Основные характеристики железобетонных изделий. Железобетона свойства

Основные свойства железобетона

1. Общие сведения

2. Содержание арматуры

3. Значение трещиностойкости

4. Сцепление арматуры с бетоном

5. Анкеровка арматуры в бетоне

6. Усадка бетона при наличии арматуры

7. Ползучесть бетона при наличии арматуры

8. Коррозия железобетона и меры защиты от неё

9. Защитный слой бетона и минимальные расстояния между стержнями

1. Общие сведения

Введение в бетон стальной арматуры заметно меняет его физико-механические свойства. Эти материалы в железобетоне оказывают положительное влияние друг на друга. Так, например, вследствие сцепления арматуры с бетоном усадка и ползучесть в железобетоне протекают несколько иначе, чем в неармированном бетоне.

Напряженное состояние железобетонных конструкций обусловливается, во-первых, действием внешней нагрузки и, во-вторых, процессом перераспределения внутренних усилий, вызванным тем, что при совместной работе двух материалов арматура становится внутренней связью, препятствующей свободному проявлению усадки и ползучести бетона.

Механические свойства железобетона зависят от соответствующих свойств бетона и арматуры, но не всегда совпадают с ними.

Например, появление трещин в растянутой зоне бетонной балки приводит её к разрушению, в то время как для железобетонной балки это, как правило, не опасно. Сжатый стальной элемент при достижении предела текучести теряет несущую способность, а в сжатой железобетонной колонне вследствие ползучести бетона при эксплуатационных нагрузках арматура может быть напряжена на сжатие до предела текучести, а конструкция работает нормально. Из этих примеров видно, что механические свойства железобетона требуют самостоятельного рассмотрения.

2. Содержание арматуры

Нормами установлены минимальные проценты армирования μs,тiп для сечений железобетонных элементов. Их величины назначаются в зависимости от характера работы элементов и их гибкости и колеблются в пределах от 0,05 до 0,25%. Если μs < μs,тiп, то конструкцию при расчёте следует рассматривать как чисто бетонную. Из экономических соображений процент армирования железобетонных конструкций обычно не превышает 2...3%. С изменением μs меняется не только несущая способность элемента, но и его характер разрушения.

3. Значение трещиностойкости

Существенным недостатком железобетона является появление трещин в растянутых зонах бетона при нагрузках даже ниже эксплуатационных. Это объясняется малой растяжимостью бетона.

Между долговечностью и трещиностойкостью железобетонных конструкций существует тесная связь. Поэтому существенно важным является вопрос о том, при каком напряжении в арматуре появляются первые трещины в растянутом бетоне. Для ответа на него воспользуемся опытными данными о предельной растяжимости, которая составляет в среднем еиbt = 0,00015 = 15-10-5 относительных единиц.

При достаточно хорошем и непрерывном по длине арматуры сцеплении считают, что до появления трещин деформации бетона и арматуры в любой точке по поверхности их контакта равны, т.е.

Следовательно, в момент, предшествующий появлению трещины, арматура и бетон работают совместно и

При таких деформациях арматура любого класса работает ещё упруго и напряжения в ней определяются по закону Гука

Если σ s > 30 МПа, то считаем, что в растянутом бетоне появляются трещины. Следовательно, для получения трещиностойкой конструкции требуется значительно ограничить использование прочности арматуры при растяжении (имеется ввиду обычный железобетон, а не предварительно напряжённый). Например, в арматуре из стали класса A240 для обеспечения трещиностойкости конструкции приходится допускать растягивающие напряжения, составляющие лишь примерно 13% от предела текучести.

Поэтому в обычных железобетонных конструкциях в большинстве случаев приходится мириться с появлением трещин для того, чтобы повысить степень использования арматуры и иметь возможность применять арматуру более высоких классов. Однако и при этом все равно исключается возможность эффективного использования арматуры из высокопрочных сталей, начиная с класса A600 и выше, так как высокие напряжения, которые в ней можно допускать, сопровождаются значительными деформациями, т. е. образованием недопустимых по ширине раскрытия трещин. Это очень неприятное обстоятельство, поскольку прочность этих сталей растёт гораздо быстрее, чем стоимость, и их использование с экономической точки зрения является целесообразным.

