Преимущества железобетона перед бетоном

Обновлено: 08.05.2024

Виды железобетонных конструкций и область их применения железобетона

Достоинства и недостатки железобетона.

К основным достоинствам железобетона, обеспечивающим ему широкое примене­ние в строительстве, относятся:

- вы­сокая механическая прочность при сжатии,

- хорошая сопротивля­емость сейсмическим и другим динамическим воздействиям,

- воз­можность возводить конструкции любой формы,

- малые эксплуата­ционные расходы на содержание зданий и сооружений (по сравне­нию с металлическими и деревянными конструкциями),

- хорошая сопротивляемость атмосферным воздействиям,

- высокая гигиенич­ность, способность задерживать радиоактивные излучения,

- почти повсеместное наличие крупных и мелких заполнителей, в больших количествах идущих на приготовление бетона.

Все эти факторы делают железобетон доступным к применению практически на всей территории стра­ны. Затраты электроэнергии на производство железобетонных кон­струкций значительно ниже по сравнению со стальными и ка­менными.

Недостатки железобетона:

- большая плотность (большой собственный вес),

- высокая звуко- и теплопроводность,

- трудоёмкость переделок и усилений,

- необходи­мость выдержки конструкции в опалубке до приобретения бетоном тре­буемой прочности,

- появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий.

Многие из этих недостатков могут быть полностью или частично устранены путём применения бетонов на пористых запол­нителях, специальной обработки (пропаривания, вакуумирования и т. п.), предварительного напряжения.

При общей оценке железобетона как строительного материала следует иметь ввиду, что отмеченные выше недостатки малозначи­тельны по сравнению с его достоинствами. Это привело к тому, что за исторически короткий промежуток времени (примерно 150 лет) железобетон занял доминирующее положение в строительстве.

Для современного ка­питального строительства железобетон является строительным ма­териалом № 1. В зависимости от способов возведения различают железобетонные конструкции:

- сборные, изготовляемые преимущественно на заводах стройиндустрии и затем монтируемые на строительных площадках;

- монолитные, полностью возводимые на месте строительства;

- сборно–монолитные, в которых рационально сочетается использование сборных железобетонных элементов заводского изготовления и монолитных частей конструкций.

Железобетонные конструкции различают по виду арматуры:

- с гибкой арматурой (без предварительного напряжения и с предварительным напряжением);

- с жесткой (несущей) арматурой.

Железобетон применяют в самых разнообразных отраслях строительства, находя в каждой из них свои подходящие области применения. Железобетон применяют:

- при возведении жилых домов, общественных зданий различного назначения, сельскохозяйствен­ных построек;

- при строительстве зданий и сооружений промышленного, гражданского и транспорт­ного назначения;

- в гидротехни­ческом строительстве (плотины, дамбы, гидроэлектростанции) и энергетическом строительстве (для возведения главных корпусов тепловых и атом­ных электростанций, атомных реакторов);

- при возведении различных инженерных сооружений (дымовые тру­бы, телевизионные и водонапорные башни, резервуары и. т. д.).

- в транспортном строительстве (для возведения мостов, водопропускных труб, путепрово­дов, метрополитенов, тоннелей на железных и автомобильных доро­гах, подпорных стенок, для покрытия дорог и аэродромов, железобетонные шпалы, желе­зобетонные опоры контактной сети);

- в горной промышленности для надшахтных сооружений и крепления подземных выработок;

- нередко в судо­строении (например, из железобетона изготовляют корпуса барж) и машиностроении (для изготовления станин и опорных частей тя­жёлых станков и прессов).

В последние десятилетия железобетон стали использовать при взведении платформ для добычи нефти со дна морей в зоне шельфа и для устройства саркофагов и скафандров для захоронения радио­активных отходов и хранения радиоактивных материалов.

Прогнозы показывают, что в нынешнем столетии железобе­тон останется основным строительным материалом для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назна­чения.

Краткие исторические сведения о возникновении и раз­витии железобетона.

