Жби конструкции: Сборные железобетонные элементы (изделия и конструкции)

Железобетонные конструкции: виды, характеристики и армирование

Сегодня ни один строительный объект не обходится без использования железобетонных изделий (ЖБИ). Ежедневно в мире производят около 2 миллиардов изделий из бетона, при этому существующие технологии постоянно обновляются и дорабатываются.

Основными преимуществами использования железобетонных конструкций являются быстрота и удешевление возведения домов различной сложности. Это обеспечивается, в том числе простотой изготовления ЖБИ.

Характеристики железобетонных конструкций

Основные характеристики:

• Повышенная прочность и долговечность.
• Способность стойко переносить перепады температуры, в том числе сильные морозы.
• Устойчивость к воздействию влаги и огня.

Прочностные качества бетона напрямую зависят от качества цемента и от свойств, которыми обладают применяемый песок и гравий. Конечное качество бетона также зависит от пористости (отношения количества пор к общему объему) и плотности (отношения массы к объему).

Пористость бетона зависит от количества цемента в смеси и возникает из-за испарения излишков воды при его недостаточности. Плотность бетона напрямую влияет на прочность изделия и его способность противоборствовать сжиманию.

Устойчивость железобетонных конструкций к огню, объясняется невысокой теплопроводностью. Они могут переносить, без видимых разрушений, до одной тысячи градусов тепла без последствий очень долгое время. Именно поэтому бетонная продукция используется при строительстве промышленных предприятий, работающих при повышенных температурах.

Несомненно, важная особенность железобетонных конструкций – морозоустойчивость. Если материал насыщен достаточным количеством воды, то он сможет выдержать многочисленные изменения температуры без ощутимых потерь для качества. Согласно исследованиям, снижение прочности будет минимальным.

Однако, при всех плюсах бетон характеризуется очень маленьким сопротивлением растяжению. Чтобы избежать связанных с этим проблем, проводится укрепление элементами из армированной стали (например, проволокой или прутьями), или других материалов. Подобное изделие является высокопрочным и к тому же практически не поддается растяжению.

Армирование

Армирование – комплекс работ, направленных на увеличение надежности и прочности бетонных изделий в жилом и промышленном строительстве.

Безусловно, одним из лучших примеров применения армирования является создание прочного и долговечного основания для полового покрытия.

Основная работа заключается в создании металлической основы при стяжке.

С помощью армирования можно уменьшить количество используемого бетона. Основными материалами для армирования являются:

• Армирующие проволочные сетки и прутья.
• Стекловолокнистые изделия.
• Сетки из полимерных материалов.

Имея такой широкий выбор материалов, в любое время можно подобрать лучший вариант, отвечающий высокому качеству производимой конструкции.

Виды железобетонных конструкций

Теперь рассмотрим виды железобетонных конструкций.

Монолитные

Монолит — это основной тип железобетонных конструкций, используемых для строительства всех видов строений.

Железобетон состоит из стали и бетонной массы и называется комплексным стройматериалом, ускоряющим темпы строительства.

Достоинства:

Важным достоинством монолита можно считать низкую материалоемкость. То есть пространственная целостность, а говоря профессионально, высокая статическая неопределенность. К другим сильным сторонам относятся прочность, огнестойкость, долговечность, простота формообразования, низкие расходы на эксплуатацию.

Недостатки:

Вследствие усадки или силовых нагрузок существует возможность возникновения трещин, высокая тепло и звукопроводность, высокая плотность. Сезонность выполнения работ тоже можно отнести к недостаткам, так как все они должны быть выполнены в теплое время года.

Сборные ЖБИ

Сборные железобетонные конструкции являются готовыми изделиями. СЖК изготавливаются на специальных предприятиях, где имеется необходимые устройства. Это дает возможность уменьшить стоимость изделий и получить высокую производительность.

Когда-то создание СЖК благоприятно повлияло на увеличение объемов строительства. Сборные изделия из железобетона обладают универсальностью, из них можно строить в любое время года и в любую погоду.

В таких сборных сооружениях имеется единственный минус — это большая трудоёмкость. Для создания стыков применяются арматурные приспособления и соответственно влияют на стоимость.

Железобетонные плиты

Это довольно широко распространенный вид ЖБИ, которыми пользуются на стройках при возведении потолков, стен зданий, перегородок как в жилых, так и коммерческих помещениях. Железобетонная плита похожа на прямоугольник, имеющий дверные и оконные проемы, выступы под подоконники. На потолочных железобетонных плитах проемы отсутствуют. На случай перевозки панели устанавливаются вертикально под уклоном в 10 градусов. Категорически следует исключать соприкосновение плит, под них обязательно подкладываются специальные подкладки.

Фермы

Специальные железобетонные фермы применяются в качестве перекрытий в огромных сооружениях. Они похожи на плоский прямоугольник с решетками. Перевозка строго в положении стоя.

Балки и ригели

Балки и ригели применяются в качестве несущих компонентов, в боковых, верхних и центральных местах строящегося здания. Они бывают односкатными, двускатными или с прямыми углами. В процессе спецперевозки ригели устанавливаются прямо по всей длине. В целях опоры ригелей пользуются подосновами, устанавливаемые под нижнюю часть. От длины балок зависит расстояние между прокладками. Сбоку их обязательно закрепляют по всей высоте. Транспортируют строго вертикально, горизонтальная спецперевозка недопустима, возможно, разрушение изделия. Перевозя сразу множество частей, между балками прокладывают разделительные подкладки толщиной более 10 см.

Сваи

Возведение зданий и сооружений промышленного и жилого назначения на грунтах со слабой несущей способностью, невозможно без применения в их основании свай.
ЖБИ сваи стойки к агрессивному химическому воздействию и мало подвержены коррозии. Сваи сохраняют работоспособность во влажных и мёрзлых грунтах. Их монтаж выполняется с применением специального оборудования. Применение свай обеспечивает устойчивость здания, прочность и неизменность его основания.
Сваи перевозят, укладывая горизонтально с опиранием на деревянные подкладки. Допускается перевозка свай, уложенных в несколько ярусов.

Стойки

Стойки служат опорами для электропередающих линий и наружного освещения. Их главное предназначение надёжное расположение электропроводов на заданном безопасном расстоянии от различных поверхностей. Применение в конструкции опор арматурного каркаса и специальных марок бетона обеспечивает их надежность и длительный срок эксплуатации.

Конструкционно стойки подразделяют на виды:

• концевые;
• промежуточные;
• угловые;
• анкерные.

Кроме того, стойки для опор ЛЭП могут быть одноцепными и многоцепными.

Допускается группирование опор для их перевозки, соблюдая их горизонтальное положение. Обязательно наличие специальных подкладок в местах соприкосновения.

Колонны

Колонна железобетонная является несущим элементом сборного каркаса зданий и сооружений производственного и жилищно общественного предназначения.

В основном колонны имеют прямоугольное или квадратное сечение. Для тяжёлых подкрановых конструкций производят двухветьевые колонны.

Перевозка колонн железобетонных может производиться с укладкой штабелем, когда первый ряд уложен непосредственно на грузовое место, а остальные ряды укладывают на настил из спецподкладок.

Объёмные блоки

Объёмные блоки используются при строительстве зданий и сооружений для промышленности. Существуют отдельные конструкции, применяемые в жилом и общественном строительстве. Это тонкостенные элементы, как правило, с дополнительным заполнением звуко- и теплоизоляционными материалами, с проёмами для окон и дверей. Отличаются почти полной заводской готовностью.

Перевозка объёмных блоков допускается только в вертикальном положении, поскольку они не переносят динамических нагрузок, неизбежных при транспортировке. Чтобы не допустить смещения блока во время движения на грузовых платформах устраивают специальные упорные выступы.

Санитарно-технические кабины (СТК)

Представляют собой пространственную конструкцию санитарного узла. Кабины такого типа применяются при строительстве зданий для жилья и общественного пользования. Имеют большие габариты и объемы. Перевозка СТК разрешена в вертикальном положении, при этом опора осуществляется на грузовую платформу, с использованием двух прокладок. Таким же способом перевозятся шахты лифтов. Устанавливаются кабины на основание, выведенное по горизонтальному уровню.

Сборно-монолитные ЖБИ

Представляют собой совокупность элементов. Технология сборки осуществляется путем совместного укладывания сборного железобетона и монолита. В этой технологии важную роль играет качество взаимодействия сборных частей с частями монолита. Допускается разность в формах и габаритах сборных элементов, для достижения наилучшего качества. Решение принимается с учетом назначения объектов и обстоятельств.

Необходимо знать, что в СМЖК опалубкой для монолита является сборный железобетон. Пространственная жесткость гарантируется монолитной заливкой, что ведет к снижению расхода материалов.

В СМЖК сочетаются достоинства прежних видов. Благодаря своей экономичности, позволяют возводить объекты с учетом современных методов. В элементах из монолита широко применяют пористые бетоны, вследствие чего в значительной степени уменьшается вес всей конструкции.

Итог

Железо и бетон – отличное сочетание. Данные конструкции применяются не только в строительстве зданий, учитывая невысокую теплопроводность, используются в промышленных цехах и не только. Виды ЖБК за счет своих размеров, веса и условий, требуют точного соблюдения процесса транспортировки и надлежащей подготовки подвижного состава. Технология производства этих изделий продолжает совершенствоваться.

Железобетонные конструкции: описание, характеристики

Железобетонные конструкции стали настоящим прорывом в 19 веке. Сейчас практически все строительные объекты возводятся с их помощью. На данный момент каждый день в мире производится порядка двух миллиардов кубических метров ЖБИ. Без них невозможна постройка офисов, высотных домов и промышленных зданий.

Железобетонные конструкции позволяют быстро и с минимальными финансовыми затратами возводить дома разной степени сложности. По своей сути ЖБИ — это арматура, залитая цементным раствором.

Характеристики железобетона

Бетон обладает большой прочностью. Это позволяет строить здания с долгим сроком эксплуатации. К тому же он хорошо выдерживает перепады температуры. К другим полезным характеристикам этого материала причисляют:

• морозостойкость,
• высокую плотность,
• водонепроницаемость,
• огнестойкость.

Прочность бетона при сжатии в 10—20 раз больше, чем при растяжении. Этот параметр во многом зависит от используемого песка и гравия. Главную роль играет качество цемента. Именно цемент определяет, насколько прочным будет состав.