Видимые волосяные трещины шириной примерно 0,05 мм появляются в бетоне при нагрузках, меньших эксплуатационных, в зонах возникновения наибольших растягивающих напряжений. При возрастании нагрузки эти трещины раскрываются. Приближенно можно считать, что при напряжениях в арматуре порядка σ s = 200...250 МПа ширина раскрытия трещин находится в пределах =0, 2...0,3 мм. Наличие трещин открывает доступ к арматуре атмосферной влаге и агрессивным газам, что при определённой ширине раскрытия может вызвать коррозию. Поэтому ширина раскрытия трещин в период эксплуатации железобетонных конструкций должна быть ограничена. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин, при которой еще обеспечивается сохранность арматуры, устанавливается в зависимости от условий работы конструкции, вида применяемой арматуры, продолжительности действия нагрузки и не должна превышать 0,3 мм (считая по оси арматурных стержней) при длительном их раскрытии и 0,4 мм — при непродолжительном. При такой ширине раскрытия трещин напряжения в арматуре достигают примерно σ s = 250...300 МПа.

studfiles.net

Тема 4. Физико-механические свойства железобетона

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Физико-механические свойства бетона и арматуры в значительной мере определяют свойства железобетона вместе с тем, вследствие сцепления бетона и арматуры, такие явления как усадка, ползучесть, температурные деформации в железобетоне протекают несколько иначе, чем в неармированном бетоне.

Сцепление арматуры с бетоном

Под сцеплением понимают явление, при котором забетонированный стержень оказывает сопротивление при его выдергивании из бетона или проталкиванию через бетон.

При значительной заделке стержней в бетоне это сопротивление может быть настолько велико, что прежде будет преодолена прочность стальной арматуры на растяжение, чем сцепление ее с бетоном по окружности стержня.

Сцепление арматуры с бетоном обеспечивает их совместную работу. Если сцепление нарушено, то конструкция может разрушиться, даже если ее прочность в сечении, где изгибающий момент достигает максимального значения, обеспечена. Особенно важно обеспечить надежное сцепление арматуры в приопорной зоне, где скалывающие напряжения достигают наибольшего значения, что следует из формулы Журавского τ = QS / Jb. При недостаточном сцеплении к концам стержней приваривают коротыши или делают крюки.

Сцепление существенно влияет на величину раскрытия трещин в растянутой зоне балки и на ее деформации (прогибы)

С повышением прочности арматуры проблема сцепления приобретает особую актуальность. Поэтому стержневая арматура классов А-II, А-III и выше имеет профилированную поверхность, что обеспечивает повышение сцепления арматуры с бетоном.

Причины, вызывающие сцепление

1.Склеивание. Его доля составляет около 10 % от полного сопротивления выдергиванию профилированной арматуры и 25 % - для гладкой арматуры.

2. Силы трения, которые возникают при сдвиге стержня относительно бетона и определяются обжатием бетона за счет усадки при его твердении. Для гладкой арматуры - 75 %, для периодической - 15-20 %.

3. Зацепление в бетоне выступов на поверхности арматуры периодического профиля, которое оказывает наибольшее влияние на прочность ее сцепления.

На величину сцепления оказывают влияние следующие факторы:

- сцепление возрастает в уменьшением В/Ц с одновременным хорошим уплотнением бетона при укладке и увлажнении в первый период твердения;

- при благоприятных условиях (влажность и температура окружающей среды) сцепление возрастает с возрастом бетона;

- ранее замораживание железобетона ведет к резкому понижению сцепления арматуры с бетоном;

- хомуты и, особенно, поперечные стержни в сварных каркасах существенно улучшают сцепление;

- применение более тонкой арматуры при заданной площади сечения растянутой арматуры увеличивает сцепление пропорционально корню квадратному из числа стержней.

