Залізобетонні конструкції - всебічний аналіз будівельного

Залізобетонні конструкції в сучасному будівництві є, без перебільшення, ключовим компонентом практично будь-якої споруди. Для подібних виробів характерно вкрай велике розмаїття, що дозволяє застосовувати їх при вирішенні різнопланових завдань.

Нижче ми опишемо ключові особливості деталей із залізобетону, охарактеризуємо тонкощі їх виробництва, а також розглянемо основні переваги та недоліки цього виду матеріалу.

Класифікація виробів

Основоположним документом, який регламентує використання подібних виробів, є СНиП із залізобетонних конструкцій (2.03.01-84). Цей норматив, а також інші документи, що регламентують окремі аспекти застосування залізобетону в будівництві, визначають його склад і ключові вимоги до характеристик.

Згідно з даними нормативами, залізобетон є композит, що складається з цементного або аналогічного за властивостями сполучного, щільного наповнювача і металевої арматури. Таке поєднання дозволяє об'єднати масивність і стійкість справжнього бетону з достатньою міцністю на вигин і стиск, якою володіє сталь.

Для полегшення орієнтації в розмаїтті залізобетонних конструкцій існує кілька варіантів їх класифікації. В основі будь-якого виду лежить той чи інший фундаментальний ознака.

 Так, за принципом зведення ж / б вироби діляться на:

• Збірні - складаються з окремих елементів, вироблених в заводських умовах і збираються в єдину систему на об'єкті.
• Монолітні - облаштовуються шляхом заливки безпосередньо на місці. Для виготовлення монолітних конструкцій найчастіше застосовуються опалубки різних форм.

Зверніть увагу! Також іноді виділяють проміжний, збірно-монолітний тип виробів, який об'єднує обидві описані технології.

Класифікація по конфігурації зазвичай включає в себе такі різновиди:

• блокові - найбільш поширені і прості у виготовленні. Являють собою повнотілі або пустотілі блоки правильної геометричної форми.
• лінійні - різновид блокових модулів, витягнутих в довжину. До лінійним конструкцій зазвичай відносять балки, палі, стовпи, ферми і т.д.
• плоскі - плити і перекриття різного розміру і міцності. Як і блоки, можуть робитися порожнистими для зменшення маси при незначному зниженні міцності.
• просторові вироби - лотки, труби, кільця для колодязів і т.д. Основною відмінною рисою подібних модулів є наявність внутрішньої функціональної порожнини.

Природно, тут наводиться лише огляд основних типів виробів. СНиП на залізобетонні конструкції містить більш детальну класифікацію з точними характеристиками, і тому при проектуванні фахівці звертаються саме до цього нормативу.

Основні компоненти і виробництво

В'яжуча речовина

Виготовлення залізобетонних конструкцій передбачає використання чотирьох основних компонентів: сполучного, наповнювача, арматури і води. Крім того, для поліпшення якості матеріалу в сировину часто додають модифікатори - речовини, що оптимізують склад, що поліпшують пластичність, що прискорюють затвердіння і т.д.

Связующе є одним з найбільш важливих компонентів:

• В якості в'яжучого матеріалу, твердне після гідратації (взаємодії з водою) зазвичай використовується портландцемент. Для нього характерні високі показники міцності і цілком доступна ціна.

Зверніть увагу! Окрему групу становлять так звані безусадочние цементи, обсяг яких при гідратації не змінюється. З їх допомогою звичайно виконують ремонт залізобетонних конструкцій.

• Для виробництва бетонів, які використовуються в масовому будівництві, зазвичай застосовуються цементи марки М400 або М500. Саме на ці види матеріалу зазвичай орієнтуються, розраховуючи пропорції інших компонентів суміші для виготовлення з / б виробів.

• Однак в ряді випадків від конструкції потрібні підвищені механічні характеристики. При цьому може бути задіяний більш високомарочний цемент (М600 - М800). Однак слід пам'ятати, що використання подібних складів істотно здорожує конструкцію. Крім того, після застигання такі вироби гірше піддаються обробці.