Заливка бетоном позволяет защитить арматуру от коррозии. Строения, выполненные из этого материала, отличаются долговечностью и стойкостью. Очень сильно на качество материала влияет пористость, а именно отношение пор к общему объёму.

Важно! Поры есть в любой конструкции. Они появляются в результате испарения воды, не вступившей в реакцию с цементом. Очень часто большая пористость является доказательством использования недостаточного количества цемента в смеси.

Плотность представляет собой отношение массы бетона к его объёму. Чем выше эта характеристика, тем более прочной будет железобетонная конструкция. Благодаря высокой плотности бетон хорошо противостоит сжатию.

Вне зависимости от толщины железобетонной конструкции она может эффективно передавать тепловой поток. Теплопроводность бетона в 50 раз меньше, чем у стали, но намного выше, нежели у кирпича.

Результатом невысокой теплопроводности железобетонных конструкций становится их огнестойкость. Благодаря этому данный материал также используют при обустройстве промышленных цехов, где приходится работать с высокими температурами.

Важно! Железобетонные конструкции могут выдерживать температуру до 1000 градусов на протяжении длительного времени. При этом изделия не разрушаются и не трескаются.

Важной характеристикой бетона является его морозоустойчивость. Этот материал при насыщении водой может выдерживать многократные перепады температур без каких-либо последствий. Процент снижения прочности минимальный.

Тем не менее у бетона есть один весомый недостаток. Его сопротивление растяжению крайне мало. Поэтому в конструкцию добавляются армированные элементы. К примеру, стальная проволока или прутья.

Единая железобетонная конструкция обладает высокой прочностью и хорошим сопротивлением растяжению. К тому же технология создания данных изделий за последние 150 лет сильно изменилась и продолжает совершенствоваться каждый день.

Что такое армирование

Армирование позволяет создавать железобетонные конструкции на века.

Лучшим примером в данном контексте будет постройка прочного и долговечного пола. В процессе работы осуществляется стяжка на металлической основе. Бетонный пол бывает следующих видов:

• наливной;
• опирающийся на грунт или плиты;
• стяжка со слоем теплоизоляции;
• стяжка, базирующаяся на плитах перекрытия.

Кроме увеличения прочности железобетонной конструкции, армирование позволяет сократить затраты бетона. В процессе работы могут использоваться такие материалы, как:

• арматурный каркас,
• сетка из стекловолокна,
• сетка из катанки,
• сварная сетка с ячейками,
• сетка из полимеров,
• фиброволокно.

Широкий выбор даёт возможность подобрать оптимальный вариант для создания качественной и долговечной железобетонной конструкции.

Виды железобетонных конструкций

ЖБК можно классифицировать по многим параметрам. За 150 лет непрерывного совершенствования было придумано множество методов создания железобетонных конструкций с применением разных технологий и сортов бетона.

Сборные железобетонные конструкции

Их производят на строительной площадке из заранее подготовленных элементов. При этом СЖК создаются на специализированных предприятиях, где есть необходимое оборудование и высокий уровень автоматизации труда. Это позволяет добиться уменьшения себестоимости и максимальной продуктивности.

В своё время создание СЖК крайне позитивно повлияло на всеобщую индустриализацию и механизацию сферы строительства. Сборные железобетонные конструкции позволяют возводить здания в любые погодные условия. Можно осуществлять постройку зимой и летом, в дождь, ветер и жару.

Тем не менее сборные железобетонные конструкции имеют один существенный недостаток, а именно высокую трудоёмкость. К тому же создание стыков имеет большую металлоёмкость и соответствующую стоимость.

Монолитные железобетонные конструкции

Эти изделия создаются непосредственно на строительной площадке путём укладки бетона в опалубку. Как результат снижения стоимости МЖК можно добиться за счёт уменьшения расходов на бетон, арматуру, опалубочные материалы и оплату труда.

Застройщик сам определяет обоснованность использования того или иного количества материалов в зависимости от степени сложности объекта и его назначения. Это позволяет создавать более гибкую смету, реально оценивая потребности производства.

Главное достоинство монолитных железобетонных конструкций — их пространственная целостность. Если брать профессиональную терминологию, то это высокая статическая неопределённость. За счёт этого монолитные конструкции имеют малую материалоемкость.

МЖК использую как для возведения типичных, так и для создания уникальных зданий. Эти изделия позволяют строить объекты, применяя разные виды опалубки, среди которых:

• несъёмная,
• передвижная,
• щитовая,
• блочная.

Также при создании монолитных железобетонных конструкций применяются крупные блоки арматуры и пространственные армированные каркасы. Также данная технология позволяет наладить механизированную подачу и укладку бетона. Есть ряд сооружений, которые создаются только при помощи МЖК, к ним относят:

• бассейны,
• фундаменты,
• сооружения с мощными динамическими нагрузками.

В каждом из вышеперечисленных вариантов применение монолитных железобетонных конструкций экономически выгодно. Несмотря на серьёзные преимущества, данная технология имеет свои недостатки, среди которых:

• трудоёмкая опалубка;
• сезонность работ;
• сроки строительства во многом зависят от скорости затвердевания смеси.

Работы с монолитными железобетонными конструкциями осуществляют только в тёплое время года. Для ускорения процесса применяют специальные сорта цемента, которые застывают чрезвычайно быстро.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции

Это целый комплекс элементов. Согласно данной технологии сборный и монолитный железобетон укладывается вместе.

Главную роль в данной технологии играет качество сцепления сборных элементов с монолитными. Чтобы достичь нужного результата сборные конструкции могут иметь разную форму и размер. В комплексах такого рода может использоваться напрягаемая и ненапрягаемая арматура. Всё зависит от конкретной ситуации и назначения объекта.

Если поверхность сборно-монолитных железобетонных конструкций имеет высокий уровень шероховатости, то можно обойтись без шпонок. В местах, где сборные элементы контактируют с бетоном, предусматривается выпуск поперечной арматуры. Анкеровка укладывается в монолитном бетоне дополнительно.

Важно! Сборный железобетон в данных конструкциях является опалубкой для монолитной составляющей.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции сочетают в себе достоинства обоих предыдущих видов. Они весьма экономичны и позволяют строить здания посредством современных методов быстро и качественно.

Важно! Монолитный железобетон гарантирует высокую пространственную жёсткость. Это снижает материалоемкость.

В монолитных элементах широко применяются лёгкие и ячеистые бетоны. Допускается использование искусственных пористых заполнителей. Из-за чего значительно уменьшается удельный вес конструкции.

Правила создания надёжных железобетонных конструкций

В процессе работы должны быть соблюдены все СНиПы и нормы строительства. Некоторые организации дополнительно ориентируются на международные стандарты, чтобы получить важное конкурентное преимущество. Тем не менее есть свод обязательных правил, которые должны соблюдаться при создании бетонных перекрытий:

1. Сетка или каркас не должны создавать препятствий для равномерного распределения бетона.
2. Сначала на площадку укладывается материал для армирования и только после этого осуществляется заливка.
3. Необходимо избегать попадания в железобетонную конструкцию масляных веществ. Они препятствуют образованию крепкой связи между бетоном и каркасом.
4. Чтобы защитить ЖБК от коррозии, бетон должен полностью скрывать элементы армирования.

Каркасное армирование используется тогда, когда фундамент и пол — единая система фиксации дома. Подобная технология применяется при постройке на грунтах с низкой степенью надёжности.

Итоги

В современном строительстве используются все виды железобетонных конструкций в зависимости от их конкретных преимуществ. Главное — это соблюдение всех правил и норм строительства, которые гарантируют безопасность и долговечность постройки.

Типы железобетонных конструкций: особенности и основные виды

Строительство современных объектов не обходится без конструкций из железобетона. У таких сооружений много плюсов. Железный остов со всех сторон защищен бетоном, который имеет длительный срок работы и не боится ни дождя, ни снега, ни жары, ни мороза. Железо плюс бетон – отличный тандем! Железобетонные изделия консолидируют как при растяжении, сжатии и сгибании, так и во время скручивания, срезания. Металлокаркас помогает добиться устойчивости, прочности и твердости сооружения, служит для уменьшения размеров и веса устройства. Применяя различные технологии, изготавливают монолитные, сборные, сборно-монолитные бетонные и железобетонные конструкции с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой.

Особенности конструкций

Железобетонная конструкция нашла применение в строительстве жилых зданий, производственных сооружений и инженерных построек. Наиболее часто применяют сборный железобетон, но встречается монолитный и сборно-монолитный. Чтобы получить изделие наименьшей массы, насколько это позволяет технология, снизить расходы на оплату труда и материалы, для железобетонных конструкций применяют качественный бетонный раствор и арматуру высокой прочности.

Основные виды железобетонного изделия применяются в строительстве, где температурный режим не превышает пятидесяти градусов по Цельсию и не опускается до минус семидесяти градусов. Железобетонными конструкциями пользуются чаще стальных или каменных в случае возведения следующих объектов:

• аэродромы;
• атомные реакторы;
• бункера;
• дымовые трубы большой высоты;
• различные массивные сооружения;
• здания складского назначения;
• дороги;
• фундаменты;
• морские сооружения;
• заводские постройки.

Часто ЖБИ являются основой конструкций промышленных объектов и жилых домов.

В железобетонных конструкциях следующие преимущества:

• прочность, которая со временем только увеличивается;
• долговечность;
• стойкость к воздействию огня;
• относительно допустимая цена;
• возможность собственноручного изготовления;
• стойкость к сейсмической активности;
• возможность железобетона принимать различные архитектурные формы.

К недостаткам относятся:

• образование трещин;
• большой вес;
• требуется дополнительное утепление;
• теплопроводность.

Вернуться к оглавлению

Основные виды конструкций

По типу изготовления различают:

• Сборные. Имеют большую популярность за счет максимально механизированного строительства.
• Монолитные. Применяют в строительстве монолитных сооружений, например, гидротехнических построек, тяжелых фундаментов.
• Сборно-монолитные. Сборно-монолитные элементы соединяются как бетоном, так и сваркой.

По сфере использования бывают:

• для жилых домов;
• для промышленных построек;
• для общественных зданий и сооружений.

