4.6. Железобетонные изделия

Недостатком бетона, как и других каменных стройматериалов, является низкая прочность на растяжение, в 10-17 раз меньшая прочность на сжатие. Этот недостаток устраняется в железобетоне, где растягивающие нагрузки воспринимает стальная арматура. Таким образом, в железобетоне как строительном материале выгодно сочетаются преимущества бетона и стали.

Наиболее целесообразно применение железобетона в конструкциях, подверженных действию изгибающих нагрузок, когда сталь воспринимает растягивающие нагрузки, а бетон – сжимающие. Это возможно в связи с тем, что бетон прочно сцепляется со стальной арматурой, вследствие чего оба материала работают, как одно целое. Кроме того, сталь и бетон обладают близкими по значению температурными коэффициентами, при этом бетон предохраняет сталь от коррозии.

Железобетонные изделия классифицируют по виду армирования, плотности и классу использованного бетона, внутреннему строению, назначению и области рационального применения.

По виду армирования железобетонные изделия разделяются на предварительно напряженные и с обычным армированием.

В зависимости от вида применяемых бетонов различают изделия, изготовленные из особо тяжёлых, облегчённых, лёгких и особо лёгких бетонов.

По внутреннему строению изделия могут быть сплошными и пустотелыми, изготовленными из бетона одного вида; одно-, двух- и многослойными из бетонов разных видов или с применением различных материалов.

По назначению сборные железобетонные изделия группируют следующим образом: изделия для жилых и общественных зданий, для промышленных зданий, для сооружений общего назначения.

Бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготавливают на заводах и полигонах. Их производство включает в себя следующие операции: приготовление бетонной смеси, заготовка арматуры и каркасов, армирование железобетонных изделий, формование, температурно-влажностная обработка и декоративная отделка лицевых поверхностей изделий.

По способу и организации процесса формования выделяют три схемы производства железобетонных изделий: изготовление изделий в неперемещаемых формах (формование на плоских стендах, в матрицах и кассетах), изготовление изделий в перемещаемых формах (поточно-агрегатный и конвейерный способы) и непрерывное формование. В последнем случае изделия готовят на вибропрокатном стане с непрерывно движущейся лентой, которая перемещает изделие в зону тепловой обработки (двухчасовое пропаривание).

Твердение железобетонных изделий является заключительной операцией технологии сборного железобетона. Прочность бетона в изделиях к моменту отгрузки потребителю должна быть не менее 70 % марочной. В зависимости от температуры среды различают три режима твердения: нормальный (температура 15-20С), тепловой (до 100С при нормальном давлении) и автоклавный (повышенное давление пара при температуре выше 100С). Независимо от режима твердения относительная влажность среды должна быть близкой в 100 %, так как в процессе твердения имеет место гидратация цемента, то есть взаимодействие его с водой.

Номенклатура железобетонных изделий весьма разнообразна. К изделиям для фундаментов и подземных частей зданий относят фундаментные плиты, блоки, панели, элементы проходных и непроходных каналов в пределах зданий, а к изделиям для каркасов зданий – колонны, балки перекрытий, подстропильные балки и фермы, ригели, прогоны. Стеновые панели готовят из тяжёлых, лёгких и крупнопористых бетонов в зависимости от назначения и режима эксплуатации здания. Элементами междуэтажных перекрытий являются панели и настилы перекрытий, панели полов и потолка при раздельных перекрытиях. Среди элементов сборных лестниц выделяют лестничные марши и площадки, ступени и проступи. Кроме того, для инженерных сооружений из железобетона готовят другие изделия различного назначения, конфигурации и объёмов, в том числе для строительства мостов, метрополитенов, автодорог, для гидротехнического и сельскохозяйственного строительства и т.д.