наповнювач

Другим за важливістю компонентом є наповнювач. І якщо для будівельного бетону без внутрішнього армування можуть застосовуватися найрізноманітніші матеріали, аж до спінених полімерів, то при виробництві ж / б конструкцій зазвичай задіюються тільки ті речовини, які забезпечать складу високу щільність і міцність.

Їх можна умовно розділити на кілька груп, які наводяться в таблиці нижче:

При виборі наповнювача зазвичай дотримуються таких правил:

• Для виробництва бетону марки М400 і нижче використовується гравій, для більш міцних матеріалів - щебінь.
• І щебінь, і гравій перед внесенням до складу піддають фракціонування - поділу відповідно до розміру часток. Використання матеріалів однієї фракції сприяє підвищенню однорідності складу і поліпшення його властивостей.
• При розрахунку механічних характеристик потрібно враховувати, що міцність кам'яного заповнювача повинна бути приблизно в 1,5 - 2 рази вище, ніж міцність цементного складу.

Арматурный каркас

Нарешті, важливим елементом є арматурний каркас:

• Для поліпшення механічних характеристик матеріалу використовується сталева арматура - дріт, прути, труби або інші елементи, з'єднані в каркаси певної форми. Конфігурація каркаса визначається обрисами і габаритами самої споруди, а також розрахунковими вимогами по міцності.
• Інструкція допускає як зварене з'єднання елементів каркаса, так і зв'язування їх використанням спеціального дроту. Другий метод є менш надійним, проте його простіше реалізувати самостійно, тому він широко використовується в приватному будівництві.

• За особливостями закладки арматуру розділяють на напружену і ненапряженную. Напругою арматури називають її попередньо розтягування за допомогою спеціальних пристроїв: після полімеризації бетону такої каркас зберігає пружність, і його здатність компенсувати навантаження багаторазово підвищується.

технологія виготовлення

Збірні елементи

Схема, за якою здійснюється виробництво залізобетонних конструкцій, залежить від того, який результат ми плануємо отримати.

При цьому методики заливки окремих блоків і монолітних конструкцій істотно розрізняються:

• Для виробництва збірних модулів нам знадобляться форми. Якщо потрібно зробити тільки кілька штук (наприклад, для формування перекриття), то можна зібрати форму з дощок і товстої фанери. В іншому випадку оптимальним вибором буде покупка збірної металевої конструкції з достатнім запасом міцності.
• Зсередини обробляємо форму машинним маслом. Дерев'яні конструкції також можна вистелити поліетиленом, щоб уникнути набрякання від вологи.

• Далі збираємо арматурний каркас, який встановлюємо в ємності на відстані приблизно 30-50 мм від нижньої площини. Для дистанціювання найкраще використовувати спеціальні стійки.

Зверніть увагу! Не забуваємо про заставних для кріплення і транспортування модулів з використанням автокрана!

• Потім заливаємо підготовлений розчин на основі цементу, піску і заповнювача. Пропорції основних компонентів визначаємо в залежності від необхідної міцності бетону.
• Використовуючи глибинний вібратор або вибростол, ущільнюємо матеріал. При цьому з нього віддаляється зайве повітря, за рахунок чого щільність підвищується і поліпшується зчеплення гідратованого цементу з арматурою і гравієм.

На останньому етапі виконується сушка вироби, причому в промисловості для цього використовують спеціальні високотемпературні камери. Постійний нагрів вище 500С сприяє більш швидкому набору міцності. У побуті ж доведеться витримувати блок до використання мінімум 28 діб.

Перед використанням у будівництві вироби промислового виробництва обов'язково проходять багатоступеневу перевірку. Тести із залізобетонних конструкцій дозволяють визначити відповідність параметрів міцності запланованим, а також виявити можливі дефекти.

заливка моноліту

Виробництво монолітних конструкцій є більш швидким, але в той же час - більш трудомістким:

• Спочатку збирається арматурний каркас, який встановлюється на певному заздалегідь ділянці і зварних способом кріпиться до вже зведеним елементам.
• Потім навколо каркаса зводиться опалубка, потужність якої дозволяє витримувати масу залитого розчину без деформації і руйнування.