Изделия из железобетона могут быть: ненапряженные и предварительно напряженные. Наиболее популярные ЖБИ, которые используют для строительства:

• панелей;
• фундаментов;
• балок;
• плит перекрытий.

Вернуться к оглавлению

Панели

Распространенным видом железобетонных конструкций являются панели, которые используются в строительстве зданий и сооружений жилищного и промышленного назначения. Панель имеет плоскую прямоугольную форму, в которой могут быть проемы для дверей и окон, также — выступы для подоконников.

При перевозке панелей их устанавливают в вертикальном положении под наклоном в десять градусов. Транспортируя сразу несколько панелей, нужно исключить их соприкосновение, поэтому между ними прокладывают подкладки.

Вернуться к оглавлению

Фермы

Железобетонные фермы используют для перекрытий в производственных сооружениях и культурных зданиях. Имеют вид плоской прямоугольной конструкции с решетками. При транспортировке изделий им придают вертикальное положение.

Фермы из железобетона имеют высокую прочность, жесткость, отличаются противопожарными свойствами и морозостойкостью. Производятся изделия из тяжелого, легкого или конструкционного бетона, в основном это аглопоритобетон и керамзитобетон. Применяя железобетонную ферму, следует тщательно подойти к ее установке. Проводят точный расчет несущей способности постройки. Проверяют качество элементов, размеры и готовят место опоры.

Вернуться к оглавлению

Балки и ригели

Ригель железобетонный.

Балки и ригели нашли применение в строительстве фундаментов и покрытий, они выступают в роли несущих элементов для монтажа крановых механизмов. Балки производят односкатными, 2-скатными или прямоугольными. В процессе транспортировки балки ригели устанавливают в транспортное средство вертикально. Для опоры балок и ригель используют подкладки, установленные под нижнюю плоскость изделий. В зависимости от длины конструкции определяется расстояние между подкладками. Сбоку балок и ригелей проводят крепление по всей их высоте. Перевозка балок допускается только в вертикальном положении, горизонтальная транспортировка запрещена, так как существует риск разрушения изделий. Транспортируя одновременно несколько элементов, между ними прокладывают разделители толщиной больше десяти сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Сваи

Железобетонную конструкцию в виде свай используют для оснований промышленных и жилых сооружений. Сваи применяют для возведения конструкций на неустойчивых грунтах. При транспортировке свай им придают горизонтальное положение, обеспечивая опирание на специальные подкладки. Разрешается укладка свай на транспортное средство при перевозке ярусами.

Железобетонные сваи отличаются высокой устойчивостью к воздействию химических веществ и коррозии, обладают водонепроницаемостью и морозостойкостью. Сваи легко монтируются при наличии специального оборудования и способны обеспечить возводимому сооружению долговечность, высокую прочность и надежность.

Вернуться к оглавлению

Стойки

Стойки для опор ЛЭП.

Железобетонные стойки или стойки линий электропередач представляют собой опорный элемент для светильников и линий электропередач. При транспортировке разрешается перевозить стойки вместе одной группой, обеспечивая горизонтальное положение. При перевозке следует подготовить опору для стоек в виде специальной подкладки.

Главным назначением железобетонных стоек является возможность надежного удержания электропроводов на требуемом расстоянии от поверхности земли или воды. Надежность и прочность опор достигается путем применения в конструкции изделий арматурного каркаса и специального типа бетонного раствора. По отдельности каждая стойка линий электропередач различается по назначению и конструкции. Выделяют концевые, промежуточные, угловые и анкерные опоры из железобетона. Также изготавливают одноцепные и многоцепные.

Вернуться к оглавлению

Колонны

Железобетонная колонна представляет собой несущий элемент жилых, культурных, промышленных и бытовых сооружений. Колонны изготавливают прямоугольной формы и двухветвевой, которая предназначена для тяжелой крановой нагрузки. Перевозят элементы штабелем, где первый ряд колонн кладут на грузовое место транспортного средства, а последующие ряды укладывают на предыдущий, застеленный специальными подкладками.

Вернуться к оглавлению

Объемные блоки

Объемные блоки.

Железобетонные объемные блоки нашли применение при возведении общественных и жилых сооружениях. Представляют собой почти готовые строительные элементы с полой тонкостенной прямоугольной призмой и с проемами для дверей и окон.

Объемные блоки могут иметь изоляционные и утеплительные панели. При перевозке объемных блоков им придают вертикальное положение, при этом обеспечивая опирание элементов по четырем углам на грузовую платформу. Объемные блоки, выполненные из железобетона, имеют чувствительность к динамическим перегрузам, которые образуются в процессе перевозки. Эти строительные изделия из железобетона имеют особенность смещать центр тяжести от геометрического центра в поперечном и в продольном направлении. Чтобы избежать смещения блока в процессе перевозки, на грузовой площадке устанавливают специальные упорные выступы.

Вернуться к оглавлению

Санитарно-технические кабины

Санитарно-технические кабины используются при возведении зданий общественного и жилого назначений. Представлены объемными элементами с большой массой и габаритами. При перевозке шахты лифтов и санитарно-технических кабин разрешается вертикальное положение с опорой на грузовую площадку с двумя прокладками. Шахты лифтов, имеющие высоту до 140 сантиметров можно перевозить в 2 яруса по высоте, при этом устанавливая деревянные подкладки между рядами в высоту больше 10 сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Железобетонные конструкции применяют в строительстве различных зданий и сооружений, и не только. Разновидности ЖБИ (панели, объемные блоки, фермы, сантехнические кабины) за счет своих габаритов, масс и условий, которые нужно соблюдать в процессе перевозки, требуют узкой специализации подвижного состава.

Транспортировка балок, колонн, опор и стоек линий электропередач, ригелей и свай имеет схожие требования к перевозочному процессу, поэтому схемы подвижного состава для их перевозки могут совпадать.

Железобетонные конструкции + монтаж, фото и видео

Железобетонные конструкции + монтаж, фото и видео

На сегодняшний день ни один строй. объект не обходится без применения железобетонных изделий (то есть ЖБИ). Каждый день в мире производят примерно 2 миллиарда бетонных изделий, при этом те технологии, которые существуют, постоянно обновляются и еще дорабатываются.

Главным достоинством применения железобетонных конструкций является скорость и удешевление возведения домов разной сложности. Это возможно, в том числе и благодаря изготовлению монолитных железобетонных конструкций.

Характеристики конструкций железобетонного типа

Главные параметры таковы:

• Повышенная устойчивость и жизнестойкость.
• Работоспособность отлично переносить температурные перепады, а также сильные морозы.
• Живучесть к влиянию огня и влаги.

Прочность бетонного изделия будет напрямую зависеть от качества цемента, а еще от качеств, которые имеют используемый песок и гравий. Конечное бетонное качество еще зависит от пористости (отношения числа пор к основному объему), а еще плотности (отношению массы до объема).

Обратите внимание, что бетонная пористость зависит от того, сколько в смеси цемента и появляется из-за испарения лишней воды при его недостаточности. Бетонная плотность напрямую воздействует на прочность изделия и его способность к противодействовать сжиманию.

Устойчивость таких конструкций к огню объяснимо небольшой тепловой проводимостью. Они могут переносить (при этом без заметных разрушений) до +1000 градусов тепла без результатов на протяжении длительного времени. Именно по этой причине бетонная продукция применяется во время строительства промышленных предприятий, которые работают при повышенном уровне температуры. Естественно, что важной особенностью конструкций из железобетона является устойчивость к морозам. Если материал насыщен достаточном количеством воды, то он способен выдерживать многочисленные температурные изменения без ощутимых потерь качества. по исследованиям уменьшение прочности получится минимальным.

Но при всех многочисленных достоинствах бетон характеризуется крайне малым сопротивлением растяжению. Чтобы не было проблем, которые с этим связаны, проводят укрепление элемента из стали армированного типа (к примеру, прутиками или проволокой) или остальных материалов. Такое изделие является крайне прочным и кроме того почти не поддается растяжению.

Подробности

Армирование

Если говорить про армирование, то это является комплексом работ, которые направлены на увеличение степени надежности и прочности изделий из бетона в промышленном и жилом строительстве. Естественно, что одним из самых лучших примеров использования армирования будет создание долговечного и прочного фундамента для покрытия пола. Главная работа заключается в создании основы из металла при стяжке.

Посредством армирования можно уменьшать количество применяемого бетона. Главными материалами для армирования будут:

• Сетки из полимерного материала.
• Стекловолокнистые изделия.
• Армирующие проволочные прутики и сетки.

С таким широким выбором материалом, в любе время можно выбирать лучший вариант, который отвечает высокому качеству изготавливаемой конструкции.

Разновидности

Далее предлагаем рассмотреть различные виды конструкций из железобетона.

Монолитные

Железобетонные монолитные конструкции являются основным типом материала, который применяют для возведения всех типов построек. Железобетон сделан из стали и массы бетона и называется комплексным строительным материалом, который ускоряет темпы строительного процесса.

Важным преимуществом монолита можно называть низкую материалоемкость, а именно пространственная целостность, а если говорить профессионально, статическая высокая неопределенность.

К остальным сильным сторонам можно отнести устойчивостью к огню, прочность, долговечность, простота формообразования, малые расходы на эксплуатирование. А вот из минусов выделим то, что из-за усадки или нагрузок силового типа есть возможность появления трещин, высокая звуковая и тепловая проводимость, а также плотность. Сезонность проведения работ тоже относится к минусам, потому что все они должны быть проведены только в теплое время года.

Сборные ЖБИ

Сборные конструкции железобетонного типа являются изделиями готового типа, и СЖК делают на специализированных предприятиях, где есть все нужные устройства. Это даст возможность уменьшать цену изделий и получать высокую степень производительности. Когда-то изготовление СЖК благоприятно воздействовало на увеличение объемов строительства. Изделия сборного типа из железобетона являются универсальными, и из них есть возможность выстраивать в разную время года и при любой погоде. В подобных сборных конструкциях есть один, но ощутимый минус – большая трудоемкость. Для изготовления стыков используют арматурные приспособления и потому воздействуют на цену.

