Залізобетон є матеріалом, який складається зі сталевої арматури і бетону. Завданням бетону є захист арматури від корозійних процесів. Також він приймає на себе стискаючі напруги, а арматура - розтяжні зусилля. Як відомо, метал стійкий до навантажень на розтяг, а більш крихкий бетон краще сприйме навантаження на стиск.
Вода і цемент - це дві основні активні складові будь-якого виду бетону. За рахунок реакції між ними утвориться цементний камінь, що скріплює зерна заповнювачів у єдиний моноліт. Між заповнювачем і цементом немає ніякої хімічної взаємодії, тому заповнювачі також відносять до інертних матеріалів.
Заповнювач ділиться на дрібний і крупний. Крупний - це щебінь гірських порід або вапняку, а дрібний - кварцовий пісок, званий також річковим. Обидва типи заповнювача безпосередньо впливають на структуру і властивості бетону.
У ролі арматури виступають сталеві прутики або пучки дротів. Сама арматура ділиться на монтажну і робочу. Робоча розташовується в нижній частині виробів, які працюють на вигин:
- Балки;
- Плити перекриттів;
- Підошви фундаментних блоків.
Монтажна арматура є об'ємним скелетом конструкції і призначається для фіксації стрижнів робочої арматури, а також фіксації і закріплення закладних деталей і монтажних петель.
Однією з різновидів залізобетонних виробів є так званий напружений залізобетон. Завдяки застосуванню спеціальних технологічних прийомів в ході виробництва матеріалів з напруженого залізобетону арматуру замоноличивають в бетоні в частково розтягнутому вигляді.
Особливо відзначимо, що несучі балки і плити перекриттів в конструкції працюють на вигин. Перш за все, на них припадає навантаження конструкції підлоги (включаючи власну вагу). Також вони сприймають навантаження від стін на каркас будівлі і від побутових предметів, які розміщені на поверсі.
Таким чином, нижні шари плити перекриття або несучої балки розташовують в трохи розтягнутому вигляді, що може негативно відбитися на їх надійності.
Якщо нижні шари панелі або балки в ході виробництва штучно стискаються, то під побутовим і конструкційним навантаженням вони знаходяться в нейтральному стані, а напруга в них мінімальна. Відповідно, проблеми, пов'язані з експлуатацією конструкції, теж зводяться до мінімуму.
Процес виготовлення залізобетонних виробів
Ребристі і пустотні плити перекриттів, елементи огорож, перемички, елементи фундаментів і підвалів, а також плити дорожніх перекриттів, стовпи освітлення і деталі колодязів виготовляються із залізобетону. Відповідно, кожен виріб буде мати характерну для нього механічну систему, технологію виготовлення та рецептуру бетону.
Плити перекриття і перемички, які працюють на вигин, виготовляють з попередньо напруженого залізобетону. Арматурні стрижні встановлюються на спеціальні кріплення в підготовлену форму. Потім їх натягують механічно за допомогою домкратів, або термомеханічним шляхом за рахунок розігріву електричним струмом. Після цього стрижні закріплюються на бортоснастці форми в натягнутому положенні.
Заливку бетону з подальшим віброущільненням проводять на стендах з введенням газоутворювачів, а також на конвеєрних лініях, включаючи способи прокату або роликове формування. Після цього вироби у формах відправляють на теплову обробку в спеціальні камери. Теплова обробка необхідна для прискорення твердіння бетону. Через термін від восьми до дванадцяти годин після пропарювання при температурі середовища від 80 до 95 градусів за Цельсієм бетон набирає від 65% до 75% своєї марочної міцності. 100% міцності бетон набирає через 28 діб після приготування.
Коли бетон затвердів, напружені арматурні стержні звільняються від кріплення на стінках форми. Стрижні частково стискають по довжині, а напруга від них передається бетону у виробі. Таким чином, в прилеглих до арматурних стрижнів областях з'являється напружений стан.
Циліндричні вироби типу стійок або кілець виготовляються методом центрифугування. Перш за все, в напівформу, яка розміщується на стенді центрифуги, укладають арматурні стержні. При необхідності їх можна натягнути. На стрижні навивають металевий дріт. Тепер каркас виробу готовий. За допомогою ложкового бетонорозподільника по всій довжині напівформи бетонна суміш розподіляється. Одна напівформа накривається зверху іншою, після чого центрифуга включається.