Развитие строительных конструкций, в том числе и железобетонных, неразрывно связано с условиями матери­альной жизни общества. Появление железобетона во второй поло­вине 19 века совпало по времени с периодом ускоренного развития промышленности, торговли и транспорта. В этот период возникла потребность в строительстве большого числа фабрик, заводов, мо­стов, портов и других сооружений. Как следствие этого увеличи­лась потребность в строительных материалах.

С одной стороны это привело к вздорожанию уже известных материалов, а с другой - послужило толчком к появлению новых строительных материалов. К тому же для строительства мостов и многих промышленных зда­ний с дорогим и сложным оборудованием стала ощущаться острая потребность в новых огнестойких, дешевых и надежных в эксплу­атации строительных конструкциях. Это привело к появлению но­вого строительного материала — железобетона, в котором удачно сочетались лучшие качества каменных материалов и стали.

В 2009 году исполнилось 160 лет со времени изобретения железо­бетона. Хотя на звание родины этого материала претендовали также Англия и США, приоритет все-таки следует отдать Франции. Фран­цузы подчеркнули этот факт, отпраздновав столетие железобетона в 1949 году.

Появление железобетона вызвало революционные преобразова­ния в строительстве, влияние которых на современную цивилиза­цию можно сравнить лишь с влиянием таких великих открытий как автомобиль, радио, ядерная реакция. В прошлом веке железобетон получил широкое распространение как материал, имеющий обшир­ную сырьевую базу, экологически безопасный, наиболее подходящий для изготовления различных строительных изделий, конструкций и систем.

Весь короткий исторический путь развития железобетонных кон­струкций (по сравнению с конструкциями из дерева, камня и стали) можно условно разделить на 4 периода.

1. Период возникновения железобетона (1849-1885 гг.) характе­ризуется появлением первых конструкций из армированного бетона. В этот период железобетонные конструкции появились практически одновременно в нескольких высокоразвитых странах (Франции, Ан­глии, США и Германии), где уже производился цемент и стальной прокат.

Первым документально зафиксированным изделием из железо­бетона явилась лодка, построенная в 1849 году Жаном Луи Ламбо, адвокатом по профессии. В 1854 году штукатур из Ньюкасла Вильям Уилкинсон получил патент на конструкцию огнестойкого перекрытия, состоящего из железных полос, укладываемых на рас­стоянии 50 см друг от друга и заливаемых бетоном. Причём для по­вышения прочности перекрытия в пролете полосы укладывались в нижней части сечения, а над опорами отгибались в верхнюю часть. Уилкинсон был первым, кто понял принцип рационального армирования железобетона. В 1867 году французский садовник Жозеф Монье получил патент на изготовление кадок для цветов из железа и цемента. Длительное время, особенно в России, Монье считался изобретателем железобетона. Он получил во многих странах мно­жество разнообразных патентов на конструкции из железобетона (шпалы, трубы, балки и даже мосты). В 1880 году патент на желе­зобетон был получен им и в России.

На развитие железобетона в Англии большое влияние ока­зал французский инженер Франсуа Генебик. Его фирма выиграла несколько подрядов на сооружение различных зданий. Им были по строены мельницы, силосы для хранения зерна, водонапорные баш­ни, портовые сооружения и др.

В 1864 году Франсуа Куанье построил во Франции первую цер­ковь из железобетона. В 1861 году он опубликовал брошюру "При­менение бетона в строительном искусстве", где впервые указал на то, что бетон и стальные стержни в нем работают совместно. Около 20 лет Куанье строил железобетонные сооружения во Франции и в других странах.

В России впервые железобетон был использован в 1879 году ин­женером Д.Ф. Жаринцевым при возведении стен зданий в г. Батуми.

В 1885 году в Германии инженер Вайс и проф. Баушингер провели первые научные опыты по определению прочности и огнестойко­сти железобетонных конструкций, сохранности стали в бетоне, сил сцепления арматуры с бетоном и пр. Тогда же впервые инженер Кёнен высказал предположение, затем подтверждённое опытами, что ар­матура должна располагаться в тех частях конструкции, где можно ожидать растягивающие усилия.