• В опалубку заливаємо бетон, розподіляючи його таким чином, щоб уникнути утворення «повітряних кишень». Ущільнюємо матеріал, підвищуючи його міцність.
• Далі виконуємо просушування бетону, стежачи за тим, щоб він зберігав достатню кількість рідини для гідратації. Для цього покриваємо матеріал поліетиленом, періодично зволожуючи поверхню.

Зверніть увагу! Сушка повинна проходити при позитивних температурах. Якщо ж планується заливка моноліту в зимовий період, то в конструкцію додатково закладаються електропровідні кабелі для нагріву суміші, або ж облаштовується теплоізоляційна опалубка.

Після набору міцності бажано виконати інструментальний контроль якості матеріалу. Це дозволить нам з упевненістю використовувати його розрахункову несучу здатність, не побоюючись обвалу.

Достоїнства і недоліки

Говорячи про цю різновиди матеріалів, не можна випустити з уваги аналіз їх сильних і слабких сторін. Як ми знаємо, залізобетон в капітальному будівництві досить затребуваний, тому цілком логічно, що у нього є цілком об'єктивні гідності.

Серед них:

• Тривалий термін служби. ГОСТ на залізобетонні конструкції, які використовуються в будівництві, має на увазі розподіл на три категорії довговічності: перша - понад 100 років, друга - 50-100 років і третя - від 30 років.

Зверніть увагу! Нормативними документами обмежується мінімально допустимий термін служби споруди. При дотриманні правил експлуатації, своєчасної профілактики та ремонті цей період можна суттєво збільшити.

• Відносно невисока вартість. Якщо брати до уваги виключно фінансову складову, то залізобетонна конструкція вийде значно дешевшою, ніж сталева з аналогічними експлуатаційними показниками.
• Высокая термостойкость. Беручи до уваги низьку теплопровідність бетону, можна з упевненістю стверджувати, що така споруда буде куди більш вогнестійким, ніж виріб зі сталевих балок.
• Опір впливу хімічних і біологічних факторів. Інертний бетон надійно ізхолірует сталевий каркас від зовнішнього середовища, завдяки чому конструкція на кілька порядків повільніше руйнується внаслідок корозії. Та й бактеріальні ураження бетону зустрічаються тільки у виняткових умовах (постійна висока вологість при високій температурі).

• Хороша опірність навантаженням - статичним і динамічним. Ця перевага обумовлено оптимальною комбінацією властивостей бетону і сталевої арматури.
• Технологичность - при необхідності і наявності необхідних ресурсів із залізобетону можна виготовити практично будь-яку архітектурну форму. У приватному будівництві можлива також заливка конструкцій своїми руками: звичайно, трудовитрати будуть суттєвими, але аж ніяк не позамежними.

Втім, залізобетонні конструкції мають і низку недоліків:

• По-перше, як не парадоксально, мінусом вважається мала міцність при значній масі. За цим показником залізобетон серйозно поступається сталевим фермам і балках, оскільки виріб несе значно меншою корисного навантаження на одиницю маси.
• По-друге, експлуатаційні якості матеріалу (теплопровідність, звукоізоляція і т.д.) роблять неможливим використання його в житловому будівництві без додаткової обробки.

Втім, ці мінуси не є фатальними, і тому дана різновид будматеріалів буде повсюдно використовуватися, мабуть, ще досить довго. Тим більше що порівнянних за характеристиками альтернатив поки не передбачається.

висновок

Виробляючи залізобетонні конструкції по Сніпу, потрібно приділяти увагу всім нюансам, починаючи від складу розчину і закінчуючи режимом набору міцності. Тільки в цьому випадку зведена споруда буде володіти всіма позитивними якостями, характерними для описуваного матеріалу.

Відео в цій статті містить додаткову інформацію з даного питання, так що новачкам (і не тільки!) Ми настійно рекомендуємо з ним ознайомитися.