1. Сущность инства и недостатки железобетона

1. Сущность железобетона.Достоинства и недостатки железобетона

Прочность бетона на растяжение в 15-20 раз ниже, чем прочность на сжатие. Предельная растяжимость бетона (0,15 мм на 1 м), а предельная сжимаемость (2 мм на 1 м). Низкая прочность на растяжение не позволяет использовать неармированный бетон в конструкциях, испытывающих растяжение. Поэтому из бетона выполняют конструкции, воспринимающие сжимающие усилия: стены, фундаменты, колонны, подпорные стенки и др. 0,015% btu  0,2% bu 

Разрушение бетонных балок происходит от разрыва нижних наиболее растянутых волокон (рис. 1, а). При этом несущая способность сжатой зоны балки используется не более чем на 5…7%. Поэтому растянутую зону балки усиливают путем введения упрочняющих элементов, чаще всего, в виде стальной арматуры. Относительное удлинение стальной арматуры при растяжении в тысячу раз превышает относительное удлинение бетона.

При достаточном армировании железобетонная балка разрушится при полном исчерпании несущей способности сжатой зоны бетона (рис. 1,

Рис. 1. Схема разрушения балки:

а – бетонной; б – железобетонной; 1 – нулевая (нейтральная линия), 2 – сжатая зона балки; 3 – растянутая зона балки; 4 – нормальные трещины; 5 – наклонные трещины; 6 – стальная арматура; 7 – разрушение бетона сжатой зоны.

Железобетон – это комплексный строительный материал, в котором бетон и арматура, соединенные взаимным сцеплением, работают под нагрузкой как единое монолитное тело. Бетон предназначается для восприятия преимущественно сжимающих усилий, а арматура – растягивающих.

К достоинствам железобетонных конструкций относятся:

 высокая прочность:  большая долговечность;  высокая степень огнестойкости;  стойкость против атмосферных воздействий;  малые эксплуатационные расходы на содержание;  гигиеничность;

 экономичность ввиду повсеместной доступности сырья.

Недостатки железобетонных конструкций.

За счет сцепления с арматурой бетон работает под нагрузкой совместно с арматурой. Предельная растяжимость бетона в тысячу раз меньше предельной растяжимости стальной арматуры, поэтому при совместном растяжении цельность бетона сохраняется только в начальный период эксплуатации (см. рис. 1, б). Напряжения в арматуре в период образования трещин всегда незначительны по сравнению с предельной прочностью арматуры.

С увеличением внешней нагрузки в изгибаемых балках происходит развитие по высоте сечения балки трещин, резко уменьшается высота сжатой зоны, снижается жесткость балки, что приводит к возрастанию прогиба.

С учетом вышеизложенного к недостаткам железобетонных конструкций без предварительного напряжения относятся:

 низкаятрещиностойкость вследствие слабого включения в работу арматуры в период образования трещин, быстрое их раскрытие и быстрый рост прогибов;

 нерациональность использования в железобетонных конструкциях без предварительного напряжения высокопрочной арматуры;

 невыгодность использования бетонов повышенной и высокой прочности, поэтому железобетонные конструкции без предварительного напряжения обладают большой массой, что ограничивает величину перекрываемых пролетов;

Достоинства и недостатки железобетона как строительного материала

Железобетон один из самых популярных современных строительных материалов. Почему железобетон стал популярным среди строителей? А все дело в оптимальном сочетании цены и качества. Цены доступны, несмотря на высокое качество.

Бетон превосходно сопротивляется сжатию, но при растяжении в 12-15 раз прочность бетона уменьшается, а сталь имеет очень высокую прочность и отлично сопротивляется как сжатию, так и растяжению. Основная специфика железобетона состоит в том, что при сочетании двух металлов они работают вместе вплоть до разрушения. Бетон защищает арматуру от воздействия негативных климатических условий.

