Что такое железобетон: характеристики и виды

Сущность обычного и предварительно напряженного железобетона

1.1. История развития железобетона (краткие сведения).

1.2. Сущность железобетона. Его достоинства и недостатки.

1.3. Преднапряженный железобетон: его сущность и способы создания предварительного напряжения.

1.4. Области применения железобетона.

1.1.История развития железобетона.

Железобетонные конструкции впервые появились в 1850 году во Франции (инж. Ламбо) — была построена лодка, каркас которой состоял из металлической сетки, которая была оштукатурена с двух сторон цементным раствором. В 1861 году во Франции (инж. Куанье) издает первую книгу по железобетону, в которой описывает возможные конструкции из железобетона. В 1867 году зафиксирован первый патент на изготовление железобетонных конструкций — им стал французский садовник Монье, применивший железобетонные кадки для цветов.

Конец ХIХ века считается первым этапом развития железобетона. В это время появляется конструкция ребристого монолитного перекрытия, предложенная французским инженером Геннебиком.

Рекомендуемые материалы

В 30¸40 годы ХХ столетия широко применялись монолитные рамные конструкции, тонкостенные пространственные конструкции — цилиндрические оболочки купола. Этот период считается вторым этапом в развитии железобетона.

Идея создания предварительного напряжения конструкций возникла в 1910 году в Германии (инж. Бах). Была произведена серия опытов с преднапряженными балками. В 1928 году во Франции Фрейсине обосновал необходимость использования в качестве арматуры высокопрочной стали и высоких начальных напряжений.

Третий этап развития железобетонных конструкций сопровождался процессом индустриализации и развития теоретических основ железобетона.

1.2. Сущность железобетона. Его достоинства и недостатки

Бетон и сталь имеют различные физико — механические свойства. Бетон является искусственным камнем и он, как и все естественные камни, хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Прочность бетона при растяжении в 10¸15 раз ниже, чем при сжатии. Сталь имеет существенно бо¢льшую прочность, и одинаково хорошо сопротивляется как сжатию, так и растяжению.

Сущность железобетона состоит в том, что он представляет рациональное сочетание этих двух материалов — бетона и стали, которые работают совместно вплоть до разрушения.

Ниже приведено стандартное определение железобетона, в котором кратко отражается его сущность.

Железобетон — это комплексный строительный материал, состоящий из бетона и стальной арматуры, деформирующихся совместно вплоть до разрушения конструкции.

В приведенном определении выделены ключевые слова, отражающие сущность материала. Для выявления роли каждого из выделенных понятий рассмотрим более подробно суть каждого из них.

Бетон — это искусственный камень, который, как и любой каменный материал, имеет достаточно высокое сопротивление сжатию, а сопротивление растяжению у него в 10¸20 раз меньше.

Стальная арматура имеет достаточно высокое сопротивление как при сжатии, так и при растяжении.

Объединение этих двух материалов в одном позволяет рационально использовать достоинства каждого из них.

Рис. 1. Сопоставление поведения под нагрузкой бетонной (а) и железобетонной (б) балок:

F — предельная нагрузка (несущая способность), которую воспримет бетонная балка ;

N — то же, для железобетонной балки.

На примере бетонной балки рассмотрим, как используется прочность бетона в изгибаемом элементе (рис. 1а). При изгибе балки выше нейтрального слоя возникают сжимающие напряжения, а нижняя зона растянута. Максимальные напряжения в сечениях будут в крайних верхних и нижних волокнах сечения Как только при загружении балки напряжения в растянутой зоне достигнут предела прочности бетона при растяжении R_bt, произойдет разрыв крайнего волокна, т.е. появится первая трещина. За этим последует хрупкое разрушение, т.е. излом балки. Напряжения в сжатой зоне бетона s_bc в момент разрушения составят всего 1/10 ¸ 1/15 часть от предела прочности бетона при сжатии R_b, т.е. прочность бетона в сжатой зоне будет использована на 10% и меньше.

