Железобетон - это (достоинства и недостатки)

Железобетон - это сочетание стальной арматуры и бетона, работающих в конструкции совместно.

Железобетонные конструкции состоят из бетонной массы и АРМАТУРЫ — каркаса, образуемого железными стержнями. БЕТОН (в состав которого входят песок, щебень и цемент, замешиваемые с водой) способен выдерживать большие нагрузки. Он хорошо работает на сжатие. Однако бетонная масса относительно хуже сопротивляется растягивающим усилиям. Этот недостаток и устраняет железная арматура. Железобетон — очень «гибкий» материал. Из него выполняются самые разнообразные по форме и смелые в техническом отношении конструкции.

Прочность бетона при растяжении значительно меньше (в 10—15 раз), чем при сжатии, поэтому в растянутую зону - элемента изгибаемой конструкции, например Балки.

Бетон при затвердевании прочно сцепляется со сталью; под действием внешних сил оба материала работают совместно, т. е. смежные волокна бетона и стали, получают одинаковые деформации. Бетон и арматура при температурах до 100° обладают относительно близкими по величине коэффициента линейного расширения (для бетона от 0,000007 до 0,000014, а для стали 0,000012); поэтому при колебаниях температуры в железобетоне в пределах до 100° возникают лишь небольшие внутренние напряжения, чему способствует и малая теплопроводность бетона, защищающая арматуру от резких изменений температуры.

Бетон, как показывают опыты, и что подтверждается разборкой старых железобетонных сооружений, предохраняет заключенную в нем стальную арматуру от коррозии, но это обеспечено лишь у достаточно плотных цементных бетонов. Благодаря этим свойствам в железобетоне достигается выгодное использование обоих материалов, причем бетон воспринимает преимущественно сжимающие усилия, а арматура — в основном растягивающие и иногда сжимающие.Основа совместной работы обоих материалов — наличие сцепления между ними. Величина сцепления на 1 см2 поверхности арматуры зависит от сил склеивания бетона и арматуры, т. е. собственно сцепления, сил трения, вызываемых усадкой бетона, обжимающей стержни арматуры, и от наличия на поверхности стержней арматуры неровностей, препятствующих скольжению до тех пор, пока не преодолено сопротивление бетона срезу.

Физические свойства бетона — усадка и ползучесть — имеют для железобетона большое значение. Арматура в результате сцепления с бетоном препятствует свободной усадке (укорочению) бетона, что приводит к возникновению начальных (собственных) напряжений в бетоне и арматуре: в бетоне — растягивающих, а в арматуре — сжимающих. На практике влияние усадки учитывается только в некоторых случаях. Обычно же с целью предупреждения образования трещин от усадки, а также и от влияния перемен температуры устраивают так называемые температурно-усадочные или деформационные швы, разделяющие сооружение большой протяженности на части.

Кроме тяжелого железобетона, обычного и предварительно напряженного, различают еще разновидности железобетона в зависимости от применяемых материалов, например легкий железобетон (на пемзе, керамзите и др.), ячеистый железобетон (армированные газобетон и пенобетон), жаростойкий железобетон (на цементах и жидком стекле), армопластбетон. Последняя разновидность армированного пластбетона, изготовляемого с применением органической связующей основы, обладает стойкостью в агрессивных средах.

К положительным качествам обычного железобетона относятся: огнестойкость, высокие механические свойства в отношении сопротивления статическим и динамическим нагрузкам, возможность изготовления конструкций любой формы, незначительные расходы на ремонт, гигиеничность и долговечность. Долговечность железобетона обеспечивается, во-первых, защитой арматуры от доступа воздуха плотным защитным слоем бетона, во-вторых, химическим действием цементного раствора (гидролитически отделяющаяся известь при твердении цемента дает сильную щелочную реакцию, что предохраняет сталь от окисления).

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

Один из недостатков обычного железобетона — возможность образования трещин при изготовлении конструкций вследствие усадки бетона или перенапряжения материала, вызванного перегрузкой, осадкой опор и пр. Практика строительства показывает, что при правильном расчете большинство подобных трещин не опасно и не нарушает общей монолитности железобетона. Стремление иметь железобетон без трещин и использовать высокопрочные арматуру и бетон привело к созданию предварительно напряженного железобетона, получаемого путем искусственного обжатия бетона в тех местах, где под влиянием нагрузки возникают растягивающие напряжения. К недостаткам обычного железобетона также относятся: значительный собственный вес (около 2500 кг/м3), затруднительность усилений и изменений возведенного сооружения, пробивки отверстий и пр.

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке), а также сборно-монолитный (сборные конструкции используются как оставляемая опалубка — сочетаются преимущества монолитных и сборных конструкций).