Бетон
Бетон является одним из главных строительных материалов. В его состав входит вяжущее вещество (цемент), заполнитель и вода. Эта смесь легко поддается перемешиванию, она быстро загустевает и застывает, превращаясь в камнеобразную массу. Бетон иногда снабжается стальной арматурой, которая позволяет ему выдержива большие нагрузки.
В качестве заполнителя могут применяться щебень, гравий, песок, доменнь шлак, пемза, ракушечник, керамзит и др. Заполнители должны быть чистыми, то есг без посторонних примесей, например глины, гумуса.
При приготовлении бетона помните о том, что на его качество влияют размер и форь частиц заполнителя. Поэтому лучше всего используйте заполнители, частицы которь имеют угловатую форму.
Для приготовления бетона и раствора необходима вода. Она не должна содержать промышленные отходы и другие нечистоты, потому что это может повлиять на качество бетона. Не лейте слишком много воды в раствор — испаряясь, она оставляет в бетоне нежелательные пустоты и поры.
Как было сказано выше, для крепости и прочности, в бетон добавляется арматурная сталь в виде сваренных или связанных простой проволокой стержней.
Бетон и железобетон
Сборный бетон и железобетон в массовом индустриальном строительстве занимает ведущее место. По объему производства сборного железобетона СССР занимало первое место в мире.
Бетон. Бетон состоит из смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей. Мелкими заполнителями для тяжелых бетонов служит песок, крупными — щебень и гравий. Они обеспечивают необходимые свойства и экономичные составы бетонов при минимально допустимом расходе цемента. Заполнители, количество которых в бетоне до 75…85% по массе, образуют в нем жесткий прочный скелет. Цемент при приготовлении бетона используют в качестве вяжущего вещества. Цементное тесто, образующееся при затворении цемента водой, обволакивает зерна песка, щебня и играет роль смазки, придающей смеси необходимую подвижность.
Затвердевая, цементное тесто переходит в камневидное состояние. Для приготовления бетона обычно применяют портландцемент, пуццолано- вый портландцемент и шлакопортландцемент. В случае, когда бетон должен в короткий срок достигнуть требуемой прочности, его приготовляют на глиноземистом цементе.
Для затворения бетонной смеси используют незагрязненную воду.
Составляющие бетона берут в строго определенном соотношении и перемешивают. Твердение полученной массы происходит вследствие химической реакции между цементом и водой. Поэтому их называют активными составляющими, а песок, гравий и щебень — инертными заполнителями, так как они в процессе твердения не участвуют.
Бетон как материал для конструкций должен обладать определенными физико-механическими свойствами — прочностью, плотностью, хорошо сцепляться с арматурой. Это достигается подбором количественного соотношения составляющих — цемента, воды, песка и крупного заполнителя. Чем меньше водоцементное отношение (В/Ц), тем выше прочность бетона. По водоцементному соотношению различают бетонные смеси жесткие (В/Ц = 0,3…0,4) и пластичные (В/Ц = 0,5…0,7). Жесткие бетонные смеси используют преимущественно для производства сборных железобетонных элементов на заводах. Они обладают большей прочностью, требуют небольшого расхода цемента и меньшего срока твердения изделия в формах.
В зависимости от способов изготовления, применяемых материалов и других признаков бетоны условно подразделяют: по структуре — на плотные, легкие и крупнопористые, а также поризованные и ячеистые, где пористость создана искусственно при изготовлении изделий; по плотности— на тяжелые и легкие; по виду заполнителей — на плотных заполнителях и пористых заполнителях; по зерновому составу — на крупнозернистые и мелкозернистые; по условиям твердения — на бетоны естественного твердения и подвергнутые тепловлажностной обработке при атмосферном давлении или в автоклавах при высоком давлении; по области применения — на конструктивные, применяемые в несущих конструкциях, и теплоизоляционные, используемые в качестве изоляции в ограждающих конструкциях.