На примере железобетонной балки с арматурой рассмотрим, как здесь используется прочность бетона и арматуры. Первые трещины в растянутой зоне бетона появятся практически при той же нагрузке, что и в бетонной балке. Но, в отличие от бетонной балки, появление трещины не приводит к разрушению железобетонной балки. После появления трещин растягивающее усилие в сечении с трещиной будет восприниматься арматурой, и балка будет способна воспринимать возрастающую нагрузку. Разрушение железобетонной балки произойдет только тогда, когда напряжения в арматуре достигнут предела текучести, а напряжения в сжатой зоне — предела прочности бетона при сжатии. При этом, вначале, когда в арматуре достигается предел текучести s_тек, балка начинает интенсивно прогибаться за счет развития в арматуре пластических деформаций. Этот процесс продолжается до тех пор , пока раздавится бетон сжатой зоны при достижении в нем предела прочности при сжатии R_b. Так как уровень напряжений в бетоне и арматуре в этом состоянии гораздо выше, чем величина R_bt, то это означает, что оно должно быть вызвано большей нагрузкой (N на рис. 1-б). Вывод — целесообразность железобетона состоит в том, что растягивающие усилия воспринимает арматура, а сжимающие — бетон. Следовательно, основное назначение арматуры в железобетоне состоит в том, что именно она должна воспринимать растяжение ввиду незначительной прочности бетона растяжению. Путем армирования несущая способность изгибаемого элемента, по сравнению с бетонным, можно повысить более чем в 20 раз.

Совместное деформирование бетона и арматуры, установленной в нем, обеспечивается за счет сил сцепления, которые возникают при твердении бетонной смеси. При этом сцепление формируется за счет нескольких факторов, а именно: во-первых, благодаря адгезии (приклеивания) цементного теста к арматуре (очевидно, что доля этой составляющей сцепления невелика); во-вторых, за счет обжатия арматуры бетоном вследствие усадки его при твердении; в-третьих, за счет механического зацепления бетона о периодическую (рифленую) поверхность арматуры. Естественно, что для арматуры периодического профиля эта составляющая сцепления наиболее существенна, поэтому сцепление арматуры периодического профиля с бетоном в несколько раз превышает таковую для арматуры с гладкой поверхностью.

Само существование железобетона и его хорошая долговечность оказались возможными благодаря выгодному сочетанию некоторых важных физико — механических свойств бетона и стальной арматуры, а именно:

1) бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и под нагрузкой оба этих материала деформируются совместно;

2) бетон и сталь имеют близкие значения коэффициентов линейного температурного расширения. Именно поэтому при изменениях температуры окружающей среды в пределах +50 о С ¸ -70 о С не происходит нарушения сцепления между ними, так как они деформируются на одинаковую величину;

3) бетон защищает арматуру от коррозии и непосредственного действия огня. Первое их этих обстоятельств обеспечивает долговечность железобетона, а второе – огнестойкость его при возникновении пожара. Толщина защитного слоя бетона и назначается именно из условий обеспечения необходимой долговечности и огнестойкости железобетона.

При использовании железобетона в качестве материала для строительных конструкций очень важно понимать достоинства и недостатки материала, что позволит применять его рационально, уменьшая неблагоприятное влияние его недостатков на эксплуатационные качества конструкции.

К достоинствам (положительным свойствам) железобетона относят:

1. Долговечность — при правильной эксплуатации железобетонные конструкции могут служить неопределенно долгое время без снижения несущей способности.

2. Хорошая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам.

4. Малые эксплуатационные расходы.

5. Дешевизна и хорошие эксплуатационные качества.

К основным недостаткам железобетона относятся:

1. Значительный собственный вес. Этот недостаток в некоторой степени устраняется при использовании легких заполнителей, а также при применении прогрессивных пустотных и тонкостенных конструкций (то есть за счет выбора рациональной формы сечений и очертания конструкций).

2. Низкая трещиностойкость железобетона (из рассмотренного выше примера следует, что в растянутом бетоне должны быть трещины при эксплуатации конструкции, что не снижает несущей способности конструкции). Указанный недостаток может быть снижен с применением преднапряженного железобетона, которое служит радикальным средством повышения его трещиностойкости (сущность преднапряженного железобетона рассмотрена в теме 1.3 ниже.

3. Повышенная звуко- и теплопроводность бетона в отдельных случаях требуют дополнительных затрат на тепло- или звукоизоляцию зданий.

4. Невозможность простого контроля по проверке армирования изготовленного элемента.

5. Трудности усиления существующих железобетонных конструкций при реконструкции зданий, когда увеличиваются нагрузки на них.

1.3. Преднапряженный железобетон: его сущность и способы создания предварительного напряжения

Иногда образование трещин в конструкциях, в которых недопустимо по условиям эксплуатации (например, в резервуарах; трубах; конструкциях, экспуатирующихся при воздействии агрессивных сред). Чтобы исключить этот недостаток железобетона, применяют предварительно напряженные конструкции. Таким образом, можно избежать появления трещин в бетоне и уменьшить деформации конструкции в стадии эксплуатации.

