ЖБИ - свойства и особенности

Железобетон — материал, в котором соединены в единое целое стальная арматура и бетон. Оба материала играют взаимодополняющую роль в производстве изделия. Бетон защищает металл от коррозии и воспринимает в этом композите сжимающие напряжения, а арматура, в свою очередь, растягивающие усилия, так как металл хорошо работает на линейное растяжение, а хрупкий бетон на сжатие. Цемент и вода основные активные составляющие компоненты бетона. В результате смешивания, между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами.

Однако, крупный заполнитель (щебень горных пород или известняка) и мелкий заполнитель (речной песок) существенно влияют на структуру и свойства бетона. В качестве арматуры используются металлическая проволока различного диаметра , а так же сетка . Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура располагается в нижней части железобетонных изделий, работающих на изгиб: плит перекрытий камер, коллекторных балок и многих других видах ЖБИ. Монтажная арматура создает объемный скелет железобетонного изделия, фиксируя расположение стержней рабочей арматуры тем самым способствуя фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель для строповки. Одной из разновидностей железобетонных изделий, является напряжённый железобетон. За счет применения специальных технологических приемов, в процессе изготовления арматура растягивается с двух сторон и заливается бетоном в растянутом виде. Так как плиты перекрытий и несущие балки в конструкциях работают на изгиб, то они воспринимают нагрузку конструкции пола и в том числе собственный вес, а так же статическую нагрузку предметов, размещенных на этаже. В таких конструкциях следует учитывать и нагрузку, передающуюся от стен на каркас здания. В результате, нижние слои плиты перекрытия или несущей балки находятся в растянутом виде, что отрицательно сказывается на их надёжности. В случае применения в таких конструкциях ЖБИ из напряженного бетона, то под статической и конструктивной нагрузкой они будут находиться в нейтральном состоянии, напряжения в них будут минимальны, а значит и минимальны будут проблемы, связанные с эксплуатацией конструкции.

Способы изготовления железобетонных изделий

Плиты перекрытий каналов и камер, перемычки брусковые, кольца колодезные, фундаментные блоки, дорожные плиты, унифицированные колодцы и многое другое— всё это изделия из железобетона. Каждое железобетонное изделие имеет характерную для него систему армирования, рецептуру бетона и технологию изготовления. В специально подготовленную форму или стенд закладывается армированный из маталической сетки каркас и производят заливку бетонной смеси с последующим виброуплотнением, после чего изделия в формах отправляют на тепловую обработку в специальные камеры. Цель тепловой обработки в придании ускорения твердению бетона. В среднем от 8 до 12 часов пропаривания при температуре 80-95°C изделие набирает порядка 75% своей марочной прочности, эквивалентной 28 суткам твердения в естественных условиях. ЖБИ цилиндрической формы (трубы, кольца и т.п.) изготавливают методом центрифугирования. В подготовленную форму, размещённую на стенде центрифуги, укладываются арматурные стержни на которые навивается металлическая проволока , таким образом формируется каркас железобетонного изделия. С помощью ложкового бетонораздатчика по всей длине распределяется бетонная смесь. На первом этапе, бетонная смесь, за счёт центробежных сил, распределяется у внешней ограждающей поверхности цилиндрической формы. На втором этапе, за счёт изменяющейся частоты вращения центрифуги, происходит уплотнение бетонной смеси и формование железобетонного изделия.

Ошибки при монтаже ЖБИ

Любое железобетонное изделие, рассчитано на определенные нагрузки, превышение которых недопустимо. Учитывая, что величина этих нагрузок обеспечивает значительный запас надёжности и при соблюдении правил монтажа конструкции, разрушение железобетонного изделия исключено. Иногда возникает необходимость сделать отверстие в железобетонном изделии, и если в случае его формирования будет нарушена целостность арматурного каркаса, будут разрезаны арматурные стержни, обеспечивающие несущую способность изделий, то крепость такого изделия будет утрачена. Подобное поврежденное изделие не будет соответствовать нормативно-допустимым нагрузокам. Если же сделать отверстие правильно, то необходимо предусмотреть армирование и выполнить обвязку из металлического профиля по периметру вырезанной части, с закреплением на этом профиле концов арматурных стержней, то в этом случае крепость изделия сохранится.

Транспортировка и хранение ЖБИ

Заводские железобетонные изделия имеют высокую степень надёжности. До того, как изделия попадут в конструкцию и займут предназначенное им место, они могут быть подвержены воздействию транспортировочных механических нагрузок или оказаться в условиях повышенной влажности. Повреждения ЖБИ могут происходить как при их транспортировке (доставке), так и при их промежуточном хранении. Попадающая в изделие влага при контакте с землёй или атмосферными осадками, может привести к ухудшению механических характеристик железобетонного изделия, а так же развитию на нём коррозирующей микрофлоры. Наиболее распространённый вид повреждений — механические. При не правильной транспортировке, без деревянных брусков-прокладок. В результате такой транспортировки изделия деформируются и появляются трещины шириной более 1 мм по нижней части, с отколами бетона и обнажённой арматурой. За транспортировку изделий отвечает поставщик и в случае не соблюдения её правил подобные ЖБИ должны быть заменены. В случае закупки ЖБИ с целью использования в течении недель или месяцев, необходимо обеспечить определенные условия хранения., а именно:

подготовлена площадка для складирования (ровное сухое место);
между железобетонными изделиями и грунтом не должно быть контакта;
наличие навеса или укрывающей железобетонное изделие плёнки(желательно);
Складировать в «рабочем положении», прокладывая их между собой деревянными брусками для проветривания .

О свойствах и классах бетона

По плотности бетоны подразделяют на тяжёлые, плотностью от D -1800 до 2500 кг/м?), и легкие. Определяются по размерам заполнителя, тяжелые на крупных заполнителях и мелкозернистые бетоны. Классы бетона по прочности на сжатие (В), осевое растяжение (Вt ), растяжение при изгибе (Btb ) характеризуются соответствующей прочностью бетонов базового размера в установленном проектном возрасте — 28 суток. Марка бетона по средней плотности (D) определяется фактическим показателем массы бетона в сухом состоянии в единице объёма образцов (кг/м3 ). Марка бетона по морозостойкости (F) определяется количеством попеременных циклов замораживания и оттаивания в различных средах, которые выдерживают контрольные образцы без снижения прочности на сжатие более регламентируемой для Московского региона должна быть не менее F35. Марка бетона по водонепроницаемости (W) определяется величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивания через контрольные образцы. Нормируемые показатели качества бетона должны быть обеспечены подбором его состава, выполнением технологических режимов приготовления, уплотнения бетонных смесей, твердения бетонных изделий и контролироваться на производстве.