Железобетонные изделия. Классификация, основы технологии, свойства

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и арматурной стали. Взаимодействие столь различных материалов весьма эффективно: бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и надежно защищает ее от коррозии, так как в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда; монолитность бетона и арматуры обеспечивается также относительной близостью величин их коэффициентов линейного расширения (для бетона от 7,5 • 10 до 12«КГ6, для стальной арматуры 12.10"6). Железобетон используется в виде сборных и монолитных конструкций. Сборные конструкции изготовляются на специальных заводах железобетонных конструкций в многократно используемых формах и средствами транспорта доставляются к месту строительства, где из них возводят здания и сооружения. Конструкции из монолитного железобетона изготовляются непосредственно на месте, в качестве форм используются различного вида опалубки. В этом случае к месту строительства подвозятся раздельно бетон и арматура. Монолитный железобетон в основном применяют в гидротехническом строительстве. В промышленном и гражданском строительстве используется сборный железобетон, позволяющий превращать строительную площадку в площадку монтажа сооружений из готовых деталей и конструкций, тем самым облегчать и улучшать условия работы строителей, особенно в зимнее время, ускорять, а иногда и удешевлять строительство. В этих конструкциях свойства бетона и арматуры используются наиболее полно. Основная идея этих конструкций состоит в том, что путем искусственного предварительного обжатия бетона в тех местах конструкций, где эксплуатационная нагрузка вызывает растягивающие усилия, появление нежелательных растягивающих напряжений в бетоне отодвигается на более поздний этап загружения или даже совсем исключается. Таким образом, принципиальное отличие предварительно напряженных конструкций от обычных заключается в том, что еще до установки в эксплуатационное положение, т.е. при отсутствии внешней нагрузки, в них уже будут выгодные с точки зрения эксплуатации начальные напряжения. Конструкция рассчитывается и изготовляется так, чтобы в растянутой зоне бетон либо вообще не испытывал растягивающих усилий, либо, имели место растягивающие усилия, и не приводящие к появлению трещин. В предварительно напряженных конструкциях растянутая арматура и сжатый бетон испытывают более значительные нагрузки, но материал работает полнее, что позволяет изготовлять более легкие и экономичные конструкции. Арматура — это стальные стержни, проволока, пряди, канаты или прокатные профили (5.10), закладываемые в бетон для получения железобетонных конструкций необходимой прочности, жесткости, трещиностойкости. По своему назначению в бетоне арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая воспринимает нагрузки, монтажная необходима для обеспечения правильного расположения рабочей арматуры. Для улучшения свойств арматуры ее иногда подвергают упрочнению. Упрочнение может достигаться вытяжкой, протяжкой, обжатием, посредством нагревания и охлаждения (термически упрочненная арматура). Предварительное обжатие бетона чаще всего достигается путем предварительного натяжения арматуры и последующей ее анкеровки в бетоне. По способу изготовления различают два вида предварительно напряженных конструкций: в первом случае предварительное напряжение арматуры производят до затвердевания бетона, во втором — после приобретения бетоном определенной прочности.

 Производство изделий из железобетона может осуществляться несколькими способами. Стендовый способ — изделия готовятся в стационарных (неподвижных) формах. По стендовой технологии готовятся предварительно напряженные крупноразмерные изделия (балки, фермы), объемные изделия (блок-комнаты, фундаменты). Большое распространение получила разновидность стендовой технологии — кассетное производство в основном стеновых панелей, плоских плит и панелей.