С увеличением диаметра стержня и напряжения в нем σ1 прочность сцепления при сжатии увеличивается, а при растяжении уменьшается, поэтому диаметр растянутых стержней следует ограничивать.

Экспериментально установлено, что напряжение сцепления на длине заделки стержня распределяются неравномерно. Выдергивающая сила воспринимается только определенным участком заделанного в бетоне стержня. Увеличение длины заделки сверх длины участка сцепления не меняет напряженного состояния.

Среднее напряжение можно определить

τm = N / l3 U,

где U – периметр заделанных стержней.

Наименьшую необходимую длину можно определить из условия равенства усилий растяжения арматуры усилию сопротивления стержня скольжению Nраст = Nсц .

Усадка железобетона

В железобетонных элементах стальные стержни арматуры вследствие из сцепления с бетоном становятся внутренней связью, препятствующей свободной усадке бетона. Стесненные деформации усадки бетона приводят к появлению в железобетонных элементах начальных внутренних напряжений – растягивающих в бетоне и сжимающих в арматуре.

При усадке железобетона растягивающие напряжения в бетоне зависят от свободной усадки бетона, содержания арматуры и прочности бетона.

С увеличением содержания арматуры в бетоне растягивающие напряжения увеличиваются и если они достигают временного сопротивления растяжению бетона Rbt , возникают усадочные трещины. Начальные напряжения в бетоне от усадки способствуют более раннему образованию трещин в тех зонах железобетонных элементов, которые испытывают растяжение от нагрузки. Однако с появлением трещин влияние усадки уменьшается.

Ползучесть железобетона

Ползучесть бетона приводит к изменению напряженно-деформированного состояния в железобетоне, поскольку арматура, являясь внутренней связью, препятствует свободным деформациям ползучести бетона. В железобетонных элементах под нагрузкой стесненная ползучесть приводит к перераспределению усилий между арматурой и бетоном. Процесс перераспределения усилий протекает интенсивно в течение примерно 200 дней, а затем постепенно затухает (в течение года).

В центрально сжатых железобетонных элементах при наличии надежной поперечной арматуры, препятствующей выпучиванию продольной арматуры, напряжение в арматуре увеличивается, а в бетоне уменьшается. Причем напряжения в арматуре достигают предела текучести, а в бетоне предела прочности при сжатии (RB).

В изгибаемых железобетонных элементах ползучесть бетона вызывает увеличение прогибов за счет увеличения деформаций в сжатой зоне, что следует из известного выражения

где ε а – деформация арматуры в растянутой зоне;

ε бс – деформация бетона сжатой кромки.

Ползучесть и усадка бетона в железобетоне протекают одновременно и совместно влияют на работу элементов железобетонных конструкций.

Влияние температуры на железобетон

Кратковременное действие высоких температур возникает при пожарах. При их длительности до 3 часов и температуре до 1000 – 1100 оС бетон практически не теряет прочность, при этом происходит обезвоживание бетона, что резко увеличивает его термическое сопротивление. Однако, при длительных пожарах из-за достижения арматурой относительно высоких температур (350 – 500 оС) происходит полное разрушение железобетона.

Длительное воздействие высоких температур приводит к снижению прочности бетона (при t = 200 – 250 оС) или к полному разрушению (при t > 500 оС).

Основной причиной разрушения обычного бетона при длительном воздействии высоких температур является превращение гидрата окиси кальция Са (ОН)2 , образующуюся при твердении цемента в окись кальция СаО (известь - «кипелку»), которая при гашении за счет влаги воздуха увеличивается в объеме и разрушает бетон. Причиной разрушения бетона также являются дополнительные напряжения, возникающие вследствие различия в деформациях цементного камня и заполнителя, а также неравномерного изменения объема заполнителя и ослабления самого заполнителя из-за неоднородности минералогического состава.

