38. Две группы предельных состояний жбк.

Предельными считаются состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т. е. теряют способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получают недопустимые перемещения или местные повреждения.  Железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по двум группам предельных состояний: по несущей способности — первая группа предельных состояний; по пригодности к нормальной эксплуатации — вторая группа предельных состояний.  Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить: , хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);  потерю устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т. п.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплытие заглубленных или подземных резервуаров и т. п.);  усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки подвижной или пульсирующей: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под неуравновешенные машины и т.п.);  разрушение от совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания и т. п.). Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить:  образование чрезмерного или продолжительного раскрытия трещин (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин допустимо); чрезмерные перемещения (прогибы, углы поворота, углы перекоса и амплитуды колебаний). Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов или частей производится для всех этапов: изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации; при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов.

39. Особенности физико-механических свойств специальных видов бетона. Краткие исторические сведения о развитии ж/бетона.

Плотный силикатный бетон — бесцементный бетон автоклавного твердения, получаемый на основе известкового вяжущего (известково-песчаного, известково-шлакового и т. п.). Относится к группе тяжелых бетонов, заполнителями служат кварцевые пески. Обладает хорошим сцеплением с арматурой и защищает ее от коррозии.  Начальный модуль упругости в сравнении с равнопрочным цементным бетоном в 1,5—2 раза меньше. Обладает меньшей ползучестью. Применяется для изготовления сборных железобетонных элементов зданий. В неблагоприятных условиях эксплуатации (усиленное воздействие атмосферных осадков, большие динамические нагрузки и т. п.) применение ограничивается. Ячеистый бетон, преимущественно автоклавного твердения, содержит в своем строении искусственно созданные поры. Приготовляется смешиванием цементного или известкового вяжущего с водой и пеной (пенобетон, пенозолобетон и т. и.) или введением в раствор газообразователя — алюминиевой пудры (газобетон) и др. Заполнителями служат мелкие (молотые) кварцевые пески. Ячеистый бетон менее плотный, чем обычный, и поэтому заключенная в нем арматура нуждается в специальной защите от коррозии покрытием цементно-водной смесью или цементно-битумной мастикой. Обладает относительно малой средней плотностью (600—1200 кг/м3). Начальный модуль упругости в сравнении с равнопрочным обычным бетоном в 2—3 раза меньше. Обладает значительной усадкой (4...6) 10-4. Усадка при безавтоклавном твердении столь значительная, что может привести к растрескиванию изделий. Применяется преимущественно для изготовления сборных элементов ограждающих конструкций промышленных и гражданских зданий.  Жаростойкий бетон используется для эксплуатации в условиях высокой температуры (выше 200 °С). В зависимости от степени нагрева в качестве вяжущих применяют: глиноземистый цемент, портландцемент с добавками, жидкое стекло (водный раствор силиката натрия с добавлением молотого кварцевого песка и кремнефтористого натрия). В качестве жаростойких заполнителей применяют: хромит, шамот, кирпичный бой, шлак, базальт, диабаз и т. п. Сцепление с арматурой периодического профиля в охлажденном после высокотемпературного нагрева состоянии сохраняется. Модуль упругости бетона при повышении температуры уменьшается. Применяется в конструкциях туннельных печей, тепловых агрегатов, фундаментов доменных печей и т. п.  Крупнопористый бетон без мелких заполнителей применяют в географических районах, где нет природного песка, но есть материалы для крупного заполнителя. Структура характеризуется большим числом крупных пор, что приводит к уменьшению плотности и снижению теплопроводности. Применяется только для блочных или монолитных стен зданий. Кислотостойкий бетон — стойкий в условиях агрессивной среды (водной, содержащей кислоты, и паровоздушной, содержащей пары кислот). В зависимости от степени концентрации кислот в качестве вяжущих применяют пуццолановый портландцемент, шлаковый портландцемент, жидкое стекло. Применяется для конструкций подземных сооружений, покрытий некоторых цехов химической промышленности, цветной металлургии и т. п.  Полимербетон. В качестве вяжущего применяют полимерные материалы (различные эмульсии, смолы и т. п.), существенно повышающие прочность на сжатие и растяжение, улучшающие сцепление с арматурой, значительно повышающие стойкость в агрессивных средах. Несущие конструкции на основе армополимербетона получают применение в объектах химической, электрометаллургической, пищевой и других отраслях промышленности. Бетонные и железобетонные элементы, изготовленные на цементном вяжущем, а затем подвергнутые последующей пропитке полимерными материалами по специально разработанной технологии (бетонополимеры), также приобретают существенно улучшенные физико-механические свойства. Они находят применение в некоторых областях строительства — при изготовлении напорных труб, дорожных плит, колонн, ригелей и др.