Исследования покрытий Царскосельского дворца показали, что русские мастера ещё в 1802 году применяли армированный бетон, однако не считали, что получили новый строительный материал, и не патентовали его.

В 1900 году на Парижской всемирной выставке железобетон был официально признан надежным строительным материалом. Но уже с 1898 года железобетонные конструкции нередко применялись в России при строительстве железнодорожных сооружений, шоссейных дорог, в промышленном и граждан­ском строительстве. За несколько лет было построено более тридцати железо­бетонных путепроводов и мостов. Пер­вые в мире ТУ на железнодорожные со­оружения из железобетона МПС России утвердило в 1908 году.

В 1908 году проф. А.Ф. Лолейт за­проектировал и построил в Москве че­тырехэтажный склад молочных продук­тов с безбалочными перекрытиями. С этого момента железобетон в России на­чал постепенно вытеснять сталь и дерево при выполнении несущих конструкций зданий и сооружений.

Значительные по размаху и глубине исследования несущей спо­собности и трещиностойкости железобетонных конструкций были проведены в конце 19 и начале 20 столетия в Германии под руковод­ством профессоров Мёрша, Баха, Графа, Эмпергера. Полученные результаты были положены в основу разработки теории железобето­на и нормативных документов по проектированию таких конструк­ций.

В годы первых пятилеток вследствие больших объемов строи­тельства и тенденции экономии стали, необходимой для нужд маши­ностроения, железобетон постепенно занимает доминирующее поло­жение в капитальном строительстве. Широкое распространение по­лучают монолитные неразрезные балочные перекрытия, многопро­летные и многоярусные рамы (этажерки), арки, элеваторы, силосы, бункеры. В двадцатые годы в стране начиналось строительство крупных электростанций с широким применением бетона и железо­бетона (Волховская, Свирская, Днепровская ГЭС).

В 1928 году у нас в стране появились первые сборные железобе­тонные конструкции, которые затем стали все шире применяться в промышленном и гражданском строительстве.

В это же время начинают применяться тонкостенные простран­ственные конструкции: купола (первый тонкостенный купол диа­метром 28 м был возведен в Москве для планетария в 1928 году, оперный театр в Новосибирске в 1934 году был перекрыт куполом диаметром 55,5 м, который имел толщину оболочки всего 8 см), складки, цилиндрические оболочки, шатры и т. п. В этот период начиналось проектирование и строительство Московского метро.

Первые теоретические основы расчета железобетонных конструк­ций и принципов их конструирования были созданы трудами пер­вых исследователей железобетона Консидером, Генебиком (Фран­ция), Кёненом и Мёршем (Германия). К концу 19 века в общих чертах сложилась теория расчета железобетонных конструкций по допускаемым напряжениям, основанная на принципах сопротивления упругих материалов. Как выяснилось в дальнейшем, она имеет крупные недостатки.

Бурный рост применения железобетона вызвал необходимость совершенствования теории. Большой вклад в ее дальнейшую раз­работку внесли русские и советские ученые А.Ф. Лолейт (теория расчета по разрушающим усилиям, этот метод расчета применялся в СССР с 1938 по 1955 год), В.М. Келдыш, А.А. Гвоздев, С.М. Кры­лов (разработка метода расчета по предельным состояниям, теория расчета статически неопределимых конструкций по методу предель­ного равновесия), В.И. Мурашев (теория трещиностойкости и жест­кости железобетона), И.И. Улицкий, А.Е. Шейкин, П.И. Васильев, С.В. Александровский (исследования по теории ползучести бетона), К.В. Михайлов, Н.М. Мулин (разработка и исследование новых ви­дов арматуры), В.В. Михайлов, Г.И. Бердичевский, С.А. Дмитри­ев, А.П. Коровкин (разработка и исследование предварительно на­пряженных железобетонных конструкций), С.С. Давыдов (расчет и конструирование подземных сооружений) и многие другие.

4. Второй период широкого применения железобетона в нашей стране начался в 1946 году и продолжается по настоящее время.

