Железобетон
Армированный стальными стержнями бетон называется железобетоном.
Железобетонные конструкции подразделяют на монолитные, бетонируемые на месте строительства, и сборные, изготовленные в заводских условиях и монтируемые на строительной площадке.
Сборные ЖБИ. В производственных условиях изготавливаются унифицированные конструкции и детали, которые используют в типовых проектах жилищного строительства. Для производства ЖБИ применяются все виды бетона: тяжелый, керамизитобетон, ячеистый бетон. Существуют так называемые серии типовых домов. Из сборного железобетона изготавливают все части здания: фундамент, стены подвала, наружные и внутренние стены, элементы каркаса, кровлю, лестницы и т.д.
Виды ЖБИ.
1. Изделия для фундаментов и подземных частей зданий. Изготавливаются из тяжелого бетона М150-200.
- фундаментные блоки – блоки прямоугольной формы длиной - 3 м, толщиной - 40-60 см, высотой - 60 см. Их применяют при кладке фундаментов и стен подвалов.
- фундаментные плиты представляют собой массивные железобетонные элементы, армированные стальной сеткой. Ширина - 120-320 см, длина - до 120 см, высота - 40-50 см.
- фундаментные балки, сваи.
2. Изделия для конструкции каркасов зданий: колонны, балки покрытий, фермы. Изготавливаются из армированного тяжелого бетона М200-М300
3. Стеновые панели.
- наружные панели. Изготавливаются из тяжелого бетона М200 с утеплителем или легкого бетона (керамзитобетона М50).
- панели внутренних стен. Изготавливаются из тяжелого или легкого бетона.
- панели перегородок, изготавливаемые из всех видов бетонов, армированных и неармированных.
4. Элементы междуэтажных перекрытий и покрытий.
- настилы (плиты) перекрытий. Имеют прямоугольную форму и выпускаются с круглыми или овальными пустотами. Также могут быть плоскими и ребристыми. Пустоты снижают вес плит и экономят бетон. Толщина настилов - 200-220 мм, ширина - 0,8 -1,5 м, длина - 6 м. Плиты изготавливают из бетона марки не ниже 200 с обыкновенным или предварительно напряженным армированием.
- панели перекрытий. Конструкция панелей сходна с настилами: они также имеют прямоугольную форму и пустоты (отличаются размерами – могут использоваться «на комнату»). Толщина плит - 220 мм, длина - 6260 мм, ширина - 3590 мм. Требование к используемому бетону такое же как у плит.
5. Трубы. Подразделяются на безнапорные и напорные.
Безнапорные трубы применяют для устройства канализационных наружных сетей и напорных водоводов. Диаметр труб достигает 1200 мм.
По форме разделяются на раструбные и торцовые (для соединения применяют муфты). Безнапорные трубы изготавливают из бетона М200-М300.
Напорные трубы изготавливаются из бетона с предварительным армированием. Последнее необходимо для создания обжатия бетона, что предотвращает появление мелких трещин. Напорные трубы изготавливают длиной 5000 мм с внутренним диаметром - 500-1600 мм. Данные трубы рассчитаны на давление 0,5-1,5 МПа.
Производство ЖБИ может быть организовано двумя способами: поточным в перемещаемых формах и стендовым в стационарных формах. То есть в одном случае форма движется по конвейеру с установленными стационарными машинами. Во втором случае технологическое оборудование поочередно перемещается к форме. В общем случае технология приготовления включает в себя следующие операции:
1. Приготовление формы, заключающееся в её чистке и смазке
2. Армирование. Осуществляется отдельными стержнями, сетками, предварительно сваренными пространственными каркасами, проволокой в зависимости от конструкции. Для армирования применяют проволоку диаметром от 2.5 до 8 мм и стержни диаметром от 6 до 100 мм. В зависимости от требуемой прочности закладывается определенный вид арматуры.
Арматурный каркас изготавливается по следующей схеме. Поставляемая арматурная сталь очищается, распрямляется, разрезается на стержни определенной длины. После этого из стержней собирается арматурный каркас посредствам контактной сварки.
В некоторых случаях применяется предварительное натяжение арматуры. Это необходимо для создания предварительного обжатия, величина которого превышает напряжение растяжения, возникающее в бетоне при эксплуатации. Обжатие осуществляется силами упругого последействия натянутой арматуры. Это достигается силами сцепления арматуры с бетоном или при помощи анкерных устройств.
Другими словами, арматура закладывается в форму и предварительно натягивается. В форму заливается бетон, который далее затвердевает. Арматура стремится в исходное положение и обжимает бетон. Благодаря этому он лучше сопротивляется изгибу.
Натяжение арматуры производят механическим, электротермическим и химическим способом. В первом случае арматура растягивается осевой нагрузкой при использовании домкратов. Во втором - применяют нагрев арматуры. В третьем - используют расширяющийся цемент.
3. Формование железобетонных изделий. В форму с уложенной арматурой заливается предварительно приготовленная бетонная смесь. Далее смесь уплотняют, применяя трамбование, вибрирование, штампование, центрифугирование, вакуумирование.
При центрифугировании в круглую металлическую форму устанавливают арматуру, укладывают бетонную смесь. Далее форма начинает вращаться, а смесь, в результате действия центробежных сил, распределяется ровным слоем во внутренней поверхности формы, с большой силой прижимается к ней и уплотняется. Процесс продолжается 15-20 мин. Изделие в форме отправляют на твердение.
Твердение. Как правило, осуществляется тепловлажностная обработка ЖБИ: пропаривание при температуре 80-100 С, автоклавная обработка, электропрогрев. Наиболее распространена пропарка. Осуществляется в туннельных камерах. Продолжительность - 10-12 ч.
Распалубка форм.
Применение бетона в монолитных конструкциях. Монолитные конструкции широко применяются в современном строительстве. По данному способу изготавливается фундамент, стены, перекрытия и др.
Арматура, как правило, изготавливается в производственных условиях и доставляется на завод в готовом виде. Также арматурные каркасы могут быть изготовлены непосредственно на строительной площадке.
Бетонная смесь доставляется в автобетоносмесителях. Транспортировка бетона осуществляется в бункерах с помощью крана, а также по трубам с помощью бетононасосов и пневонагнетателей.
Предварительно выставляется опалубка (может быть съемной или несъемной). Затем туда помещается арматура. После этого заливается бетон. Бетонную смесь укладывают слоями, толщину которых устанавливают с учетом возможности вибраторов. Далее проводят уплотнение смеси.
Сразу после укладки смеси создают необходимый температурно-влажностный режим. Летом в начальный момент предохраняют от осадков, а также от высыхания. Зимой создают необходимый температурный режим, используя электропрогрев или прогрев поверхности.
По мере набора бетоном прочности опалубку снимают и начинают формование следующих элементов.
Добавки к бетонам. На сегодняшний день ЖБИ, как правило, применяются с использованием различных модифицирующих добавок, которые позволяют повысить качество изделия, улучшить его свойства, а также расширить возможности применения. Остановимся на наиболее употребляемых:
- пластифицирующие, служат для сокращения В/Ц, повышения прочности бетона, сокращения количества цемента. Относятся С3, ЛСТ.
- стабилизирующие