В статически неопределимых железобетонных конструкциях под воздействием сезонных изменений температуры возникают дополнительные усилия, которые при большой протяженности конструкций достигают больших значений. Чтобы уменьшить эти усилия, здания и сооружения большой протяженности делят на отдельные блоки температурными швами, которые обычно совмещают с усадочными швами.

Состав и основные свойства железобетона

В состав железобетона входят работающие как цельный строительный материал бетон и стальная арматура. В свою очередь, бетон - это затвердевшая смесь, в которую входят цемент, вода и заполнители (песок, гравий, шлак, керамзит и т.п.). Главное свойство бетона, которое привело к созданию железобетона - его высочайшее сопротивление нагрузкам сжатия, точно так же, как у стальных прутьев арматуры железобетона - очень высокое сопротивление растягивающим нагрузкам.

Общеизвестно, что во всех сферах современного строительства главную роль чаще всего играет железобетон разных видов. Полученный впервые в 19 веке, он очень быстро был оценен по достоинству и распространился на большинство видов работ. Дополнительные решения позволяют создавать практически вечные, неразрушимые железобетонные конструкции, а также работать с железобетоном в любое время года без ущерба для качества возводимого сооружения.

Все железобетонные конструкции делятся на два главных вида по способу их выполнения. Первый из них - это железобетонные изделия (ЖБИ) - готовые элементы конструкций, которые выполняются в заводских условиях и монтируются на строительной площадке при возведении необходимого сооружения. После монтажа все элементы дополнительно связываются монолитным бетоном.

Второй вид выполнения железобетонных конструкций - монолитные конструкции, которые выполняются непосредственно на месте строительства. Такие конструкции обладают более высокой прочностью, чем сооружения из ЖБИ, однако специфичность некоторых конструкций не позволяет полностью избавиться при их создании от сборного железобетона.

Разделяются железобетонные конструкции также по тому, какая арматура в них используется. Арматура может быть обычной и предварительно напряженной. Предварительно напряженные железобетонные конструкции обладают гораздо более высоким сопротивлением высоким нагрузкам, предохраняет от появления микротрещин в бетоне в случае высоких нагрузок растяжения, не дает железобетону прогибаться и провисать и являются практически неразрушимыми. При этом использование предварительно напряженной арматуры позволяет также сэкономить до 50% стали по сравнению с обычным конструкциями.

Температурные изменения примерно одинаково влияют на бетон и сталь: то есть, они демонстрируют практически одинаковое увеличение в объеме при нагревании и уменьшение - при сжатии. Это и дало возможность создавать железобетон, в котором оба компонента работают абсолютно синхронно, не нарушая сцепления между собой.

Именно это очень надежное сцепление бетона и арматуры в ЖБИ и монолитном железобетоне является главным условием их совместного сопротивления нагрузкам. Чтобы сцепление было максимальным, для производства железобетона и ЖБИ используются стальные прутья с рифленой поверхностью, очищенные от ржавчины, грязи, окалины и т.п. В случае использования для производства ЖБИ гладких арматурных прутьев, на их концах устанавливаются специальные крюки. Повышает надежность сцепления бетона с арматурой и использование для возведения конструкций сварных сеток и каркасов.

Бетон, окружающий арматуру, обеспечивает ей надежную защиту от внешней среды, от ржавчины и воздействия огня при случае пожара. Поэтому этот слой также называется защитным и должен быть достаточной (установленной техническими нормативами) толщины. Соблюдение этого условия является очень важным при производстве ЖБИ и монолитном строительстве, оно обеспечивает прочность и надежность, как отдельных изделий, так и конструкции в целом.

silo-z.ru

1.Сущность железобетона

Модуль №1. Физико-механические свойства материалов бетонных и железобетонных конструкций.

Железобетон состоит из бетона и стальной арматуры. Может быть и другой тип армирования, например, полимерные волокна различного состава, углепластик.