Рассмотрим краткое определение предварительно напряженного железобетона.

Предварительно напряженной называют такую железобетонную конструкцию, в которой в процессе изготовления которой создают значительные сжимающие напряжения в бетоне той зоны сечения конструкции, которая при эксплуатации испытывает растяжение (рис.2).

Как правило, начальные сжимающие напряжения в бетоне создают с использованием предварительно растягиваемой высокопрочной арматуры

За счет этого повышается трещиностойкость и жесткость конструкции, а также создаются условия для применения высокопрочной арматуры, что приводит к экономии металла и снижению стоимости конструкции.

Удельная стоимость арматуры снижается с увеличением прочности арматуры. Поэтому высокопрочная арматура значительно выгоднее обычной. Однако применять высокопрочную арматуру в конструкциях без преднапряжения не рекомендуется, т. к. при высоких растягивающих напряжениях в арматуре трещины в растянутых зонах бетона будут значительно раскрыты, снижая при этом необходимые эксплуатационные качества конструкции.

Рис. 2. К сущности преднапряженного железобетона:

а – конструкция в стадии обжатия бетона напрягаемой арматурой;

б – в стадии эксплуатации (N – внешняя нагрузка на конструкцию; Р – усилие предварительного обжатия в арматуре):

Преимущества преднапряженного железобетона перед обычным – это, прежде всего, его высокая трещиностойкость; повышенная жесткость конструкции (за счет обратного выгиба, получаемого при обжатии конструкции); лучшее сопротивление динамическим нагрузкам; коррозионная стойкость; долговечность; а также определенный экономический эффект, достигаемый применением высокопрочной арматуры.

В предварительно напряженной балке под нагрузкой (рис. 2) бетон испытывает растягивающие напряжения только после погашения начальных сжимающих напряжений. На примере двух балок видно, что трещины в преднапряженной балке образуются при более высокой нагрузке, но разрушающая нагрузка для обеих балок близка по значению, поскольку предельные напряжения в арматуре и бетоне этих балок одинаковы. Гораздо меньше также и прогиб преднапряженной балки.

При производстве преднапряженных железобетонных конструкций в заводских условиях возможны две принципиальные схемы создания преднапряжения в железобетоне :

преднапряжение с натяжением арматуры на упоры и на бетон.

При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования элемента, один конец ее закрепляют на упоре, другой натягивают домкратом или иным приспособлением до контролируемого напряжения. Затем изделие бетонируется, пропаривается и после приобретения бетоном необходимой кубиковой прочности для восприятия обжатия R_bp арматуру отпускают с упоров. Арматура, стремясь укоротиться в пределах упругих деформаций, при наличии сцепления с бетоном увлекает его за собой и обжимает его (рис. 3-а).

При натяжении арматуры на бетон(рис. 3-б) сначала изготавливают бетонный или слабоармированный элемент, затем по достижении бетоном прочности R_bp создают в нем предварительное сжимающее напряжение. Это осуществляется следующим образом: напрягаемую арматуру заводят в каналы или пазы, оставляемые при бетонировании элемента, и натягивают с помощью домкрата, упираясь прямо в торец изделия. При этом обжатие бетона происходит уже в процессе натяжения арматуры. При этом способе напряжения в арматуре контролируют после окончания обжатия бетона. Каналы в бетоне, превышающие диаметр арматуры на (5¸15)мм создают укладкой извлекаемых впоследствии пустотообразователей (стальных спиралей, резиновых трубок и т.д.). Сцепление арматуры с бетоном достигается за счет того, что после обжатия инъецируют (нагнетают в каналы цементное тесто или раствора под давлением через заложенные при изготовлении элемента тройники – отводы). Если напрягаемую арматуру располагают с внешней стороны элемента (кольцевая арматура трубопроводов, резервуаров и т.п.), то навивку ее с одновременным обжатием бетона выполняют специальными навивочными машинами. В этом случае на поверхность элемента после натяжения арматуры наносят торкретированием защитный слой бетона.

Натяжение на упоры является более индустриальным способом в заводском производстве. Натяжение на бетон применяется главным образом для крупноразмерных конструкций, создаваемых непосредственно на месте их возведения.