В современном строительстве выделяют такие виды железобетонных изделий:

1. Монолитные ЖБИ. Особенность такого вида изделия состоит в том, что конструкция необходимой формы заливается бетоном непосредственно на стройке.
2. Сборные ЖБИ — такие изделия применяются в строительстве в готовом виде. Данный вид железобетонных конструкций изготавливается в промышленных условиях.
3. Сборно-монолитные ЖБИ (соединение элементов двух первых видов).

Данные виды железобетона изготавливаются в зависимости от цели строительства, особенностей объекта и условий строительства.

Во время капитального строительства железобетон является основным материалом, и он пользуется значительным спросом. Поэтому мы постоянно сталкиваемся с изделиями из железобетона: лестничные площадки в многоэтажных домах, мосты, различные перекрытия в домах. Во время строительства дорог используются тоже железобетонные конструкции: бордюры, специальные тротуарные плитки, разнообразные плиты, к примеру, для взлетной линии аэродрома. Во время жилищного строительства используют кольца, трубы, панели.

Возведение стен из железобетона – это легкий и дешевый способ постройки зданий. И при возведении коммерческих зданий чаще всего используют данный строительный материал, потому что это быстрый вид строительства.

Но, несмотря на популярность данного строительного материала, в его использовании есть свои преимущества и недостатки.

Преимущества железобетона:
1. Изделия из железобетона долговечны.
2. Высокая сопротивляемость атмосферным воздействиям.
3. Изделия из железобетона отличаются высокой прочностью.
4. Конструкции из ЖБИ огнеустойчивы.
5. Высокая сейсмостойкость.
6. Низкая себестоимость.

Недостатки железобетона:
1. Изделия из железобетона имеют очень большой вес.
2. Высокая тепло- и звукопроводность.
3. Трудно что-то изменить или укрепить.
4. Нужны квалифицированные рабочие для работы с таким материалом.
5. Появление трещин на бетоне.
6. Повышенные затраты во время транспортировки.

Плиты из железобетона – это самый популярный из строительных материалов как в жилищном строительстве, так и в промышленном строительстве, даже, несмотря на выше перечисленные недостатки. Плюсы просто перекрывают все минусы данного материала.

Во время изготовления железобетона используют бетон различной марки. Он бывает легким, тяжелым, специальным и ячеистым. Все эти компоненты придают железобетонным изделиям различные свойства. При возведении зданий из железобетона, обязательно следует учитывать текучесть грунта или продумать плавающий фундамент, либо не использовать такие конструкции.

Достоинства и недостатки железобетона

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал, который был искусственно создан человеком на основе бетона и стали. Первоначально запатентованное в середине девятнадцатого столетия французом Жозефом Монье изобретение находило применение лишь при ручном изготовлении емкости для домашних растений. Однако спустя время люди смогли оценить все его преимущества, и в наши дни железобетон стал наиболее востребованным строительным материалом во многих отраслях. На основе композиции из бетонного раствора из стали создают прочные и долговечные многоэтажные здания, сооружения, объекты, а также прочные и практичные железобетонные изделия.

Секрет популярности

Железобетон занимает лидирующие позиции на рынке строительства среди всех материалов, пользуясь огромным спросом в наши дни. Секрет его популярности заключается в сочетании ряда экономических и технологических достоинств, которые выделяют его среди прочих конкурирующих материалов. Благодаря доступной стоимости материала, удается снизить затраты на строительство многоэтажных зданий и сооружений, мостов, причалов промышленных объектов. При этом железобетонные конструкции позволяют обеспечить необходимую прочность, долговечность и надежность конструкций.

