5. Материалы для строительных конструкций. Железобетон; обеспечение совместной работы бетона и арматуры. Прочность и деформагивность бетона. Марки и классы бетона.

Номенклатура строительных материалов, выпускаемых сегодня, весьма широка и разнообразна.

Но исходному сырью все материалы можно разделить на две основные группы: минерального происхождения (природные камни, вяжущие вещества, керамика, металлы и др.) и органического происхождения (древесные материалы, полимеры, битумы и др.).

По своему назначению и условиям работы все строительные материалы можно подразделить на следующие группы: конструкционные, применяемые для устройства фундаменгов, каркасов зданий, несущих стен, для перекрытий, покрытий и др.; генлоизоляцишшные и акустические, используемые для отепления конструкций в виде теплоизоляционных слоев и устройств, для акустических целей и др.; гидроизоляционные, которые применяю! для защиты конструкций и их деталей ог воздействий влаги, а также в гидротехническом и подземном строительстве материалы, используемые для наружной и внутренней отделки; Кроме этих материалов, имеются также материалы специального назначения, огнеупорные, жаростойкие, кислотостойкие, ма­териалы для защиты ОТ радиоактивных излучений и др.

Основой железобетонных изделий являются бетон и сталь. Это сочетание оказалось возможным благодаря свойству бетона при затвердевании прочно сцепляться с поверхностью стальной арматуры Кроме того, линейные удлинения бетона и стали при нагревании почтя одинаковы, благодаря чему при колебаниях температуры не возникают напряжения, могущие нарушить сцепления стали с бетоном. Бетон также надежно 'защищает сталь от коррозии Работа бетонных и железобетонных элементов под нагрузкой: 1 стальная арматура; 2 трещины

Долговечность и огнестойкость железобетона, способ if ость воспринимать как постоянные, так и вибрационные и ударные нагрузки определили высокую надежность железобетонных конструкций.

Идея сочетания бетона с металлом возникла гга той основе, что бетон, так же как и природные камни, хорошо работает гга сжатие и значительно (в 10— 15 раз) хуже на растяжение Если в бетонных конструкциях, в которых при изгибе возникнут растягивающие напряжения, поместить стальную арматуру, то сталь, хорошо сопротивляющаяся растяжению, позволит применить железобетон в элементах, подверженных поперечному изгибу.

Прочно сцепленный с арматурой, бетон вместе с ней укорачивается при сжатии. Однако при растяжении удлинения стали и бетогга весьма различны. При растяжении железобетонного элемента бетон сначала будет растягиваться со стальной арматурой, затем удлинение элемента может достигнуть величины, предельной для бетона, и в наиболее слабых его сечениях образуются трещины. При ширине таких трещин более 0,2 0,3 мм открывается доступ влаги и газов к арматуре, и она подвергается коррозии.

Во избежание этих явлений возникла идея — путем предварительного натяжения арматуры создать условия для обжатия бетона в процессе его эксплуатации с помощью сил упругого последействия натянутой арматуры. Применение предварительно нанряженног о железобетона позволяет более эффективно использовать сталь и бетон высокой прочности в конструкциях и тем самьгм уменьшить их сечеггие и собственный вес. при этом создать грещиноустойчивые. более долговечные конструкции.

Железобетонные конструкции, возводимые в проектном положении непосредственно гга объекте строительства, называются монолитными. Для возведения монолитных железобетонных конструкций требуются поддерживающие подмости (леса) и опалубка (формы), в которую устанавливают арматурные каркасы н укладывают бетон Железобетонные конструкции, изготавливаемые на сспециализированных заводах, называются сборными Такие конструкции монтируют на строительной площадке и при необходимости соединяют между собой ггутем сварки арматурных стержней или стальных закладных дегалей. Стыки элементов затем бетонируют или залипают цементным раствором. Ьетон — неоднородный материал: зерна песка и щебня различной крупности окружены цементным камнем (затвердевшим цементным раствором).

Прочность бетона: Нследствие неоднородности структуры и различной деформагивности цементного камня и заполнителя внешняя нагрузка на бетон создает в нем сложное напряженное состояние Прочность бетона зависит от характера силивого воздействия (сжатия, растяжения, среза), возраста, условаий твердения, формы и размеров. Нормами установлены следующие марки по прочности на сжатие для тяжелых бетонов. Марка М50 75 100 ... 800. На пористых заполнителях - 25 ...400, ячеистые 15 ... 150. поризованные 35... 100, крупнопористые 15 ... 100.

Прочность на растяжение: бетон на растяжение имеет минимальную прочность. Для конструкции к которым предъявляют требования водонепроницаемости, или к бетону для которого предъявляют требования по ПЛОТНОСТИ устанавливают проектную марку бетогга

Водонепроницаемость бетона В2 4 6 8 10 12.

Классификация бетонов:

Бетоны классифицируют: но структуре плотные, крупнопористые, поризованные, ячеистые;

ВО объемной массе —• особо тяжелые (у>2500 кг/мЗ), тяжелые- (у 2200— 2500кг/мЗ), облегченные (у = 1800 2200кг/мЗ), легкие (у^50О 1800 кг/мЗ) и особо легкие (у<с <500 кг /мЗ);

по виду вяжущего, применяемого для его изготовления. — ггемен гные, силикатные, на смешанных или специальных вяжущих;

но виду заполнителей — плотные, пористые, специальные;

но черновому составу заполнителей крупнозернистые, мелкозернистые;

по условиям твердения — естественного твердения, подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении, подвергнутые автоклавной обработке.