В несущих конструкциях зданий торговли и общественного питания применяют тяжелые бетоны с плотностью 1800… 2 500 кг/м3, а также бетоны на различных пористых заполнителях (керамзито-, шлако-, перлитобетон и др.). Заделку стыков между конструкциями производят мелкозернистым (на мелком заполнителе) бетоном. Панельные наружные стены торговых зданий делают из легких поризованных бетонов с плотностью 700… 1200 кг/м3 или из ячеистых автоклавных бетонов с плотностью 500…700 кг/м3. Ячеистые бетоны получают смешиванием вяжущего с водой и пеной (пенобетон, пеносиликат, пенозолобетон) или путем введения в раствор газообразователя (газобетон, газосиликат, газозолобетон). Ячеистые бетоны применяют также для теплоизоляции трубопроводов теплосетей. Важнейшей характеристикой бетона является его прочность на сжатие. В качестве измерителя прочности бетона принято сопротивление осевому сжатию призмы (призменная прочность), соответствующее предельному сопротивлению при сжатии кубика с ребром 15 см в возрасте 28 сут, твердеющему в нормальных тепловлажностных условиях. Значению призменной прочности соответствует определенный класс бетона.
Для несущих конструкций применяют бетон класса В20, В30, В40 и В50, в колоннах многоэтажных зданий, испытывающих большую нагрузку, — В50 и В60. Там, где можно сэкономить цемент за счет некоторого снижения прочности бетона, изделия выполняют из так называемых промежуточных классов – В25. В35 и В45. В ограждающих конструкциях, как сборных, так и монолитных, прочность бетона может быть ниже — В3,5, В5, В10, В15. Но всегда прочность
бетона в конструкциях выбирается по расчету элементов на действующие на них монтажные и эксплуатационные нагрузки. Бетоны, необходимые для применения в особых условиях, классифицируются на марки. Например, марка по плотности — D2200 или D800, по морозостойкости — F50 и F500 и др.
Железобетон представляет собой бетон в сочетании со стальной арматурой. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но значительно хуже — растяжению.
Железобетонные конструкции, снабженные стальной арматурой, оказывают сопротивление растяжению в десятки раз больше, чем бетон. Так, железобетонная балка, в которой растягивающие усилия воспринимаются уложенной внизу арматурой, обладает несущей способностью почти в 20 раз больше, чем бетонная балка таких же размеров (рис. 1).
Основой совместной работы бетона и стальной арматуры является выгодное сочетание свойств этих материалов. Бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой, и оба материала деформируются совместно. Плотный бетон защищает арматуру от коррозии и предохраняет ее от непосредственного действия огня. В отличие от других строительных материалов железобетон отличается повышенной долговечностью, так как прочность бетона с течением времени возрастает. Особенность работы железобетонных конструкций под нагрузкой — возможность образования трещин в растянутой зоне бетона. Если раскрытие этих трещин невелико, то это не мешает нормальной эксплуатации конструкции.
В строительстве железобетон применяют в виде монолитных конструкций и сборных изделий, а также комбинированных сборно-монолитных конструкций.
Монолитную железобетонную конструкцию сооружают в опалубке, непосредственно на строительной площадке. Опалубка представляет собой деревянную форму, ограничивающую нижнюю и боковые поверхности конструкции. В опалубку устанавливают арматуру и укладывают бетон. После отвердения (схватывания) бетона деревянную опалубку разбирают, и железобетонная конструкция приобретает предусмотренную проектом форму.
Сборные изделия изготовляют на заводах в металлических формах на специальном оборудовании, обеспечивающем быстрое и качественное получение готовых элементов. Качество сборных железобетонных конструкций зависит главным образом от технологии формования изделий и процессов ускорения твердения бетона. Формование железобетонных изделий обеспечивает изготовление конструкции заданной формы и размеров. не выходящих за пределы установленных для нее допусков. Выполняется формование в стальных формах, внутренние грани которых соответствуют конфигурации конструкции.
В одной форме можно изготавливать несколько изделий одного типа, например 2…3 колонны, 3…4 ригеля, 3…4 стеновые панели. Такие формы называются групповыми.
Для того чтобы во время формования арматура и закладные детали не смещались с проектного положения, на бортах формы предусматривают специальные приспособления для их фиксирования в требуемом положении.
Уплотнение бетона изделий в формах достигается в сжатые сроки на виброплощадках. Такая технология позволяет переходить от одного изделия к другому без переналадки оборудования.