Железобетонные плиты

Это весьма популярный тип ЖБИ, которые используют на стройках при построении потолков, стен построек, перегородок и в жилых, и в коммерческих постройках. Плита из железобетона очень похожа на прямоугольник, который имеет дверные и оконные проемы, а также выступы для подоконников. На потолочных плитах из ЖБ проемов нет. На случай перевозки панели ставят вертикально под углом в 10 градусов. Категорически важно исключить соприкосновение плит, и под них требуется подкладывать особенные подкладки.

Фермы

Особенные железобетонные фермы используются в роли перекрытий в больших по размеру сооружений. Они сильно похоже на плоский прямоугольник с решетками, и перевозка должна быть произведена строго в положении стоя.

Ригели и балки

Именно балки и ригели применяют в роли компонентов несущего типа, в верхних, боковых и центральных местах строящегося здания. Они могут быть односкатного, двускатного или же с прямыми углами. В процессе специальной перевозки ригели монтируют прямиком по всей длине. В целях ригельной поры пользуются подосновами, которые устанавливают под нижнюю часть. От балочной длины зависит расстояние между прокладками, а сбоку их обязательно важно закрепить по всей длине. Транспортировка должна быть строго вертикально, а перевозка в горизонтальном виде недопустима, изделие может даже разрушиться. Перевозить можно сразу много частей, а между балками требуется прокладывать разделительные подкладки с толщиной больше 0.1 метра.

Сваи

Строительстве зданий и построек промышленного, а также жилого назначения на грунте со слабой несущей способностью, не получится без использования в их фундаменте свай. Железобетонные сваи устойчивые к агрессивному химическому воздействию и практически не подвержены коррозии. Сваи могут сохранить работоспособность во мерзлых и влажных грунтах. Их установку проводят с использованием специализированного оборудования. Использование свай будет обеспечивать устойчивость здания, неизменность и прочность его фундамента. Сваи перевозят, укладывая горизонтально и опирают на подкладки из древесины. Допустима перевозка свай, которые уложены в несколько ярусов.

Стойки

Именно стойки способы послужить опорами электропередающих линий и освещения наружного типа. Их главным назначением является надежное размещение электрических проводов на заданной безопасной дистанции от разных поверхностей. Использование в конструкции опор каркаса из арматуры и специализированных бетонных марок обеспечивает их надежность и продолжительный эксплуатационный срок. Конструкционно такие железобетонные конструкции, как стойки можно поделить на такие виды:

• Анкерные.
• Угловые.
• Промежуточные
• Концевые.

Помимо этого, стойки для ЛЭП опор могут быть одноцепными и многоцепными. Еще допустимо группирование опор для из перевозки, при соблюдении горизонтального положения. Обязательно, чтобы были специальные подкладки в местах соприкосновения.

Колонны

Железобетонная колонна представляет собой несущие элементы сборного вида каркаса здания и строений производственного и жилищно-общественного предназначения. По большей части колонны могут быть квадратного или прямоугольного сечения. Для подкрановых тяжелых конструкций проводят двухветьевые колонны. Перевозка колонн железобетонного типа может быть произведена с укладкой штабелем, когда первый ряд уложен прямиком на грузовое место, а остальные ряда требуется укладывать на настил из специальных подкладок.

Объемные блоки

При постройке зданий и построек для промышленности применяют объемные блоки. Есть отдельные конструкции, которые используют в общественном и жилом строительстве. Это элементы с тонкими стенками, как правило, с дополнительным заполнением теплоизоляционными и звукоизоляционными материалами, с оконными и дверными проемами.

Они отличаются почти полной готовностью заводского типа. Перевозка блоков объемного типа может быть осуществлена лишь в вертикальном положении, так как они не переносят динамические нагрузки, которые неизбежны при перевозке. Чтобы не допускать смещения блока при движении на грузовых платформах, требуется обустроить специализированные упорные выступы.

СТК (санитарно-технические кабины)

Такие кабины являются пространственной конструкций санитарного узла. Кабина этого типа используется при строительстве зданий для общественного применения и жилья. Есть большие объемы и габариты, и перевозка такого материала разрешена исключительно в вертикальном положении, причем опора осуществляется на грузовую платформу, с применением двух прокладок. Аналогичным методом перевозят лифтовые шахты, и устанавливать кабины требуется на фундамент, который выведен по горизонтальному уровню.

Сборно-монолитные ЖБИ

Они являются совокупностью элементов, и техника сборки проводится посредством совместного укладывания монолитного и сборного железобетона. В такой технологии важную роль будут играть качество взаимодействия сборных частей с монолитом. Допускается разность в габаритах и формах сборных элементов, для того, чтобы достичь лучшего качества. решение требуется принимать с учетом назначения обстоятельств и объектов. Требуется знать, что в СМЖК опалубкой для монолита будет сборный железобетон. Жесткость пространственного типа гарантируется монолитной заливкой, что приводит к снижению расхода материалов. В СМЖК сочетаются преимущества прежних видов, и за счет экономичности дают возможность выстраивать объекты с учетом современных способов. В монолитных элементах широко используют пористые бетоны, из-за чего в значительной степени уменьшается конструкционный вес.

Заключение

Монтаж железобетонных конструкций – тема для отдельной статьи. Такие конструкции используют не просто в постройке зданий, с учетом невысокой тепловой проводимости, применяются в промышленном цеху и не только. Разновидности ЖБК за счет габаритов, веса и условий, требуют точного соблюдения транспортировочного процесса и надлежащей подготовки состава подвижного типа. Технология создания изделий продолжает совершенствоваться.

Железобетонные конструкции — это… Что такое Железобетонные конструкции?

Арматура для железобетонных конструкций

Железобето́н — композитный строительный материал, представляющий собой залитую бетоном стальную арматуру. Запатентован в 1867 году Жозефом Монье как материал для изготовления кадок для растений.

Термин «железобетон» абстрактен и употребляется обычно в выражении «теория железобетона». Если речь идёт о конкретном объекте, будет правильнее говорить «железобетонная конструкция», «ж/б конструкция», «железобетонный элемент».

История

Французский садовник Монье выращивал в теплицах пальмы, затем пересаживал саженцы в глиняные горшки и отправлял для продажи в Англию. Горшки в дороге бились, пальмы погибали. Садовник терпел большие убытки. Однажды раздосадованный Монье решил слепить кадку для пальмы из цемента. Он взял две деревянные бочки и поместил их одна в другую, а промежуток между стенками залил цементом, получив бетонную тонкостенную бочку. Для большей прочности он заключил её в каркас из железных стержней, а потом для красоты покрыл каркас тонким слоем жидкого цемента. После затвердения новая бочка оказалась на редкость прочной, и Монье был выдан патент на изобретение. Это случилось в 1867 году, который принято считать годом изобретения железобетона как универсального несгораемого строительного материала. Окрылённый успехом, он принялся за поиски других областей применения изобретённого материала: в 1877 году Монье запатентовал железобетонные железнодорожные шпалы, в 1880-83 годах — железобетонные перекрытия, здания, балки, своды, мосты.

В XX веке железобетон является наиболее распространённым материалом в строительстве (см. Пьетро Нерви).

Характеристики

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

• невысокая цена — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных,
• пожаростойкость — в сравнении со сталью и деревом,
• технологичность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции,
• химическая и биологическая стойкость — не подвержен коррозии, старению, гниению.

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

• невысокая прочность при большой массе — прочность бетона в среднем в 10 раз меньше прочности стали. В больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки.

Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке).

Основные принципы проектирования железобетонных конструкций

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Данную статью нельзя использовать как руководство по проектированию, она носит ознакомительный характер. Рассмотренные здесь случаи типичны, на их примере нельзя проектировать реальные конструкции. Именно поэтому здесь намеренно нет никаких формул для расчётов. Если вы не обладаете специальными знаниями, не пытайтесь возводить потенциально опасные ж/б конструкции (перекрытия или многоэтажные каркасы) — это опасно для жизни людей, которые будут под ними находиться.

Главной задачей при проектировании железобетонной конструкции является расчёт армирования. Армирование конструкций выполняется стальными стержнями. Диаметр стержней и характер их расположения определяется расчётами. При этом соблюдается следующий принцип — арматура устанавливается в растянутые зоны бетона либо в преднапряжённые сжатые зоны.

Железобетонные элементы рассчитываются по прочности, жёсткости, трещиностойкости.

По характеру работы выделяют изгибаемые элементы (балки, плиты), сжатые элементы (колонны, фундаменты).

Изгибаемые элементы (балки, плиты)

При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны (см. рисунок), изгибающий момент и поперечная сила. В железобетонной конструкции выделяется две формы разрушения:

• по нормальным сечениям — сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента,
• по наклонным сечениям — от действия поперечных сил.

В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок).

Изгиб и армирование железобетонной балки

на рисунке:

1 — верхняя (сжатая) арматура
2 — нижняя (растянутая) арматура
3 — поперечная арматура
4 — распределительная арматура

верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположенном направлении

Основными параметрами конструкции являются:
L — пролёт балки или плиты, расстояние между двумя опорами. Обычно составляет от 3 до 25 метров;
H — высота сечения. С увеличением высоты прочность балки растёт пропорционально h²;
B — ширина сечения;
a — защитный слой бетона. Служит для защиты арматуры от воздействия внешней среды;
s — шаг поперечной арматуры.

Арматура (2), устанавливаемая в растянутую зону, служит для упрочнения бетона, который в силу своих свойств быстро разрушается при растяжении. Арматура (1) в сжатую зону устанавливается обычно без расчёта (из необходимости приварить к ней поперечную арматуру), в редких случаях верхняя арматура упрочняет сжатую зону бетона. Растянутая арматура и сжатая зона бетона (и иногда сжатая арматура) обеспечивают прочность элемента по нормальным сечениям (см. рисунок).

Разрушение ж/б элемента по нормальным сечениям

Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных сечений (см. рисунок)

Разрушение ж/б элемента по наклонных сечениям (схема)

Рапределительная арматура (4) имеет конструктивное назначение. При бетонировании она связывает арматуру в каркас.

Разрушение элемента в обоих случаях наступает вследствие разрушения бетона растягивающими напряжениями. Арматура устанавливается в направлении действия растягивающих напряжений для упрочнения элемента.

Небольшие по высоте балки и плиты (до 150 мм) допускается проектировать без установки верхней и поперечной арматуры.

Плиты армируются по такому же принципу как и балки, только ширина B в случае плиты значительно превышает высоту H, продольных стержней (1 и 2) больше, они равномерно распределены по всей ширине сечения.

