23. Железобетон: понятие железобетона, его преимущества и недостатки, области применения. Совместная работа бетона с арматурой. Способы изготовления железобетонных конструкций (сборные, монолитные, сборно-монолитные). Основы технологии монолитного бетонирования и заводской технологии сборного железобетона. Бетонирование железобетонных конструкций в экстремальных условиях.

Железобето́н — строительный композиционный материал, состоящий из бетона и стали.^[1] Запатентован в 1867 году Жозефом Монье как материал для изготовления кадок для растений.

Преимущества и недостатки.

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

долговечность;

невысокая цена — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных;

пожаростойкость — в сравнении со сталью;

технологичность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции;

химическая и биологическая стойкость; 

высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам.

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

невысокая прочность при большой массе — прочность бетона при сжатии 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), а также сборно-монолитный (сборные конструкции используются как оставляемая опалубка - сочетаются преимущества монолитных и сборных конструкций).

Совместная работа бетона с арматурой

Для того чтобы железобетонная конструкция сопротивлялась действию нагрузок, должна быть обеспечена совместная работа стали и бетона. Совместная работа этих двух материалов достигается надежным сцеплением стали и бетона, которое происходит во время твердения бетонной смеси. При недостаточном сцеплении стальные стержни арматуры будут скользить в бетоне, нарушится совместная работа арматуры и бетона и конструкция разрушится.

Чтобы улучшить сцепление арматуры с бетоном, на поверхности стальных стержней во время их проката наносят выступы (сталь периодического профиля). Выступы можно также наносить путем сплющивания гладких стальных стержней в двух взаимно перпендикулярных направлениях на специальных станках.  Для увеличения сцепления с бетоном гладких арматурных стержней на их концах устраивают крюки. Сварные арматурные сетки и каркасы обладают повышенным сцеплением с бетоном, так как ни один стержень не может сдвинуться в бетоне без того, чтобы не разрушить несколько сварных узлов.  Грязь и ржавчина ухудшают сцепление арматуры с бетоном, поэтому арматуру перед употреблением необходимо очищать от грязи и отслаивающейся ржавчины.  Для защиты арматуры от ржавления, а также для хорошего сцепления вокруг каждого арматурного стержня необходимо обеспечить слой бетона достаточной толщины. Слой бетона, расположенный между арматурой и поверхностью конструкции, называется защитным, он предохраняет арматуру не только от ржавления, но и от воздействия огня в случае пожара. Однако-это относится лишь к достаточно плотным бетонам, через которые воздух не проникает к поверхности арматуры.  Уменьшение защитного слоя ведет к потере огнестойкости конструкции и ржавлению арматуры. Излишняя толщина защитного слоя за счет смещения арматуры снижает прочность струкции. В конструкциях, подвергающихся повышенной влажности, воздействию паров щелочей или кислот, дымовых и других газов, защитный слой должен быть увеличен.  Сталь и бетон имеют примерно один и тот же коэффициент температурного расширения, они одинаково удлиняются при нагревании и укорачиваются при охлаждении. Поэтому при изменении температуры сцепление бетона с арматурой не нарушается.