Железобетонные работы: Бетонные и железобетонные работы

Бетонные и железобетонные работы

Производство бетонных работ

Конструкции из монолитного бетона и железобетона применяются при возведении пассивных фундаментов, башен, гидротехнических и других сооружений.


Работы по устройству конструкций из монолитного бетона и железобетона состоят из следующих технологических процессов:
изготовление, установка и закрепление опалубки, заготовка арматуры и установка ее в опалубку; приготовление бетонной смеси и транспортировка ее к месту укладки в опалубку;
укладка бетонной смеси и уплотнение ее;
уход за бетоном в период его твердения;
освобождение конструкций от опалубки (распалубка).

Материалом для опалубки может быть металл, железобетон или дерево.

Металлическую опалубку изготовляют в цехах заводов металлоконструкций из стали марки ст. 3. Металлическую опалубку благодаря ее жесткости и прочности при любых влажностных режимах можно использовать до 50 раз. Недостаток ее — высокая стоимость и большая теплопроводность.

Железобетонная опалубка представляет собой форму для бетона, которую после бетонирования оставляют в конструкции в качестве конструктивного элемента. Такая опалубка очень жесткая, ее легко крепить и не требуется процесс распалубки. Однако вследствие значительной стоимости, большой массы и высокой теплопроводности железобетонная опалубка применяется крайне редко.

Чаще всего в строительстве применяется деревянная опалубка, имеющая небольшой вес, низкую теплопроводность и легко отделяющаяся от бетона. Для изготовления деревянной опалубки применяют лесоматериалы хвойных пород с влажностью древесины до 25%. Деревянную опалубку собирают из отдельных щитов, заранее изготовленных в плотничном цехе деревообделочного комбината и скрепленных с помощью деревянных хомутов, проволочных скруток или распорок из брусков или досок. По окончании работ по устройству опалубки необходимо проверить правильность ее установки: отдельные элементы опалубки (доски, щиты) должны надежно и плотно соединяться между собой.


После затвердения бетонной или железобетонной конструкции производится распалубка. Щиты и крепления после распалубки переносят на другой участок и используют их многократно.

Правила устройства и установки опалубки зависят от вида конструкции.

Опалубку ступенчатых фундаментов устраивают из деревянных щитов, стянутых проволочными скрутками с распорками из брусков или досок. Опалубку для следующей ступени фундамента устраивают отдельно и устанавливают на опалубку ниже расположенной ступени.

Опалубку колонн изготовляют в виде коробов из деревянных щитов. Для колонн небольших сечений короба опалубки доставляют к месту установки в готовом собранном виде, а короба опалубки колонн большого сечения и значительной высоты собирают на месте установки из отдельных щитов.

Опалубку для монолитных железобетонных ребристых перекрытий начинают с установки коробов для колонн. После этого укладывают щиты опалубки главных И второстепенных балок, а затем устанавливают опалубку плиты.

Для возведения сооружений значительной высоты или большой протяженности с постоянным или мало меняющимся сечением (трубы, силосные башни, туннели и т. п.) используют подвижную (скользящую) опалубку. По мере возведения сооружения ее перемещают, не разбирая до окончания работ.

  • Выполнение бетонных и железобетонных работ в зимнее время

Бетонные и железобетонные работы

   Широкое использование бетона началось со второй половины прошлого века, когда научились увеличивать прочность бетонных конструкций вследствие введения в них стальной арматуры. В нашей стране были воздвигнуты выдающиеся для своего времени железобетонные сооружения (например, маяк в Николаеве, портовые сооружения на Черном и Балтийском морях и др.). Широко развернулось строительство железобетонных сооружений в годы индустриализации. Советскими учеными была разработана теория расчета сложных железобетонных конструкций и проведены исследования, явившиеся основой теории твердения бетона и новых методов производства бетонных работ. У нас были изучены и применены в крупных масштабах методы пропаривания и электронагрева бетона, найдены химические добавки, ускоряющие процессы схватывания и твердения бетона, широко внедрено зимнее бетонирование и производство сборных железобетонных деталей и конструкций. Сборные железобетонные конструкции широко применяются в промышленном, гражданском, жилищном, дорожном и других видах строительства, а также в водопроводно-канализационном строительстве.

