Общие сведения и классификация. Железобетон - строительный материал, в котором бетон и стальная арматура органично

Железобетон - строительный материал, в котором бетон и стальная арматура органично составляют единый комплекс благодаря тому, что сталь и бетон имеют практически одинаковые температурные коэффици- енты линейного расширения, что обеспечивает полную монолитность же- лезобетона и долговечную эксплуатацию железобетонных конструкций в жестких режимах работы. Бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и защищает ее от коррозии, хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, но плохо противодействует растягивающим на- пряжениям. Прочность бетона на сжатие примерно в 10...18 раз больше, чем на растяжение. Сталь, обладая очень высоким пределом прочности при растяжении, способна воспринимать растягивающие напряжения, воз- никающие в железобетонной конструкции. Наиболее целесообразно соче- тается работа двух совмещенных материалов с различными свойствами (бетона и стали) в строительных изделиях, подверженных изгибу: сталь- ную арматуру располагают таким образом, чтобы она воспринимала рас- тягивающие усилия, а сжимающие напряжение возникали в бетоне, благо- даря чему в итоге железобетонное изделие хорошо сопротивляется изги- бающим нагрузкам.

Железобетон как строительного материала появился благодаря изо- бретению французского садовника Ж. Монье, который в 1849г. изготовил большие кадки для апельсиновых деревьев, заложив в цементный раствор сетку из тонких железных прутьев и в 1867 г запатентовал изобретение во Франции. А вообще армирование применяли ещё в 470 г. до н.э. в Греции, Сицилии.

В 1854 г. английский специалист В.Б. Уилкинсон получил патент на конструкцию огнестойких перекрытий в зданиях, изготавливаемых из бе- тона, армированного рядами проволочных тросов. В 1855 г. французский инженер Ж. Лямбо изготовил и показал на Всемирной выставке в Париже железобетонное гребное судно.

В конце XIX в. железобетон начали широко применять в России, в странах Западной Европы и Америке. В конце 20-х - в начале 30-х годов XX в. появились первые здания из сборных железобетонных изделий. Рус- ские ученые Н.А. Белелюбский, И.Г, Малюга, С.И. Дружинин, Н.К. Лахтин, Я.В. Столяров, К.В. Михайлов и др. внесли значительный научный вклад в создание предварительно напряженных изделий и конструкций, в которых оба компонента работают максимально: бетон всегда сжат, а стальная ар- матура растянута.

Преимущества: применение сборного железобетона обеспечивает экономию металла и бетона, повышение производительности труда и тем-

 

 

271

пов индустриализации строительства, улучшение качества, сокращение сроков и снижение стоимости строительства.

Железобетонные конструкции и изделия по способу изготовления разделяют на:

· монолитные;

· сборные;

по способу армирования и состоянию арматуры:

· обычные;

· предварительно напряженные.

Монолитные железобетонные конструкции изготовляют непо- средственно на месте строительства: подготавливают опалубку из металла, древесины или других материалов, затем укрепляют арматуру, производят подачу, укладку и уплотнение бетонной смеси. Распалубливание конст- рукции производят после твердения и достижения бетоном необходимой проектной прочности.

Преимущества– монолитные конструкции обладают высокой жест- костью; архитектурные формы зданий и сооружений из монолитного же- лезобетона разнообразны, отличаются индивидуальностью и своеобразной пластикой.

Недостатки– при бетонировании монолитных конструкций в зимнее время возникают значительные трудности, затрачиваются материалы на изготовление опалубки и большое количество ручного труда.

Сборные железобетонные изделия и конструкции изготовляют на специализированных заводах, где производят сборные материалы для всех видов строительства. Они поставляются на строительство в готовом виде; значительно сокращается трудоемкость бетонных и железобетонных работ, ускоряются темпы и снижается стоимость строительства.

Преимущества (по сравнению с монолитными железобетонными конструкциями):

· высокое качество и долговечность;

· экономия расхода стали и бетона, древесины для устройства подмостей, опалубки;

· возможность перенести основную часть работ по возведению зданий и сооружений на завод с высокомеханизированным технологи- ческим процессом, упростить производство работ в зимний период и др.

Недостаток – значительный вес и размеры, что требует специализи- рованного транспорта при их перевозке и грузоподъемных средств при монтаже.

В настоящее время сборные бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготовляют для всех основных частей современных зданий и сооружений:

· фундаментные плиты и блоки;

 

272

· элементы каркаса зданий и междуэтажных перекрытий;

· стеновые панели и блоки;

· лестничные марши и площадки;

· элементы для специальных видов строительства (подземного,

дорожного, гидротехнического, мостостроения) и т.д.

В зависимости от назначения разнообразные сборные железобе- тонные изделия подразделяют на группы:

· для жилых и гражданских зданий;

· для промышленных зданий;

· для инженерных сооружений и сооружений различного назна- чения.