Железобетон: свойства, виды и преимущества

Благодаря постоянному развитию бетонных технологий современные архитекторы научились создавать не только технологически сложные, но красивые проекты построек из бетона.

Почему в ЖБИ образуются дефекты

Существует множество разных причин, по которых возникают дефекты бетонных конструкций. К наиболее распространенным относят:

  • допущенные в процессе проектирования ошибки, состоящие в неправильном определении воздействующих нагрузок, неточностях при создании узлов сопряжения, потери прочности из-за малого количества связующих компонентов, некачественному исследованию и оценке грунтов основания;
  • применение некачественных материалов: недостаточная морозостойкость раствора, плохой обжиг кирпича или искривление его граней, отклонение от проекта и использование цемента низших марок раствора при приготовлении раствора;
  • низкое качество строительных работ: несоблюдение горизонтальности, отклонение от вертикали столбов и несущих стен, нарушение правил перевязки швов и их толщины, выполнение кладки при слишком низких температурах;
  • неравномерность осадки оснований под столбами и фундаментами вследствие неправильно проведенных строительных и земляных работ;
  • выполнение отверстий и штраб в ходе строительства, что заметно уменьшает сечение конструктивных элементов.

Каждый из этих факторов или даже несколько в совокупности могут спровоцировать дефекты монолитных железобетонных конструкций. Чтобы предотвратить дальнейшее разрушение объектов из железобетона следует как можно скорее устранить выявленные повреждения и таким образом избежать капитального ремонта.

Что такое железобетон

Железобетон это такие комплексные конструкции, образованные из бетона и стальных стержней, работающих совместно, называются железобетонными, а стальные стержни — их арматурой.

В состав стальной арматуры балки, кроме продольных стержней, расположенных в растянутой зоне и воспринимающих нормальные растягивающие усилия, входят поперечные вертикальные стержни, работающие на главные растягивающие напряжения (ближе к опорам), и монтажные стержни. Все стержни в местах пересечений соединяются контактной точечной сваркой, образуя сварной арматурный каркас.

Необходимая площадь сечения продольных и поперечных стержней арматуры определяется расчетом, а способ их объединения в сварные каркасы и количество таких каркасов в сечении балки — удобствами сварки и установки каркасов, удобствами укладки бетонной смеси и другими условиями.

Что такое железобетон

Принципиально важным условием совместной работы арматуры с бетоном в железобетонных конструкциях является их сцепление, которое обеспечивается:

  • в арматуре периодического профиля — выступами на поверхности стержней,
  • в сварной арматуре — за счет сварных пересечений, в каждом из которых стержень одного направления служит анкером для стержня другого направления, и, кроме того,
  • во всех случаях за счет обжатия стержней арматуры бетоном при усадке.

Характеристики железобетона

Бетон обладает большой прочностью. Это позволяет строить здания с долгим сроком эксплуатации. К тому же он хорошо выдерживает перепады температуры. К другим полезным характеристикам этого материала причисляют:

  • морозостойкость,
  • высокую плотность,
  • водонепроницаемость,
  • огнестойкость.
Читайте также:  Граверы электрические какой выбрать обзор

Прочность бетона при сжатии в 10—20 раз больше, чем при растяжении. Этот параметр во многом зависит от используемого песка и гравия. Главную роль играет качество цемента. Именно цемент определяет, насколько прочным будет состав.

Заливка бетоном позволяет защитить арматуру от коррозии. Строения, выполненные из этого материала, отличаются долговечностью и стойкостью. Очень сильно на качество материала влияет пористость, а именно отношение пор к общему объёму.

Важно! Поры есть в любой конструкции. Они появляются в результате испарения воды, не вступившей в реакцию с цементом. Очень часто большая пористость является доказательством использования недостаточного количества цемента в смеси.

Плотность представляет собой отношение массы бетона к его объёму. Чем выше эта характеристика, тем более прочной будет железобетонная конструкция. Благодаря высокой плотности бетон хорошо противостоит сжатию.

Вне зависимости от толщины железобетонной конструкции она может эффективно передавать тепловой поток. Теплопроводность бетона в 50 раз меньше, чем у стали, но намного выше, нежели у кирпича.

Результатом невысокой теплопроводности железобетонных конструкций становится их огнестойкость. Благодаря этому данный материал также используют при обустройстве промышленных цехов, где приходится работать с высокими температурами.