   При возведении монолитных железобетонных сооружений в комплекс железобетонных работ входят следующие процессы: подготовка, установка и снятие опалубки, изготовление и установка арматуры, приготовление, транспортирование, укладка и уплотнение бетонной смеси и уход за бетоном. Успешное выполнение железобетонных работ зависит от взаимной увязки отдельных процессов и максимального использования средств механизации. Применение сборных железобетонных деталей и конструкций ведет к резкому сокращению трудоемкости и сроков строительства, повышению качества конструкций и снижению расхода материалов, особенно древесины, на устройство опалубки, лесов и подмостей при монолитных железобетонных конструкциях.

   Опалубочные работы. Опалубкой называют формы, в которые укладывают бетонную смесь при возведении бетонных или железобетонных сооружений, а также при изготовлении труб и сборных деталей различного назначения и размеров. Опалубку изготовляют из дерева, металла или в их сочетании (дерево-металлическая), а при возведении железобетонных плотин используют железобетонные плиты, которые служат облицовкой будущей поверхности плотины. Детали любого вида опалубки предварительно заготовляют в мастерских и доставляют к месту установки, где и собирают.

   Опалубка должна обеспечивать необходимую точность размеров изделий, деталей, конструкций и сооружений, а также устойчивость, неизменяемость формы и прочность до приобретения бетоном необходимой прочности. Опалубка должна быть нетрудоемкой и удобной при сборке, разборке и перемещении в пределах рабочей зоны. Она должна быть экономичной как в изготовлении, так и в эксплуатации, обеспечивая многократность использования (большую оборачиваемость).

   По конструкции опалубки делятся на разборно-переставную, разборно-передвижную, скользящую или подъемно-передвижную и стационарную. Разборно-переставная опалубка состоит из отдельных заранее заготовленных щитов, коробов и других элементов, собираемых и разбираемых многократно в процессе возведения стен, перекрытий, балок, колонн и других конструктивных элементов при строительстве зданий и сооружений. На рис. 73 показана разборно-переставная опалубка безбалочных перекрытий, которые применяют при строительстве производственных зданий, фильтровальных станций, резервуаров и т. д. В общий комплекс такой опалубки входят разборные детали опалубки колонн с капителями, стоек и т. д.

Рис. 73. Разборно-переставная опалубка безбалочного перекрытия
1 — короб колонны; 2 — стойка раздвижная; 3 — оголовок; 4 — лаги; 5 — расшивка; 6 — болт монтажный; 7 — клинья парные; 8 — опалубка капители колонны; 9 — прогоны; 10 — щиты опалубки плиты; 11 — фризовая доска; 12 — дверца прочистного отверстия

   

стр. 1 
стр.2 
стр.3 
стр.4 
стр.5 
стр.6 
стр.7 
стр.8 
стр.9 
стр.10 
стр.11 
стр.12 
стр.13 
стр.14 
стр.15 
стр.16

How Reinforced Concrete Works — Engineering Specialists, Inc.

Железобетон (ЖБ) — одно из величайших изобретений человечества в области строительства и конструкций. Благодаря железобетону становятся возможными огромные и сложные конструкции.

Принцип его работы относительно прост, поскольку базовый бетонный композитный материал содержит стальную арматуру для большей прочности и долговечности. Как правило, армирование включает в себя стальные стержни, широко известные как «арматура», которые помещаются внутрь будущего бетонного компонента перед его заливкой. Современный железобетон может использовать различные армирующие материалы, такие как полимеры, сталь или композитный материал.

Понимание того, как работает железобетон

Большинство людей интуитивно знают, что сталь и бетон сами по себе достаточно прочны. Эффективность железобетона обусловлена ​​различиями между тем, как эти два материала ведут себя в одинаковых условиях нагрузки.