Достоинства железобетона

В настоящее время железобетон находит применение в виде отдельного материала для монолитных конструкций, которые заливаются непосредственно на строительной площадке. Модули и элементы, которые производятся на заводах-изготовителях, выступают в качестве унифицированных железобетонных изделий (ЖБИ), которые отличаются особыми возможностями и характеристиками. При этом железобетон, как материал обладает рядом преимуществ, которыми обусловлена экономическая эффективность его практического применения. Среди них:

• высокий уровень огнестойкости. Бетон и сталь не являются горючими материалами, а потому готовые здания и сооружения не подвержены горению и не поддерживают распространение огня;
• готовый раствор может быть приготовлен не только на предприятии, но и на строительной площадке, не требуя большого числа работников;
• железобетон имеет высокую механическую прочность, высокую сопротивляемость нагрузкам. Целостность конструкции обеспечивается за счет армирования, при помощи которого связывается раствор, не допуская появления разрушений;
• материал является стойким к окислению и устойчивым к появлению коррозии.
• продолжительность срока службы железобетона насчитывает не менее 70 лет, позволяя строить долговечные здания и сооружения;
• железобетон является инертным и не вступает в реакцию с другими веществами, оказываясь не подверженным гниению и распространению грибка;
• материал выделяется невысокой стоимостью;
• наличие разнообразных видов арматуры для упрочнения, видов растворов, обладающих разными свойствами;
• монолитное бетонирование с применением стальных конструкций позволяет возводить сооружения сложной формы и конструкции;
• склонность к самоуплотнению. При воздействии влаги на химический состав бетонный раствор не только может сохранять свои прочностные показатели, но и увеличивают их с течением времени;
• устойчивость ко всем видам динамических и статических нагрузок;
• высокая степень гигиеничности материала;
• небольшие расходы на обслуживание в процессе эксплуатации. По сравнению с прочими видами строительных материалов, а именно: деревом, железом, железобетон является не требовательным и наиболее устойчивым ко всем видам воздействия;
• наличие широкого разнообразия заполнителей с различной фракцией и свойствами для производства растворов с необходимыми характеристиками;
• способность к сдерживанию радиации и излучений;
• доступность сырьевой базы.

Отдельные преимущества вдобавок к вышеуказанным имеют готовые железобетонные изделия:

• здания и сооружения, выполненные из ЖБИ, имеют высокую сейсмическую устойчивость;
• богатый ассортимент блоков, узлов, деталей, конструкций позволяет производить строительство в любое время года, вне зависимости от климатических и температурных условий, способствуя снижению сроков монтажа;
• удобные блоки имеют высокую прочность, надежность и долговечность, благодаря соблюдению технологии производства в заводских условиях;
• высокая трещиностойкость;
• возможность для проведения контроля над всеми стадиями работы;
• практичность и универсальность. Блоки позволяют строить любые дома, строения и сооружения;

Недостатки железобетона

К числу недостатков железобетона и изделий, созданных на его основе можно отнести:

• большой вес. Все железобетонные конструкции отличаются высокой массой, которая повышает требования к фундаменту и расходы на его строительство;
• высокий уровень теплопроводности, необходимость утепления зданий из железобетона;
• затрудненный процесс демонтажа зданий и сооружений, выполненных на основе железобетона;
• трудоемкость при строительстве опалубки при возведении монолитных конструкций;
• необходимость соблюдения определенных температурных условий для застывания бетонного раствора;
• высокий уровень звукопроводности материала и необходимость использования звукоизоляции;
• необходимость наличия квалифицированного персонала и кадров для приготовления раствора по технологии и его практического применения при проведении монолитного строительства, а также при изготовлении ЖБИ;
• возможность растрескивания поверхностей вследствие усадки основания;
• трудоемкость работ связанных с необходимым усилением конструкций зданий и сооружений из железобетона, а также их доработками и изменениями;
• необходимость привлечения специальной грузоподъемной техники для проведения монтажных и погрузочно-разгрузочных работ при транспортировке железобетонных изделий.

Классификация ЖБИ, виды конструкций и бетонов

В настоящее время в индустрии строительства востребованы различные виды бетонов, которые дифференцируются по ряду признаков и критериев

Разновидности ЖБИ

В зависимости от методики, используемой при изготовлении, железобетонные конструкции разделяются на следующие категории:

• железобетон монолитного типа – сооружения, построенные по данной технологии, отличаются тем, что раствор обретает необходимую форму благодаря опалубке. При этом формы заливаются непосредственно на строительной площадке на месте возведения объекта;
• конструкции сборные. Изготовление таких изделий реализуется на заводе-изготовителе. При этом к месту установки их транспортируют в готовом виде;
• железобетонные изделия сборно-монолитной конструкции, которым свойственны характеристики, как сборных, так и монолитных типов изделий.

