§ 7. Железобетонные резервуары

Железобетон — сочетание бетона и стальной арматуры, используемое для совместной работы в конструкции как одно монолитное целое. Поскольку бетон хорошо сопротивляется сжатию, но обладает относительно небольшой прочностью на растяжение, бетонные конструкции приходится проектировать так, чтобы растягивающие напряжения в бетоне совсем не возникали или были очень незначительны. Это приводит к тому, что бетонные конструкции делаются, как правило, массивными, а область их применения ограничивается. Введение в бетон стальной арматуры, работающей преимущественно на растяжение, дает возможность не только существенно сократить расход бетона, но также выполнить из железобетона такие конструкции, которые нельзя было бы осуществить из неармированного бетона. Совместная работа стали и бетона достигается за счет сил сцепления между обоими материалами и наличия сил трения, вызываемых усадкой бетона, обжимающей стержни арматуры, приданием арматуре периодического профиля, сваркой ее в каркасы и сетки при помощи отгибов стержней и устройства крюков. Разница в коэффициентах температурного расширения стали и бетона в большинстве случаев невелика (для бетона в зависимости от рода наполнителя коэффициент равен от 0,000012 до 0,000007 1/°С, для стали 0,000012 1/°С. Поэтому при изменении температуры в пределах немногих десятков градусов усилия, стремящиеся сдвинуть арматуру по отношению к бетону, хотя и возникают, но они относительно незначительны, так что силы связи между обоими материалами успешно им противостоят. Бетон предохраняет заключенную в нем стальную арматуру от коррозии. Проектирование железобетонных резервуаров производится в строгом соответствии с требованиями, изложенными в СН 326—65.

Механические свойства бетона зависят от следующих факторов: от качества применяемых цементов, характеристик заполнителей, состава бетона, водоцементного соотношения, а также от способа приготовления бетона, его укладки и обработки в конструкции. Для железобетонных резервуаров рекомендуется применять силикатные цементы (портландцементы) марки не ниже 170 с минимальным содержанием свободной извести. Вода для приготовления бетона не должна быть загрязнена кислотами, щелочами и органическими веществами.

Песок — кварцевый, кварцево-полевошпатный мелкий (с диаметром зерен менее 1 мм) с содержанием органических примесей и глины не более 2%.

В качестве крупного заполнителя применяется природный гравий или щебень из твердых горных пород. Наибольший размер гравия или щебня не должен превышать толщины стенки резервуара.

Многочисленными опытами доказано, что прочность бетона в определенный срок при твердении в нормальных условиях зависит главным образом от прочности (активности) цемента и от водоцементного соотношения (В/Ц). Под водоцементным соотношением в этом случае понимается отношение веса воды к весу цемента в свежеприготовленной бетонной смеси. Прочность бетона повышается с уменьшением В/Ц.

Состав бетона (весовое соотношение между цементом, песком и гравием) для резервуаров рекомендуется 1 : 1,5 : 3 или 1:2:4.

Рекомендуемые пределы водоцементных соотношений в плотных бетонах приведены в табл. 3.6.

Таблица 3.6