После окончания Второй мировой войны весьма резко возрос­ла потребность в новом строительстве, и положение железобетона среди других строительных материалов стало доминирующим.

Железобетон стал основой не только промышленного и гидротех­нического строительства, но и жилищного, теплоэнергетического, транспортного, дорожного, сельскохозяйственного. Широкое приме­нение сборного железобетона совершило переворот в строительной технике. Появились заводские технологии изготовления железобе­тонных конструкций. Претерпели большие изменения конструктив­ные формы зданий и сооружений в связи с переходом на полно­сборное строительство. Создана обширная номенклатура типовых сборных железобетонных изделий для массового применения (бал­ки, фермы, панели, фундаментные блоки, дорожные и аэродромные плиты покрытия и др.). Использование сборного железобетона поз­волило вести строительство круглогодично и в огромных масшта­бах. Если объём применения сборных конструкций в СССР в 1955 году составил 12%, то в 1990 году он составлял уже около 60% от общего объёма производства железобетона.

Дальнейшим развитием теории железобетона стал созданный в нашей стране и применяемый с 1955 года единый метод расчета всех строительных конструкций по предельным состояниям, разработанный профессорами Н.С. Стрелецким, В.М. Келдышем, А.А. Гвозде­вым и др.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследова­ния, накопленный опыт строительства и достижения в области улуч­шения качества строительных материалов позволили за историче­ски короткий срок значительно повысить уровень железобетонных конструкций.

Об огромных возможностях железобетона как строи­тельного материала наглядно свидетельствуют такие здания и со­оружения:

1) Башня Московского телецентра в Останкино высотой 537 м с 385-метровой нижней предварительно напряженной частью из мо­нолитного железобетона.

2) Торговый центр в г. Челябинске, перекрытый без промежу­точных опор пологой сборно-монолитной оболочкой с размерами в плане 102x102 м.

3). Крытый рынок в г. Минске, перекрытый пологой сборно-монолитной оболочкой из аглопоритобетона с размерами в плане 103x103 м

3) В Париже оболочкой, представляющей в плане правильный треугольник со стороной 218 м, перекрыт выставочный павильон Дворца Техники. Оболочка опирается на три точки и перекрывает площадь 30000 м 2 . Толщина ее всего 100 мм. Поперечное сечение волнистое. Высота гофра 600 мм .(рис. 5).

4) В Сиэтле построен ребристый железобетонный купол пролё­том 220 м.

5) В 1998 году в Чикаго закончилось строительство небо­скреба "Миглин Вайтер" (125 этажей, Н = 610 м) с железобетонным каркасом.

6) Скульптура Родина-Мать в г. Волгограде.

7) Из железобетона возводятся дымовые трубы высотой до 420 м.

В настоящее время железобетон является основным конструк­тивным материалом в строительстве, так как он обладает высокой прочностью, долговечностью, стойкостью к воздействию высоких температур и агрессивных сред, способностью твердеть и наращи­вать прочность под водой, допускает изготовление конструкций са­мой разнообразной формы и не требует практически эксплуатаци­онных расходов. Около 85% всех несущих строительных конструк­ций, многие из которых монтируют из сборных элементов, выпол­няют сейчас из железобетона.

Такое положение сохраниться, види­мо, и в обозримом будущем. Однако в последнее десятилетие про­изошла некоторая переоценка ценностей в отношении применения сборного и монолитного железобетона. В целом с учетом значитель­ного повышения удельного веса транспортных расходов необходи­мо добиваться взвешенного соотношения между сборным и моно­литным строительством за счет совершенствования технологии из­готовления конструкций из монолитного железобетона и развития сборно-монолитных конструктивных решений. Кроме того, моно­литное строительство требует меньших затрат на создание произ­водственной базы (на 40. 45%).

Итогом обобщения научных исследований и опыта проектиро­вания явились действующие ныне нормы проектирования бетон­ных и железобетонных конструкций СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

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.

Преимущества железобетона перед бетоном

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.