Целесообразность использования любого из упомянутых видов ЖБИ устанавливается специалистами проектных организаций индивидуально на основании расчетов и анализа условий строительства объекта.

Типы бетона

При изготовлении железобетонных конструкций находят применение различные типа бетонных растворов, которые отличаются включением в их состав специальных и вяжущих компонентов. Среди них:

• ячеистые бетоны – растворы, выполненные на основе кремнеземистого заполнителя и минеральных вяжущих веществ;
• легкие и тяжелые бетоны – силикатные растворы, выполненные на основе песка, цемента, воды и пористых заполнителей с крупной фракцией, а также цемента и воды с крупными и мелкими заполнителями увеличивающими плотность соответственно;
• специальные разновидности растворов, которые отличаются заданными характеристиками в области огневой стойкости, химической устойчивости, с ярко выраженными декоративными свойствами и т. д.

Богатый выбор добавок и материалов позволяет изготовителям обеспечить изделия необходимыми качествами и эксплуатационными характеристиками.

Виды конструкций

Изделия и конструкции, выполненные из железобетона, разделяются в зависимости от типа примененной в процессе изготовления арматуры:

• с жесткой арматурой изготавливаются наиболее прочные и массивные несущие конструкции и закладные детали;
• с использованием гибкой предварительно напряженной, а также ненапряженной арматуры

Область применения

Одним из глобальных преимуществ железобетона является его широкая сфера использования, которая охватывает различные направления строительства. Среди них:

• использование железобетона для строительства многоэтажных жилых домов, комплексов, заведений, торговых центров;
• возведение сельскохозяйственных объектов;
• применение в гидротехни­ческом строительстве при конструировании объектов высокой ответственности дамб и плотин гидроэлектростанций, корпусов и оснований под атомные реакторы, тепловые электростанции;
• строительство объектов транспортной инфраструктуры: причалов, эстакад, набережных, мостов, подземных тоннелей, путепрово­дов, метрополитенов, объектов инфраструктуры железных и автомобильных доро­г, оснований и покрытий дорог, аэродромов, изготовление железобетонных шпал, опор контактной сети;
• сооружение инженерных сооружений, в числе которых водонапорные башни, различные резервуары, тру­бы и. т. д.;
• использование в сфере энергетики для обустройства фундаментов, корпусов объектов, для изготовления опор для прокладки ЛЭП, крепления и фиксации осветительных приборов наружного освещения;
• возведение зданий и сооружений транспортного, гражданского, сельскохозяйственного и промышленного назначения;
• ведения промышленного строительства в машиностроении, судостроении, горнодобывающей, металлургической, химической и других отраслях промышленности для возведения объектов, фундаментов, креплений подземных выработок и т. д.;
• применение бетонных растворов для изготовления саркофагов, в нефтедобывающей промышленности;
• использование железобетона для строительства малоэтажной недвижимости, конструирования загородных домов, объектов ландшафтного дизайна.

Выводы

Невзирая на наличия ряда недостатков, железобетонные изделия были и продолжают оставаться перспективными для современного строительства. Высокие технико-экономические показатели армированного бетона позволяют не только сохранить лидирующие позиции материала на рынке, но и расширять сферу его применения. Подавляющее большинство архитектурных проектов современности включает в себя железобетонные компоненты, а в ряде случаев преимущественно базируются на прочности армированного бетона. Высокая популярность монолитного строительства и железобетонных изделий влечет за собой повышение ассортимента продукции в этом сегменте.

Источник https://studfile.net/preview/4294257/

Источник http://oks-metall.ru/invormacija/posts/303-preimushestva-i-nedostatki-zelezabetona

Источник https://oz-gbi.ru/stati/dostoinstva-i-nedostatki-zhelezobetona/