Кроме расчёта на прочность для балок и плит выполняется расчёт на жёсткость (нормируется прогиб в середине пролета при действии нагрузки) и трещиностойкость (нормируется ширина раскрытия трещин в растянутой зоне).

Сжатые элементы (колонны)

При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента нескольно напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает.

Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если кроме вертикальной силы на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорную стенку).

Типичное армирование колонны представлено на рисунке.

Работа и армирование сжатой колонны

на рисунке:

1 — продольная арматура
2 — поперечная арматура

В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.

Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций включает в себя следующие технологические процессы:

— Подготовка арматуры
— Опалубочные работы
— Армирование
— Бетонирование
— Уход за твердеющим бетоном

Изготовление сборных железобетонных конструкций

Сущность сборных железобетонной конструкций, против монолитных, состоит в том, что конструкции изготавливаются на заводах ЖБИ, а затем доставляются на стройплощадку и монтируются в проектное положение. Основное преимущество технологии сборного железобетона в том, что ключевые технологические процессы происходят на заводе. Это позволяет достичь высоких показателей по срокам изготовления и качеству конструкций. Кроме того, изготовление предварительно напряженных ЖБК возможно, как правило, только в заводских условиях.

Недостатком заводского способа изготовления является невозможность выпускать широкий ассортимент конструкций. Особенно это относится к разнообразию форм изготавливаемых конструкций, которые ограничиваются типовыми опалубками. Фактически, на заводах ЖБИ изготавливаются только конструкции, требующие массового применения. В свете этого обстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетона приводит к появлению большого количества однотипных зданий, что, в свою очередь, приводит к деградации архитектуры региона. Такое явление наблюдалось в СССР в период массового строительства.

Большое внимание на заводе ЖБИ уделяется технологической схеме изготовления. Используется несколько технологических схем:

• Конвейерная технология. Элементы изготовляют в формах, которые перемещаются от одного агрегата к другому. Технологические процессы выполняются последовательно, по мере перемещения формы.

• Поточно-агрегатная технология Технологические операции производят в соответствующих отделениях завода, а форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому кранами.

• Стендовая технология. Изделия в процессе изготовления остаются неподвижными, а агрегаты перемещаются вдоль неподвижных форм.

В предварительно напряженных конструкциях применяют два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение на бетон, а также два основных способа натяжения арматуры: электротермический и электротермомеханический.

Изготовление монолитных железобетонных конструкций

Защита железобетонных конструкций полимерными материалами

Для защиты железобетонных конструкций применяются специальные полимерные составы, позволяющие изолировать поверхностный слой железобетона от негативных влияний внешней среды (химические агенты, механические воздействия). Для защиты железобетонного основания применяют различные типы защитных конструкций, позволяющих модифицировать эксплуатационные свойства минеральной поверхности — увеличить износостойкость, уменьшить пылеотделение, придать декоративные свойства (цвет и степень блеска), улучшить химическую стойкость. Полимерные покрытия, наносимые на железобетонные основания, классифицируют по типам: обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы, высоконаполенные покрытия.

Другой метод защиты железобетонных конструкций заключается в покрытии арматуры фосфатом цинка.^[1] Фосфат цинка медленно реагирует с корродирующим химикатом (например щёлочью) образуя устойчивое апатитное покрытие.

Примечания

1. ↑ «Effect of zinc phosphate chemical conversion coating on corrosion behaviour of mild steel in alkaline medium: protection of rebars in reinforced concrete» Sci. Technol. Adv. Mater. 9 (2008) 045009 скачать бесплатно

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation.
2010.

производство cборных строительных ЖБИ в СПб

Компания «МОНОЛИТ-ЖБИ» – лидер отрасли по производству железобетонных изделий и конструкций. Изготовленные нами ЖБИ конструкции поставляются на строительные объекты в Санкт-Петербурге, Ленинградской области и по всему Северо-Западному региону. На заводе всегда можно купить качественную продукцию от производителя, сэкономить средства и получить своевременную доставку.

Каталог ЖБИ и конструкций

Железобетонные конструкции: качество, цена, скорость

Производственный процесс в заводских условиях, позволит нашим клиентам:

• Быть уверенным в качественных показателях ЖБК. За него отвечают профессиональные сотрудники собственной лаборатории, аттестованной соответствующими органами.
• Получить лучшее ценовое предложение. Мнение о завышенных ценах в крупных компаниях ошибочное. Использование закупленного по оптовым ценам сырья, налаженное массовое производство, отсутствие наценок посредников – факторы, влияющие на образование лояльной стоимости.
• Не беспокоится за соблюдение требований ГОСТ к железобетонным конструкциям.

Покупая железобетонные конструкции от производителя, вы можете заказать доставку прямо на место строительства, а также получить гарантии качества, возврата средств, обмена и своевременной транспортировки.

Преимущества завода железобетонных конструкций

Покупая продукцию, изготовленную в условиях завода ЖБК командой квалифицированных работников, можно быть уверенным в:

• Использовании сырья, соответствующего нормативам.
• Максимально возможном ассортименте. Наш завод железобетонных конструкций постоянно его пополняет.
• Применении всех современных производственных технологий.
• Соответствии заявленных характеристик.
• Высоких показателях прочности, устойчивости и продолжительного времени службы.

ЖБК производятся в соответствии со стандартами, но также возможно индивидуальное изготовление. Для консультации со специалистом, заказа услуги или товара, используйте предоставленные контакты вверху страницы. Санкт-Петербургский завод ЖБК «МОНОЛИТ-ЖБИ» – лучший изготовитель.



Железобетонные конструкции

Почему выбирают железобетон в качестве строительного материала для конструкций?

Существуют различные факторы, влияющие на решение о выборе железобетона перед другими строительными материалами, такими как кладка, сталь и древесина. Железобетон имеет ряд свойств и преимуществ перед другими строительными материалами, что делает его фаворитом для строительства и другого строительства.

Почему выбирают железобетон в качестве строительного материала для конструкции?

Факторы, влияющие на выбор железобетона по сравнению с другими строительными материалами для строительства зданий, включают:

• Экономика
• Пригодность материала для структурных и архитектурных функций
• Низкие эксплуатационные расходы
• Наличие материалов
• Жесткость
• Огнестойкость

Экономика железобетона

В большинстве случаев общая стоимость конструкции является первым и наиболее важным фактором, который учитывается.Очевидно, что стоимость конструкции складывается из стоимости материалов, использованных для строительства, затрат на рабочую силу и времени, затраченного на возведение конструкции.

Для сравнения, толщина бетонного пола меньше, чем у стальной конструкции. Это потому, что полы представляют собой плоские плиты или плоские плиты или балки, а балки или балки укладываются на одинаковую глубину.

Следовательно, общая высота конструкции уменьшается, что значительно желательно, по сравнению со стальными перекрытиями.

Уменьшение высоты конструкции привело бы к уменьшению ветровой силы конструкции, поскольку площадь, подверженная воздействию ветра, меньше, чем у стальной конструкции.

Если уменьшить высоту здания, можно сэкономить на облицовке и электрических и механических стояках.

Есть случаи, когда время, выделенное на строительство конструкции, будет контролировать всю стоимость конструкции. Потому что подрядчикам необходимо выделить конкретный бюджет на строительство, и они не смогут вернуть свои инвестиции, пока здание не будет построено.

Таким образом, было бы более экономично рассмотреть возможность быстрого строительства и получить инвестиции раньше. Это может компенсировать дополнительные затраты на опалубку и дополнительный материал.

Железобетонные материалы широко доступны и могут использоваться и отливаться в соответствии с требованиями. Однако стальные элементы необходимо заказывать для изготовления и частично оплачивать заранее, чтобы организовать работу на сталеплавильном заводе.

Любая стратегия, которую проектировщик использует для стандартизации конструкции и формования, снижает общую стоимость.Например, одна и та же опалубка может использоваться для всех колонн конструкции, а использование бетона меньшей прочности на верхних этажах снизит общую стоимость железобетонной конструкции.

Пригодность железобетона для выполнения структурных и архитектурных функций

В железобетонной системе возможно совмещение архитектурных и конструктивных функций. Свежий бетон можно укладывать в любые формы и формы, а желаемые текстуры можно получить с помощью доступных методов отделки.

Железобетонная конструкция не только способна выполнять свою основную задачу — выдерживать нагрузки, но также может обеспечивать эстетически привлекательный внешний вид.

Размер и форма железобетонного элемента контролируются проектировщиком.

Рис.1: Железобетонные опоры и эстетически привлекательный внешний вид

Низкие эксплуатационные расходы железобетонных конструкций

Как правило, железобетонная конструкция не требует значительного ухода по сравнению со стальными и деревянными конструкциями.

Эта выгодная сторона железобетона будет более очевидной в том случае, если для открытых участков используется плотный бетон с воздухововлекающими добавками и обеспечивается достаточный дренаж.

Рис.2: В основном старая водонапорная башня железобетонная конструкция, по-прежнему служить своей цели без необходимости капитального ремонта

Наличие материалов для железобетона

Компоненты бетона, такие как песок, гравий и цемент, широко доступны, и стальные стержни доставляются на строительную площадку легко по сравнению с доставкой стальных элементов.

Поэтому рекомендуется использовать железобетон для строительства зданий в отдаленных районах.

Рис.3: Широко доступны железобетонные материалы

Жесткость конструкций

Обычно железобетонные конструкции обладают большой жесткостью. Поэтому проблема вибрации в железобетонных конструкциях возникает нечасто.

Огнестойкость железобетона

Конструкции должны выдерживать пожар в течение периода времени, достаточного для эвакуации здания и предотвращения гибели людей, а затем контролировать пожар.В общем, бетонные конструкции могут противостоять огню в течение времени от 1 до 3 часов без необходимости каких-либо специальных мер по повышению огнестойкости здания.

Однако это не относится к другим строительным материалам, таким как древесина и сталь, и, следовательно, они должны быть защищены от огня, чтобы выдерживать огонь в течение определенного времени.

Это сильное преимущество железобетона перед другими строительными материалами.