Ускорение твердения бетона производится на заводах в камерах тепловлажностной обработки. Бетон в камерах обрабатывается паром, давлением, а на некоторых заводах — токами высокой частоты. Такая обработка позволяет в течение нескольких часов довести прочность конструкции до такой степени, чтобы изделие можно было извлечь из формы и отправить на склад.
Сборные железобетонные конструкции, доставленные к месту строительства, соединяют между собой с помощью сварки металлических частей и бетонирования стыков. Сборный железобетон имеет ряд преимуществ перед монолитным: экономия материала опалубки, механизация и автоматизация трудоемких операций изготовления и монтажа, сокращение сроков строительства, улучшение качества конструкций. Особенно облегчается и удешевляется производство работ в зимнее время. Заводы-изготовители снабжают изделия паспортом с указанием класса бетона, вида цемента, марки арматурной стали, времени изготовления, данными об испытаниях контрольных кубиков, а главное, гарантируют качество продукции. На железобетонные конструкции расходуется металла в два раза меньше, чем на стальные конструкции. Широкое распространение щебня и песка делает применение железобетона повсеместно экономически целесообразным.
Для арматуры железобетонных конструкций применяют стали горячекатаные и холоднодеформируемые. Горячекатаную сталь получают в виде круглых стержней с гладкой или рифленой поверхностью диаметром 6…40 мм и в виде проволоки диаметром 6…9 мм. Шероховатость на поверхности стержней повышает сцепление арматуры с бетоном и уменьшает величину раскрытия трещин. Рифленая арматурная сталь периодического профиля наиболее распространена в строительстве. Холоднодеформируемые стали получают путем вытяжки проволоки. Вытяжкой уменьшают диаметр и повышают сопротивление арматуры на разрыв (холоднотянутая проволока). Диаметр выпускаемой холоднотянутой проволоки 3,0…8,0 мм. Для упрочнения железобетонных конструкций применяют также арматуру в виде прядей, сплетенных из проволоки, и жесткую арматуру в виде профильной прокатной стали (двутавров, швеллеров, уголков, полос).
Для армирования железобетонных конструкций металлургические заводы изготовляют сталь с различной прочностью. Прочность арматурной стали характеризуется ее маркой. Промышленность выпускает для строительства горячекатаную арматуру марок A-I, A-II, A-III, A-IV и A-V; термически упрочненную сталь — Ат-IV, At-V, At-VI ; гладкую проволоку B-I и B-II и проволоку периодического профиля Вр-I, Вр-И. Прочность металла на растяжение значительно выше, чем на сжатие. Поэтому для сжатых конструкций, таких, как колонны, фундаменты, принимают арматуру марок A-II, A-III с расчетным сопротивлением стали R.d до 375 МПа. Арматура этих марок хорошо сваривается дуговой и контактной сваркой, с помощью которой ее объединяют в конструкциях в плоские и объемные арматурные каркасы, удобные в изготовлении и монтаже. Для изгибаемых конструкций, таких, как балки, плиты, где арматура растянута, принимают сталь высокой прочности: стержневую марок A-IV, Ат-V С расчетным сопротивлением на растяжение Ла до 640 МПа или проволоку с расчетным сопротивлением на растяжение /?а до 1240 МПа. Высокопрочная сталь и в особенности термически упрочненная практически не сваривается. Поэтому ее применяют в предварительно напряженных конструкциях в виде отдельных стержней.
Арматурные стержни располагают вдоль и поперек пролета (высоты) конструкции. Стержни, установленные вдоль пролета конструкции, называют рабочими, а поперек пролета — поперечными, распределительными и монтажными. С помощью поперечных, монтажных и распределительных стержней и хомутов рабочая арматура соединяется в плоские или объемные каркасы. Поперечную монтажную и распределительную арматуру выполняют из стали марки A-I. Соединение осуществляется в местах пересечений с помощью вязальной проволоки или сварки. Сварку каркасов и сеток выполняют на заводе. Металлические закладные детали служат для соединения сборных конструкций между собой. Они выполняются из профильной стали в виде уголков, швеллеров, пластин с приваренными к ним арматурными анкерами.