Поскольку бетон хорошо работает на сжатие и в 10 и более раз хуже работает на растяжение, арматура в железобетонных конструкциях, в обязательном порядке располагается там, где возникают растягивающие напряжения.

Неармированная балка, загруженная распределенной нагрузкой, разрушится при появлении первых трещин в растянутой зоне. При этом сжатая зона бетона будет использована только на 5-7%.

Армированная балка при появлении трещин не разрушится, поскольку растягивающие усилия будут восприниматься арматурой, и она несет во много раз большую нагрузку, чем бетонная.

Арматуру располагают так же в сжатых зонах изгибаемых, внецентренно и центрально сжатых элементах, что существенно повышает их несущую способность, поскольку расчетное сопротивление стали на много превышает прочность бетона.

Железобетон стал возможен и получил широкое распространение благодаря благоприятному сочетанию физико-механических свойств бетона и стальной арматуры:

1-при твердении между бетоном и арматурой возникают значительные

силы сцепления, что обеспечивает их совместную работу;

2-плотный бетон хорошо защищает арматуру от внешних воздействий;

3-близкое значение коэффициента температурного расширения в пределах до bt= 1х10-5oC-1.

Положительные свойства железобетона:

1 – прочность и долговечность;

2 – огнестойкость;

3 -стойкость к атмосферным воздействиям;

4 - высокая сопротивляемость статическим и динамическим воздействиям;

5 - малые эксплуатационные расходы;

6 – доступность в исходных материалах по использованию практически во всех регионах страны;

7 - невысокая стоимость.

Недостатки железобетона:

1 - большая плотность;

2 - высокая звуко- и теплопроводность;

3 - трудоемкость переделок и усилений;

4 - необходимость выдержки для приобретения прочности;

5 – низкая трещиностойкость при силовых и не силовых воздействиях – усадка, температурные деформации и т.д.

По способу изготовления различают ж/бетонные конструкции монолитные, сборные и сборно-монолитные.

Монолитные конструкции - изготовляются непосредственно на строительной площадке, т.е. в специально приготовленную опалубку устанавливается арматура и затем заливается бетон.

Преимущество монолитных конструкций – малые сечения, высокая прочность, экономный расход материалов, эстетически более привлекательны.

Отрицательные свойства – трудоемкость изготовления, в зимний период – соблюдения необходимого тепловлажностного режима, например, прогрев, большой расход материалов на опалубку и подмости.

Сборный железобетон – конструкции в большинстве своем унифицированы, изготавливаются на заводах и доставляются на стройплощадку.

Преимущества – технологичность изготовления, независимость от времени года, рациональные конструктивные формы, низкая трудоемкость монтажных работ, отсутствие опалубки, высокое качество, преимущественные условия для создания предварительного напряжения.

Недостатки – больший расход материалов по сравнению с монолитным бетоном, необходимость расходов материалов по стыкованию сборных элементов, жесткие требования по унификации, более низкая эстетическая привлекательность, транспортные расходы, обязательные выполнения части работ по омоноличиванию и т.д.

Сборно-монолитные конструкции – комбинированная система; сначала укладываются сборные конструкции, являющиеся опалубкой, а затем сборные элементы обетонируются.

Преимущества – отказ от опалубки и ускорение при производстве работ, большая гибкость в достижении оптимальных форм по сравнению со сборным железобетоном, широкие возможности в достижении требуемой несущей способности.

Недостатки – доставка кроме сборных конструкций и монолитного бетона, усложняется технология производства работ.

Железобетон является основным материалом для современного индустриального строительства. Из него возводятся все виды зданий и сооружений - промышленные и жилые, одноэтажные и многоэтажные здания, общественные здания различного назначения, тонкостенные покрытия промышленных и общественных зданий больших пролетов, инженерные сооружения – силосы, бункера, резервуары, дымовые трубы, тоннели метрополитенов, мосты, гидроэлектростанции, защитные оболочки АЭС, ирригационные конструкции и т.д.

studfiles.net

Основные характеристики изделий из железобетона

Преимущества ЖБИ

На сегодняшний день железобетон является одним из наиболее применяемых материалов в строительстве. Без него обходится редкая стройка даже частного дома, не говоря уже про многоэтажные жилые постройки, промышленные объекты, дороги, сооружения инфраструктуры. Расход материала даже на небольшой объект исчисляется десятками и сотнями тонн.

