Одним з найпопулярніших будівельних матеріалів є залізобетон. Це міцні плити, які застосовуються в ході будівництва висотних будівель. Матеріал здатний витримувати значні навантаження. Він не піддається руйнівному впливу зовнішніх несприятливих факторів. Особливості залізобетону, технологія його виробництва та застосування будуть докладно розглянуті в статті.
Загальне визначення
Залізобетон – це комплексна конструкція, створена з бетону і сталевих прутків. Вони працюють спільно, створюючи міцний, довговічний матеріал. Бетон є штучним каменем. Він добре витримує навантаження на стиск, але погано реагує на розтягування. З цієї причини балка, виготовлена з бетону, при вигині легко руйнується. У стислій зоні потенціал цього матеріалу величезний.
Яким будівельним матеріалом є залізобетон? Це більш досконалий варіант штучного каменю з бетону. Він набуває зовсім інші якості, якщо в його розтягнуту зону укласти до застигання сталеві прутки. У цьому випадку арматура буде брати на себе таке зусилля. Стискаючі навантаження на себе приймає бетон. Його роботою на розтяг в цьому випадку нехтують.
Залізобетон – міцний матеріал, який витримує великі навантаження. Цього вдається досягти завдяки наявності в структурі матеріалу не тільки поздовжній, але й поперечної арматури. Такі вертикальні стрижні здатні витримувати розтягуючі напруги ближче до опор.
У складі залізобетону всі армуючі металеві прутки з’єднуються за допомогою точкового зварювання, в результаті чого утворюється міцний каркас.
Площа перетину поперечних і поздовжніх стержнів визначається в ході розрахунків навантажень, а спосіб об’єднання таких елементів в каркас, а також кількість таких армопоясов залежить від зручності зварних робіт, укладання цементного розчину та інших факторів.
Зчеплення арматури з бетоном є важливою умовою для спільної роботи цих двох матеріалів. Воно забезпечується наступними факторами:
Типи виробів
В ході будівельних робіт застосовується представлений матеріал. Залізобетон випускають в двох основних варіантах:
- балки;
- плити.
Плити, на відміну від балок, мають велику ширину і меншу висоту поперечного перерізу.
Сталева арматура, яка входить до складу залізобетону, відрізняється високою міцністю. Тому цей матеріал стає доцільно застосовувати не тільки в розтягнутих, але і в стиснутих елементах. Наприклад, це можуть бути колони. Наявність у таких конструкційних елементах арматури дозволяє зменшити їх поперечний переріз. Якщо ж колона складається тільки з бетону, вона буде набагато товщі і, відповідно, важче.
Така особливість матеріалу дозволяє знизити вартість будівельних робіт, підвищивши їх якість. Навіть при випадкових эксцентриситетах поздовжніх сил і навантаженнях поперечного типу виходить зберегти цілісність виробу або будови. Це робить матеріал більш надійним і довговічним.
Арматура в залізобетоні дозволяє застосовувати матеріал у вигляді панелей при висотному будівництві. Якщо раніше для виготовлення таких панелей застосовували бетон марки М100-М200, то сьогодні використовується цемент М400-М500. Для створення колон потрібен матеріал марки М900.
Арматура захищена від корозії шаром бетону. Тому плити і балки застосовуються для вуличного монтажу, наприклад ліній електропередач, панельних будинків. При будівництві об’єктів, які будуть схильні високим нагрівання, застосовується жаростійкий залізобетон. Він виготовляється з термостійкого цементу і гарячекатаної арматури.
Переваги і недоліки
Залізобетон – це сучасний, надійний матеріал.
У нього є як переваги, так і недоліки. До переваг залізобетону відноситься:
Є у представленого матеріалу і недоліки. Варто зазначити, що хоч вага залізобетону значно менше, ніж у виробів з чистого бетону, важить він все одно досить багато. Тому в ході сучасного виробництва стали застосовувати легкі заповнювачі. Також будівельники воліють тонкостінні і пустотілі конструкції, вибираючи при цьому раціональну форму конструкційних елементів.
Залізобетон може покриватися тріщинами. До певного моменту це обставина не зменшує несучу здатність матеріалу.
Крім того, бетон володіє підвищеною звуко – і теплопровідністю. Тому в ході будівельних робіт потрібні додаткові витрати на створення шару утеплювача і шумозоляции.
Ще одним недоліком представленого матеріалу є неможливість контролю в процесі виробництва залізобетону армування вироби. При реконструкції будівлі підсилити конструкцію буде досить важко.
Монолітний бетон
Виробництво бетону та залізобетону регламентовано відповідними стандартами. Це дозволяє забезпечити необхідні експлуатаційні якості матеріалу. За способом монтажу залізобетон ділиться на дві групи:
Раніше в ході будівельних робіт застосовували виключно монолітні конструкції. Їх повністю з нуля створювали на будмайданчику. Вони мали точно таке розташування, яке було передбачено проектом. Монолітні залізобетонні конструкції створюються в кілька етапів:
Це досить тривалий процес, який має безліч нюансів і тонкощів. У зимовий час будівельний процес вимагає додаткових витрат.
