ЛЕКЦИЯ № 6/1

ПЛАН

1. Сущность железобетона. Преимущества и недостатки железобетона

2. Бетоны для железобетонных конструкций (ЖБК), их классификация и

требования, предъявляемые к ним

3. Структура бетона

1. Сущность железобетона. Преимущества и недостатки железобетона

Железобетон – это искусственный строительный материал, представляющий собой рациональное соединение бетона и арматуры, работающих совместно. Бетон, в свою очередь, это искусственный каменный материал, который достаточно хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Рассмотрим работу бетонной балки на изгиб (рис. 1.1).

При определенной величине внешней нагрузки Р, возникающие в нижних волокнах растягивающие напряжения приводят к образованию трещин и в дальнейшем к разрушению. Такая балка имеет малую несущую способность вследствие слабого сопротивления бетона растяжению. Аналогичная балка, снабженная арматурой в растянутой зоне (рис. 1.2), обладает более высокой несущей способностью в двадцать и более раз, чем бетонная балка. Прочность сжатой зоны бетонной балки остается не использованной. После появления трещин в растянутой зоне железобетонной балки разрушения не происходит, так как в пределах трещин усилия воспринимаются арматурой. Таким образом, в железобетонной балке оптимально используется прочность арматуры на растяжение и прочность бетона на сжатие.

Другим примером рационального сочетания свойств бетона и арматуры являются железобетонные сжатые стойки. Основная часть нагрузки здесь передается на бетон. Арматура работает в этих элементах совместно с бетоном и воспринимает часть сжимающих усилий, что дает возможность уменьшить размеры поперечного сечения элемента (рис. 1.3). Армирование сжатого бетона повышает надежность ЖБК. Однако заменять бетон более дорогим и дефицитным материалом – сталью – экономически не всегда целесообразно.

Рациональное сочетание арматуры и бетона, обеспечивающее совместную работу этих компонентов железобетона, возможно благодаря удачному сочетанию свойств: а) между арматурой и бетоном имеется надежное сцепление; б) сталь и бетон обладают близкими по значению коэффициентами линейного температурного расширения, которые для бетона составляют 0,7 … 1,4∙10 град , для стали 1,2∙10 град , что предотвращает проскальзование арматуры в бетоне; в) бетон имеет щелочную среду и не вступает в химическую реакцию с арматурой; г) плотный бетон защищает заключенную в нем стальную арматуру от коррозии и предохраняет ее от непосредственного действия огня.

Название железобетон несколько устарело, так как в некоторых конструкциях стала использоваться арматура из полимеров, древесины. Правильнее название армобетон.

Преимущества железобетона заключаются в следующих его свойствах: а) высокая огнестойкость; б) высокая сопротивляемость атмосферным и химическим воздействиям, зависящая от качества бетона; в) высокая сопротивляемость динамическим и сейсмическим нагрузкам из-за высокой жесткости; г) высокая долговечность (ЖБК могут служить длительное время без снижения несущей способности, так как прочность бетона со временем увеличивается, а арматура защищена от коррозии; д) быстрота возведения из сборных конструкций; е) малые эксплуатационные расходы; ж) возможность придания любой технически целесообразной формы.

Недостатки железобетона можно определить такими свойствами: а) большая объемная масса – 1800 … 2500 кг/м ; б) трудность усиления ЖБК; в) большая звуко- и теплопроводность; г) возможность образования трещин и отслоений; д) для монолитных конструкций – дополнительные расходы материала на опалубку, большая трудоемкость, длительность твердения, увеличение трудоемкости при производстве работ в зимнее время.