10.3. Железобетон

Бетон - ярко выраженный анизотропный материал с высокой прочностью при сжатии и значительно меньшей прочностью при растяжении. Чтобы восполнить этот недостаток и предотвратить разрушение бетонных конструкций растягивающими усилиями, в них водят стальную арматуру с высоким сопротивлением растягивающим Усилиям. Так получают железобетон - строительный материал, в котором соединенные взаимным сцеплением бетон и стальная арматура работают. под нагрузкой совместно. Железобетон в современном строительстве является основным строительным материалом. Технологическая схема производства железобетона приведена на рис.23.

. Железобетон в современном строительстве является основным строительнкомпозиционным материалом, но роль матрицы в нём играет бетон, а не вяжущее, как в самом бетоне. При изгибе строительных конструкций на различных участках возникают противоположные напряжения -растягивающие и сжимающие. Сталь воспринимает первые из них, а бетон - вторые. В результате железобетонное изделие успешно противостоит изгибающим нагрузкам.

В зависимости от способа армирования различают железобетонные изделия с обычной и с предварительно напряженной арматурой. При обычном армировании увеличение прочности достигается укладкой в бетон стальных стержней, сеток или каркасов. Однако при изгибе такой способ армирования не предохраняет от образования трещин в растягиваемой зоне бетона. Чтобы предельная деформация наступала в бетоне и стали одновременно, нужно соединить бетон с частично растянутой арматурой. Это достигается предварительным её" напряжением. Цель такого напряжения арматуры - создание в бетоне предварительного обжатия, превьплающего напряжения растяжения, возникающие при эксплуатации бетона.

При нагрузке предварительно напряженного изделия растягивающей или изгибающей силой арматура будет продолжать упруго растягиваться и воспринимать усилия, так как при напряжении арматуры используется далеко не весь потенциал ее прочности. При этом напряжения сжатия в бетоне начнут уменьшаться, достигнут нулевого значения и только уже близко к пределу разрушения конструкции возникают растягивающие усилия, причём значительно меньшие, чем в бетоне, армированном без предварительного напряжения. Тем самым образование трещин происходит значительно позже, а величина их меньшим материалом

Различают два вида предварительного напряжения: бетона и после приобретения бетоном определенной прочности. Последний способ применяется значительно реже вследствие более высокой трудоёмкости. При напряжении арматуры до бетонирования арматура после укладки н форму растягивается тем или иным способом, закрепляется в растянутом состоянии и после заполнения формы бетонной смесью и её затвердевания освобождается от напряжения. При этом арматура сокращается и увлекает сцепившийся с нею бетон, обжимая железобетонный элемент в целом. Если же напряжение арматуры производится после отвердевания бетона, то в формуемом изделии оставляют полые каналы, в которые после твердения бетона закладывают арматуру, натягивают и закрепляют её концы анкерными устройствами. Затем канал заполняют специальным раствором, который после затвердевания сцепляется как с арматурой, так и с бетоном, обеспечивая монолитность конструкции и её обжатие после освобождения концов арматуры. В первом случае напряжение арматуры осуществляют механическим или электротермическим способами, а во втором -химическим, например, применяя напрягающий цемент.

Заключение:

Настоящее пособие не претендует на полноту изложения особенностей технологии и свойств широкой палитры материалов. Оно предназначено в первую очередь для студентов специализирующихся в областях керамической и стекольной технологий и изучающих во второй части курса «Основы технологии тугоплавки? неметаллических и силикатных материалов» раздел, посвященный производству вяжущих веществ.