сооружений со сложной геометрией и высокими нагрузками.
Некоторые из наиболее распространенных типов железобетонных конструкций:
- Плиты и балки — используются для строительства перекрытий и потолков.
- Колонны и стойки — служат для создания вертикальных опорных конструкций.
- Фермы и ригели — используются для создания пролетных конструкций, таких как мосты и кровли.
- Фундаменты — используются для создания опоры и устойчивости зданий и сооружений.
- Стены и ограждения — используются для укрепления и разделения пространства.
- Лестницы и навесы — используются для создания дополнительных функциональных элементов зданию.
- Балконные и террасные плиты — используются для создания площадок на высоте.
- Конструкции для водохранилищ и промышленных сооружений — используются для создания больших резервуаров и трубопроводов.
Доставка и хранение железобетонных изделий
Как и любой строительный материал, железобетонные изделия (ЖБИ) должны быть доставлены на строительную площадку транспортом. Для этого обычно используются транспортные средства грузоподъемностью от 3 до 20 тонн. Важно, чтобы транспортное средство соответствовало размерам и весу перевозимых изделий.
При транспортировке железобетонных изделий следует помнить о некоторых моментах:
- Соответствие состояния дорог и мостов, по которым будет проходить маршрут доставки;
- Наличие улиц шириной не менее 4 метров, чтобы обеспечить безопасность движения на дороге;
- Наличие проездных и проходных отверстий в заборах, на дорогах и прочих препятствиях;
- При погрузке изделий необходимо равномерно распределить нагрузку;
- Между плитами должны прокладываться деревянные бруски для предотвращения ударов.
При хранении железобетонных изделий следует учитывать, что этот материал довольно тяжелый и громоздкий. Его следует хранить на ровной поверхности с выровненными поддонами, чтобы исключить риск деформации или повреждения изделий.
Продукты можно укладывать друг на друга, но не следует их раздавливать.
При планировании склада необходимо учитывать размеры изделий, а стены и колонны должны быть покрыты морозостойкими материалами для поддержания температурного режима в зимний период.
Производство, транспортировка и хранение железобетонных изделий строго регламентированы законодательными актами: ГОСТ 13015-2012 (Бетонные и железобетонные изделия для строительства), ГОСТ 23009-78 (Конструкции и изделия из бетона, железобетона, сборных элементов, условные обозначения), ГОСТ 22904-93 (Железобетонные конструкции), а также рядом других ГОСТов, регламентирующих порядок приемки, маркировки, оформления документов о качестве, транспортировки, хранения и др.
Что такое железобетон?
Понятие и историческая справка
Железобетон — это композитный материал, созданный путем сочетания стальных каркасов и бетона. Такое сочетание позволяет использовать преимущества обоих материалов и компенсировать их недостатки.
Бетон — это искусственный камень с высокой прочностью на сжатие, но низкой прочностью на растяжение, что объясняет его относительную хрупкость. Металл обладает отличной прочностью на растяжение, но не прочностью на сжатие. Стальная рама, залитая бетоном, обладает прочностью как на растяжение, так и на сжатие.
Посмотрите это информативное видео, чтобы узнать больше об истории изобретения железобетона:
Виды по технологии изготовления
Существуют различные виды этого продукта, что больше связано с процессом производства, чем с его свойствами.
- 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 упругость — основные преимущества материала. Монолитные или сборные конструкции значительно превосходят каркасное строительство по прочности и долговечности. Есть и другие преимущества.
- 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.
Армирование значительно повышает теплопроводность. При прочих равных условиях железобетон обладает более низкими теплоизоляционными свойствами.
Состав и свойства
Армированный бетон состоит из железа и бетона. Однако эти два компонента распределены неравномерно.
Каркас должен располагаться преимущественно в тех местах, которые подвергаются максимальной растягивающей нагрузке. Поэтому перед строительством любого изделия — фундамента, сваи, плиты, колонны — необходимо рассчитать нагрузку будущей конструкции и ее распределение.
Виды арматуры
По назначению
Арматура по своему назначению делится на следующие группы:
- рабочая арматура;
- воспринимающая нагрузку, то есть, подвергающаяся наибольшему растяжению;
- распределительная, позволяющая передать часть нагрузки равномерно по всей арматуре.
При определении размеров каркаса необходимо также учитывать температурные, усадочные, транспортные и другие нагрузки.
По технологии изготовления
В зависимости от технологии изготовления используется следующая классификация:
- 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 могут использоваться канаты, скрученные из 2 или 3 прядей.
Особая категория
Сборные предварительно напряженные бетонные конструкции следует отнести к особой категории. Очевидно, что сталь должна быть тесно связана с бетоном для достижения наилучшего взаимодействия между материалами. Это достигается путем уплотнения смеси во время бетонирования.
Однако сталь и камень имеют разную прочность на растяжение, и когда возникают напряжения, сталь — хочет она того или нет — растягивает бетон. В этот момент камень ломается. Это естественное явление, и пока трещины не превышают типичных размеров, они не считаются недостатком.
Однако прочность на растяжение можно увеличить, установив растягивающую арматуру. Для этого стержни и прутья помещаются в форму и подвергаются соответствующей нагрузке — механической, электротермической или электромеханической. Когда бетон затвердевает, нагрузка снимается.
Сталь сжимается до определенной степени, что одновременно сжимает затвердевший бетон. Это предотвращает растрескивание уже адаптированного бетона, когда конструкция подвергается реальной проектной нагрузке. Этот материал используется, когда требуется чрезвычайно высокая прочность на сжатие и долговечность железобетонных конструкций.
Общее количество арматуры характеризуется коэффициентом армирования и рассчитывается из отношения площади поперечного сечения арматуры к площади поперечного сечения бетона.
