7.3 Железобетонные конструкции
Изготавливают с обычной и предварительно напряжённой арматурой. Арматуру изготавливают в арматурно-сварочных цехах или на заводе в виде укрупнённых элементов – сварных сеток и блоков каркасов. Армирование осуществляют отдельными стержнями, сетками, пространственными каркасами, проволокой. Стержневую арматуру изготавливают гладкой (А-I) или периодического профиля (А-II, А-III, А-IV, А-V).
Предварительно напряжённые железобетонные конструкции более эффективны, чем обычные. В них полнее используется несущая способность арматуры и бетона, поэтому можно снизить массу изделия за счёт толщины или сечения изделия. Более того, предварительное обжатие бетона препятствует образованию трещин в растянутой зоне.
Рис. 17 – Железобетонные изделия
Железобетонные конструкции подразделяют на сборные (рис. 17) и монолитные. Сборными называют конструкции, изготовленные в специализированных цехах на заводах ЖБИ, транспортируемые в готовом виде на стройплощадку. Монолитными называют конструкции, бетонируемые на месте строительства.
На заводах ЖБИ и на стройплощадке для изготовления бетонной смеси должно быть специальное оборудование: точные дозаторы (по массе) для компонентов бетонной смеси, бетоносмесительные установки (гравитационные или с принудительным перемешиванием). Если бетонная смесь привезена на стройплощадку готовой, то на неё должен быть паспорт, в котором указана марка бетона (класс) и консистенция смеси (осадка конуса или жёсткость). Если бетонную смесь готовят на стройплощадке, то её консистенция должна соответствовать способу формования и подачи смеси к месту укладки.
Подача смеси на стройплощадке может осуществляться с помощью крана и бадьи, по трубам, лоткам, самосвалом, транспортёром и шлангом с помощью насосной техники. В условиях завода укладывает бетонную смесь в форму стационарный бетоноукладчик.
Смесь должна заполнить форму, быть однородной по всему сечению изделия и уплотнена.
Основным способом уплотнения бетонной смеси является вибрирование. Для каждой консистенции бетонной смеси есть своя оптимальная интенсивность вибрирования, которая достигается правильным сочетанием амплитуды, частоты колебаний и продолжительностью воздействия. На заводах вибраторы стационарные (вибростол), хотя иногда применяют и переносные. На стройплощадке – переносные.
При уплотнении жёстких бетонных смесей виброукладку дополняют нагрузкой. При наличии прессующего давления хорошо укладываются и формуются профилированные изделия коробчатого сечения или виброштампуют, например, лестничные марши. Для однотипных плоских изделий применяют вибропрокат; центробежный способ формования - для изготовления железобетонных труб, опор, полых колонн (рис. 18). Вибровакуумирование позволяет получить более плотную поверхность за счёт отсасывания из уложенной бетонной смеси 10-20% воды затворения с помощью вакуум-щитов, где создаётся разрежение. Этот способ уплотнения применяют для тонкослойных, тонкостенных изделий.
Рис. 18 – Изделия, полученные разными способами формования
После формования изделия должны твердеть, лучше всего – в нормальных условиях. На это потребуется, как минимум, неделя, поэтому твердение бетона интенсифицируют: ускоряют процессы гидратации вяжущего с помощью повышения температуры. Широко применяют методы тепловой обработки бетона с помощью паропрогрева в пропарочных камерах в условиях завода. На стройплощадке используют электроразогрев бетонной смеси с последующим утеплением в холодное время года – этот метод называют методом «термоса». Используют лучистую энергию, но этот метод эффективен для тонкостенных изделий. Применяют и химические добавки – ускорители твердения.
На заводах формуют сборные конструкции: фундаментные плиты, стены подвалов, панели наружных и внутренних стен, элементы каркаса и покрытий, междуэтажные перекрытия, перемычки, лестничные марши и др. Рис. 19.
Рис. 19 – Железобетонные конструкции для перекрытий
Монолитные конструкции возводят из тяжёлого и лёгкого бетонов. Стены жилых зданий – из лёгкого бетона, Несущие конструкции – из тяжёлого бетона, в особых случаях – из жаростойкого или кислотоупорного.
Бетонирование монолитных конструкций производят непрерывно или с перерывами, т. е. участками или блоками. Непрерывно необходимо бетонировать предварительно напряжённые конструкции, фундаменты, воспринимающие динамические нагрузки от оборудования. А такие массивные сооружения как: плотины, шлюзы, массивные фундаменты бетонируют блоками, разрезают рабочими швами для предупреждения температурных и усадочных напряжений.
Уход за бетоном начинают сразу после укладки и до достижения проектной прочности. Поверхность должна быть защищена от высыхания. В сухую погоду поддерживают высокую влажность, устраивают поливы водой, делают даже бортики для слоя воды на поверхности бетона до достижения 70% проектной прочности. В последнее время применяют плёнкообразующие составы, препятствующие испарению воды; укрывают изделия плёнками.