Бетон сам по себе является очень хрупким материалом, который может выдерживать большие нагрузки на сжатие, но сравнительно очень слаб при растяжении. Из-за этого старый простой неармированный бетон не идеален для большинства конструкций, потому что он начнет разрушаться под действием вибраций или других изгибающих нагрузок, таких как ветровая нагрузка.

Сталь, с другой стороны, представляет собой пластичный материал, который может выдерживать огромные напряжения растяжения и сравнительно слаб на сжатие. Преимущества сочетания этих двух материалов становятся очевидными. Заключив стальные стержни в местах, где бетон будет выдерживать самые большие растягивающие напряжения, мы можем создать композитный структурный элемент, чрезвычайно прочный как на сжатие, так и на растяжение.

История железобетона

Многие с удивлением узнают, что были обнаружены основные бетонные конструкции, которым целых 8500 лет. Вступая в более современные эпохи, римляне, как говорят, почти усовершенствовали материал. В качестве примера того, насколько продвинуты их методы, даже полностью современный морской бетон практически не отличается от римских формул!

Бетон, армированный железом, конечно, сначала потребовал изобретения процессов производства стали, которые могли создавать формованные длинные стержни. К 1850-м годам Франсуа Куанье начал делать первые железобетонные конструкции, многие из которых сохранились до наших дней.

Преимущества железобетона

Железобетон обладает огромными преимуществами, что объясняет, почему он является предпочтительным строительным материалом уже более 100 лет. Прогуляйтесь по любому городу мира, от Лос-Анджелеса до Мумбаи, и вы, скорее всего, окажетесь в джунглях железобетонных конструкций.

Железобетон:

  • Исключительно прочный
  • Не требует особого обслуживания
  • Превосходная тепловая масса
  • Огнестойкий
  • Можно использовать переработанную сталь и заполнитель
  • Можно заливать на месте или собирать заранее

Понимание железобетона

Железобетон бывает монолитным (что означает монолитный) или сборным. Железобетон хорошо подходит для каркасных конструкций, плит, колонн, балок, фундаментов, стен или плит. Любая конструкция или конструктивный элемент, который, как ожидается, будет подвергаться растяжению, может выиграть от железобетона. Проектирование и монтаж железобетона строго регламентированы и хорошо изучены. Существуют правила для всего: от максимальной площади стали до требуемого прозрачного покрытия выше и ниже арматуры. Железобетон специально разработан таким образом, что сталь начинает прогибаться до того, как бетон разрушится, чтобы предупредить о том, что конструкция испытывает бедствие. Другие правила помогают защитить от коррозии или выкрашивания.

В Американском институте бетона имеется множество публикаций и учебных пособий, чтобы узнать больше, если это интересно.

Судебно-инженерные специалисты

Engineering Specialists Inc. имеет почти 30-летний опыт работы в области анализа повреждений транспортных средств, жилых, коммерческих и промышленных зданий. Мы можем работать над любым проектом в любом штате, по всей стране. Если вам или вашему предприятию необходимо подтвердить размер ущерба или способы устранения проблемы, напишите нам по адресу [email protected] или позвоните нам по бесплатному номеру (877) 559.-4010.

Связаться для бесплатной консультации.

 

Бетон и железобетон. Объясните это.

Бетон и железобетон. Объясните это.

Вы здесь:
Домашняя страница >
Материалы >
Бетон и железобетон

  • Дом
  • Индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три удивительных примера того, как камень
структуры могут простоять сотни или даже тысячи лет. Но хотя
камень – один из старейших и самых прочных строительных материалов, он не
точно удобно работать. Он тяжелый, его трудно транспортировать, и
обычно идет большими кусками, которые должны быть
кропотливо вырезать по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня —
какая-то клейкая смесь для кекса, которую мы могли бы смешать, где бы это ни было необходимо, просто нажав на нее
в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера?