Возникновение и развитие строительных конструкций, в том числе железобетонных, неразрывна связано с условиями материальной жизни общества, развитием производительных снл н производственных отношений. Появление железобетона совпадает с периодом ускоренного роста промышленности, торговли и транспорта во второй половине XIX в., когда возникла потребность в строительстве большого числа фабрик, заводов, мостов, портов н других сооружений. Технические возможности производства железобетона к тому времени уже имелись — цементная промышленность и черная металлургия были достаточно развиты.

Период возникновения железобетона (1850—1885 гг.) характеризуется появлением первых конструкций из армированного бетона во Франции (Ламбо, 1850 г.; Кунье, 1854 г.; Монье, 1867—1880 гг.). в Англии (Уилкинсон, 1854 г.), в США (Гнатт, 1855—1877 гг.).

В период освоения (1885—1917 гг.) железобетон находил применение в отдельных случаях в экономически достаточно развитых странах — Англии, Франции, США, Германии, России. Железобетон применялся в перекрытиях производственных зданий, подземных трубах, колодцах, стенах, резервуарах, мостах, путепроводах, эстакадах, фортификационных и других сооружениях.

Создание первых теоретических основ расчета железобетона и принцнпов его конструнрования оказалось возможным благодаря работам исследователей и инженеров Консндера, Генебика (Франция), Кёиена, Мёрша (Германия) н др. К концу XIX в. сложилась в общих чертах теория расчета железобетона по допускаемым напряжениям, основанная на методах сопротивления упругих материалов.

В Росснн железобетонные конструкции развивались под влиянием зарубежного опыта н отечественной практики. В последнеГ! большое значение имели показательные испытания Н. А. Белелюб-ского в 1891 г. сернн конструкций (плиты, резервуары, своды, трубы, сборный закром, сводчатый мост); предложения по совершенствованию конструктивных форм железобетона, а именно: Н. Н. Абрамова по спиральному армированию колонн в внде «бетона в обойме», В. П. Некрасова по косвенному армированию сжатых элементов, А. Э. Страуса по производству набивных бетонных н железобетонных свай, А. Ф. Лолейта по конструированию н расчету безбалочных перекрытий (1909 г.), Н. И. Молотнлова по сборным железобетонным плоским (сплошным н продольно-пустотным) плнтам для перекрытий; оригинальные работы И. С. Подольского, Г. П. Передерня, С. Й, Дружинина, Г. Г. Крнвошеина н многих других.

В первый период широкого применения железобетона в СССР особенно широкое распространение он получил в Промышленном н гидротехническом строительстве

После Октябрьской революции происходят коренные изменения ж экономике страны. Перед советским народом встают задачи восстановления народного хозяйства н выполнения всевозрастающих ^ланов капитального строительства. Реализация этих задач связана is широким применением железобетона. В конце 20-х годов были созваны лроектные организации союзного значения, которые разрабатывали проекты крупных промышленных предприятий. Одновременно в стране создаются научно-нсследовательскне институты и лаборатории по строительству, которые проводили исследования в области железобетона н бетона: ЦНИПС, позже НИИЖБ и ЦНИИСК, ЦНИИС МПС н др.