Одним из способов снижения расхода стали и повышения эффективности работы бетона является предварительное напряжение арматуры. Для этого в процессе изготовления железобетонного изделия арматуру растягивают и укрепляют на неподвижных упорах, укладывают бетон, и после его отвердения арматуру обрезают. В ненапряженных железобетонных конструкциях, работающих на изгиб, прочность стали не используется полностью, так как от растягивающих усилий разрушается бетон. Предварительное напряжение в арматуре создает в бетоне сжатие, чем повышает трещиностойкость.
Применение высокопрочной арматуры приводит к экономии стали в железобетонных конструкциях в 2…2,5 раза. В качестве напрягаемой арматуры применяют горячекатаную сталь периодического профиля диаметром до 25 мм, высокопрочную арматурную проволоку, проволочные пряди, канаты, пучки. В строительстве известен метод натяжения арматуры на бетон, применяемый для укрупнительной сборки конструкций (например, ферм) из отдельных элементов. Подбор бетона и арматуры в железобетонных конструкциях производят на основании расчетов и строительных норм по проектированию железобетонных конструкций.
Сборный бетон и железобетон в массовом индустриальном строительстве занимает ведущее место. По объему производства сборного железобетона СССР занимает первое место в мире.
Бетон. Бетон состоит из смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей. Мелкими заполнителями для тяжелых бетонов служит песок, крупными — щебень и гравий. Они обеспечивают необходимые свойства и экономичные составы бетонов при минимально допустимом расходе цемента. Заполнители, количество которых в бетоне до 75…85% по массе, образуют в нем жесткий прочный скелет. Цемент при приготовлении бетона используют в качестве вяжущего вещества. Цементное тесто, образующееся при затворении цемента водой, обволакивает зерна песка, щебня и играет роль смазки, придающей смеси необходимую подвижность. Затвердевая, цементное тесто переходит в камневидное состояние. Для приготовления бетона обычно применяют портландцемент, пуццолано-вый портландцемент и шлакопортландцемент. В случае, когда бетон должен в короткий срок достигнуть требуемой прочности, его приготовляют на глиноземистом цементе.
Для затворения бетонной смеси используют незагрязненную воду.
Составляющие бетона берут в строго определенном соотношении и перемешивают. Твердение полученной массы происходит вследствие химической реакции между цементом и водой. Поэтому их называют активными составляющими, а песок, гравий и щебень — инертными заполнителями, так как они в процессе твердения не участвуют.
Бетон как материал для конструкций должен обладать определенными физико-механическими свойствами — прочностью, плотностью, хорошо сцепляться с арматурой. Это достигается подбором количественного соотношения составляющих — цемента, воды, песка и крупного заполнителя. Чем меньше водоцементное отношение (В/Ц), тем выше прочность бетона. По водоцементному соотношению различают бетонные смеси жесткие (В/Ц = 0,3…0,4) и пластичные (В/Ц = 0,5…0,7). Жесткие бетонные смеси используют преимущественно для производства сборных железобетонных элементов на заводах. Они обладают большей прочностью, требуют небольшого расхода цемента и меньшего срока твердения изделия в формах.
В зависимости от способов изготовления, применяемых материалов и других признаков бетоны условно подразделяют: по структуре — на плотные, легкие и крупнопористые, а также поризованные и ячеистые, где пористость создана искусственно при изготовлении изделий; по плотности — на тяжелые и легкие; по виду заполнителей — на плотных заполнителях и пористых заполнителях; по зерновому составу — на крупнозернистые и мелкозернистые; по условиям твердения — на бетоны естественного твердения и подвергнутые тепловлажностной обработке при атмосферном давлении или в автоклавах при высоком давлении; по области применения — на конструктивные, применяемые в несущих конструкциях, и теплоизоляционные, используемые в качестве изоляции в ограждающих конструкциях.