Такой «жидкий камень» действительно существует: мы называем его
бетон . Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие
ассоциируется у людей с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг.
века, бетон — великий, невоспетый герой современного материала.
мир. От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете
это в самых высоких небоскребах мира, самый большой
мосты, самые длинные
магистрали, глубочайшие туннели и, вполне вероятно, даже под полом в
свой скромный маленький дом. Бетон — довольно удивительная вещь, но
что это такое и как именно это работает? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Бетон — основа практически каждого современного здания
и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают.
Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.
Хотя он выглядит так же элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона.
блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.

Содержание

  1. Что такое бетон?
  2. Почему бетон так популярен в строительстве?
  3. Железобетон
  4. Предварительно напряженный бетон
  5. «Бетонный рак»
  6. Воздействие бетона на окружающую среду
  7. Краткая история бетона
  8. Узнать больше

Что такое бетон?

Таблица: Рецепт бетона: Ингредиенты типичной смеси.

Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus ,
смысл расти вместе — и это именно то, что происходит, когда вы
объединить три его ингредиента, а именно:

  1. Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня,
    переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое.
    что-либо эквивалентное) — обычно 60–75 процентов.
  2. Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
  3. Вода — обычно 15–20 процентов.

Собранные вместе и хорошо перемешанные, эти простые
ингредиенты составляют композит, так мы называем гибрид
материал, который в каком-то важном отношении лучше, чем материалы из
который он сделан. В случае с бетоном «важно» то, что он
прочный, твердый и долговечный. Представление о бетоне как о
композиционный материал, гидрат цемента является фоном, вяжущим
материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий
дополнительная прочность («армирование»).

Фото: Бетонный композит: Посмотрите внимательно на этот бетон, и вы ясно увидите, как он работает: более светлый заполнитель (камни разных форм и размеров, которые служат армированием) связывается более темным цементом ( матрица). Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно долго рыскать, чтобы найти этот пример в бетонном столбе рядом с моим домом.

Как образуется бетон из ингредиентов, не похожих на конечный продукт?
Когда вы добавляете воду в цемент, начинают расти кристаллы гидрата цемента (технически это гидрат кальция-кремнезема), которые плотно соединяют песок и гравий. это постепенно
образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не
простой факт, что он высыхает. Действительно, причина, по которой вы должны держать
смачивание бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания является «питанием»
химические реакции, приводящие к гидратации цемента. Мягкая слякотная смесь, которая падает из вашего
бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из
который он сформировал. «Жидкий камень» становится настоящим камнем — ну,
хотя бы искусственный камень. И под «постепенно» я действительно имею в виду
постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через
в месяц, но продолжает твердеть и укрепляться не менее пять
лет после этого.

Интересный факт, из
Недавние научные исследования бетона заключаются в том, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они плохо упорядочены и
совершенно правильные, какими и должны быть кристаллы, но на самом деле имеют
некоторые из случайных структур, которые вы найдете в таких материалах, как стекло
(научно известные как аморфные твердые тела). Бетон содержит достаточно
немного захваченного воздуха (целых 5-10 процентов), потому что есть некоторое
пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента
кристаллы и песок и гравий, застрявшие между ними. И то, в
очередь, объясняет, почему бетон может гнуться и изгибаться, растягиваться и сжиматься
(все-таки немного).

Как и в любом рецепте, смесь для бетона можно несколько варьировать (подробнее
воды, может быть, больше агрегатов, или даже химикатов разных
виды) для производства бетона, который течет быстрее, твердеет или более
быстро, лучше выдерживает погодные условия или имеет определенный цвет или внешний вид.
Добавление пигмента, называемого диоксидом титана, например, является простым
способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от
унылое серое вещество, из-за которого у бетонных автостоянок дурная слава. Другой
вариант – газобетон, внешне немного напоминающий очень твердый
губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет
бетон расширяется и сжимается в жаркую и холодную погоду без
фатально трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией
материал.

Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, а не медленно укладывается из
бетономешалка, это называется торкретбетон. Слева: как наносится Shocrete на каркас из арматуры. Фото предоставлено
US NAVFAC и Wikimedia Commons.
Справа: пример того, как набрызг бетон используется для укрепления входа в старую шахту.
Фото предоставлено
Агентства по охране окружающей среды США и Wikimedia Commons.

Рекламные ссылки

Почему бетон так популярен в строительстве?

В городах, по крайней мере, бетон везде, куда ни глянь, и это
не трудно понять почему. Это легко сделать из дешевого и легкодоступного
ингредиенты, легко разливаются по формам и превращаются во все виды
формы (потому что начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и это одновременно
огнеупорный и (относительно) водонепроницаемый. Но главная причина, по которой это так
широко используется в зданиях, заключается в том, что он чрезвычайно прочен в
сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес на
это. Он широко используется в стенах и фундаментах (вертикальный
другими словами, поддерживает), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, сложенному сверху. К сожалению,
очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее на растяжение
чем при сжатии. Он легко трескается или ломается, если его согнуть или растянуть.
укрепить его сталью внутри, так что это
мало пользы в горизонтальных лучах. Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он
на самом деле намного легче, чем вы можете предположить: его плотность составляет примерно пятую часть плотности
вести, треть как
плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только
незначительно более плотный, чем стекло.

Хотя бетон часто смешивают на месте и формуют во что угодно
формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном виде
«модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка
все можно сделать так. Гигантский, современный
сегментные мосты, для
например, часто быстро и недорого собираются из одинаковых
бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательный
расположение. Это делает их быстрее и легче построить, чем если бы
весь мост пришлось отливать на месте, что гораздо сложнее сделать в
посреди реки, например, или в неблагоприятных погодных условиях.
Другой вариант – сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе некоторые
сборные секции с другими секциями, сформированными на месте.

Работа: Бетонные идеи: Томас Эдисон сразу понял великолепие бетона как материала для создания «моментальных» зданий. В начале 20-го века он разработал этот метод изготовления монолитных бетонных домов, которые можно было недорого производить серийно в очень больших количествах. Бетон из пары миксеров (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый), а затем переносится шнеком (оранжевый) наверх огромной трехмерной формы. Вылитая через форму, она образует стены, полы и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Работа из патента США 1219., 272: Процесс строительства бетонных зданий Томасом Эдисоном, 13 марта 1917 г. , любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Железобетон

Как мы уже видели, бетон представляет собой композиционный материал — цементную матрицу с заполнителями
для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на
напряжение. Мы можем решить эту проблему, заливая влажным бетоном прочные стальные
арматурные стержни (связанные между собой, чтобы получилась клетка).
Когда бетон схватится и затвердеет вокруг стержней,
получаем новый композиционный материал, железобетон
(также называемый армированным цементобетоном или RCC), который хорошо работает в
либо на растяжение, либо на сжатие: бетон сопротивляется сжатию
(обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу
и растяжения (обеспечивает прочность на растяжение). По сути усиленный
бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон
становится матрицей, в то время как стальные стержни или провода обеспечивают
армирование.

Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от
арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных прядей с благородными волокнами.
или гребни на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без
любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать
все виды материалов для армирования бетона. Как правило, мы используем сталь
потому что он расширяется и сжимается в жару и холод примерно так же, как
сам бетон, что означает, что он не расколет бетон, который
окружает его, как мог бы другой материал, если бы он расширился более или менее.
Однако иногда используются и другие материалы, в том числе различные виды
пластмасс.

Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя.
Эти строители ВМС США укладывают мокрый бетон
с грузовика на арматуру (сетку из стальных арматурных стержней).
Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность:
бетон плюс сталь равняется железобетону. Фотография лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлена ​​ВМС США и
Викисклад.

