Статірова І.О. «Основи розрахунку будівельних конструкцій»

Лекція № 4

Тема: Матеріали для залізобетону

План:

1. Бетон как материал для железобетонных конструкций

2. Структура бетона и ее влияние на прочность и деформативность

3. Усадка бетона и начальные напряжения

4. Прочность бетона

5. Деформативность бетона

6. Модуль деформаций

Після вивчення теми студенти зможуть:

1. дати класифікацію будівельних конструкцій;

2. зрозуміти, чим відрізняються матеріали для будівельних конструкцій, та дати рекомендації з їх використання;

3. усвідомити значення вимог до будівельних конструкцій;

4. вказати загальні принципи проектування будівельних конструкцій;

5. скласти загальне уявлення про розвиток будівельних конструкцій та матеріалів.

Завдання для перевірки засвоєних знань і самостійної роботи:

Література:

1. Цай Т.Н. Строительные конструкции. В 2-х т. Т.2.:Учеб. для техн. - М.: Стройиздат, 1984. - 656с.

Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. - М.: Стройиздат,1984. - 496 с.

На самостійне вивчення Арматура. Її класи і застосування. Арматурні вироби

Железобетон является комплексным строительным материалом, в котором совместно работают бетон и стальная арматура. Для понимания работы железобетона и определения характеристик, необходимых для расчета, рассмотрим каждый из входящих в его состав материалов.

1. Бетон как материал для железобетонных конструкций

Бетон – это искусственный материал, изготовленный по специальной технологии и состоящий из вяжущего, воды и заполнителя.

Бетон должен обладать наперед заданными свойствами: необходимой прочностью, необходимой плотностью, необходимым сцеплением с арматурой.

Бетон также должен соответствовать специальным требованиям: необходимой морозостойкостью, необходимой жаростойкостью, необходимой коррозионной стойкостью.

Бетоны подразделяют по ряду признаков:

1. структуре — плотной структуры, у которых пространство между зернами заполнителя полностью занято затвердевшим вяжущим; крупнопористые малопесчаные и беспесчаные; поризованные, т. е. с заполнителями и искусственной пористостью затвердевшего вяжущего; ячеистые с искусственно созданными замкнутыми порами;

2. средней плотности — особо тяжелые со средней плотностью более 2500 кг/м³; тяжелые — со средней плотностью более 2200 и до 2500 кг/м³; облегченные со средней плотностью более 1800 и до 2200 кг/м³; легкие со средней плотностью более 500 и до 1800 кг/м³;

3. виду заполнителей — на плотных заполнителях; пористых заполнителях; специальных заполнителях, удовлетворяющих требованиям биологической защиты, жаростойкости и др.;

4. зерновому составу - крупнозернистые с крупными и мелкими заполнителями; мелкозернистые с мелкими заполнителями;

5. условиям твердения — бетон естественного твердения; бетон, подвергнутый тепловлажностной обработке при атмосферном давлении; подвергнутый автоклавной обработке при высоком давлении.

Сокращенное наименование бетонов, применяемых для несущих железобетонных конструкций, установлено следующее:

тяжелый бетон — бетон плотной структуры, на плотных заполнителях, крупнозернистый, на цементном вяжущем, при любых условиях твердения;

мелкозернистый бетон — бетон плотной структуры, тяжелый, на мелких заполнителях, на цементном вяжущем при любых условиях твердения;

легкий бетон — бетон плотной структуры, на пористых заполнителях, крупнозернистый, на цементном вяжущем, при любых условиях твердения.

В качестве плотных заполнителей для тяжелых бетонов применяют щебень из дробленых горных пород — песчаника, гранита, диабаза и др. — и природный кварцевый песок. Пористые заполнители могут быть естественными — перлит, пемза, ракушечник и др. — или искусственными — керамзит, шлак и т. п. В зависимости от вида пористых заполнителей различают керамзнтобетон, шлакобетон, перлнтобетон и т. д.

Бетоны поризованные, ячеистые, а также на пористых заполнителях со средней плотностью 1400 кг/м3 н менее применяют преимущественно для ограждающих конструкций. Бетоны особо тяжелые применяют в конструкциях для биологической защиты от излучений. Чтобы получить бетон, обладающий заданной прочностью и удовлетворяющий перечисленным выше специальным требованиям, подбирают по количественному соотношению необходимые составляющие материалы: цементы различного вида, крупные и мелкие заполнители, добавки различного вида, обеспечивающие удобоукладываемость смеси или морозостойкость, и т. п.

На прочность бетона оказывают влияние многие факторы: зерновой состав (его подбирают так, чтобы объем пустот в смеси заполнителей был наименьшим), прочность заполнителей и характер их поверхности, марка цемента и его количество, количество воды и др. При шероховатой и угловатой поверхности заполнителей повышается их сцепление с цементным раствором, поэтому бетоны, приготовленные на щебне, имеют большую прочность, чем бетоны, приготовленные на гравии. Вопросы подбора состава бетона излагаются в курсах строительных материалов.

Необходимая плотность бетона достигается подбором зернового состава, высококачественным уплотнением бетонной смеси при формовании, применением достаточного количества цемента, которое колеблется от 250 до 500 кг/м3. Повышение плотности бетона ведет и к повышению его прочности. Чтобы сократить расход цемента, марка его должна быть выше требуемой прочности бетона.