Бетон Центр предлагает:

Звоните: 8(920)689-28-03

Причина такого распространения кроется в оптимальном сочетании целого ряда характеристик:

Низкая стоимость. Исходные материалы (цемент, песок, щебень, металлическая арматура) стоят сравнительно недорого, а массовое производство делает цену на каждое конкретное ЖБИ минимально возможным. По сочетанию «физические свойства и стоимость» с железобетоном не может соперничать ни один другой материал. Кроме того, на производство одного ЖБИ требуется немного времени, а требования к квалификации рабочих невысоки. Технология изготовления позволяет устанавливать в заводских условиях элементы коммуникаций и выполнять определенную отделку.
Стойкость к различным внешним воздействиям. Бетон маловосприимчив к перепадам температур, воздействию растворов щелочей и кислот, периодическому попаданию влаги. Это ограничивает необходимость основательной отделки. Стоит отметить, что большинство портовых сооружений, а так же плотины выполнены как раз из железобетона.
Пожаростойкость. Пожар, пожалуй, самое страшное, что может приключиться с домом, и даже в этих условиях бетон имеет хорошие характеристики. Он не окисляется сам и защищает стальную арматуру, которая более восприимчива к сильному нагреву. При этом, важно понимать, что свои пределы тут есть, и после значительных нагревов стоит проверить структуру стен и оценить характер воздействия. Даже если внешних повреждений не обнаружено, это не значит, что при увеличении нагрузки или следующем сильном нагреве стенка или перекрытие не разрушатся быстрее назначенного срока.

Полезная информация

Превосходная технологичность. ЖБИ изготавливаются путем заливки бетонной смеси в формы, где предварительно была разложена арматура. Это дает возможность изготавливать изделия сложной конфигурации. Балконы сложных форм, лестничные пролеты, декоративные элементы – лучшее тому подтверждение. Причем, на практике может оказаться, что сложное изделие требует столько же трудозатрат и времени, сколько обычная плита. Различия заключаются больше в вопросе подготовки и окончательной обработки. В отличие от большинства других конструкционных элементов, железобетонные конструкции можно изготавливать непосредственно на месте, соорудив опалубку и подыскав поставщика бетонной смеси в миксере. Качество такой конструкции будет совсем не ниже заводской.
Долгий срок службы. Со временем бетон лишь набирает прочность, отчего эксплуатационные свойства всей конструкции повышаются. Вечным его назвать невозможно, но прослужит он долго.
Высокая скорость сборки. Установка готовой массивной плиты на порядок быстрее возведения кирпичной кладки и даже монтажа стены из пеноблоков. При хорошо организованной работе, большие дома растут на глазах. В качестве примера часто приводят опыт слаженного возведения тридцатитрехэтажного гостиничного здания в Китае, которое было осуществлено за двадцать четыре дня. Зачастую оказывается, что последующая отделка и прокладка коммуникаций, является гораздо более долгими.
Прочность. ЖБИ успешно противостоят, как динамичным, так и статичным нагрузкам. Прочный, но хрупкий бетон оптимально сочетается с гибким каркасом из стальной арматуры. Железобетон успешно используют не только в возведении различных зданий, но и при изготовлении дорог, мостов, разнообразных инженерных систем.

И это при том, что каких-то серьезных недостатков не выявлено. С натяжкой к ним можно отнести только массивность ЖБИ и необходимость закладывания части запаса прочности на удержание собственного веса. Это компенсируется низкой стоимостью, и при повышенный вес вспоминают разве что инженеры при проектировании.