Натяжение арматуры на упоры можно осуществлять не только с помощью домкрата, но и электротермическим способом. Для этого стержни с высаженными головками разогревают электротоком до 300 — 350°С, заводят в форму и закрепляют в упорах форм. При восстановлении начальной длины в процессе остывания арматура оказывается растянутой. Арматуру можно также натягивать электротермомеханическим способом (представляет собой комбинацию первых двух способов).

Рис. 3. Способы создания предварительного напряжения в железобетоне:

а – с натяжением арматуры на упоры;

б – с натяжением на бетон.

1.4. Области применения железобетона.

Железобетон находит применение практически во всех областях промышленного и гражданского строительства:

— В промышленных и гражданских зданиях из железобетона выполняют: фундаменты, колонны, плиты покрытий и перекрытий, стеновые панели, балки и фермы, подкрановые балки, т.е. практически все элементы каркасов одно- и многоэтажных зданий.

— Специальные сооружения при строительстве промышленных и гражданских комплексов — подпорные стены, бункеры, силосы, резервуары, трубопроводы, опоры линий электропередач и т.д.

— В гидротехническом и дорожном строительстве из железобетона выполняют плотины, набережные, мосты, дороги, взлетные полосы и т.д.

Что такое железобетон: характеристики и виды

Сегодня железобетонные конструкции широко применяются в строительных работах, без них не обходится ни одно современное строительство. Любые сооружения из железобетона отличаются надежностью, высокой огнестойкостью, продолжительным сроком службы. Они не требуют специальной защиты от разрушительного атмосферного воздействия. Со временем прочность бетона только усиливается, а защищенная им арматура вовсе не поддается коррозии. Из такого материала несложно возводить конструкции разнообразных форм.

Строительство с применением железобетонных конструкций отличается высокой скоростью проведения работ Источник masterabetona.ru

Описание

Железобетон – это композитный высокопрочный стройматериал, который производится из бетона, стальных прутьев. Подобная комбинация позволяет воспользоваться основными преимуществами обоих материалов.

Бетон считается искусственным камнем. Он прекрасно выдерживает высокие нагрузки на сжатие, но в то же время не переносит растяжение. Металл характеризуется малой стойкостью к сжиманию и значительной устойчивостью к растягиванию. Сочетание стального каркаса и качественного бетона позволяет железобетонным конструкциям выдерживать как растяжение, так и сжатие материала.

Армирующие металлические прутки внутри железобетона соединяются посредством точечной сварки. Площадь сечения стержней определяется при расчете нагрузок. Способ соединения элементов в каркас зависит от удобства сварки, укладки цементной смеси, иных факторов.

Железобетонные конструкции переносят длительный нагрев, поэтому их используют для возведения промышленных объектов, эксплуатируемых при высоких температурах Источник peymankarsa.ir

Плюсы и минусы

Несмотря на то, что железобетон – это достаточно надежный стройматериал, он обладает как достоинствами, так и недостатками. Основные преимущества железобетонных изделий такие:

• Долговечность. При правильной нагрузке, надлежащей эксплуатации ЖБ конструкции служат продолжительный период времени. Причем их несущая способность вовсе не снижается.
• Сравнительно небольшой вес. Для достижения аналогичных показателей прочности монолитный материал должен весить в пять раз больше.
• Огнестойкость. Железобетонные элементы не поддерживают процесс горения.
• Самоуплотняемость. Под влиянием влаги прочность материала повышается.
• Устойчивость к коррозии. Применение специального вида цемента при производстве железобетонных изделий позволяет избежать коррозионных процессов.
• Технологичность. Можно выпускать элементы различных форм, придавать им любого оттенка с помощью добавок.
• Доступная цена. Монолитные и сборные ЖБ конструкции отличаются минимальной себестоимостью.

• Высокая тепло- и звукопроводность. По этой причине требуются дополнительные расходы на укладку утеплителя, выполнение шумоизоляции.
• Существует риск образования трещин. При этом несущая способность конструкции сохраняется лишь до определенного момента.
• Продолжительное изготовление. Монолитные элементы отвердевают на стройплощадке, соборные – на заводе. В обоих случаях процесс занимает много времени.
• Плохая воздухопроницаемость. Построенные из железобетона здания требуют установки вентиляционной системы, если в них длительно пребывают люди.

Важно! Применение в строительстве тяжеловесные ЖБ элементов требует создания мощного фундамента, поскольку почва не всегда способна выдержать огромные нагрузки.

