§ 5.4. Железобетон

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и арматурной стали.

Взаимодействие столь различных материалов весьма эффективно: бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и надежно защищает ее от коррозии, так как в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда; монолитность бетона и арматуры обеспечивается также относительной близостью величин их коэффициентов линейного расширения (для бетона от 7,5 • 10 до 12«КГ6, для стальной арматуры 12.10"6).

Железобетон используется в виде сборных и монолитных конструкций. Сборные конструкции изготовляются на специальных заводах железобетонных конструкций в многократно используемых формах и средствами транспорта доставляются к месту строительства, где из них возводят здания и сооружения. Конструкции из монолитного железобетона изготовляются непосредственно на месте, в качестве форм используются различного вида опалубки. В этом случае к месту строительства подвозятся раздельно' бетон и арматура. Монолитный железобетон в основном применяют в гидротехническом строительстве.

В промышленном и гражданском строительстве используется сборный железобетон, позволяющий превращать строительную площадку в площадку монтажа сооружений из готовых деталей и конструкций, тем самым облегчать и улучшать условия работы строителей, особенно в зимнее время, ускорять, а ; иногда и удешевлять строительство. В нашей стране с каждЬш годом увеличивается производство и применение предварительно напряженных железобетонных конструкций. В этих конструкциях свойства бетона и арматуры используются наиболее полно. Основная идея этих конструкций состоит в том, что путем искусственного предварительного обжатия бетона в тех местах конструкций, где эксплуатционная нагрузка вызывает растягивающие усилия, появление нежелательных растягивающих напряжений в бетоне отодвигается на более поздний этап загружения или даже совсем исключается. Таким образом, принципиальное отличие предварительно! напряженных конструкций от обычных заключается в том, что еще до установки в эксплуатационное положение, т.е. при отсутствии внешней нагрузки, в них уже будут выгодные с точки зрения эксплуатации начальные напряжения

Конструкция рассчитывается и изготовляется т^ак, чтобы в растянутой зоне бетон либо вообще не испытывал растягивающих усилий, 'либо, имели место растягивающие усилия, j не приводящие к появлению трещин. | В предварительно напряженных конструкциях растянутая арматура и сжатый бетон испытывают более значительные нагрузки, но материал работает полнее, что позволяет изготовлять более легкие и экономичные конструкции.

Арматура — это стальные стержни, проволока, пряди, канаты или прокатные профили (5.10), закладываемые в бетон для получения железобетонных конструкций необходимой прочности, жесткости, трещиностойкости. По своему назначению в бетоне арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая воспринимает нагрузки, монтажная необходима для обеспечения правильного расположения рабочей арматуры. Для улучшения свойств арматуры ее иногда подвергают упрочнению. Упрочнение может достигаться вытяжкой, протяжкой, обжатием, посредством нагревания и охлаждения (термически упрочненная арматура).

Предварительное обжатие бетона чаще всего достигается путем предварительного натяжения арматуры и последующей ее анкеровки в бетоне. По способу изготовления различают два вида предварительно напряженных конструкций: в первом случае предварительное напряжение арматуры производят до затвердевания бетона, во втором — после приобретения бетоном определенной прочности.

Производство изделий из железобетона может осуществляться несколькими способами.

Стендовый способ — изделия готовятся в стационарных (неподвижных) формах; необходимое для их изготовления оборудование (краны, бетоноукладчики, приспособления для ускорения твердения и др.) перемещается в пределах стенда от одной формы к другой в определенной технологической последовательности. По стендовой технологии готовятся предварительно напряженные крупноразмерные изделия (балки, фермы), объемные изделия (блок-комнаты, фундаменты). Большое распространение получила разновидность стендовой технологии — кассетное производство в основном стеновых панелей, плоских плит и панелей.

Поточио-агрегатный способ — все операции выполняются на специальных постах, оснащенных необходимым оборудованием и представляющих поточную технологическую линию. В пустую форму укладывается арматура, затем ее заполняют бетоном и краном перемещают с поста на пост. Иногда некоторые операции совмещаются на одном посту. Поточно-агрегатная схема получила широкое распространение за счет основного достоинства — универсальности и легкости перехода от изготовления одного вида изделия к другому. Этот способ наиболее распространен на заводах малой и средней производительности (менее 100 тыс. м /год).

Конвейерный (поточно-агрегатный) способ — выполнение операций производится в определенном заданном ритме. Перемещение поддонов, на которые устанавливаются формы, осуществляется по специальным каткам — конвейерам. Технологическая линия работает по принципу замкнутого пульсирующего конвейера. Эту технологию применяют на крупных заводах, так как она обеспечивает комплексную механизацию и автоматизацию технологических процессов. Выбор технологической схемы зависит от условий производства и характеристики изделий.

Изготовление изделий в заводских и полигонных условиях регламентируется инструкциями и руководствами, в частности «Руководством по тепловой обработке бетонных и железобетонных изделий» или «Руководством по технологии изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций». Готовые железобетонные и бетонные изделия хранятся на заводских, центральных и приобъектных складах. Транспортировка их может осуществляться всеми видами транспорта (автомобильным, железнодорожным, водным и др.).