Лекция №10
Тема. Железобетонные конструкции и изделия.
План лекции
10.1 Общие сведения
10.2 Классификация сборных конструкций
10.3 Требования к сборным ж/б конструкциям
10.4 Процесс производства сборных ж/б конструкций
Литература:
1. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: Учебное пособие для стоит. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 2007. – 701 с.; ил.
2. Попов К.Н. Оценка качества строительных материалов [Текст]: учеб. пособие / К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков. - М.: Высшая школа, 2004. - 240с
3. В. С. Руднов, Е. В. Владимирова, И. К. Доманская, Е. С. Герасимова Строительные материалы и изделия. – Екатеринбург, издательство Уральского университета, 2018
Общие сведения
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и строительной арматуры, крайне отличаются своими механическими свойствами.
Бетон, как и всякий камень, хорошо сопротивляется, снижает нагрузку, но он хрупкий и слабо противодействует растяжению. Прочность бетона на растяжение примерно в 10-15 раз меньше прочности на сжатие.
Столь же, обладая очень высоким пределом прочности на растяжение, способны воспринимать растягивающие напряжения в железобетонных элементах.
Наиболее выгодно применять железобетон для строительных элементов работающих на изгиб. В этих конструкциях возникает растяжение и сжатие.
Таким образом сочетается работа бетона и стали в одном материале.
- Совместная работа определяется следующими факторами:
- Крепкие сцеплением бетона и арматуры, поэтому оба материала работают совместно;
- Почти одинаковым коэффициентом температурного расширения для стали и бетона, чем обеспечивается монолитность;
- Бетон предохраняет сталь от коррозии.
Классификация железобетонных изделий.
В зависимости от способа армирования и состояния арматуры различают:
1. Железобетонные изделия с обычным армированием;
2. Железобетонные изделия с предварительным напряжением.
Преимущества предварительно напряженных конструкций:
- Предупреждает появление трещин в растянутой зоне бетона;
- Снижает массу конструкций;
- Увеличивает их жесткость;
- Повышает долговечность и сокращает расход стали, то есть экономия металла.
По средней плотности бетона:
- из особо тяжелых бетонов ρо > 2500 кг/м3;
- из тяжелых бетонов ρо = 18 ÷ 2500 кг/м3;
- из легких бетонов ρо = 500 ÷ 1800 кг/м3;
- из особо легких бетонов ρо < 500 кг/м3.
По виду бетонов в зависимости от вяжущих:
- Из цементных бетонов на различных заполнителях;
- Из силикатных бетонов автоклавного твердения на основе извести;
- Из ячеистых бетонов на цементе, извести или смешанных вяжущих;
- Из полимербетонов.
По внутреннему строению:
Сплошные, пустотные, однослойные, многослойные.
По типоразмерам (маркам):
Например блоки рядовые, угловые, простеночные или колонны сплошные, решетчатые, одноконсольные, двухконсольные и т. д.
По назначению:
Для промышленных зданий, гражданских зданий, общественных зданий. Конструкции фундаментов, для стен, для каркаса, для перекрытий и покрытий, лестниц и т. Д.
Требования к сборным ж / б изделиям.
Сборные ж/б изделия должны:
- Отвечать стандарту
- Быть типовыми, унифицированными
- Иметь наибольшую степень заводской готовности
- Комплексные изделия должны поставляться в укомплектованном деталями виде
- Качественными, чтобы на строительной площадке не требовалось дополнительная обработка
Материал для железобетона:
Для обычного сборного железобетона используют цементные бетоны классов В35 и В20, для напряженно-армированных конструкций наиболее целесообразные бетоны классов В45 и В50 и выше.
Армирования железобетонных конструкций осуществляют стальной арматурой в виде стержней и проволоки. Стержневая арматура может быть горячекатаной, термически упрочненной и усиленной в холодном состоянии. Арматура может быть гладкой и периодического профиля.
Из железобетонных изготавливают практически все части зданий для сборного строительства: фундаментальные плиты, блоки, балки, элементы каркаса зданий и межэтажных перекрытий, стеновые панели и блоки, лестничные марши и площадки и т. Д.
Процесс производства сборных ж/б конструкций
Сборные железобетонные изделия и конструкции изготавливают на заводах, полигонах и специализированных предприятиях.
Производство железобетонных изделий включает следующие основные технологические процессы:
- Приготовление бетонной смеси
- Изготовление арматуры и арматурных изделий
- Армирование изделий и укладка бетонной смеси, то есть формовка изделий
- Тепловлажностная обработка
- Обработка лицевой поверхности
Бетонную смесь, как правило, готовят в бетоносмесительном цехе.
Арматура укладывается в специально подготовленные формы (формы очищают, смазывают).
Бетонная смесь поступает в приемный бункер бетоноукладальника, который подает ее в форму и разравнивает.
Смесь уплотняют: вибрированием, вакуумированием, центрифугированием, прессованием, прокатом, трамбованием и т.д. При уплотнении бетонной смеси цементное тесто переходит в текучее состояние и становится подвижным.
Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвижности существует своя оптимальная продолжительность уплотнения которой смесь уплотняется эффективно; выше этой продолжительности расходы энергии растут в большей степени, чем происходит уплотнение смеси. Дальнейшее уплотнение вообще не дает прироста плотности.
Твердения бетонных и железобетонных изделий, изготавливаемых на заводах, при обычной температуре (15 - 21оС) нерационально, так как оно слишком долго и, уменьшая вращение форм, задерживается выпуск готовой продукции. Для ускорения твердения изделий применяют тепловую обработку.
Продолжительность прогрева изделий зависит от требований, предъявляемых к свойствам бетона, от вида цемента, состава бетона, особенностей технологии и формы изделия. Длительность прогрева составляет 6-15 часов. Чтобы сократить продолжительность прогрева и избежать расширения бетона при нагревании, на некоторых заводах применяют горячие бетонные смеси с t = 50 - 80 ° С. Смеси разогревают паром или электрическим током. Такую смесь следует очень быстро заключать в формы т.к. она быстро густеет.
После достижения бетоном 70-100% расчетной прочности сборные изделия можно отправлять на строительные площадки для монтажа.
Производство железобетонных изделий для сборного строительства идет по 2-м принципиальными схемам: формирование в стационарных, неперемещаемых формах - стеновая и кассетная технология; формирование в перемещаемых формах - поточно-агрегатный способ и на поддонах-вагонетках - конвейерная технология.
Контроль качества железобетонных изделий включает проверку фактического прочности бетона при сжатии, водонепроницаемость (для труб), качество армирования и толщину защитного слоя бетона.
Железобетонные изделия необходимо хранить на складах рассортированными по типоразмерам. При расположении и установке готовых изделий на складе их следует располагать на деревянных прокладках правильными рядами. Железобетонные изделия необходимо хранить в таком положении, в котором они будут работать в здании. Так например, стеновые панели, и перегородки транспортируют в вертикальном положении или слегка в наклонном положении и хранят в специальных металлических кассетах или пирамидах, которые устанавливают на опорных брусьях. Плоские панели перекрытий перевозят и составляют в наклонном положении.
Вопросы для проверки
1. Что такое железобетон?
2. Чем обусловлена совместная работа бетона и стали?
3. Перечислить признаки, по которым проводится классификация железобетонных изделий.
4. Назвать основные технологические процессы в производстве железобетонных изделий.