1. История возникновения ЖБ. 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 и других сооружений. Период возникновения железобетона (1850—1885 гг.) характеризуется появлением первых конструкций нз 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. В России железобетонные конструкции развивались под влиянием зарубежного опыта и отечественной практики.

3. Виды жбк. Достоинства и недостатки каждого вида.

По способу возведения жб конструкции могут быть: сборные («+» индустриализация; в зим.период работы не требуют дополнительный затрат; снижение расхода материалов на устройство подмостей и опалубки; «-» трудоемкость сопряжения стыков; высокая стоимость и металлоемкость стыков; уменьшение жесткости элементов вследствие нарушения общей пространственной неразрезности (статич.неопределимость); транспортировка массивных габаритных изделий); монолитные («+» пространственная неразрезность зданий и сооружени; повышенная огнестойкость и надежность зданий и сооружений; хоршая сопротивляемость сейсмическим воздействиям; «-» сезонность работ- при низких температурах возрастает стоимость возведения; затраты на устройство опалубки; зависимость от твердения бетона в н.у.; более тяжелые условия труда на открытых площадках); сборно-монолитные ( это комплексные конструкции, в которых сборный и монолитный жб работает под нагрузкой, как единое целое. Сборный жб одновременно является несъемной опалубкой и до омоноличивания воспринимает нагрузки, действующие в монтажный период, а в стадии эксплуатации работают совместно. Такие конструкции сочетают положительные стороны сборного и монолитного варианта).

4. Классификация бетонов.

К лассификация Б: 1.По назначению: -конструкционные (несущие, ограждающие конструкции); - специальные (предъявляются различные требования). 2.По виду вяжущего:-бетон на цементных вяж. (ПЦ); -известковые вяж; -смешанные вяж; -гипсовые; - шлаковые; -специальные. 3.По плотности: -особо тяжелые(ρ>2500кг/м³); -тяжелые(ρ=2200-2500кг/м³); -мелкозернистые(ρ=1800-2200кг/м³); -легкие(ρ=800-1800кг/м³). 4.По виду заполнителя: -на плотных заполнителях(плотные гор.породы); -на пористых заполнителях(искуств. и есст.мин. порист. заполнители); - на спец.заполнителях(органич.заполнители). 5.По условиям твердения: -в есст.условиях (монолит.конструкции); -в условиях тепловлажностной обработки при атм.давлении; -в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного(автоклавное твердение). 6.По структуре: -плотные(это Б в которых пространство между крупным и мелким заполнителем заполнено цемент.вяжущим): - крупнопористые(заполнено не полностью вяжущим, а участками с порами. Эти поры образ-ся в ходе добавления спец.добавок); -поризованные (объем пор не более 7%); -ячеистые(сибит,газобетон-поры распределены хаотично по всему объему б).

5. Структура бетона и его влияние на прочность и деформативность ЖБ. Структура бетона грубо неоднородна и зависит от многих факторов. Она формируется в виде пространственной решетки из цементного камня, заполненной зернами крупных и мелких заполнителей и пронизанной многочисленными микропорами и капиллярами, содержащими химически не связанную воду, водяные пары и воздух.

С физической точки зрения бетон представляет собой капиллярно-пористое тело, в котором присутствуют все три фазы: твердая, жидкая и газообразная. Это наделяет бетон упруго-пластично-ползучими свойствами. Эти свойства проявляются в характере деформирования бетона под нагрузкой, во взаимодействии с температурно-влажностным режимом окружающей среды.Рекомендуемое водоцементное отношение В/Ц ≈ 0,2. Однако по технологическим соображениям – для достижения достаточной подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси – количество воды берут с некоторым избытком (В/Ц = 0,5 ÷ 0,6) Если В/Ц > 0,6 , то прочность бетона уменьшается.

Состав бетона, различный по крупности: от микрочастиц до макрочастиц цемента, обуславливает неравномерные деформации.

Рассмотрим диаграмму начала и конца трещинообразования бетона

R_T^o - начало микротрещинообразования;

R_T^v - конец микротрещинообразования.