Предварительно напряженный бетон

Хотя железобетон, как правило, является лучшей конструкцией
материал, чем обычный материал, он все еще хрупкий и подвержен
трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на его
стальная арматура, пропускающая воду, которая затем вызывает бетон
выйти из строя, а арматура заржаветь. Решение — поставить армированный
бетон постоянно сжимается на предварительное напряжение оно (также
называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные стержни в сырую
бетонные, как они есть, мы сначала натягиваем (натягиваем) их. Как
бетон схватывается, натянутые стержни втягиваются внутрь, сжимая бетон и делая его прочнее.
В качестве альтернативы, арматура в железобетоне может
подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как постнапряжение
(постнапряжение). В любом случае сохранение бетона в сжатом состоянии является
хитрый трюк, который помогает остановить его растрескивание (и останавливает трещины от
распространение, если они образуются). Еще одно преимущество заключается в том, что
можно использовать менее предварительно напряженный или постнапряженный бетон или меньше,
более тонкие детали, чтобы нести те же нагрузки, по сравнению с обычными,
железобетон.

Фото: Наука проходит через бетон — как он застывает, почему он прочен и почему мы его используем.
Это конкретное слово — одна из деталей военного мемориала округа Онондага в Сиракузах, штат Нью-Йорк.
Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, отдел эстампов и фотографий.

«Бетонный рак»

Трещины — это последнее, что хочется видеть в здании или мосту,
особенно относительно новый, сделанный из бетона. Но если у нас есть
бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из
бетонные мосты, небоскребы и другие сооружения, построенные всего несколькими
десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливаются?
Есть несколько объяснений. Старый, римского типа, пуццолановый
бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию трескаться меньше, чем больше
современные формы бетона, и применялся он в основном на сжатие, поэтому
даже если трещины имели возможность образоваться, вероятность их образования была меньше.
распространение. Железобетон чаще используется на растяжение, что
Вот почему у него внутри есть эти стальные арматурные «стержни». Но, как мы
уже видели, он все еще может треснуть, если он не предварительно напряжен.

Современный бетон разрушается из-за того, что неофициально известно как рак бетона
или конкретное заболевание , которое включает в себя три взаимосвязанные проблемы.
Сначала щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в
заполнители, из которых изготавливается бетон. Это делает новые
внутри бетона очень медленно растут кристаллы, которые занимают больше
комнате, чем исходные «кристаллы», поэтому создание
бетон растрескивается изнутри наружу или отслаивается («отслаивается»)
с поверхности, пропуская воду снаружи.
На чем-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая внутрь,
также может быть щелочным из-за используемых солей
для обработки дороги зимой. Вторая проблема заключается в том, что вода
который попадает внутрь, в конечном итоге вступает в контакт со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая
их ржаветь и разлагаться, возможно, расширяясь, что приводит к фатальным последствиям.
слабые места в конструкции. Грязные коричневые пятна, которые вы видите на
бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через
трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, которая просочилась внутрь
бетон через трещины зимой может промерзнуть, а значит будет
расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет поступать еще больше воды.
проникают, вызывая порочный круг вырождения и распада.

Художественное произведение: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в заполнителях,
образуя более крупные кристаллы, которые раскалывают бетон изнутри, (2). Вода стекает по щелям (3),
ржавление арматурного стержня (4), которое может развалиться и вызвать большее растрескивание или «выкрашивание» краев (5). В холодную погоду,
вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещины не
обязательно большие: некоторые из них очень тонкие капилляры, а это значит, что вода может двигаться вверх по ним
простое капиллярное действие, а также стекание через них под действием силы тяжести.

Воздействие бетона на окружающую среду

Фото: Некоторые любят бетон, некоторые ненавидят его. Мнения резко расходятся по поводу «бруталистских» городских зданий, таких как Xerox Tower в Рочестере, штат Нью-Йорк, построенный в середине 20 века. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, отдел эстампов и фотографий.

Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в
в частности, выявили еще одну серьезную проблему с бетоном:
после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место
крупнейший источник выбросов углекислого газа. Это отчасти потому, что
процесс изготовления цемента выделяет много углекислого газа, но также,
очень важно, из-за огромного количества цемента и
бетон используется во всем мире. Углекислый газ выделяется в двух довольно
разными способами (разделив их примерно пополам): во-первых,
из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве
цемент; во-вторых, потому что цемент образуется, когда карбонат кальция
превращается в оксид кальция, выделяя при этом углекислый газ.
Бетон зависит от цемента, так что это совсем не устойчивое
материал, что беспокоит архитекторов, в частности, потому что они склонны
быть очень экологически сознательным.

Фото: Ранний пример экологичного бетона 1953 года: плотина Hungry Horse Dam на реке Флэтхед, штат Монтана, США,
был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Изображение предоставлено Бюро мелиорации США.

Так как двуокись углерода выделяется двумя путями при цементировании
производства, отсюда следует, что есть два способа сделать больше
экологически чистый бетон. Исторически, начиная с промышленного
Революция, большая часть энергии человечества поступает от сжигания угля,
который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и
Традиционно цементные печи также работали на угле. Переключение их с
уголь в природный газ является одним из решений, так как газ выделяет меньше углерода
диоксида на заданное количество энергии. Делаем цементные печи больше
эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает
их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить
количества цемента в бетонной смеси за счет использования вторсырья,
например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна захватывающая перспектива –
разработка бетона, который вообще не использует карбонат кальция.
Вместо этого карбонат получают барботированием углекислого газа из
электростанция через морскую воду. Это имеет общий экологический
выгоду, так как он забирает вредные выбросы CO2 от энергии
растений и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. это своего рода
улавливания и хранения углерода (CCS).

Еще один экологический недостаток бетона связан с использованием в нем
заполнители, которые необходимо добывать, часто из экологически
уязвимых мест, таких как речные долины. Использование переработанных заполнителей
(включая переработанный бетон из старых снесенных зданий)
возможное решение здесь.

Краткая история бетона

Ранняя история

  • ~7000 г. до н.э.: неолитическое поселение в
    Йифтахель в Галилее, Израиль, имеет грубый «бетонный» пол, сделанный с использованием штукатурки из обожженной извести.
  • ~5600 г. до н.э.: для полов в
    Мезолитические (среднекаменный век) сербские жилища на
    Лепенски Вир, в Сербии,
    на берегу реки Дунай.
  • ~3000 г. до н.э.: египтяне используют грубые формы цемента и бетона в
    пирамиды.
  • ~200 г. до н.э.: римляне использовали тип бетона, называемый пуццоланом (иногда
    называется пуццолановым цементом) на основе вулканического пепла, полученного из
    Поццуоли, Неаполь. Он используется в культовых римских сооружениях, таких как
    Колизей и Пантеон в Риме.
  • 400 г. н.э.–~1750 г. н.э.: По сути, конкретное Средневековье: знание
    бетона полностью утрачена после падения Римской империи.

Повторное открытие

  • 1750s:
    Джон Смитон, английский инженер, заново открывает для себя искусство
    изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue
    Lias камень, глина и пуццолана, первоначально для
    Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия.
  • 1824: Англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который
    напоминает природный камень, добытый в Портленде в графстве Дорсет, Англия.
    Портландцементу суждено стать ключевым компонентом бетона.
  • 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
  • 1867: француз
    Джозеф Монье
    патентует железобетон для использования
    в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке.
    тот же год.
  • ~ 1850-е годы: французский строитель Франсуа Куанье начинает широкое использование
    бетона в зданиях, включая первый железобетонный дом в
    Париж, Франция.
  • 1884: английский архитектор, проживающий в Америке.
    Эрнест Лесли Рэнсом
    патентует витые арматурные стержни, которые обеспечивают лучшее сцепление внутри бетона, поэтому
    делая его сильнее.
  • 1870: Француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный
    процесс строительства зданий из железобетона, ведущий
    к его широкому распространению.
  • 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, хотя и не
    коммерчески разработан.

