Вопросы по железобетонным конструкциям.

1. Сущность железобетона. Сборный, монолитный и сборно-монолитный железо­ бетон. Сущность преднапряженных конструкций.

Сущность железобетона. Бетон, как показывают испытания, хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению, поэтому включение' стальной арматуры в растянутую зону элементое существенно попытает их несущую способность. Например, прочность железобетонной балки по сравнению с бетонной (неармированной) балкой возрастает в 15...20 раз. Сталь имеет высокое сопротивление не только растяжению, но и сжатию и включение ее в бетон в виде арматуры сжатого элемента заметно повышает его несущую способ­ность.

Совместное сопротивление бетона и стальной арматуры внешним нагрузкам обусловливается выгодным сочетанием физико-механичес­ких свойств этих материалов, а именно:

при твердении бетона между ним и стальной арматурой возника­ют значительные силы сцепления, вследствие чего в железобетонных элементах оба материала деформируются под нагрузкой совместно; плотный бетон (с достаточным содержанием цемента) защищает заключенную в нем стальную арматуру от коррозии, а также предох­раняет ее от непосредственного действия огня;

сталь и бетон обладают близкими по значению коэффициентами линейного расширения, поэтому при изменениях температуры в пре­делах до 100 °С в обоих материалах возникают несущественные на­чальные напряжения; скольжения арматуры в бетоне не наблюдается.

Железобетону присуще образование трещин в бетоне в растяну­тых зонах конструкций даже при эксплуатационных нагрузках не­большой интенсивности. Раскрытие этих трещин по многих случаях невелико и не мешает нормальной эксплуатации конструкций. Однако в определенных условиях (как, например, агрессивная среда, повы­шенная влажность, опасность коррозии высокопрочной проволочной арматуры малых диаметров) необходимо предотвратить образование таких трещин или ограничить ширину их раскрытия. Для этого до приложения нагрузки бетон растянутых зон подвергают предвари­тельному интенсивному обжатию посредством растяжения рабочей арматуры. Такой железобетон называют предварительно напряжен­ным.

Относительно высокая масса железобетона—качество в опреде­ленных условиях положительное, но во многих случаях нежелатель­ное. Для уменьшения массы конструкций применяют менее материалоемкие тонкостенные и пустотные конструкции, а также конструкции из бетона на легких и пористых заполнителях.

2. Бетон. Классификация бетонов. Структура бетона и ее влияние на прочность.

Бетоны подразделяют по ряду признаков: структуре — бетоны 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;

плотности — более 2500 кг/м³ (особо тяжелые); бо­лее 2200 и до 2500 кг/м³ (тяжелые); более 1800 и до 2200 кг/м³ (мелкозернистые); более 800 и до 2000 кг/м³ (легкие); виду заполнителей — на плотных заполнителях; по­ристых специальных, удовлетворяющих требованиям биологической защиты, жаростойкости и др.;

зерновому составу — крупнозернистые с крупными и мелкими заполнителями; мелкозернистые с мелкими заполнителями;

условиям твердения — бетон естественного тверде­ния; подвергнутый тспловлажностпой обработке при ат­мосферном давлении; подвергнутый автоклавной обра­ботке при высоком давлении.

Согласно СНиП 2.03.01—84* для изготовления бетон­ных и железобетонных конструкций предусмотрены сле­дующие виды бетонов:

тяжелый средней плотности свыше 2200 до 2500 кг/м³ (на плотных заполнителях);

мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м* (на мелких заполнителях);

легкий плотной и поризованной структуры (на пори­стых заполнителях);

ячеистый автоклавного и неавтоклавного твердения;

специальный — напрягающий.

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 керамзитобетон, шлако­бетон, перлитобетон и т. д.