Фиг.4: Железобетонная конструкция, пострадавшая от сильного пожара, все еще стоит и не рухнула

Подробнее:

Экономичное проектирование железобетонных колонн для снижения затрат

Бетон, армированный бамбуком — свойства, пропорции смеси, проектирование и строительство

Исследование железобетонных конструкций для ремонта и обслуживания

Защитные системы для железобетонных конструкций

.

7 видов строительных дефектов в железобетонных конструкциях

Бетон, как известно, очень универсальный и надежный материал, но некоторые строительные ошибки и небрежность при строительстве могут привести к развитию дефектов в бетонной конструкции. Эти дефекты в бетонных конструкциях могут возникать из-за плохой практики строительства, плохого контроля качества или из-за плохого конструктивного дизайна и деталей.

Распространенными типами дефектов в бетонных конструкциях являются ячеистые структуры, нарушение формы или несоосность опалубки, погрешности размеров, каменные карманы и ошибки отделки.

1. Сотовидные и каменные карманы

Ячеистые соты и карманы в камнях появляются на поверхности бетона, где остаются пустоты из-за того, что цементный раствор не заполняет пространства вокруг и между крупными заполнителями.

Причины образования сотов и каменных карманов связаны с плохим контролем качества во время смешивания; транспортировка; укладка бетона, недостаточное или чрезмерное уплотнение бетона, недостаточное расстояние между стержнями, низкое содержание цемента или неправильный состав смеси.

Ячеистые соты и каменные карманы могут снизить срок службы, поскольку они подвергают арматуру воздействию окружающей среды, что может снизить прочность бетонных секций.

Если эти дефекты незначительны, их можно отремонтировать с помощью цементного раствора сразу после снятия опалубки. Если ремонтные работы откладываются более чем на 24 часа, следует заменить бетон на эпоксидной основе.

Рис.1: Соты

2. Дефекты из-за неправильной установки опалубки

Ошибки при установке опалубки включают несоосность, перемещение, потерю
опоры, разрушение форм, что может привести к растрескиванию и разрушению конструкции.

Трещины оседания образуются из-за осадки бетона, вызванной потерей опоры во время строительства. Несоответствующая опора опалубки и преждевременное снятие опалубки являются основными причинами потери опоры во время строительства.

Дефекты, возникшие из-за ошибок при установке опалубки, можно устранить с помощью шлифования поверхности, чтобы сохранить вертикальность конструкции, если ошибка незначительная. В случае серьезной ошибки бетонный элемент должен быть отремонтирован путем удаления бетона в дефектной области и последующего восстановления этой части элемента конструкции с использованием подходящих методов.

Рис.2: Дефекты бетона из-за движения опалубки

3. Дефекты из-за конкретных ошибок размеров

Ошибки в размерах в бетонных конструкциях возникают либо из-за плохого центрирования элемента конструкции, либо из-за отклонения от спецификаций. В этом случае конструктивный элемент может использоваться, если он приемлем для предполагаемого назначения конструкции, или может быть реконструирован, если его недостаточно.

4. Дефекты из-за ошибок отделки

Ошибки отделки бетонных конструкций могут включать чрезмерную отделку бетонной поверхности или добавление воды или цемента к поверхности во время отделки бетона.Это приводит к пористой поверхности, которая делает бетон проницаемым, что приводит к менее прочному бетону.

Плохая отделка бетона приводит к отслаиванию бетона от поверхности
в начале срока их службы. Ремонт скола предполагает удаление дефектных
бетон и замена бетоном на эпоксидной связке.

5. Усадочные трещины

Образование усадочных трещин в бетонных конструкциях происходит из-за испарения воды из бетонной смеси.Серьезность этой проблемы зависит от количества воды в бетоне (с увеличением количества воды увеличивается количество усадочных трещин), погодных условий и режима отверждения.

Эту проблему можно решить, выбрав подходящий режим отверждения и добавив в бетонную смесь подходящее количество воды.

Рис.3: Усадочные трещины

6. Дефекты из-за неправильного размещения арматуры

Ошибки при установке арматуры могут привести к серьезному разрушению бетона.Например, несоответствующие стержни кресел и недостаточная привязка арматуры могут вызвать движение арматуры, что может привести к неадекватному покрытию бетона и уменьшению глубины воздействия бетонной секции. В результате этого снижается долговечность бетонной конструкции, и она становится уязвимой для химического воздействия.

Рис. 4: Уменьшение бетонного покрытия из-за движения арматуры

7. Багги

Неровности или пустоты на поверхности — это небольшие полости правильной или неправильной формы, образованные из-за захвата пузырьков воздуха на поверхности во время укладки и уплотнения.Они обычно встречаются в вертикальном монолитном бетоне, таком как стены и колонны.

Как количество, так и размер отверстий различаются и зависят от облицовочного материала и состояния, типа разделительного агента и толщины нанесения, характеристик бетонной смеси, а также методов укладки и уплотнения.

Ямы считаются дефектом, если их ширина и глубина превышают 3,81 см и 1,27 см соответственно.

Рис.5: Дыры

Подробнее: Ремонт бетона /
Руководство по защите

.

Элементы конструкций и изделия железобетонные

элементы зданий и сооружений из железобетона; также комбинации этих компонентов. Высокие технико-экономические показатели железобетонных конструктивных элементов и изделий и относительная легкость придания им необходимой формы и размеров при сохранении заданной прочности привели к их широкому применению практически во всех отраслях строительства. Современные железобетонные конструкционные элементы и изделия классифицируются по нескольким признакам: способу производства (литье, сборный железобетон или их комбинация), типу бетона, использованного при их производстве (тяжелый, легкий, ячеистый и жаростойкий). стойкие типы), и вид напряженного состояния (обыкновенное и предварительно напряженное).

Конструкционные элементы литые железобетонные . Литые железобетонные конструктивные элементы, изготовленные непосредственно на стройплощадках, обычно используются для трудно разделимых зданий и сооружений, в случаях нестандартного качества и низкой степени воспроизводимости их компонентов, а также в случаях особо больших нагрузок (фундаменты, рамы, и перекрытия многоэтажных промышленных зданий; гидротехнические, мелиоративные и транспортные сооружения).В ряде случаев они целесообразны для выполнения работ промышленным способом с использованием стандартной опалубки, которая может быть раздвижной, регулируемой (башни, градирни, силосы, дымовые трубы, многоэтажные здания) или съемной (некоторые тонкостенные кровли). снаряды). Монтаж литых элементов конструкции технически хорошо отработан. Значительные успехи были также достигнуты в использовании метода предварительного напряжения при производстве литых конструктивных элементов. Большое количество уникальных сооружений, таких как телевизионные башни, очень высокие промышленные трубы и реакторы атомных электростанций, были построены из литого железобетона.Литые железобетонные конструкционные элементы широко распространены в современной строительной практике ряда капиталистических стран, включая США, Великобританию, Францию; Это объясняется в основном отсутствием в этих странах государственной системы стандартизации параметров и классификации строительных и монтажных элементов конструкций по типам. В СССР до 1930-х гг. В строительстве преобладали литые конструкции. Внедрение промышленных сборных конструкций в то время тормозилось недостаточным уровнем механизации строительства, отсутствием специального оборудования для их массового производства и высокопроизводительных сборочных кранов.Литые железобетонные конструкции составляют около 35% от общего объема производства железобетона в СССР (1970).

Сборные железобетонные конструкционные элементы и изделия . Сборные железобетонные конструкции и изделия являются основным типом конструктивных элементов и изделий, используемых в различных отраслях строительства (гражданское и жилищное, промышленное, сельскохозяйственное и т. Д.). Сборные конструкционные элементы имеют существенные преимущества перед литыми конструкциями и создают широкие возможности для индустриализации строительства.Использование крупных железобетонных элементов позволяет переносить основные операции со строительных площадок на заводы с высокоорганизованными промышленными производственными процессами, что значительно сокращает время строительства и обеспечивает более высокое качество продукции при меньших затратах и ​​меньших трудозатратах. Использование сборных железобетонных конструктивных элементов позволяет широко использовать новые эффективные материалы, такие как легкий и ячеистый бетон и пластмассы, а также снижает расходы на пиломатериалы и сталь, которые необходимы в других секторах экономики.Сборные элементы конструкции и изделия должны быть технологичными и удобными для транспортировки. Они особенно хорошо подходят для небольшого количества типов компонентов, которые используются повторно.

Масштабное производство сборного железобетона началось в СССР после постановления ЦК КПСС и Совета Министров от 19 августа 1954 г. «О развитии производства сборных железобетонных конструкций». и компоненты для строительства.В последние годы в Советском Союзе было построено большое количество механизированных заводов по производству железобетонных конструкций и изделий в крупных городах и центрах концентрированного строительства. С 1954 по 1970 г. производство сборного железобетона увеличилось в 30 раз; в 1970 году он составлял 84 млн. кубометров. СССР превзошел наиболее развитые капиталистические страны по объему использования сборных железобетонных конструкций. Производство железобетонных конструкций и изделий превратилось в самостоятельный сектор промышленности строительных материалов.Увеличение производства и использования сборного железобетона для строительства сопровождалось усовершенствованием технологии его производства. Также проведена стандартизация основных параметров для различных типов зданий и сооружений. На основе такой стандартизации были разработаны типы конструктивных элементов и изделий.

В зависимости от их функции при строительстве жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений различают следующие наиболее распространенные сборные железобетонные конструкционные элементы и изделия: конструкции, используемые для фундаментов и подземные блоки зданий и сооружений (фундамент блоки и плиты; панели и блоки стен подвала), для строительных каркасов (колонн, перемычек, балок, подкрановых балок, стропильных и подстропильных балок, а также ферм), для наружных и внутренних стен (стеновые и разделительные панели и блоки), межэтажные перекрытия и для крыш зданий (панели, плиты, перекрытия), для лестничных клеток (подступенки и площадки), а также для сантехнического оборудования (отопительные панели, вентиляционные установки и канализационные трубы, туалеты)

Конструкционные элементы и изделия из сборного железобетона изготавливаются в основном на механизированных предприятиях и частично на литейных заводах. Процесс производства железобетонных изделий состоит из ряда операций, выполняемых последовательно: приготовление бетонной смеси, изготовление арматуры (арматурных каркасов, решеток, гнутых стержней и т. Д.), Армирование изделий, формовка изделий (заливка и утолщение бетонной смеси), термовлажная обработка для обеспечения необходимой прочности бетона, отделка лицевой поверхности изделий.