Важная характеристика железобетонных конструкций – способность выдерживать многочисленные замерзания и оттаивания без ухудшения качества Источник dorjbi.com

Видео описание

Характеристики

Процесс изготовления железобетонной конструкции состоит из следующих этапов:

• Подготовка формы для заливки.
• Формирование каркаса.
• Замешивание цементного раствора.
• Заполнение формы.
• Ожидание отвердевания бетона.

Среди наиболее ценных для строительства свойств железобетона стоит отметить:

• высокую плотность;
• способность выдерживать значительные нагрузки;
• устойчивость к влиянию влаги, температурным колебаниям.

Бетон и металл имеют аналогичные коэффициенты расширения. Благодаря этому даже под воздействием чрезмерных температур сохраняется целостность железобетонных изделий.

Важно! Плотность и влагостойкость бетона предупреждают развитие коррозии металла, который заключен в него. Затвердевший раствор ограждает железо от огня при пожаре в месте размещения ЖБ- конструкции.

Область применения

Железобетонные изделия широко применяются в современном строительстве при возведении:

• жилых домов;
• промышленных зданий;
• защитных сооружений различного назначения;
• инженерных конструкций.

Разнообразные высокопрочные ЖБ элементы используются при постройке фундаментов, стен, межэтажных перекрытий, колодцев.

Если рассматривать узконаправленное применение железобетона, стоит отметить его востребованность при строительстве:

• мостов;
• гидроэлектростанций;
• аэродромов;
• контактирующих с водой сооружений;
• ядерных реакторов.

Важно! Чтобы повысить стойкость железобетонных изделий к воздействию влаги, в процессе их создания в бетон добавляют специальные вещества. Они отталкивают воду, придают материалу антикоррозийные свойства.

Наружные стены зданий монтируют из керамзитожелезобетонных панелей, остальные элементы – из тяжелого бетона различных марок Источник i.pinimg.com

Виды железобетонных конструкций

Существует три разновидности ЖБК. Каждая из них обладает своими положительными и отрицательными сторонами, используется при проведении определенных строительных работ.

Монолитные

Производятся прямо на стройплощадке. Самая простая из них – фундамент. Создается он следующим образом: выкапывается котлован, монтируется арматурный каркас, который потом заливается жидким бетоном. Впоследствии застывания он превращается в камень. Прочностные характеристики фундаментного основания зависят от качества использованной арматуры и марки бетона.

Главные преимущества монолита – низкая материалоемкость, огнестойкость, долговечность, прочность, простота формирования. Среди недостатков стоит отметить вероятность образование трещин на монолитном фундаменте впоследствии усадки либо чрезмерных нагрузок, высокую звуко- и теплопроводность. Также к минусам следует отнести сезонность выполнения работ. Их допускается проводить лишь в теплый период года.

Монолитные ЖБК возводятся на стройплощадке: изначально устанавливается опалубка, монтируется каркас, которые потом заливается бетоном Источник ideal-prodakshn.od.ua

Сборные

Изготавливаются на заводе: заливаются в формы, отвердевают в определенных условиях. Затем они доставляются на стройплощадку, где применяются для строительства. Производство сборных ЖБ конструкций на специальных предприятиях позволяет уменьшить их стоимость, получить высокую производительность.

СЖБ характеризуется универсальностью, для строительства его допускается применять круглый год. Единственный минус подобных изделий – большая трудоемкость.

Сборные ЖБК состоят из отдельных железобетонных изделий, которые собираются в конструкцию по проекту Источник zgbk.ru

Сборно-монолитные

Нередко в строительстве одновременно применяется сборный и монолитный железобетон. Качество сцепления составляющих играет важную роль в такой технологии. Для достижения желаемого результата укладываются элементы различных форм, размеров.

Если поверхность СЖБ шероховатая, допускается обойтись без шпонок. На участках соприкосновения сборных элементов с бетоном важно предусмотреть выпуск поперечной арматуры. В монолите дополнительно проводится анкеровка. Комбинированный железобетон применяется в качестве опалубки для монолитных частей сооружения.

СЖБ конструкции обладают всеми плюсами вышеуказанных разновидностей. Они экономичны, позволяют быстро и качественно возводить здания.

Сборно-монолитные перекрытия собираются из частей: керамзитобетонные блоки укладываются на ЖБ пролеты, накрываются армирующей сеткой, затем заливается бетоном Источник prostroymaterialy.com

Видео описание

Стены из монолитного железобетона

Наиболее распространенные железобетонные изделия

Производители выпускают огромное количество ЖБИ. Каждое из них предназначено для использования в конкретных целях, чем облегчает возведение различных объектов. Среди самых популярных ЖБ элементов стоит отметить следующие.