Збірні конструкції
Виробництво збірного залізобетону має декілька особливостей. Це наділяє матеріал особливими перевагами. В цьому випадку окремі елементи, наприклад, колони, плити, балки і т. д., виготовляють в умовах виробництва. Потім їх транспортують на будмайданчик. Тому всі вироби з залізобетону, які виробляються на заводі, називають збірними. Це справедливо навіть для цілісних елементів, які не складаються з окремих частин.
Варто розуміти, що фундамент під колоною, залитий безпосередньо на будмайданчику, є монолітною залізобетонною конструкцією. Але сама колона – це збірна різновид матеріалу. Її привозять на об’єкт і встановлюють на фундамент за допомогою крана.
Існує два способи з’єднати збірні конструкції на місці будівництва:
Переваги збірних конструкцій
Існує кілька переваг застосування збірного залізобетону. Ця методика більш сучасна. При використанні цієї технології оборотність опалубки різко збільшується. Вона застосовується багато разів, що дозволяє економити лісоматеріали. Якщо залізобетонні конструкції застосовуються при масовому заводському виготовленні, в ході виробництва використовують не дерев’яні, а металеві опалубки.
Прискорення обороту форм для виробництва досягається шляхом прискорення процесу затвердіння бетону. Вироби пропарюють або застосовують швидко тверднуть цементні розчини.
При використанні збірних залізобетонних конструкцій значно скорочується термін будівельних робіт. Цього вдається досягти завдяки поєднанню різних робіт у часі. Це пояснюється завчасним виготовленням всіх конструкційних елементів. Їх монтаж здійснюється за допомогою будівельних кранів. Ця процедура може проводитися практично в будь-який час року.
При цьому в процесі застосування збірного залізобетону активно використовується механізація. Можна створювати конструкційні елементи з попереднім напруженням. Це підвищує якість і довговічність виробів з залізобетону. Знижується трудомісткість процесу і витрата матеріалів.
Преднатяженный матеріал
В ході виробництва виробів із залізобетону може застосовуватися метод створення преднатяженного матеріалу. В деяких випадках утворення тріщин в місці розтягнення неприпустимо. Це вимога висувають при створенні резервуарів, конструкцій, які будуть піддаватися впливу агресивних середовищ, і іншого.
Щоб виключити ймовірність появи тріщин в місці розтягнення, виготовляють конструкції, які були попередньо напружені. При експлуатації знижується ймовірність появи тріщин, деформацій. Це підвищує безпеку експлуатації систем.
Технологія виробництва залізобетону преднатяженного типу передбачає створення значного тиску і стиснення в зоні розтягування. Так виходять круглі заготовки, вироби, на поверхні яких немає тріщин. В конструкції застосовується попередньо котра розтягується міцна арматура. Це збільшує тріщиностійкість, жорсткість.
Варто зазначити, що застосування в конструкції високоміцних сталевих стрижнів дозволяє знизити вартість виробу. Справа в тому, що ціна такої арматури знижується зі зростанням її показника міцності. Але застосовувати його можна тільки в конструкціях з переднатягувачами.
Способи
Преднатяжение бетону може здійснюватися двома способами:
У першому випадку за допомогою гідравлічних домкратів арматура натягується на упори до певної напруги. Цей показник не повинен перевищувати встановлений межа пружності. Арматура закріплюється кінцями в упорах. Далі на підготовлений каркас викладають цементний розчин. Арматура залишається натягнутою до того моменту, поки бетон твердне. Далі кінці арматури вивільняють з упорів. Вона прагне зайняти початкове положення, обтиску при цьому бетон.
Якщо застосовується гарячекатана сталь, її не натягують домкратами, а нагрівають. Для цього по металу проходить електричний струм. Нагріті стрижні міцно фіксуються в упорах. Їх заливають бетоном і відпускають тільки після затвердіння розчину.
Натяг на бетон
Арматура може натягатися вже після затвердіння бетону. Для цього в розчині залишають канали. Вони залишаються і після затвердіння суміші. Стрижні заводять в канали. Для цього застосовується гарячекатана арматура. Такі прути натягують домкратом за допомогою реактивної передачі. Це дозволяє створити обтиснення бетону.
Коли необхідне зусилля буде досягнуто, арматура фіксується в такому положенні. Обладнання відключають, але в бетоні натяг арматури зберігається. Канал згодом заповнюють під тиском цементним розчином.
Обробка матеріалу
В ході будівельних або ремонтних робіт може знадобитися різка залізобетону. У подібному випадку застосовується спеціальне обладнання. Це алмазні бури, які дозволяють створити дверні або віконні отвори. У деяких випадках різка залізобетону, застосовується з метою демонтажу перегородок. Так при ремонті створюють квартири-студії.