Фактически конец микротрещинообразования является пределом длительной прочности бетона, т.е.

R_T^v = R_T^(l)

где R_T^(l) - предел длительной прочности бетона

При достижении предела длительной прочности бетона количество трещин достигает максимального значения (насыщение).

R_b^sh - предел кратковременной прочности бетона (диапазон уплотнения бетона)

ν= ε_el/( ε_el +ε_ep) где ν– коэффициент упругопластичности; ε_el – упругие деформации;ε_ep – неупругие (пластические) деформации; ε_b =ε_el ε_ep – полные деформации

Если любым способом обеспечивать постоянство деформаций (т.е. обеспечивать условие υ = const), то на диаграмме будет ниспадающая ветвь.

Вокруг пор и пустот при одноосном сжатии образуются по продольным площадкам растягивающие структурные напряжения, уравновешенные сжимающими напряжениями. Вследствие частого и хаотического расположения пустот происходит взаимное наложение растягивающих напряжений, а это приводит к появлению и развитию микротрещин задолго до его разрушения.

На прочность бетона большое влияние оказывает скорость нагружения образцов. При замедленном нагружении образцов прочность бетона на 10 ÷15% меньше, чем при кратковременном нагружении. При быстром нагружении прочность бетона возрастает до 20% по сравнению с кратковременным нагружением.

7. . Основные виды образцов для испытания при сжатии, растяжении. Влияние размеров образцов на прочность бетона при сжатии. Кубиковая и призменная прочность. За основную характеристику прочностных и деформативных свойств бетона принята его прочность на осевое сжатие. Для оценки кубиковой прочности применяют раздавливание на прессе изготовленных в тех же условиях, что и реальные конструкции кубов бетона. За стандартные образцы принимают кубы размерами150х150х150 мм, испытание которых происходит при температуре 20 ± 2 ºC через 28 дней твердения в нормальных условиях.

О пытами установлено, что прочность бетона одного и того же состава зависит от размера куба: если кубиковая прочность бетона для базового куба с ребром 150 мм равно R , то для куба с ребром 200 мм оно уменьшается до 0,93 R, а для куба с ребром 100 мм – увеличивается до 1,1 R. Различное временное сопротивление сжатию образцов разной формы объясняется влиянием сил трения, возникающих между гранями образца и опорными плитами пресса, а также неоднородностью структуры бетона.

Основной характеристикой прочности бетона сжатых элементов является призменная прочность R_b. Опыты на бетонных призмах со стороной основания а и высотой h показали, что призменная прочность R_b меньше кубиковой R и она уменьшается с увеличением отношения h/a.

При h/a=4 призменная прочность становится почти стабильной и равной примерно R_b ≈ 0,75 R. чем больше размер образца и больше расстояние между его торцами, тем меньше влияние сил трения. Влияние гибкости бетонного образца становится ощутимым при h/a =8.

Таким образом, призменная прочность R_b – это временное сопротивление осевому сжатию призмы R_bu с отношением сторон h/a=4.

График зависимости призменной прочности бетона от отношения

размеров испытываемого образца

Прочность бетона на осевое растяжение

Согласно опытным данным прочность бетона на растяжение R_bt в 10 – 20 раз меньше, чем при сжатии, причем относительная прочность на растяжение уменьшается с увеличением класса бетона. На практике используют опытные образцы в виде восьмерок с размером поперечного сечения 100 × 100 мм. Причиной низкой растяжимости бетона является неоднородность структуры бетона, наличие внутренних напряжений, слабое сцепление между цементным камнем.

Схема испытания образца для определения прочности бетона при осевом растяжении на разрыв

Временное сопротивление бетона осевому растяжению определяют по формуле

Rbt = Mразр/(γ·W)= Mразр/(γ·b·h³)

где Mразр - разрушающий момент; W- момент сопротивления образца прямоугольного сечения; γ- коэффициент, учитывающий криволинейный характер эпюры напряжений в бетоне растянутой зоны вследствие упруго-пластических свойств бетона