Такой набор характеристик приводит к тому, что объемы использования железобетона растут, а его альтернативы не существует и не предвидится.

Компания «Бетон-Центр» готова предложить своим партнерам лучшие цены в регионе. Мы сотрудничаем не только с крупными строительными и промышленными организациями, но и с частными лицами. Получить более детальную информацию о производимой нами продукции или оформить заказ вы сможете, связавшись с нами по телефону.

8(920) 689-28-03

betoncentr2000.ru

Основные свойства железобетонных изделий ЖБИ

ООО Горпоставка производит и продаёт Железобетон всех основных видов и конфигураций.

www.betonstroysnab.ru

Свойства бетона и железобетона | Полезная информация

Бетоном называется искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей, подобранных в соответствующей пропорции, после придания этой смеси необходимой формы и после ее твердения. В качестве вяжущего обычно применяют цементы различных видов, заполнителем служат гравий, щебень и песок.

Цементы и вода являются активными составляющими бетона. При затворении цемента водой получается цементное тесто. Оно обволакивает зерна заполнителя, заполняет промежутки между ними, а затвердевая, переходит в камневидное состояние и надежно связывает эти зерна в одно монолитное целое.

Бетоны подразделяются по объемной массе, по виду применяемого вяжущего, по крупности заполнителя, по назначению. По объемной массе бетоны делят на тяжелые, особо тяжелые, легкие, особо легкие.

Тяжелые бетоны имеют объемную массу 1800— 2500 кг/м3, заполнителем в таких бетонах служит гравий, щебень и кварцевый песок. Объемная масса легких бетонов 500—1800 кг/м3. Чтобы получить такой бетон, необходимо в качестве заполнителя применять легкие пористые заполнители (природные пемзу и туф, искусственные керамзит или шлаковую пемзу и т. д.) или же образовывать в теле бетона многочисленные ячейки-поры (ячеистые бетоны).

Особо тяжелые бетоны имеют объемную массу более 2500 кг/м3. Для их приготовления применяют очень тяжелый щебень из металлических руд, железный скрап и т. д.

Особо легкие бетоны имеют объемную массу менее 500 кг/м3. Легкие бетоны, как правило, обладают невысокой прочностью, но зато пониженной теплопроводностью и поэтому обычно их применяют в ограждающих конструкциях (наружные стены, панели кровель).

Высокопрочные легкие бетоны для изготовления несущих конструкций (балок, ферм, плит, колонн) в нашей стране применяются пока очень мало.

Если бетон приготовлен только на одном мелком заполнителе (песок, щебень крупностью до 10 мм), то он называется мелкозернистым. Если в бетоне нет песка, то цементное тесто не заполняет всех пустот между гравием или щебнем и получается так называемый крупнопористый бетон, обладающий также пониженной объемной массой.

К бетонам специального назначения относятся высокопрочные, дорожные, гидротехнические, декоративные, жаростойкие (для футеровки промышленных печей, дымовых труб), химически стойкие.

Одним из важнейших свойств бетона, как и любого конструкционного каменного материала, является его прочность на сжатие.

Прочность бетона зависит главным образом от прочности цементного камня, вида заполнителя и срока твердения. Прочность цементного камня зависит не только от марки (активности) цемента и его количества, но и от так называемого водоцементного отношения, т. е. отношения воды к массе цемента (обозначается В/Ц) в единице объема бетона: можно увеличить расход цемента в 1,5 раза, но если во столько же увеличить расход воды, прочность бетона не изменится. Если при том же расходе цемента увеличить дозу воды, прочность бетона уменьшится.

