4.5.3. Железобетон

Прочность бетона при растяжении примерно в 10-20 раз ниже, чем при сжатии, большинство же несущих конструкций в процессе работы испытывают напряжение сжатия и растяжения. Это наглядно можно представить при рассмотрении схемы работы изгибающего элемента (рис. 4). Для восприятия растягивающих усилий в бетон вводят стальную арматуру. Сочетание бетона и арматуры и представляет собой новый строительный материал - железобетон.

Создание железобетона стало возможным благодаря следующим факторам:

1) коэффициенты линейного расширения стали и бетона примерно одинаковы;

2) бетон (цементный камень) надежно защищает арматуру от кор­розии;

3) бетон прочно сцепляется со стальной арматурой, составляя, та­ким образом, единый монолит.

Создание железобетона стало революционным перево­ротом в строительстве.

Железобетон применяется в строительстве в виде сборных и моно­литных конструкций. Сборные конструкции изготавливаются на заво­дах железобетонных конструкций в многократно используемых метал­лических формах, затем доставляются на строительную площадку, где из них возводят здания и сооружения.

Конструкции из монолитного бетона изготовляются непосредст­венно на месте, где в качестве форм используются различного вида опалубки. Начиная с 50-х годов, в нашей стране высокими темпами развивалась промышленность сборного железобетона, объем же приме­нения монолитного железобетона неуклонно снижался (за исключением гидротехнического строительства).

В настоящее время производство монолитного же­лезобетона обретает как бы «второе дыхание», и объем его применения расширяется.

Со временем было замечено, что в растянутой зоне железобетон­ных конструкций с обычным армированием появляются трещины из-за прогибов изгибаемых элементов, что приводит к коррозии сталь­ной арматуры, уменьшению ее живого сечения, увеличению прогиба и раскрытию трещин (рис. 4). В конечном итоге это снижало долго­вечность железобетонных конструкций. В результате возникла идея предварительного натяжения арматуры, которое состоит в том, что путем искусственного обжатия бетона за счет предварительного на­тяжения арматуры появление нежелательных растягивающих напря­жений в бетоне исключается. Таким образом, в этих конструкциях свойства бетона и арматуры используются наиболее полно. Смысл предварительного натяжения арматуры и работы предварительно на­пряженной железобетонной конструкции можно представить из рис. 5

Рис. 4. Схема работы железобетонного элемента на изгиб

Рис. 5. Схема предварительного напряжения железобетонных конструкций:

а – предварительное напряжение в твердеющем бетоне; б – последующее

напряжение в затвердевших готовых изделиях; 1 - упор; 2 - форма;

3 - натяжное устройство; 4 -анкерное устройство; 5 - стенка канала

4.6. Основные стеновые материалы

Наиболее распространенными стеновыми материалами в настоящее время являются силикат­ный и керамический (глиняный) кирпич и камни.

Вообще, кирпич как строительный материал изготавливается с древних времен, но если история применения силикатного кирпича насчитывает немногим более 100 лет, то керамический кирпич на­считывает уже несколько тысячелетий.