Панели

Чрезвычайно востребованы в строительстве жилых и промышленных зданий. Они отличаются плоской прямоугольной формой, иногда содержат оконные и дверные проемы, выступы для подоконников. При транспортировке панельные изделия устанавливаются вертикально под малым наклоном. Если одновременно перевозятся несколько панелей, важно исключить их соприкосновение.

ЖБ стеновые панели обязательно оснащаются подъемными петлями, облегчающими процесс монтажа, и закладными элементами Источник monolit-gbi.ru

Фермы

Применяются для обустройства перекрытий в производственных постройках, культурных зданиях. Внешне это плоские прямоугольные конструкции, снабженные решетками. Транспортируются такие элементы в вертикальном положении.

Производятся фермы из различных видов бетона (тяжелого, легкого, конструкционного). При их использовании важно точно рассчитать несущую способность постройки.

Балки и ригели

Нашли широкое применение в создании фундаментов и покрытий, выполняют роль несущих деталей. Такие железобетонные элементы бывают прямоугольными, одно- или двухскатными. Их перевозка допускается лишь в вертикальном положении: при горизонтальной транспортировке существует вероятность повреждения изделий.

Железобетонный ригель – балка, произведенная из высокопрочного бетона с использованием армирования Источник fabrika-magino.ru

Востребованы при строительстве сооружений различного назначения на неустойчивых грунтах. Транспортируются сваи горизонтально с обязательным применением специальных подкладок. На транспортное средство они складируются в несколько ярусов.

Стойки

Представляют собой прочные опорные элементы, предназначенные для линий электропередач, светильников. Перевозятся они в горизонтальном положении. Основная задача железобетонных стоек –удерживать электропровода на определенном расстоянии от поверхности земли.

Железобетонные сваи – лучшее решение при возведении фундаментов на неустойчивой почве Источник beton-company.com.ua

Колонны

Несущие элементы культурных, промышленных и жилых сооружений имеют прямоугольную или двухветвую форму. Последняя предназначена для значительной крановой нагрузки. Транспортируют колонны штабелем: начальный ряд изделий укладывают непосредственно на грузовое место, следующие – поверх предыдущих.

Заключение

Железо и бетон – прекрасное сочетание. Современные ЖБ конструкции обладают множеством плюсов, их экономично выгодно применять при возведении сооружений различного назначения. В зависимости от способа изготовления, ЖБК бывают монолитные, сборные или комбинированные. Каждую из указанных разновидностей целесообразно использовать при проведении определенных строительных работ. Также стоит отметить наличие огромного разнообразия железобетонных изделий. Они производятся на предприятиях, затем перевозятся на стройплощадку. Применение железобетона в строительстве позволяет возводить различные объекты в короткие сроки.

Сущность железобетона, виды железобетонных конструкций и области их применения. Достоинства и недостатки железобетона.

Высокие эксплуатационные и потребительские характеристики железобетонных изделий позволили им занять лидирующие позиции на рынке строительных материалов, как для промышленного, так и для гражданского строительства.

Завод ЖБИ-4 выпускает продукцию высокого качества на современном оборудовании и проводит контроль на всех этапах производства.

По объёмному весу различают такие виды бетонов:

Особо лёгкий

Объёмный вес не превышает 500 килограмм на кубический метр.

Лёгкий

Находящиеся в данной категории типы материала весят от 500 до 1800 килограмм на кубический метр.

Тяжёлый

Объёмный вес составляет от 1800 до 2500 килограмм на кубический метр.

Особо тяжёлый

Все виды строительного материала в этой категории весят от 2500 килограмм на кубический метр.

Достоинства железобетона

• Долговечность — одно из самых главных достоинств железобетона. Стальная арматура хорошо сохраняется в толще бетона, не только не теряющего прочность с течением времени, но даже увеличивающего ее. Высокие прочностные свойства материала обеспечиваются совместной работой арматуры, устойчивой к нагрузкам на растяжение, и бетона, сопротивляющегося сжатию.
• Железобетон надежный в использовании и легко справляется с негативными атмосферными воздействиями, включая экстремальные перепады температур и нестабильную влажность. Данные качества важны для использования ЖБИ в строительстве крупных промышленных объектов, таких как мосты и эстакады.
• Невысокая цена железобетона объясняется повсеместной доступностью заполнителей, входящих в его состав, умеренной металлоемкостью и малым расходом электроэнергии в процессе производства.
• К дополнительным достоинствам материала относится гигиеничность, способность задерживать радиацию, устойчивость к любым биогенным воздействиям.
• Железобетон пожаробезопасен: слой бетона толщиной более 2 см обеспечивает устойчивость конструкций во время пожара.