В современной технологии сборного железобетона можно выделить три основных метода организации производственного процесса: единичный метод производства изделий в подвижных формах, конвейерный способ производства и стендовый метод в стационарных формах. .

При блочно-поточном методе все технологические операции — очистка и смазка форм, армирование, формовка, закалка, штамповка — выполняются на специализированных станциях, оборудованных машинами и агрегатами, образующими поточную производственную линию.Формы и изделия перемещаются от станции к станции по производственной линии через произвольные интервалы времени, которые зависят от продолжительности операции на данной станции и варьируются от нескольких минут (например, смазка форм) до нескольких часов (затвердевание). продуктов в паровых камерах). Этот метод выгодно используется на предприятиях со средней производительностью, особенно при производстве самых разных продуктов.

Конвейерный метод используется на высокопроизводительных предприятиях, выпускающих ограниченный ассортимент однотипной продукции.При использовании этого метода рабочая линия работает по принципу импульсного конвейера, то есть формы и изделия перемещаются от станции к станции в течение строго определенного интервала времени, необходимого для выполнения самой продолжительной операции. Разновидностью этой технологии является метод виброкатаного бетона, применяемый при производстве плоских и оребренных плит; в этом случае все производственные операции выполняются на одной движущейся стальной ленте. При использовании стендового метода изделия остаются на месте (в стационарной форме) в процессе производства и до тех пор, пока бетон не затвердеет, а производственное оборудование для выполнения отдельных операций перемещается из одной формы в другую.Этот метод применяется при изготовлении изделий больших размеров (фермы, балки и т. Д.). Матрицы — железобетонные или стальные формы, которые воспроизводят впечатление ребристой поверхности продукта, — используются для формования изделий сложной конфигурации, таких как подступенки и ребристые плиты. Кессонный метод представляет собой разновидность стендового метода, при котором изделия изготавливаются в вертикальных формах (кессонах), которые состоят из ряда отсеков, образованных стальными стенками. Формование и упрочнение изделий происходит в кессонной установке, оснащенной оборудованием для нагрева изделий паром или электрическим током, что значительно ускоряет схватывание бетона.Кессонный метод обычно используется для массового производства тонкостенных изделий.

Готовая продукция должна соответствовать требованиям действующих норм или технических условий. Поверхности изделий обычно производятся со степенью заводской подготовки, не требующей дополнительной отделки на строительной площадке. Во время сборки сборные элементы зданий и сооружений соединяются друг с другом путем литья или сварки уложенных элементов, рассчитанных на определенные силовые воздействия.Большое внимание уделяется снижению металлоемкости сварных соединений и их стандартизации. Наибольшее распространение сборные железобетонные конструкции и изделия получили в жилищном и гражданском строительстве, где наиболее перспективным представляется крупнопанельный многоквартирный дом (крупнопанельный, крупноблочный, объемный). Организовано массовое производство изделий из сборного железобетона и для инженерных сооружений (так называемый специальный железобетон), в том числе пролетов мостов, опор, свай, водоводов, лотков, блоков и НКТ для футеровки тоннелей, плит для покрытия дорог и аэродромов, шпалы, опоры для систем тягового электроснабжения и ЛЭП, элементы ограждений, напорные и негерметичные трубы.Большая часть этих изделий производится из предварительно напряженного железобетона стендовым или единичным методом. Для формования и утолщения бетона используются чрезвычайно эффективные методы: виброформование (трубы под давлением), центрифугирование (трубы и опоры) и вибрационная штамповка (сваи и лотки).

Для развития сборного железобетона характерна тенденция к увеличению размеров изделий и повышению степени их заводской подготовки. Например, для крыш зданий используются многослойные панели, поставляемые на стройплощадки в комплекте с утеплителями и слоями гидроизоляции, а также блоки 3 × 18 м и 3 × 24 м, выполняющие как несущие, так и защитные конструкции.Изогнутые кровельные плиты из легкого и ячеистого бетона разработаны и успешно используются. В многоэтажных домах используются предварительно напряженные железобетонные колонны высотой в несколько этажей. Для стен многоквартирных домов изготавливаются панели размером от одного до двух комнат, с различной внешней отделкой и оснащенные оконными или дверными (балконными) блоками. Способ возведения зданий из модульных конструкций имеет значительный потенциал для дальнейшей индустриализации жилищного строительства.Такие агрегаты на одну и две комнаты или на всю квартиру с полной внутренней отделкой и оборудованием производятся на заводах. Сборка многоквартирных домов из комплектующих занимает всего несколько дней.

Сборный железобетон . Сборные железобетонные конструктивные элементы представляют собой комбинации сборных элементов (железобетонных колонн, ригелей и плит) и литого бетона, обеспечивающие надежную совместную работу всех составных элементов.Они используются в основном для крыш многоэтажных зданий, на мостах и ​​путепроводах, а также при возведении некоторых типов кожухов. Они менее промышленны (в плане монтажа и монтажа), чем сборные конструкции. Их использование особенно выгодно при больших динамических нагрузках, в том числе сейсмических, или если разделение больших конструкций на составные части необходимо из-за условий транспортировки и сборки. Основными достоинствами сборных железобетонных конструкций являются меньший расход стали и более высокая пространственная жесткость по сравнению с сборными конструкциями.

Большинство железобетонных элементов конструкций и изделий изготавливаются из тяжелого бетона с объемной массой 2400 кг / м. ³ . Однако доля изделий из теплоизоляционного и легкого конструкционного бетона с пористыми наполнителями, а также из всех видов ячеистого бетона постоянно увеличивается. Такие изделия используются в первую очередь в качестве защитных конструкций (стен и кровли) жилых и производственных зданий. Значительный потенциал имеют опорные конструкции из высокопрочного тяжелого бетона марок 600–800 и из легкого бетона марок 300–500.Существенный экономический эффект достигается за счет использования конструкций из жаропрочного бетона (взамен штучных огнеупоров) для тепловых агрегатов металлургической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности. Перспективно использование растягивающегося бетона для ряда изделий (например, труб под давлением).

Конструкционные элементы и изделия железобетонные, как правило, изготавливают с гибкой арматурой в виде отдельных стержней, сварных решеток и плоских рам.При производстве нерастягивающейся арматуры целесообразно применение контактной сварки под давлением, обеспечивающей высокую степень индустриализации арматурных операций. Конструкции с несущей (жесткой) арматурой используются довольно редко, в первую очередь в монолитном железобетоне при бетонировании в подвесной форме. В отклоняемых элементах устанавливается продольная рабочая арматура по кривой максимальных изгибающих моментов; в колоннах продольная арматура воспринимает в основном сжимающие напряжения и располагается по периметру поперечного сечения.Помимо продольной арматуры, в железобетонных конструктивных элементах и ​​изделиях устанавливают распределительную, монтажную и поперечную арматуру (манжеты и отводы). В некоторых случаях указывается так называемое непрямое армирование в виде сварных сеток и мотков. Все эти разновидности арматуры соединяются вместе и образуют арматурный каркас, который пространственно не изменяется в процессе бетонирования. Высокопрочная арматура и проволока, а также пряди канатов и тросов используются для нерастягивающегося армирования предварительно напряженных железобетонных элементов конструкций и изделий.При производстве сборных конструкций применяется метод растяжения арматуры относительно опор стендов или форм; при изготовлении сборных железобетонных конструкций арматура растягивается по бетону самой конструкции. Методы проектирования и изготовления железобетонных конструкций и изделий детально разработаны и изданы в качестве нормативных документов в СССР. Для инженеров-проектировщиков созданы многочисленные вспомогательные средства в виде инструкций, указаний и дополнительных таблиц.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Сахновский К. В .Железобетонные конструкции , 8 изд. М., 1959.
Якубовский, Б.В. Железобетонные и бетонные конструкции . Москва, 1970.
Строительные нормы и правила , часть 2, сек. V. Глава 1: «Бетонные и Железобетонные конструкции: Нормы проектирования». М., 1970.
Михайлов В.В. Предварительно напряженные Железобетонные конструкции . Москва, 1963.
Гершберг, О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий , 3-е изд. Москва, 1971.
Инструкция по проектированию железобетонных конструкций . М., 1968.
Фергюсон П. М. Основы железобетона , 2-е изд. Нью-Йорк, 1965.

Обширный формирующий и технический потенциал железобетонных конструктивных элементов оказал огромное влияние на мировую архитектуру 20-го века. На основе железобетонных конструкций появились новые масштабы, архитектоника и пространственная организация зданий и сооружений.Прямолинейные каркасные конструкции придают зданиям строгую геометрию формы, размеренный ритм сегментации и четкость структуры. Горизонтальные кровельные плиты опираются на тонкие опоры; легкие стены, лишенные несущей функции, часто превращаются в стеклянные ширмы. Равномерное распределение статических сил создает тектоническую эквивалентность компонентов конструкции. Криволинейные конструкции обладают значительной пластичностью и пространственной выразительностью (особенно тонкостенные оболочки различных, иногда фантастических очертаний) со сложной тектоникой форм (иногда близкой к скульптуре) и постоянно меняющимися ритмами компонентов.Изогнутые конструкции позволяют перекрывать очень большие залы без промежуточных опор и создавать пространственные и объемные композиции необычной формы. Некоторые современные железобетонные конструкции (например, решетчатые конструкции) обладают декоративными и декоративными качествами, которые создают вид фасадов и покрытий. Современные железобетонные конструктивные элементы придают эстетическую выразительность не только квартирам и общественным зданиям, но и инженерным и промышленным объектам, таким как мосты, опоры, плотины, градирни.

Новые прогрессивные методы использования железобетонных конструктивных элементов и изделий в жилищном и гражданском строительстве (например, строительство из модульных блоков или на основе каталога стандартизированных изделий промышленного строительства) создают возможности для широкого разнообразия в планировании зданий и пространственно-объемная структура.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Раафат Али Ахмед. Железобетон в архитектуре . Москва, 1963. (Пер. С англ.)
Казаринова, В. Взаимосвязь архитектуры и строительства нои техники . М., 1964.
Маркузон В. «О закономерностях развития и семантике архитектурного языка». Архитектура СССР , 1970, вып. 1.
Nervi, P. L. Costruire correttamente: Caratteristiche e Possible delle strutture cementizie armate . Милан, 1955. (Сокращенный русский перевод: П. Л. Нерви, Строительно . Москва, 1956.)
Коллинз, С. Бетон: видение новой архитектуры .Лондон, 1959.