Важно! Железобетонные конструкции могут выдерживать температуру до 1000 градусов на протяжении длительного времени. При этом изделия не разрушаются и не трескаются.

Важной характеристикой бетона является его морозоустойчивость. Этот материал при насыщении водой может выдерживать многократные перепады температур без каких-либо последствий. Процент снижения прочности минимальный.

Тем не менее у бетона есть один весомый недостаток. Его сопротивление растяжению крайне мало. Поэтому в конструкцию добавляются армированные элементы. К примеру, стальная проволока или прутья.

Единая железобетонная конструкция обладает высокой прочностью и хорошим сопротивлением растяжению. К тому же технология создания данных изделий за последние 150 лет сильно изменилась и продолжает совершенствоваться каждый день.

Что такое армирование

Армирование позволяет создавать железобетонные конструкции на века.

Лучшим примером в данном контексте будет постройка прочного и долговечного пола. В процессе работы осуществляется стяжка на металлической основе. Бетонный пол бывает следующих видов:

  • наливной;
  • опирающийся на грунт или плиты;
  • стяжка со слоем теплоизоляции;
  • стяжка, базирующаяся на плитах перекрытия.

Кроме увеличения прочности железобетонной конструкции, армирование позволяет сократить затраты бетона. В процессе работы могут использоваться такие материалы, как:

  • арматурный каркас,
  • сетка из стекловолокна,
  • сетка из катанки,
  • сварная сетка с ячейками,
  • сетка из полимеров,
  • фиброволокно.

Широкий выбор даёт возможность подобрать оптимальный вариант для создания качественной и долговечной железобетонной конструкции.

Армирование

Такая процедура проводится с целью повышения уровня прочности и надежности железобетонных изделий, после чего их можно использовать для организации фундамента, построек монолитного типа, колонн и так далее. Армирование проводится с использованием полимерных, стекловолоконных, проволочных сеток, а также стальных прутьев. А для достижения лучшей схватываемости с бетоном поверхность арматуры делают рельефной. Соотношение арматуры к бетону зависит от цели применения материала и обозначается, как определенное количество килограммов на кубический метр. Например, для создания крепкого фундамента обычно используют следующий расход: 150-200 кг арматуры на бетонный кубометр. Для несущих покрытий применяют 200 кг.

Какие требования к ЖБИ находятся в приоритете?

Благодаря прочным каркасным изделиям можно реализовать любой строительный проект с самыми замысловатыми конструкциями. Но без выполнения требований к плитам и иным бетонным форматам сделать это невозможно. Базовыми характеристиками являются следующие параметры:

  • использование соответствующих марок бетонов;
  • армирование каркасами с натяжением и без него;
  • параметры износостойкости и долговечности.

Продолжают список требований такие качества, как экологичность, стойкость к нагрузкам и воздействию извне, а также совместимость с отделочными материалами и смесями, изоляционные и контактные свойства. Часто железобетонная продукция становится единственным вариантом при строительстве, не имеющим альтернативы, так как нужным набором характеристик не обладает ни один существующий материал.

Область применения

ЖБИ применяются в абсолютно любом типе строительства. Для возведения зданий все железобетонные элементы по типу назначения можно разделить на следующие группы:

  • для фундаментов и подземных построек – плиты, фундаментные строительные блоки, колодезные кольца;
  • для возведения каркасов – ригели, балки, прогоны;
  • сооружение стен – перегородки, блоки стеновые;
  • междуэтажные конструкции – блоки перекрытия;
  • строение лестниц – лестничные ступени лс и марши.

ЖБИ широко применяются во всем мире и в абсолютно разных климатических зонах.

Основные преимущества

Популярность и востребованность ЖБИ обусловлена несомненными и проверенными достоинствами применения:

  1. высокая механическая прочность;
  2. долгий срок эксплуатации;
  3. огнеупорность;
  4. предельная сопротивляемость нагрузкам;
  5. хорошая сопротивляемость к атмосферным воздействиям.

Вся продукция изготавливается по особой технологии и отвечает всем необходимым нормам, продаются как серийные модели, так и изделия, изготовленные под заказ.

Виды ЖБИ изделий

Рассказать обо всех видах железобетона мы, конечно, не сможем., но постараемся рассказать об основных из них. На наш взгляд основными и наиболее востребованными на данный момент железобетонные плиты: дорожные плиты, плиты перекрытия; фундаментные блоки (ФБС) и, конечно же сваи. Главное предназначения сваи ЖБИ — это сооружение крепкого и устойчивого фундамента, сваи также бывают множества видов. Фундаментные блоки (ФБС) много где используются, но преимущественно для устройства фундамента. Монтируются фундаментные блоки (ФБС) на цементный раствор, вразбежку, в несколько рядов.