Сборные и монолитные железобетонные конструкции

Сборные железобетонные конструкции и монолитные ЖБИ - базовый элемент современного строительства. Две эти технологии используются для возведения зданий, устройства фундаментов, строительства мостовых переходов, дамб, тоннелей, авиадуков, сетей коммуникаций и других инженерных сооружений.

Распространённость железобетонных конструкций ЖБК в строительстве объясняется их эксплуатационными свойствами.
Монолитные и сборные железобетонные системы:

• долговечны, огнестойки, отлично сопротивляются негативным факторам внешним среды (снег, дождь);
• воспринимают сжимающие и растягивающие нагрузки без разрушения и получения необратимых деформаций;
• обладают высокой сопротивляемостью динамическим нагрузкам (проезжающие автомобили, железнодорожные составы);
• при возведении зданий из монолитных и сборных железобетонных конструкций дальнейшая эксплуатация этих сооружений не требует значительных денежных средств.

Сборные железобетонные конструкции

Ключевой особенностью сборных жб конструкций является то, что их изготавливают в виде отдельных железобетонных изделий (ЖБИ), транспортируют на стройплощадку и уже здесь собирают в единую конструкцию. Возведение инженерных сооружений при использовании готовых сборных железобетонных конструкций в конечном итоге сводится к последовательному монтажу отдельных жб элементов сборной системы.

Примеры сборных железобетонных конструкций:

• сборные железобетонные лестницы;
• блок-комнаты и блок-квартиры;
• конструкции для устройства канализации;
• шахты лифтов;
• железобетонные стеновые блоки;
• фундаменты;
• каркасы зданий.

Сборный железобетон, а точнее жб изделия, из которых состоят сборные ЖБК конструкции, скрепляются сваркой или проволочной скруткой. Для этого в ЖБИ предусмотрены специальные выступы арматуры - стальные проушины. С их помощью железобетонные элементы надежно скрепляются друг с другом, обеспечивая прочное соединение.

Достоинства железобетонных сборных конструкций

• сжатые сроки возведения, сокращение времени и трудовых затрат на стройплощадке;
• строительство железобетонных конструкций практически не зависит от погодных условия;
• сборные ж б конструкции возможно изготовить с внешней отделкой (придать фактуру, отделать плиткой) в заводских условиях и не проводить отделочные работы на объекте;
• конструкции из сборного железобетона можно оперативно вводить в эксплуатацию, так как время на набор прочности бетона не требуется.

Недостатки сборных жб конструкций

• стоимость сборных конструкций из железобетона на 60-100% дороже, чем монолитное строительство;
• при возведении железобетонных зданий требуется тяжелая грузоподъемная техника;
• необходимость заделки стыков и швов при строительстве здания из сборных железобетонных изделий;
• возведение конструкций из жби имеет ограничения по массе и размерам;
• сборный железобетон в строительстве отличается низкой устойчивостью к динамической нагрузке.

Сборные бетонные сооружения оправданы в случае, если в конкретных условиях строительства конструкции из ЖБИ - максимально эффективный вариант; если требуется большое количество однотипных элементов, а максимальная масса каждого не превышает 10 тонн; если сроки строительства поджимают.

Монолитные железобетонные конструкции

Монолитная железобетоннаяконструкция - это технология, при которой элементы здания или сооружения изготавливаются непосредственно на стройплощадке с использованием опалубки, установкой арматурных каркасов и послойной укладкой бетона. После того как бетон наберет достаточную прочность, опалубку удаляют.

Достоинства и недостатки железобетона

На протяжении долгого времени одним из наиболее востребованных материалов в строительной отрасли был и остается железобетон. Конструкции, изготовленные на основе этого материала, называются железобетонными изделиями (ЖБИ).

Железобетон применяют практически во всех областях строительства, начиная от глобальных промышленных объектов и заканчивая возведением частных построек.

В чем же секрет продолжительной популярности ЖБИ, и почему они пользуются большим спросом и в наши дни? Прежде всего, дело в значительных технических и экономических преимуществах в сравнении с другими аналогичными материалами. При относительно демократичной цене железобетонные конструкции отлично выдерживают долговременную эксплуатацию.