В несущих конструкциях зданий торговли и общественного питания применяют тяжелые бетоны с плотностью 1800… 2 500 кг/м3, а также бетоны на различных пористых заполнителях (керамзито-, шлако-, перлигобетон и др.). Заделку стыков между конструкциями производят мелкозернистым (на мелком заполнителе) бетоном. Панельные наружные стены торговых зданий делают из легких поризованных бетонов с плотностью 700… 1200 кг/м3 или из ячеистых автоклавных бетонов с плотностью 500…700 кг/м3. Ячеистые бетоны получают смешиванием вяжущего с водой и пеной (пенобетон, пеносиликат, пенозолобетон) или путем введения в раствор газообразователя (газобетон, газосиликат, газозолобетон). Ячеистые бетоны применяют также для теплоизоляции трубопроводов теплосетей. Важнейшей характеристикой бетона является его прочность на сжатие. В качестве измерителя прочности бетона принято сопротивление осевому сжатию призмы (призменная прочность), соответствующее предельному сопротивлению при сжатии кубика с ребром 15 см в возрасте 28 сут, твердеющему в нормальных тепловлажностных условиях. Значению призменной прочности соответствует определенный класс бетона.
Для несущих конструкций применяют бетон класса В20, В30, В40 и В50, в колоннах многоэтажных зданий, испытывающих большую нагрузку, — В50 и В60. Там, где можно сэкономить цемент за счет некоторого снижения прочности бетона, изделия выполняют из так называемых промежуточных классов — В25, В35 и В45. В ограждающих конструкциях, как сборных, так и монолитных, прочность бетона может быть ниже — В3,5, В5, В10, В15. Но всегда прочность бетона в конструкциях выбирается по расчету элементов на действующие на них монтажные и эксплуатационные нагрузки. Бетоны, необходимые для применения в особых условиях, классифицируются на марки. Например, марка по плотности — D2200 или D800, по морозостойкости — F50 и F500 и др.
Железобетон представляет собой бетон в сочетании со стальной арматурой. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но значительно хуже — растяжению. Железобетонные конструкции, снабженные стальной арматурой, оказывают сопротивление растяжению в десятки раз больше, чем бетон. Так, железобетонная балка, в которой растягивающие усилия воспринимаются уложенной внизу арматурой, обладает несущей способностью почти в 20 раз больше, чем бетонная балка таких же размеров (рис. 2).
Основой совместной работы бетона и стальной арматуры является выгодное сочетание свойств этих материалов. Бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой, и оба материала деформируются совместно. Плотный бетон защищает арматуру от коррозии и предохраняет ее от Непосредственного действия огня. В отличие от других строительных материалов железобетон отличается повышенной долговечностью, так как прочность бетона с течением времени возрастает. Особенность работы железобетонных конструкций под нагрузкой — возможность образования трещин в растянутой зоне бетона. Если раскрытие этих трещин невелико, то это не мешает нормальной эксплуатации конструкции.
В строительстве железобетон применяют в виде монолитных конструкций и сборных изделий, а также комбинированных сборно-монолитных конструкций. Монолитную железобетонную конструкцию сооружают в опалубке, непосредственно на строительной площадке. Опалубка представляет собой деревянную форму, ограничивающую нижнюю и боковые поверхности конструкции. В опалубку устанавливают арматуру и укладывают бетон. После отвердения (схватывания) бетона деревянную опалубку разбирают, и железобетонная конструкция приобретает предусмотренную проектом форму.
Сборные изделия изготовляют на заводах в металлических формах на специальном оборудовании, обеспечивающем быстрое и качественное получение готовых элементов. Качество сборных железобетонных конструкций зависит главным образом от технологии формования изделий и процессов ускорения твердения бетона. Формование железобетонных изделий обеспечивает изготовление конструкции заданной формы и размеров, не выходящих за пределы установленных для нее допусков. Выполняется формование в стальных формах, внутренние грани которых соответствуют Конфигурации конструкции.
В одной форме можно изготавливать несколько изделий одного типа, например 2…3 колонны, 3…4 ригеля, 3…4 стеновые панели. Такие формы называются групповыми.
Для того чтобы во время формования арматура и закладные детали не смещались с проектного положения, на бортах формы предусматривают специальные приспособления для их фиксирования в требуемом положении.
Уплотнение бетона изделий в формах достигается в сжатые сроки на виброплощадках. Такая технология позволяет переходить от одного изделия к другому без переналадки оборудования.
Ускорение твердения бетона производится на заводах в камерах тепловлажностной обработки. Бетон в камерах обрабатывается паром, давлением, а на некоторых заводах — токами высокой частоты. Такая обработка позволяет в течение нескольких часов довести прочность конструкции до такой степени, чтобы изделие можно было извлечь из формы и отправить на склад.
