5.4. Бетонные и железобетонные изделия и способы их производства

Рис. 7. Схема работы железобетонного элемента на изгиб

Железобетон - это композиционный строительный материал, в котором соединены в единое целое бетон и стальная ар­матура. Бетон обладает способностью, присущей большинству искус­ственных и природных каменных материалов: хорошо работать на сжатие, но плохо сопротивляться растяжению. Так, прочность бето-на при растяжении составляет всего лишь около 1/10-1/17 его прочности на сжатие, большинство же несущих конст-рукций в процессе работы испытывают напряжение и сжатия и растяжения.

Это наглядно видно на схеме работы изгибающего элемента представленной на рис. 7. Поэтому растянутую зону конструкций армируют сталь­ной арматурой, которая воспринимает растягивающие напряжения. Совместной работе бетона и стальной арматуры способствует хоро­шее сцепление между ними и близость коэффициентов температур­ного расширения; бетон к тому же защищает арматуру от коррозии.

Железобетонные конструкции изготовляют с обычной и предва­рительно напряженной арматурой. Основная идея предварительного напряжения железобетонных конструкций заключается в том, что при изготовлении бетон искусственно обжимается. Благодаря этому бетон растягивается только тогда, когда будут преодолены созданные обжа­тием сжимающие напряжения. Если они превосходят растягивающие напряжения от нагрузки, то можно избежать образования трещин в растянутой зоне бетона.

Различают два основных вида железобетонных конструкций с предварительно напряжённой арматурой: конструкции с натяжением арматуры до бетонирования и конструкции с натяжением арматуры после бетонирования. В первом случае арматуру предварительно растягивают и концы её закрепляют. После затвердевания бетонной смеси концы арматуры освобождают (отрезают) и арматура, стремясь вернуться в первоначальное состояние, обжимает бетон. В конструкциях с натяжением арматуры после бетонирования, арматура, подлежащая натяжению, располагается в каналах, образованных в бетоне специальными пустотообразователями, и после натяжения анкеруется на концах, а каналы заполняются раствором.

Железобетонные конструкции подразделяют на сборные и моно­литные. Сборные железобетонные конструкции монтируют на строи­тельной площадке из отдельных элементов, изготовленных на заводах и полигонах. Монолитные железобетонные конструкции бетонируют на месте строительства.

Армирование железобетонных конструкций осуществляют от­дельными стержнями, сетками, пространственными каркасами, про­волокой. Наиболее употребительные виды арматурных сталей и их ос­новные характеристики приведены в главе 10 первого раздела настоящего учебного пособия..

Бетонные смеси приготовляют в специальных бетоносме­сительных установках - гравитационных или с принудительным смешиванием. Затем происходит процесс формования и уплотнения бетонной смеси. Основным способом уплотнения бетонных смесей является виб­рирование. После этого отформованное изделие должно затвердеть и набрать определённую прочность. Различают естественное и искусственное твердение бетона. Искусственное твердение – это так называемая температурно-влажностная обработка (прогрев изделий при атмосферном давлении в паровоздушной среде с темпе­ратурой 80-85°С или выдерживание в среде насыщенного пара при 100°С), применяемая в заводских условиях.

Из сборного железобетона изготовляют все части здания: фунда­менты, стены подвалов, наружные и внутренние стены, элементы каркаса и покрытий, междуэтажные перекрытия, лестницы и др.

Производство железобетонных и бетонных сборных кон­струкций может быть организовано двумя принципиально отлич­ными способами: поточным в перемещаемых формах или на переме­щаемых поддонах и стендовым в стационарных (неперемещаемых) формах.

При поточном способе все технологические операции (очистка и смазка форм, армирование, формование, твердение, распалубка) вы­полняются на специализированных постах, которые оборудованы стационарными машинами и установками, образующими поточную технологическую линию. Формы с изделиями последовательно пере­мещаются по технологической линии от поста к посту.

При стендовом способе производства в отличие от поточного и конвейерного, сборные конструкции изготовляют в ста­ционарных формах. Изделия в процессе их изготовления и до затвер­девания бетона остаются на месте, в то время как технологическое оборудование для выполнения отдельных операций последовательно перемещается от одной формы к другой.