В железобетонных изделиях бетон и стальная арматура замоноличиваются, образуя единый композит. В результате оба материала работают совместно, совмещая в ЖБИ свойства стали и бетона, что позволяет получить новый высококачественный материал, в котором достоинств гораздо больше чем недостатков.

Положительные качества ЖБИ

• высокая прочность — устойчивость к механическим и атмосферным вредоносным воздействиям. Причем со временем прочность ЖБИ увеличивается;
• высокая огнестойкость;
• сейсмостойкость;
• большой эксплуатационный срок;
• еще одним достоинством ЖБИ является их практичность.

Детали можно создавать любой формы непосредственно на месте строительства, а расходы на уход за ними низкие.

Отрицательные качества ЖБИ

Основной недостаток изделий из железобетона – это большой вес, что заметно затрудняет их монтаж и транспортировку. Поэтому производители стараются выпускать ЖБИ стандартного веса и размера. Также из-за внутренних напряжений, возникающих в железобетоне появляется риск образования трещин еще до эксплуатации.

Все эти недостатки не мешают ЖБИ оставаться востребованными и популярными. Именно железобетон является основным компонентом при изготовлении большого количества различных предметов. Практически каждый человек ежедневно сталкивается с разнообразными изделиями, сделанными на основе этого материала, потому что сегодня трудно найти отрасль, где бы ни использовали ЖБИ.

Предметы из железобетона

В процессе жизнедеятельности мы каждый день ходим по железобетонным лестницам. Возведение новых жилых и производственных зданий, строительство автомобильных и железнодорожных дорог, эстакад и мостов, прокладка инженерных коммуникаций это далеко не полный список, где применяются железобетонные изделия. Например: различные плиты и блоки, кольца, трубы, бордюры, тротуарная плитка.

Виды железобетонных изделий

Железобетонные изделия в зависимости от технологии их производства бывают следующих видов.

• Монолитный железобетон – основной особенностью данной разновидности ЖБИ является тот факт, что изделие нужной формы заливается бетоном непосредственно на месте строительства объекта.
• Сборные конструкции – данные изделия производятся промышленным способом и доставляются на место монтажа уже в готовом виде.
• Сборно-монолитные ЖБИ — в них совмещены первый и второй продукции.

Необходимость применения любого из вышеперечисленных видов изделия принимают в зависимости от целей и условий строительства того или иного объекта.

Типы бетона для изготовления ЖБИ

Для изготовления самого железобетона применяют разные типы бетона, которые отличаются наличием вяжущих и специальных компонентов входящих в его состав.

1. Тяжелые и легкие — цементные и силикатные бетоны.
2. Ячеистый бетон – цемент, известь, смешанный состав.
3. Специальные виды бетонов – химически стойкий, огнестойкий, декоративный и т. д.

Такой широкий выбор видов бетона дает производителям ЖБИ хорошую возможность придать изделиям разнообразные, порой уникальные свойства.

Преимущества и недостатки железобетона

Большое распространение железобетона в современном строительстве вызвано прежде всего его значительными техническими и экономическими преимуществами в сравнении с другими строительными материалами.

До 70—80% массы железобетона составляют местные каменные материалы (песок, гравий или щебень). Замена стальных и деревянных конструкций железобетонными позволяет экономнее расходовать в строительстве сталь и древесину, незаменимые в других отраслях народного хозяйства.

Особенно значительный технико-экономический эффект достигается при применении сборного и предварительно напряженного железобетона, изготовляемого индустриальными методами на предприятиях и полигонах.

Железобетон обладает рядом важных технических преимуществ. Прежде всего он отличается исключительной долговечностью благодаря надежной сохранности арматуры, заключенной в бетон. Прочность же бетона со временем не только не уменьшается, но может даже увеличиться.

Железобетон хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям, что особенно важно при строительстве открытых инженерных сооружений (эстакады, мачты, трубы, мосты и др.).