Сборные железобетонные конструкции, доставленные к месту строительства, соединяют между собой с помощью сварки металлических частей и бетонирования стыков. Сборный железобетон имеет ряд преимуществ перед монолитным: экономия материала опалубки, механизация и автоматизация трудоемких операций изготовления и монтажа, сокращение сроков строительства, улучшение качества конструкций. Особенно облегчается и удешевляется производство работ в зимнее время. Заводы-изготовители снабжают изделия паспортом с указанием класса бетона, вида цемента, марки арматурной стали, времени изготовления, данными об испытаниях контрольных кубиков, а главное, гарантируют качество продукции. На железобетонные конструкции расходуется металла в два раза меньше, чем на стальные конструкции. Широкое распространение щебня и песка делает применение железобетона повсеместно экономически целесообразным.
Для арматуры железобетонных конструкций применяют стали горячекатаные и холоднодеформируемые. Горячекатаную сталь получают в виде круглых стержней с гладкой или рифленой поверхностью диаметром 6…40 мм и в виде проволоки диаметром 6…9 мм. Шероховатость на поверхности стержней повышает сцепление арматуры с бетоном и уменьшает величину раскрытия трещин. Рифленая арматурная сталь периодического профиля наиболее распространена в строительстве. Холоднодеформируемые стали получают путем вытяжки проволоки. Вытяжкой уменьшают диаметр и повышают сопротивление арматуры на разрыв (холоднотянутая проволока). Диаметр выпускаемой холоднотянутой проволоки 3,0…8,0 мм. Для упрочнения железобетонных конструкций применяют также арматуру в виде прядей, сплетенных из проволоки, и жесткую арматуру в виде профильной прокатной стали (двутавров, швеллеров, уголков, полос).
Для армирования железобетонных конструкций металлургические заводы изготовляют сталь с различной прочностью. Прочность арматурной стали характеризуется ее маркой. Промышленность выпускает для строительства горячекатаную арматуру марок A-I, A-II, A-III, A-IV и A-V; термически упрочненную сталь — Ат-IV, At-V, At-VI; гладкую проволоку B-I и B-II и проволоку периодического профиля Вр-I, Вр-П. Прочность металла на растяжение значительно выше, чем на сжатие. Поэтому для сжатых конструкций, таких, как колонны, фундаменты, принимают арматуру марок A-II, A-III с расчетным сопротивлением стали Ra до 375 МПа. Арматура этих марок хорошо сваривается дуговой и контактной сваркой, с помощью которой ее объединяют в конструкциях в плоские и объемные арматурные каркасы, удобные в изготовлении и монтаже. Для изгибаемых конструкций, таких, как балки, плиты, где арматура растянута, принимают сталь высокой прочности: стержневую марок A-IV, Ат-V с расчетным сопротивлением на растяжение Ra до 640 МПа или проволоку с расчетным сопротивлением на растяжение /?а до 1240 МПа. Высокопрочная сталь и в особенности термически упрочненная практически не сваривается. Поэтому ее применяют в предварительно напряженных конструкциях в виде отдельных стержней.
Арматурные стержни располагают вдоль и поперек пролета (высоты) конструкции. Стержни, установленные вдоль пролета конструкции, называют рабочими, а поперек пролета — поперечными, распределительными и монтажными. С помощью поперечных, монтажных и распределительных стержней и хомутов рабочая арматура соединяется в плоские или объемные каркасы. Поперечную монтажную и распределительную арматуру выполняют из стали марки A-I. Соединение осуществляется в местах пересечений с помощью вязальной проволоки или сварки. Сварку каркасов и сеток выполняют на заводе. Металлические закладные детали служат для соединения сборных конструкций между собой. Они выполняются из профильной стали в виде уголков, швеллеров, пластин с приваренными к ним арматурными анкерами.
Одним из способов снижения расхода стали и повышения эффективности работы бетона является предварительное напряжение арматуры. Для этого в процессе изготовления железобетонного изделия арматуру растягивают и укрепляют на неподвижных упорах, укладывают бетон, и после его отвердения арматуру обрезают. В ненапряженных железобетонных конструкциях, работающих на изгиб, прочность стали не используется полностью, так как от растягивающих усилий разрушается бетон. Предварительное напряжение в арматуре создает в бетоне сжатие, чем повышает трещиностойкость.