Плиты перекрытия, наряду со сваями, один из наиболее часто используемых элементов строительных конструкций. Они бывают пустотные, ребристые, нарезные. Дорожные плиты широко используются в аэропортах, создания временных дорог, притом дорог разборных, их можно разобрать и проложить после где-нибудь повторно.

Многопустотные железобетонные плиты перекрытия

Многопустотные плиты перекрытий используют в строительстве высотных домов.

Многопустотные железобетонные плиты перекрытия

Подобные плиты могут быть изготовлены при помощи тяжелого либо конструкционного легкого бетона, который имеет плотность не менее чем 1400 кг на 1 куб.м (в марке будет обозначаться как Л) и плотного силикатного бетона (С), плотность которого как минимум 1800 кг на 1 куб.м. В качестве напрягаемой арматуры следует использовать арматуру следующих классов: А-4, А-5, А-6, Ат-4, Ат-5, Ат-6, А-3в, а также канаты и высокопрочную проволоку. В качестве ненапрягаемой арматуры необходимо применять арматуру следующих классов: А-1, А-2, А-3, Вр-1.

Читайте также:  Какой снегоуборщик выбрать для дома и дачи?

Плиты подразделяются на следующие типы:

Многопустотные железобетонные плиты перекрытия
  1. 1ПК – плиты, которые имеют толщину 220 мм с круглыми пустотами и 159 мм с опиранием на 2 стороны.
  2. 1ПКТ – плиты, имеющие толщину 220 мм с круглыми пустотами и 159 мм с опиранием на 3 стороны.
  3. 1ПКК – плиты толщиной 220 и 159 мм с опиранием по 4 сторонам.
  4. 2ПК – плиты, которые имеют толщину 220 мм с круглыми пустотами и 140 мм с опиранием на 2 стороны.
  5. 2ПКТ – плита толщиной 220 мм с круглыми пустотами и 140 мм с опиранием на 3 стороны.
  6. 2ПКК – плита, которая имеет толщину 220 мм с круглыми пустотами и 140 мм с опиранием на 4 стороны.
  7. 3ПК – плита, имеющая толщину 220 мм с круглыми пустотами и 127 мм с опиранием на 2 стороны.
  8. 4ПК – плита, которая имеет толщину 260 мм с круглыми пустотами и 159 мм и вырезами с верхней зоны по контуру с опиранием на 2 стороны.
  9. 5ПК – плита, имеющая толщину 250 мм с круглыми пустотами и 180 мм с опиранием на 2 стороны.
  10. 6ПК – плита, которая имеет толщину 300 мм с круглыми пустотами и 203 мм с опиранием на 2 стороны.
  11. 7ПК – плита толщиной 160 мм с круглыми пустотами и 114 мм с опиранием на 2 стороны.
  12. ПГ – плита, имеющая высоту 260 мм с грушевидными пустотами и опиранием на 2 стороны.
  13. ПБ – плита, которая имеет высоту 220 мм, изготавливается на стенде с помощью использования метода непрерывного формования.

Далее будет рассмотрен пример условного обозначения плиты. 1ПК – 6АтУ, где после типа плиты будет указываться ширина и длина в дециметрах, после тире будет записываться значение расчетной нагрузки на плиты в кН на 1 кв.м (за исключением учета собственного веса плит) и класс напрягаемой арматуры. Есть вероятность того, что марка будет содержать буквенное обозначение НО – неагрессивные условия эксплуатации, а плита здесь будет без особенностей.

Многопустотные железобетонные плиты перекрытия

Категории поверхностей бетона: потолочной (нижней) – А2, А3, А4, А6 в зависимости от вида последующей отделки потолка и назначения помещения; боковых и верхней – А7.

Кол-во блоков: 12 | Общее кол-во символов: 16432Количество использованных доноров: 4Информация по каждому донору:

  1. -k-kachestvu-betonnyx-poverxnostej/: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 1895 (12%)
  2. -k-klassu-betonnoj-poverhnosti: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 5591 (34%)
  3. -betona/: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 8298 (50%)
  4. _obrabotka_betona/trebovaniya_kachestvo_betonnoy_poverhnosti: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 648 (4%)