Это объясняется следующим. При твердении бетона вода вступает в химическое взаимодействие с цементом, образуя цементное тесто. Это тесто, связывающее зерна заполнителя, является минеральным клеем, а прочность любого клея снижается по мере разбавления его водой. Кроме того, для создания цементного камня требуется значительно меньше воды, чем ее нужно вводить при затворении, чтобы получить требуемую пластичность смеси. Излишняя вода при твердении бетона испаряется, при этом образуются поры. Чем больше сквозных пор, тем хуже качество бетона. Вторым интересным и также очень важным свойством бетона является то, что его прочность не постоянная величина, она непрерывно возрастает, и этот рост может при благоприятных условиях длиться многие годы. Но наиболее интенсивный рост прочности происходит в течение первых недель, затем он значительно замедляется. Поэтому при проектировании железобетонных конструкций условно принимается прочность бетона в возрасте 28 сут после затворения при нормальном (естественном) твердении. Всякое последующее нарастание прочности в расчеты не вводится и относится в запас. Отсюда проектную марку бетона определяют как предел прочности образцов, испытанных, как правило, в 28-суточном возрасте.

Образцами являются кубики размером 20Х20Х Х20 см; 15X15X15 или 10x10x10 см. Изготовляют их из бетона того же состава, из которого будут изготовлены данные конструкции. Проектную марку определяют как среднюю по прочности серии испытанных образцов.

Испытывая такие образцы-кубы, подбирают состав бетона для обеспечения заданной марки и систематически контролируют обеспечение этой марки в процессе изготовления продукции.

Для сборных конструкций установлены следующие проектные марки бетона по прочности на сжатие: тяжелого бетона—150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 кгс/см2; легкого бетона на пористых заполнителях--25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250 и 300 кгс/см2; ячеистого бетона — от 25 до 200 кгс/см2 в зависимости от их плотности.

Помимо марки по прочности на сжатие для конструкций специального назначения устанавливаются и контролируются марки по прочности на изгиб, осевое растяжение и др.

К другим характеристикам бетона относятся также плотность бетона и его объемная масса, пористость, водопоглощение, водонепроницаемость, теплопроводность, звукопоглощение.

Высокая водонепроницаемость бетона нужна для конструкций, работающих под напором воды, например резервуаров, плотин. Водонепроницаемость обозначается марками В-2, В-4, В-6, В-8, указывающими на максимальное давление воды в кгс/см2, выдерживаемое специальными бетонными образцами при испытании.

Теплопроводность является важной характеристикой бетона ограждающих конструкций отапливаемых зданий (панелей наружных стен, чердачных перекрытий и кровель). Чем выше теплопроводность, тем «холоднее» бетон, тем больше тепла уходит из помещения. Теплопроводность бетона и всякого материала зависит от его структуры, плотности, влажности. Поэтому толщина стеновых панелей из легких или ячеистых бетонов зависит от их марки (и следовательно, плотности). Так, например, если панель наружной стены изготовлена из легкого бетона марки 50, то ее толщина в условиях московского климата 30 см, если из бетона марки 100, то толщина при той же влажности уже 40 см. Панели наружных стен делают и из тяжелого бетона марок 200—300. Но в этом случае внутрь панели закладывают прослойку из теплоизоляционного материала: шлаковойлок, плиты из пеностекла и т. д. Такую панель в отличие от однослойной легкобетонной называют многослойной: два наружных слоя из тяжелого бетона толщиной по 4—5 см и средний слой теплоизоляция, по контуру и в середине наружные слои соединены между собой ребрами также из тяжелого бетона. Эти ребра являются проводниками тепла. Поэтому при формовании таких панелей нужно следить, чтобы толщина этих ребер (мостиков холода) не превышала заданного значения, чтобы в уложенном слое утеплителя не было разрывов и пустот, в которые попадает тяжелый бетон при укладке второго наружного слоя, вызывая тем самым дополнительную потерю тепла в доме.

Не менее важным свойством тяжелого бетона является его звукопроводность. Уменьшить этот недостаток бетонных конструкций внутренних стен и перекрытий можно не только путем улучшения проектировщиками конструкций зданий или же улучшением качества строительства (более плотная заделка стыков панелей и т. д.), но и строгим соблюдением проектных размеров конструкции.

slugba111.ru