Железобетонные изделия. Их преимущества и недостатки

Железобетон является искусственно созданным строительным материалом, состоящим, как следует из названия, из стали и бетона. Изначально железобетон был придуман с целью изготовления ёмкостей для цветов и растений. Запатентовал этот материал ещё в середине девятнадцатого века французский изобретатель Жозеф Монье. В наше время железобетон очень популярен в строительной сфере, из него изготавливаются разнообразные строительные изделия. Это разного рода плиты, балки, колонны и даже кольца. Каждый из видов железобетонных изделий имеет свою область применения. В частности, железобетонные кольца используются для организации водопроводов и канализаций. Для быстрого и качественного монтажа железобетонных изделий важно правильно рассчитать параметры изделия, а также придерживаться всех регламентируемых правил по установке. Если рассматривать кольца из железобетона, то в данном случае зная такие параметры, как требуемая толщина, высота и диаметр кольца, можно легко определить все необходимые данные и затраты на установку таких колец в определённом случае. А зная актуальные цены на бетон и арматуру, можно подсчитать общую стоимость колец. Незаменимым помощником в этом станет наш расчёт железобетонного кольца. Однако почему выбирают именно конструкции из железобетона? Что в железобетоне такого особенного? Давайте разберёмся.

Дело в том, что у железобетона, как материала, множество положительных качеств. Так, конструкции из железобетона очень долговечны. Физический износ строений из железобетона настолько мал, что возможная реорганизация строения в будущем произойдёт скорее из-за фактора морального старения и выхода из моды. Кроме того, железобетон — весьма дешёвый материал. Затраты на железобетонные конструкции по сравнению, например, с затратами на конструкции из стали, достаточно малы для того, чтобы склониться к выбору первого варианта. К тому же, железобетонные конструкции способны ограничить возможное распространение огня при пожаре. Так как бетонный раствор изначально находится в жидком состоянии, а при изготовлении заливается в форму и застывает, то вполне очевидно, что железобетонные конструкции намного технологичнее стальных конструкций. Имея дело со сталью, не так просто соорудить конструкцию нестандартной формы. Ещё одно замечательное качество данного материала — отличная стойкость к различным химическим и биологически активным веществам. Но самое главное из свойств — это, конечно же, отличная сопротивляемость не только статическим, но и динамическим нагрузкам.

Недостатков у данного материала практически нет, что ещё раз подчёркивает его популярность в строительной сфере. Пожалуй, единственным минусом конструкций из железобетона является малое отношение их прочности к массе. В рамках данного критерия, стальные конструкции, безусловно, впереди своего конкурента, ведь прочность стали при сжатии в десять раз превосходит прочность бетона.

Комбинирование железобетонных конструкций с пористыми материалами

Перспективными направлениями современного малоэтажного строительства являются технологии, в которых железобетонные конструкции фундамента и перекрытий комбинируются с пустотелыми либо пористыми материалами. Такими, например, как керамические поризованные блоки, их называют «теплой керамикой», а также газобетонные и полимербетонные материалы.

Особенностью этих материалов помимо прочности, стабильности и четкой геометрии элементов, является низкая теплопроводность, способность хорошо аккумулировать тепло, и кроме того, обеспечение качественного воздушно-теплового баланса.

Пористая структура материала повышает энергоэффективность сооружений и обеспечивает оптимальный влагообмен, создающий здоровый микроклимат во внутренних помещениях.

Недостатками искусственным способом поризованных материалов является их относительно высокая цена и необходимость строгого соблюдения технологического регламента при монтажных работах.

Железобетон один из самых популярных современных строительных материалов. Почему железобетон стал популярным среди строителей? А все дело в оптимальном сочетании цены и качества. Цены доступны, несмотря на высокое качество.

Бетон превосходно сопротивляется сжатию, но при растяжении в 12-15 раз прочность бетона уменьшается, а сталь имеет очень высокую прочность и отлично сопротивляется как сжатию, так и растяжению. Основная специфика железобетона состоит в том, что при сочетании двух металлов они работают вместе вплоть до разрушения. Бетон защищает арматуру от воздействия негативных климатических условий.