Современная эпоха

  • 1891 год: первая улица в США с бетонным покрытием
    заложен в Беллефонтейне, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы
    этот день.
  • 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею.
    для серийного бетонного дома, но идея не прижилась.
  • 1913: Первая партия товарного бетона доставлена ​​грузовиком
    на участок в Балтиморе, штат Мэриленд.
  • 1915: инженер Линн из Чикаго изобретает цветной бетон.
    Мейсон Скофилд.
  • 1920-е годы: француз Эжен Фрейсинне превращает предварительно напряженный бетон в
    Коммерчески успешный строительный материал.
  • 1936: Бетон используется для завершения строительства плотины Гувера.
    Самая большая бетонная конструкция, когда-либо созданная до этого момента.
  • 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовый
    Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона.

    Фото: Запоминающееся современное использование железобетона. Это знаменитая Большая мастерская штаб-квартиры Johnson Wax архитектора Фрэнка Ллойда Райта в
    Расин, Висконсин. Крыша поддерживается удивительно тонкими железобетонными колоннами.
    которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с
    Книга Джонатана Липмана о здании, Райт
    Идея пришла в голову после того, как он увидел официанта, несущего поднос на руке.
    Изображение предоставлено архивом Кэрол М. Хайсмит,
    Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

  • 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит
    знаменитая птичья бетонная крыша центра полетов Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском международном аэропорту имени Джона Ф. Кеннеди.
    Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка CBS Building.
  • 1970-е: Изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
  • 2010-е: Воздействие бетона на окружающую среду становится все более серьезной проблемой.
    Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как резкое изменение климата может
    сократить срок службы бетонных зданий.

Узнайте больше

На этом сайте

  • Мосты
  • Здания
  • Чугун и сталь
  • Металлы

Книги

Инженерное дело
  • Железобетон: механика, теория и дизайн, Джеймс К. Уайт. Prentice-Hall, 2016. Учебник для студентов технических вузов.
  • Железобетон: фундаментальный подход Эдварда Г. Нави. Prentice-Hall, 2009. Подробное руководство для инженеров.
Архитектура
  • Ээро Сааринен: Создавая будущее Ээро Сааринен и др. Издательство Йельского университета, 2006. Фотогид по конструкциям и зданиям одного из пионеров железобетонной архитектуры 20-го века.
  • Бетонная архитектура Кэтрин Крофт. Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включая историю материала и фотогид по культовым бетонным зданиям и сооружениям.
  • Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных сооружений с акцентом на более поздние проекты.

Статьи

  • Долгое время являлся основным материалом, а бетон стал завершающим штрихом Кэтрин Маклафлин. The New York Times, 16 февраля 2022 г. Почему когда-то конструкционный бетон теперь используется для крошечных, более тонких деталей?
  • Бетон, многовековой материал, получает новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г. Взгляд на усилия по разработке более устойчивых форм бетона.
  • Guardian Concrete Week: Увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире, сделанном из бетона.
  • Битва за то, чтобы обуздать наш аппетит к бетону, Тим Боулер. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
  • Ученые объясняют долговечный бетон древнего Рима Мэтта Макграта. BBC News, 4 июля 2017 г. Минерал алюминий тоберморит, кажется, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
  • Эксперты предлагают приоритеты исследований для «более экологичного» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем сократить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
  • Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными Александр Джордж. Wired, 12 августа 2011 г. В связи с разрушительным землетрясением 2011 г. японские инженеры разработали новый прочный строительный материал под названием CO2-структура.
  • Ученые разрабатывают экобетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследуется новый тип экологически чистого бетона, при производстве которого выделяется меньше углекислого газа.
  • Кто виноват во всех бетонных карбункулах?: BBC News, 19 летФевраль 2009 г. Архитектор «Ле Корбюзье» отдавал предпочтение бетонным зданиям; в этой статье Гай Бут размышляет, должны ли мы любить или ненавидеть его работу.
  • Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2022) Бетон.