Глава 7. Бетонные и железобетонные изделия

7.1. Общие сведения о железобетоне и его классификация

Как известно, бетон имеет существенный недостаток, присущий почти всем искусственным и природным материалам, — он хорошо работает на сжатие, но плохо сопротивляется изгибу и растяжению. Прочность бетона при растяжении — 1/10–1/15 его прочности на сжатие. Чтобы повысить прочность бетонных конструкций на изгиб и растяжение, в бетон укладывают стальную проволоку или стержни, называемые арматурой. Арматура в переводе с латинского означает “вооружение”, т.е. стальная арматура как бы “вооружает”, укрепляет бетон. Армированный стальными стержнями бетон называют железобетоном.

Железобетонные изделия и конструкции изготовляют как с обычной, так и с предварительно напряженной арматурой (растянутой до начала укладки бетона). Обычный способ армирования (укладка стальных стержней в растянутую зону) не предохраняет конструкцию от появления в ней трещин, так как бетон обладает весьма незначительной растяжимостью. В эти трещины проникает влага и газы, которые вызывают коррозию арматуры; кроме того, с появлением трещин увеличивается прогиб конструкции. Значит, растянутую зону нужно сжать. Это достигается предварительным напряжением арматуры. Ее растягивают на специальных машинах, а затем укладывают в бетонную смесь. Стержни сжимаются, а вместе с ними за счет сцепления сжимается и бетон.

Основными преимуществами предварительно напряженного железобетона являются его повышенная трещиноустойчивость, хорошее сопротивление динамическим воздействиям и возможность использования высокопрочных бетона и стали, что позволяет значительно сэкономить металл и снизить стоимость строительных конструкций.

Железобетонные изделия могут быть классифицированы по следующим признакам.

По способу армирования. В этом случае их делят набетонные (не армированные стальной арматурой) и железобетонные (армированные). Железобетонные конструкции, в свою очередь, подразделяют на предварительно напряженные и с обычным армированием.

По способу выполнения железобетонные конструкции могут быть сборными, из элементов заводского или полигонного изготовления, и монолитными, возводимыми непосредственно на месте строительства.

По виду бетона. Из обыкновенного (тяжелого) бетона изготовляют несущие конструкции (колонны, балки), воспринимающие в процессе эксплуатации значительные нагрузки. Из легкого бетона делают, как правило, ограждающие конструкции (стеновые панели, панели перекрытий), так как он обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами.

По массе различают детали и конструкции, которые могут быть уложены на место посредством малой механизации, а также вручную, и крупноразмерные, которые транспортируют и монтируют при помощи средств большой механизации.

По строению конструкции и детали могут быть сплошными или пустотелыми, а также изготовленными из одного или нескольких составов бетона.

7.2. Материалы для железобетона

Бетон. Для возведения конструкций или отдельных частей гидротехнических сооружений, постоянно или периодически подверженных воздействию водной среды, применяют гидротехнический бетон, проектная марка которого по морозостойкости и водонепроницаемости принимается в зависимости от режима эксплуатации конструкций, расчетной зимней температуры и класса сооружения.

Для предварительного назначения классов и марок бетона можно пользоваться данными табл. 7.1.

Таблица 7.1