Строительное производство

Строительное производство

Основы строительного производства

Строительное производство RSS Feed
 
 
 
 

Бетон и железобетон

beton-i-jelezobetonБетоном называется сложный искусственный каменный материал. Он приготовляется в виде смеси: цемента 150 — 300 кг, песка 0,4 — 0,5 м3 и щебня (или гравия) 0,85 — 0,90 м3 на 1 м3 бетона. Вода для затворения смеси добавляется в размере 60 — 90% от веса цемента.

Из бетонной смеси, уложенной в специальные формы (опалубку), получаются бетонные конструкции разнообразных видов и назначения. Если в опалубку перед укладкой бетонной смеси укладывается стальной каркас-арматура, то получается железобетонная конструкция. В зависимости от объемного веса инертных заполнителей, т. е. в зависимости от веса щебня ( или гравия) и песка, бетоны могут быть тяжелыми — от 2200 до 2500 кг/м3, облегченными — 1800 — 2200 кг/м3, легкими — до 1800 кг/м3 и особо легкими и ячеистыми — до 1200 кг/м3.

По прочности тяжелые бетоны разделяются на 10 марок (от 25 до 600 кг/см2), легкие на 9 марок (от 15 до 300 кг/см2) и особо легкие и ячеистые на 9 марок (от 5 до 150 кг/см2). Марка бетона определяется по пределу прочности на сжатие соответствующего образца из бетона в 28-дневном возрасте.
Существенно влияет на прочность бетона соотношение в нем воды и цемента, т. е. водоцементный фактор. От величины водоцементного фактора зависит степень разжижения бетона, т. е. его консистенция. По консистенции бетон разделяется на жесткий, пластичный и литой. Жесткий и пластичный бетоны применяются, как правило, при бетонировании массивных бетонных сооружений или крупных их конструкций. Литой бетон применяется при бетонировании тонких стенок и других густоармированных ажурных конструкций. От консистенции зависит прочность отвердевшего бетона. При равном расходе цемента на 1 м3 смеси бетонные конструкции из жесткого бетона будут иметь на 15 — 20% большую прочность, чем из литого, и на 10 — 15%, больше чем из пластичного.

Количество цемента, инертных заполнителей, а также водоцементный фактор устанавливаются расчетно-опытным путем при проектировании бетонных конструкций. Схватывание бетонной смеси начинается через 0,8 — 1,5 часов и заканчивается примерно через 12 часов после ее затворения. Твердение бетона в конструкциях при плюсовой температуре и нормальных влажностных условиях продолжается до 28 и более дней. Сроки твердения бетона до расчетной прочности принимаются в зависимости от условий производства работ, проектируемых сроков нагрузки на сооружение или его отдельные конструкции и интенсивности твердения применяемых цементов и добавок, ускоряющих или замедляющих процессы схватывания и твердения бетона.

betonnaya-smesБетонная смесь может быть приготовлена непосредственно на строительной площадке, либо может быть получена с районных бетонных заводов, принадлежащих совнархозам или строительным организациям. В последнем случае бетонная смесь называется товарным бетоном.

На месте строительства из бетонной смеси изготовляются разнообразные бетонные и железобетонные конструкции и части зданий и сооружений. Бетон и железобетон в этом случае называют монолитным, а конструкции, выполненные на месте, — монолитными.

Опалубка монолитных бетонных конструкций может быть изготовлена из досок непосредственно на месте бетонирования конструкций либо собрана из сборных щитов заводского изготовления. Последняя является более совершенным видом опалубки. Еще более совершенной является металлическая инвентарная опалубка, которая используется обычно при серийном изготовлении бетонных конструкций, т. е. на специальных заводах и полигонах. Опалубка разделяется также на стационарную, т. е. неподвижную, и скользящую. Скользящая опалубка применяется при бетонировании гладких прямоугольных и цилиндрических конструкций: резервуаров, силосных башень, элеваторов и т. п.

Вместо деревянной и металлической опалубки крупных и массивных железобетонных конструкций применяются также железобетонные плиты — оболочки, которые одновременно служат облицовкой этих конструкций.

Длительный период твердения монолитного бетона (28 и более дней) в конструкциях приводит к задержкам в строительном производстве и вызывает некоторое удорожание его стоимости. Поэтому в крупных городах и промышленных центрах, а также на крупных стройках при наличии надлежащих для этого условий целесообразно применять только сборные бетонные детали и конструкции, изготовленные на специальных заводах. Бетонные и железобетонные конструкции заводского изготовления называются сборными, а отсюда возникло и общее их название — сборный бетон и сборный железобетон.

armaturaДля улучшения строительных качеств бетона в него закладывают стальной каркас-арматуру, в результате чего бетон превращается в железобетон. Арматура может быть трех видов:
а) штучная,
б) в виде арматурных каркасов (пакетов),
в) в виде арматурных ферм.

Штучная арматура делается из круглых стальных прутков толщиной от 6 до 30 мм. Пруткам придаются предусмотренные проектом конфигурация и размеры. Между собой отдельные прутки скрепляются вязальной проволокой либо соединяются электросваркой.

Арматурные каркасы делаются также из круглых стальных стержней периодического сечения толщиной от 30 до 120 мм. Стержни каркаса соединяются между собой электросваркой. Размеры и конфигурация каркаса определяются проектом.

Арматурные фермы проектных видов и размеров выполняются из профильного стального проката: двутавров, швеллеров, уголков и стальных листов. Отдельные элементы армоферм соединяются между собой также посредством электро или газосварки.

Арматура в бетоне разделяется на обычную и предварительно-напряженную. Стержни последней перед укладкой бетона растягиваются (напрягаются) специальными натяжными устройствами. После затвердения бетона натяжные устройства снимаются. Применение предварительно-напряженной арматуры обеспечивает увеличение прочности конструкций с одновременным уменьшением (примерно на 30%) расхода стали и снижает расход цемента.

Норма армирования бетона определяется проектным расчетом и колеблется в пределах от 25 до 100 кг и более на 1 м3 бетона.

Железобетонные конструкции одинаково хорошо воспринимают как сжимающие, так и растягивающие, изгибающие и другие нагрузки. Поэтому железобетон применяется для изготовления каркасов любых зданий и возведения любых сооружений, а также для изготовления элементов перекрытий, ферм железнодорожных и автодорожных мостов, для возведения зернохранилищ и нефтехранилищ и т. д. Железобетон заменяет металл, древесину и другие дорогие и дефицитные конструкционные материалы. Особенно прогрессивным является сборный железобетон в виде деталей и конструкций (а также целых блок-секций зданий) заводского изготовления.