Большая советская энциклопедия, 3-е издание (1970–1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

.

Бетон и железобетон — Объясните это Stuff

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 17 ноября 2019 г.

Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень
конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет. Но хотя
камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не
с ним очень легко работать.Это тяжело, тяжело транспортировать и
обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть
кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня —
вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить в любом месте, просто нажав на нее
в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера?
Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем
бетон . Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие
люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг.
века, бетон — великий, невоспетый герой современности, материал
Мир.От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете
это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой
мосты, самые длинные
шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в
ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но
что это и как именно работает? Рассмотрим подробнее!

Фото: Бетон — сила практически любого современного здания
и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают.
Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона.
блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.

Что такое бетон?

Таблица: рецепт бетона: ингредиенты типичной смеси.

Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus ,
означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы
объединить три его ингредиента, а именно:

1. Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня,
   переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое.
   ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов.
2. Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
3. Вода — обычно 15–20 процентов.

Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые
ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид
материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из
что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он
прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о
композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий
материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий
дополнительная прочность («арматура»).

Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: более светлый заполнитель (камни различной формы и размера, которые действуют как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) . Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе возле моего дома.

Как образуется бетон из ингредиентов, не похожих на конечный продукт?
Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное
образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не
простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны
увлажнение бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания — это «питание»
химические реакции, гидратирующие цемент. Мягкая слякоть, стекающая с вашего
бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из
который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну,
искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду
постепенно: бетон затвердевает через несколько часов, затвердевает примерно через
в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти
лет после этого.

Интересный факт, от
Недавние научные исследования бетона показывают, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и
совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют
некоторая случайная структура, которую вы можете найти в таких материалах, как стекло
(научно известное как аморфное твердое тело). Бетон содержит довольно
немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что
пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента
кристаллы и песок и гравий между ними.И это в
поворачивает, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься
(во всяком случае, немного).

Как и любой рецепт, вы можете несколько разнообразить смесь для бетона (подробнее
вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных
видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше
быстро, погодостойкость, особый цвет или внешний вид.
Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым
способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от
тускло-серая штука, из-за которой у бетонных автостоянок плохая репутация.Другая
вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый
губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет
бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без
смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией
материал.

Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, а не медленно,
бетономешалка, это называется торкрет-бетон. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий
стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).

Почему бетон — такой популярный строительный материал?

По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь — и это
нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и доступных
ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды
формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и оба
огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина так
широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в
сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес
Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные
другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, сложенному сверху. К сожалению,
очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее на растяжение
чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы согнете или растянете его, если вы не
укрепить его сталью внутри, так что это
в горизонтальных балках мало толку.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он
на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности
свинец, третий как
плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только
немного плотнее стекла.

Хотя бетон часто смешивают на месте и из него
формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном
«модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка
все можно сделать таким образом. Гигантский, современный
сегментные мосты, для
например, часто быстро и недорого собирают из идентичных
бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную
место расположения.Благодаря этому их строить быстрее и проще, чем если бы
весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в
например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях.
Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе
сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.

Иллюстрации: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял великолепие бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно с небольшими затратами в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый) и затем переносится шнековым шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1 219 272: Процесс строительства бетонных зданий Томаса Эдисона, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Железобетон

Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями.
для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на
напряжение.Мы можем решить эту проблему, залив бетон вокруг прочной стали.
арматурные стержни (связанные вместе в клетку).
Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней,
получаем новый композитный материал железобетон
(также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в
либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию
(обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу
и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный
бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон
становится матрицей, а стальные стержни или проволока обеспечивают
армирование.

Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от
арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных нитей с благородными
или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без
любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать
все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь
потому что он расширяется и сжимается от жары и холода примерно на столько же
сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который
окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные.
пластиков.

Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя.
Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон.
с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры).
Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность:
бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено
ВМС США.

Предварительно напряженный бетон

Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция
материал, чем обычный материал, он все еще хрупкий и склонен к
трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на
стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон
выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный
бетон, находящийся в постоянном сжатии с помощью предварительного напряжения , (также
называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную
бетонные, как они есть, сначала натягиваем (натягиваем) их. Как
бетон схватывается, тугие стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным.
В качестве альтернативы арматура из железобетона может
подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как пост-напряжение
(последующее натяжение). В любом случае, держать бетон в сжатии — это
хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от
распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что
можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше,
более тонкие предметы для перевозки того же груза по сравнению с обычными,
железобетон.

«Бетонный рак»

Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте,
особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть
бетонные конструкции, датируемые римскими временами, почему некоторые из
бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько
десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались?
Есть несколько объяснений.Старые, римского типа, пуццолановые
бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше
современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому
даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью
распространение. Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое
Вот почему внутри есть стальная арматура. Но, как мы
уже видел, он все еще может треснуть, если он не подвергается предварительному напряжению.

Современный бетон не выдерживает испытания, неофициально известного как рак бетона
или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы.Во-первых, щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в
заполнители, из которых изготовлен бетон. Это делает новые
кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше
комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому
бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол»)
с поверхности, впуская воду извне.
На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в
также может быть щелочным из-за используемых солей
обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода
который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая
они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяясь и вызывая смертельный исход
слабые места в конструкции.Грязные коричневые пятна, которые вы видите на
бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через
трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь
бетон через трещины зимой может промерзать, а значит,
расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды.
проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.

Работа: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в заполнителях,
образуя более крупные кристаллы, которые раскалывают бетон отдельно изнутри (2).Вода течет по трещинам (3),
ржавчину арматурного стержня (4), которая может разрушиться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду
вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещин нет
обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может перемещаться по ним вверх по
простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.

Воздействие бетона на окружающую среду

Растущее беспокойство по поводу окружающей среды и изменения климата в
В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном:
после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место
крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что
процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также,
очень важно из-за огромного количества цемента и
бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами.
разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых,
из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве
цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция
превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода.
Бетон основан на цементе, поэтому он не является экологически безопасным.
материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому что они
быть очень экологически сознательным.

Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, Монтана, США,
был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена ​​Бюро мелиорации США.

Поскольку при цементировании двуокись углерода выделяется
производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше
экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что индустриальный
Революция, человечество получает большую часть энергии от сжигания угля,
который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и
Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с
уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода
диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее
эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает
их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить
количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов,
например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это
разработка бетона без карбоната кальция.
Вместо этого карбонат получают путем барботирования диоксида углерода из
электростанция через морскую воду.Это общая экологическая
выгода, так как он уменьшает выбросы вредных отходов CO2 от энергии
растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид
улавливания и хранения углерода (CCS).

Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем
заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых
чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей
(включая переработанный бетон из старых снесенных домов)
возможное решение здесь.

Краткая история бетона

Ранняя история

• ~ 7000 до н.э .: поселение эпохи неолита в
  В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки.
• ~ 5600 г. до н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах
  Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на
  Лепенски Вир, в Сербии,
  на берегу реки Дунай.
• ~ 3000 гг. До н. Э .: Египтяне используют неочищенные формы цемента и бетона в
  пирамиды.
• ~ 200 г. до н. Э .: римляне использовали бетон, называемый пуццоланой (иногда
  называемый пуццолановым цементом), основанный на вулканическом пепле, полученном из
  Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как
  Колизей и Пантеон в Риме.
• 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретное средневековье: знание
  бетона полностью потеряно после падения Римской империи.

Повторное открытие

• 1750-е годы:
  Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство
  изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue
  Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для
  Маяк Эддистоун недалеко от Плимута, Англия.
• 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который
  напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия.
  Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона.
• 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
• 1867: француз
  Джозеф Монье
  патенты на железобетон для использования
  в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке
  тот же год.
• ~ 1850-е: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование
  бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в
  Париж, Франция.
• 1884: Англичанин, архитектор из Америки.
  Эрнест Лесли Рэнсом
  запатентовала скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому
  делая его сильнее.
• 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный
  процесс строительства зданий из железобетона, ведущий
  к его широкому распространению.
• 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не
  коммерчески развита.

Современная эпоха

Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в
Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны.
которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. Согласно с
Книга Джонатана Липмана о здании, Райт
Идея пришла в голову после того, как увидел официанта, несущего поднос на руке.
Фотография любезно предоставлена ​​архивом Кэрол М. Хайсмит,
Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

• 1891: первая улица в США с бетонным покрытием.
  находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы
  этот день.
• 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею
  для серийного бетонного дома, но идея не прижилась.
• 1913 г .: Первая партия товарного бетона доставлена ​​на грузовике.
  на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд.
• 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго.
  Мейсон Скофилд.
• 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в
  коммерчески успешный строительный материал.
• 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера,
  самая большая бетонная конструкция, когда-либо построенная до этого момента.
• 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовый
  Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона.
• 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит
  знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Летного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди.
  Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — здание CBS.
• 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
• 2010-е гг .: Влияние бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность.
  Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически
  сократить срок службы бетонных зданий.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Машиностроение

Архитектура

• Ээро Сааринен: Формируя будущее Ээро Сааринен и др.Издательство Йельского университета, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20 века.
• Бетонная архитектура Кэтрин Крофт. Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
• Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с акцентом на недавние проекты.

Статьи

• Бетон, материал столетней давности, получил новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г. Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
• Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
• Тим Боулер, Битва за обуздание нашего аппетита к бетону. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
• Мэтт МакГрат объясняет, почему в Древнем Риме существовал долговечный бетон.BBC News, 4 июля 2017 г. Минеральный алюминиевый тоберморит, похоже, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
• Эксперты предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем снизить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
• Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
• Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 г. В связи с разрушительным землетрясением 2011 г. японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
• Ученые разрабатывают эко-бетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
• Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье отдавал предпочтение бетонным зданиям; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
• Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд, 2006, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2018) Бетон. Получено с https://www.explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

.