1 39. Общие сведения о железобетоне

Основной причиной, способ­ствующей изобретению железобетона послужило то, что бетон, как и всякий хрупкий каменный материал, хорошо работает на сжатие, но плохо на растяжение и разрушается даже при срав­нительно небольших изгибающих нагрузках. Из рисунка видно, что по высоте поперечного сечения балки под действием нагрузки F образуются две зоны напряжений, кото­рые разделены нейтральной плоскостью. Верхняя зона от оси 0 — 0 балки испытывает сжатие, а нижняя — растяжение. Для того чтобы предотвратить разрушение в нижней части укладывают стальную арматуру в нижнюю часть, которая хорошо воспринимает нагрузку на растяжение. Такой материал и называют железобетонном. Таким образом, железобетон представляет собой материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и стали.

Такая работа и возможность их взаимного дополнения определя­ются следующими факторами:

• бетон при затвердевании прочно сцепляется с арматурой, которой с этой целью придают рельефный профиль, и под дей­ствием нагрузки они деформируются совместно;

• монолитность конструкции обеспечивается почти одинако­выми коэффициентами линейного температурного расширения бетона и стали (соответственно 10 • 10~⁶ и 12 • 10 ⁶);

• бетон не только не оказывает вредного воздействия на арма­туру, но и надежно защищает ее от коррозии, так как в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда, в которой сталь не корродирует.

Виды железобетона:

- предварительно напряженный ж/б

- фибробетон (дисперсно-армированный бетон, в котором в качестве армирующего компонента используются короткие дисперсные волокна (фибры) с равномерным (хаотичным) или заданным распределением по всему объему бетона.)

- армоцемент (особо мелкозернистый бетон, армированный по всему сечению расположенными в не­сколько рядов по толщине конструкции ткаными металлически­ми сетками)

140. Предварительно напряженный ж/б

В зависимости от способа армирования и состояния арматуры различают желе­зобетонные изделия с обычным армированием и предварительно напряженные. При обычном армировании избе­жать образования трещин под длительным действием нагрузки практически не удается (различная предельная растяжимость бетона и стали). В предварительно сжатом бетоне трещины появят­ся только в том случае, если растягивающие напряжения превы­сят созданные в нем напряжения предварительного сжатия. Однако на­прягать арматуру следует в пределах ее упругих деформаций, т.е 85..90% от предела текучести стали такой ж/б наз. предварительно напряженным.

Различают несколько способов предварительного напряже­ния железобетонных конструкций:

• если напряжение арматуры осуществляется до затвердева­ния бетона. В этом случае арматуру укладывают в опалубку, рас­тягивают и закрепляют в растянутом состоянии на упорах. Затем укладывают бетонную смесь, изделие формуют и после затверде­вания бетона или приобретения бетоном определенной прочно­сти (> 70% от проектной) арматуру освобождают от натяжения. В результате она стремится сократиться и обжимает бетон;

• напряжение арматуры производится после затвердевания бетона. В этом случае в бетоне в процессе формования изделия готовятся специ­альные каналы, в которые после приобретения им необходимой прочности укладывают арматуру. Утюженную арматуру растяги­вают и закрепляют на концах формы анкерными устройствами, используя в качестве опоры затвердевший бетон. При этом в нем возникают сжимающие напряжения. После натяжения арматуры каналы заполняют инъекционным раствором или антикоррози­онной мастикой;

• напряжение арматуры может осуществляться и в процессе затвердевания бетона. В этом случае используются бетоны, при­готовленные на напрягающих цементах.

Предварительное напряжение арматуры не только преду­преждает появление трещин в растянутой зоне бетона, но и по­зволяет снизить массу железобетонных конструкций, сократить расход арматуры, увеличить жесткость, повысить долговечность и несущую способность конструкций