В современном строительстве выделяют такие виды железобетонных изделий:

1. Монолитные ЖБИ. Особенность такого вида изделия состоит в том, что конструкция необходимой формы заливается бетоном непосредственно на стройке. 2. Сборные ЖБИ — такие изделия применяются в строительстве в готовом виде. Данный вид железобетонных конструкций изготавливается в промышленных условиях. 3. Сборно-монолитные ЖБИ (соединение элементов двух первых видов).

Данные виды железобетона изготавливаются в зависимости от цели строительства, особенностей объекта и условий строительства.

Во время капитального строительства железобетон является основным материалом, и он пользуется значительным спросом. Поэтому мы постоянно сталкиваемся с изделиями из железобетона: лестничные площадки в многоэтажных домах, мосты, различные перекрытия в домах. Во время строительства дорог используются тоже железобетонные конструкции: бордюры, специальные тротуарные плитки, разнообразные плиты, к примеру, для взлетной линии аэродрома. Во время жилищного строительства используют кольца, трубы, панели.

Возведение стен из железобетона – это легкий и дешевый способ постройки зданий. И при возведении коммерческих зданий чаще всего используют данный строительный материал, потому что это быстрый вид строительства.

Но, несмотря на популярность данного строительного материала, в его использовании есть свои преимущества и недостатки.

Преимущества железобетона: 1. Изделия из железобетона долговечны. 2. Высокая сопротивляемость атмосферным воздействиям. 3. Изделия из железобетона отличаются высокой прочностью. 4. Конструкции из ЖБИ огнеустойчивы. 5. Высокая сейсмостойкость. 6. Низкая себестоимость.

Недостатки железобетона: 1. Изделия из железобетона имеют очень большой вес. 2. Высокая тепло- и звукопроводность. 3. Трудно что-то изменить или укрепить. 4. Нужны квалифицированные рабочие для работы с таким материалом. 5. Появление трещин на бетоне. 6. Повышенные затраты во время транспортировки.

Плиты из железобетона – это самый популярный из строительных материалов как в жилищном строительстве, так и в промышленном строительстве, даже, несмотря на выше перечисленные недостатки. Плюсы просто перекрывают все минусы данного материала.

Во время изготовления железобетона используют бетон различной марки. Он бывает легким, тяжелым, специальным и ячеистым. Все эти компоненты придают железобетонным изделиям различные свойства. При возведении зданий из железобетона, обязательно следует учитывать текучесть грунта или продумать плавающий фундамент, либо не использовать такие конструкции.

Понятие железобетон

Бетон имеет хорошую прочность на сжатие, чего не скажешь о растяжении. Именно из-за этого бетонные конструкции без арматуры используют очень редко. Для увеличения прочности на растяжение, в бетон при закладке фундамента закладывают металлическую проволоку или арматурные прутья. Из этого можно сделать вывод, что железобетон — это соединение бетона и стальной арматуры. В итоге получается идеальная конструкция, прочная и надежная.

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.

СПРАВКА! Данное напряжение повышает стойкость против трещин и снижает количество трещин.

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;

Минусы

К недостаткам конструкции можно отнести:

• — Относительно большой вес сооружения;
• — Увеличенная звукопроводность и теплопроводность;
• — Возможно растрескивание материала.

ВНИМАНИЕ! Для того, чтобы утеплить железобетонную конструкцию используйте материал для теплоизоляции, например, пенополистирол или минеральную вату.

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.

К положительным качествам ЖБИ конструкции относятся:

1) цена на данное изделие строительного материала значительно не высокая, он намного дешевле стальных конструкций,

2) долгий по времени в использовании,

3) по сравнению с сталью – пожаростойкий,

4) присутствие технологических свойств,

5) биологическая и химическая стойкость,

6) повышенная сопротивляемость к динамическим и статическим нагрузкам.

К недостаткам ЖБИ конструкций относится тот факт, что для большой массы у них невысокая прочность – прочность бетона в десять раз меньше прочности стали при сжатии, а при больших нагрузках железобетон несет больше своей массы, чем полезной нагрузки.

Источник https://studizba.com/lectures/stroitelstvo/zhelezobetonnye-i-kamennye-konstrukcii/45882-suschnost-obychnogo-i-predvaritelno-naprjazhennogo-zhelezobetona.html

Источник https://m-strana.ru/articles/zhelezobeton-eto/

Источник https://sib-bastion.ru/vidy/dostoinstva-zhelezobetonnyh-konstrukcij.html