Конструкции из железобетона обладают высокой огнестойкостью. Практика показала, что защитный слой бетона толщиной 1,5-2 см достаточен для обеспечения огнестойкости железобетонных конструкций при пожарах. В целях еще большего увеличения огне-, а также жаростойкости применяют специальные заполнители (базальт, диабаз, шамот, доменные шлаки и др.) и увеличивают толщину защитного слоя до 3-5 см.

Железобетонные конструкции, благодаря их монолитности и большей жесткости по сравнению с конструкциями из других материалов, отличаются весьма высокой сейсмостойкостью.

Железобетону легко могут быть приданы любые целесообразные конструктивные и архитектурные формы. Эксплуатационные расходы по содержанию сооружений и уходу за конструкциями весьма низки.

По затратам времени на изготовление и монтаж сборные железобетонные конструкции могут конкурировать со стальными, особенно при изготовлении железобетонных конструкций методом проката, кассетным способом, при монтаже с колес и применении других прогрессивных методов изготовления и монтажа.

К недостаткам железобетонных конструкций следует отнести:

1) относительно большой собственный вес;

2) сравнительно высокую тепло- и звукопроводность, требующую в некоторых случаях устройства специальной изоляции;

3) сложность производства работ, особенно в зимнее время, и при изготовлении предварительно напряженных конструкций, потребность в квалифицированных кадрах, специальном оборудовании, пропарочном хозяйстве; необходимость систематического контроля за правильностью расположения арматуры, дозировкой составляющих бетонной смеси, ее укладкой и другими операциями;

4) возможность появления трещин до приложения эксплуатационной нагрузки (от усадки и собственных напряжений в железобетоне по технологическим причинам), а также от действия внешних нагрузок из-за низкого сопротивления бетона растяжению.

Сравнить достоинства и недостатки монолитных и сборных железобетонных конструкций.

По сравнению с монолитными железобетонными конструкциями сборные отличаются высоким качеством и долговечностью; их использование позволяет сократить расход стали и бетона, исключить нерациональное использование древесины для устройства подмостей, опалубки, перенести основную часть работ по возведению зданий и сооружений на завод с высокомеханизированным технологическим процессом, упростить производство работ в зимний период; создаются широкие возможности для индустриализации строительства.

Недостатком сборных железобетонных изделий являются их значительный вес и размеры, что требует специализированного транспорта при их перевозке и грузоподъемных средств при монтаже. Благодаря применению сборного железобетона возведение жилых и промышленных зданий перешло на строительство по типовым проектам из конструкций заводского изготовления. Промышленность сборного железобетона превратилась в технически оснащенную отрасль строительной индустрии. Сборный железобетон является ведущим конструкционным материалом в индустриальном строительстве.

Чем вызвана необходимость использования предварительного напряжения арматуры.

Применение предварительно напряженного железобетона позволяет снизить массу конструкций, увеличить их жесткость, сократить расход арматуры и предупредить появление трещин в растянутой зоне, а значит, повысить долговечность конструкций. Применение железобетонных изделий и конструкций с предварительным напряжением постоянно расширяется.

В настоящее время сборные бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготовляют для всех основных частей современных зданий и сооружений: фундаментные плиты и блоки, элементы каркаса зданий и междуэтажных перекрытий, стеновые панели и блоки, лестничные марши и площадки, элементы для специальных видов строительства (подземного, дорожного, гидротехнического, мостостроения).

Задание 14

Дать определение силикатного кирпича.

Силикатный кирпич представляет собой искусственный безобжиговый стеной строительный материалы, изготовляемый прессованием под большим давлением смеси кварцевого песка, извести и воды и последующим отвердением в автоклаве.

Определить сырьевые материалы для производства силикатного кирпича.

Сырьем для производства служат кварцевые пески (92 - 94% от массы сухой смеси), воздушная известь (6 - 8% в расчете на активную СаО) и вода (7 - 8%по массе сухой смеси).

Читайте также:

  
• Чем смыть гидрофобизатор с кирпича
  
• Чем отмыть мастику с плитки
  
• Сколько в пачке цокольного кирпича
  
• Заливка бетона на высоте
  
• Сотовый поликарбонат 8 мм производство