Применение высокопрочной арматуры приводит к экономии стали в железобетонных конструкциях в 2…2,5 раза. В качестве напрягаемой арматуры применяют горячекатаную сталь периодического профиля диаметром до 25 мм, высокопрочную арматурную проволоку, проволочные пряди, канаты, пучки. В строительстве известен метод натяжения арматуры на бетон, применяемый для укрупнительной сборки конструкций (например, ферм) из отдельных элементов. Подбор бетона и арматуры в железобетонных конструкциях производят на основании расчетов и строительных норм по проектированию железобетонных конструкций.
Бетон — искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания бетонной смеси. Бетонной смесью называется перемешанная до однородного состояния пластичная смесь, состоящая из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.
Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.).
Бетон состоит из большого количества зерен заполнителя (примерно 80…85% объема), связанных затвердевшим вяжущим веществом (рис. 3). Так как в качестве заполнителей применяют дешевые природные материалы или отходы промышленности, бетон экономически весьма эффективный материал.
Бетон известен давно. В Древнем Риме, например, из бетона на извести был построен ряд сложных инженерных сооружений. Существует мнение, что блоки египетских пирамид также изготовлены из бетона, вяжущим в котором служила известь. Широкое применение бетона начинается после освоения промышленного производства портландцемента. Современное строительство немыслимо без бетона — бетон стал основным строительным материалом. Это объясняется экономичностью, технологичностью и доступностью основных сырьевых материалов.
Бетонная смесь представляет собой пластично-вязкую массу, сравнительно легко принимающую любую форму и затем самопроизвольно переходящую в камневидное состояние. Таким образом получают каменные строительные изделия любой заданной формы.
В наше время получают бетоны с самыми разнообразными физико-механическими свойствами. Помимо обычного тяжелого бетона производят легкий бетон плотностью, меньшей чем у кирпича. Такой бетон обладает хорошими теплоизолирующими свойствами и применяется для возведения стен жилых и промышленных зданий. И, наоборот, при строительстве ядерных установок, например атомных электростанций, для защиты от ионизирующего излучения применяют особо тяжелые бетоны, плотность которых в 1,5…2 раза больше плотности гранита.
Прочность бетонов достигает 100 МПа, и для конструкционных бетонов предел прочности служит основной характеристикой. Бетон — огнестойкий материал. В настоящее время получены бетоны, стойкие к самым разнообразным агрессивным воздействиям, и в том числе жароупорные бетоны, способные работать при температуре свыше 1000 °С. При сочетании бетона и стали получается материал с еще более совершенными свойствами — железобетон.
По плотности бетоны делят на особо тяжелые (плотность более 2500 кг/м3), тяжелые обыкновенные (2200… 2500 кг/м3), облегченные (1800…2200 кг/м3), легкие (500… 1800 кг/м3), особо легкие теплоизоляционные (500 кг/м3).
По виду вяжущего бетоны подразделяют на бетоны на неорганических и органических вяжущих. К бетонам на неорганических вяжущих относятся цементные (вяжущее— портландцемент и его разновидности), силикатные (известково-кремнеземистое вяжущее), гипсовые (гипсовые вяжущие); к бетонам на органических вяжущих: асфальтобетон (на битуме) и полимербетон (на синтетических смолах).
Бетоны могут иметь различную структуру. Чаще всего используют плотные бетоны со слитной структурой — это обычный тяжелый бетон и легкие бетоны на пористых заполнителях. Легкие и особо легкие бетоны могут иметь ячеистую (с равномерно распределенными порами размером 0,2…2 мм) и крупнопористую структуру. Последнюю получают, исключая из состава бетона мелкий заполнитель и скрепляя зерна крупного заполнителя вяжущим веществом.
Наиболее распространен тяжелый цементный бетон. Ниже мы рассмотрим свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона на примере тяжелого цементного бетона и будем называть его просто бетон.
Выбор стройматериалов - Бетон
Остались вопросы по теме - "Бетон", задайте их на