На першому етапі бетонна суміш завдяки відцентровій силі розподіляється у зовнішній огороджувальній поверхні, яка має циліндричну форму. Далі настає другий етап, в ході якого завдяки змінюємій частоті обертання центрифуги відбувається ущільнення бетонної суміші, а також формування виробу. Потім сам виріб в розпалубленому вигляді або в напівформах відправляють на теплову обробку.
Помилки, яких слід уникати при монтажі ЗБВ
Будь-яка будівельна конструкція, в тому числі залізобетонна, розрахована на певні навантаження. При їх перевищенні виріб може зруйнуватися або деформуватися. Якщо виріб працює на вигин, то будівельні норми і правила встановлюють нормативно-допустимі навантаження. При цьому саме це навантаження передбачає певний запас міцності, який є досить значним. Тому якщо ЗБВ правильно змонтувати, його руйнування повністю виключається.
Кожна будівельна конструкція, включаючи і плити перекриття, розрахована на ту чи іншу схему монтажу. Схеми відомі будівельникам, і при їх порушенні можуть виникнути небажані ні для кого наслідки.
Часто потрібно зробити отвір в панелі перекриття. Якщо при його формуванні порушується цілісність арматурного каркаса або будуть розрізані арматурні стержні, які забезпечують несучу здатність цієї панелі, позитивний ефект «попереднього напруження» повністю зникає. Відповідно, ця панель вже не витримає нормативно-допустимі навантаження.
Якщо зробити отвір в панелі все ж необхідно, передбачте консольне закріплення розрізаних панелей на проміжну опору. В якості такої опори виступає перемичка або внутрішня несуча стіна. Після цього проведіть обв'язку з металевого профілю по периметру вирізаної плити і закріпіть за допомогою зварювання або різьблення кінці арматурних стержнів на цьому профілі.
Транспортування і проміжне зберігання
Як згадувалося раніше, заводські залізобетонні вироби мають високий ступінь надійності. Вона залежить тільки від самих споживачів. До того, як вироби потраплять в конструкцію і займуть місце, яке їм призначається, їх можуть піддати механічним навантаженням. Також залізобетонні конструкції можуть потрапити в зону підвищеної вологості. Також бетон піддається біологічній корозії, а саме - утворенню грибка і цвілі. Врахуйте це при його зберіганні.
Пошкодження можуть з'явитися не тільки при транспортуванні, але і при складуванні або проміжному зберіганні. Волога часто потрапляє в вироби при контакті із землею (так званий процес капілярного підсосу) при атмосферних опадах (дощ, град, сніг). Це призводить до погіршення механічних характеристик виробу і до розвитку мікрофлори, яка викликає корозію.
Механічні ушкодження відносяться до числа найбільш поширених. При транспортуванні плит перекриття, розташованих на дерев'яних брусках-прокладках, поверх них ставлять бетонні блоки. Природно, що цей продукт прибуде на будівельний майданчик уже деформованим. Це може бути розкриття тріщин шириною більше 1 мм по нижній частині, оголена арматура або відколи бетону. Якщо в цьому винен постачальник, виріб можна замінити. Втім, в більшості випадків постачальники намагаються дотримуватися умов перевезення, а тому такі ситуації трапляються рідко.
Коли вироби потрапляють на склад проміжного зберігання, і коли за них уже заплатили гроші, господар бере на себе відповідальність за умови зберігання ЗБВ і їх цілісність. Навіть якщо вироби куплені для застосування протягом декількох місяців, обов'язково створіть для них найбільш комфортні умови зберігання.
Майданчик для їх складування вирівнюється, а між самою конструкцією і ґрунтом не повинно бути контакту. Непогано буде, якщо ЗБВ будуть зберігатися під навісом або під спеціальною плівкою. Рекомендується зберігати плити в горизонтальному положенні, а між ними прокладати дерев'яні бруски для того, щоб зняти виникаючі напруги і провітрити їх.
Явні і неявні дефекти
У деяких випадках в партії залізобетонних виробів можна виявити плити або блоки з явними дефектами. Деякі види дефектів можна усунути, а тому на якість матеріалу вони не впливають. Інші дефекти не підлягають ремонту і призведуть до руйнування плити. Частина дефектів утворюється на заводі при виготовленні, частина - при транспортуванні.
Якщо конструкція зовні не зруйнована, а в ній є лише невеликі відколи, їх можна просто закрити за допомогою цементно-піщаного розчину або спеціалізованих будівельних сумішей. Якщо дефект серйозніший (наприклад, неправильна анкеровка монтажних петель і заставних деталей, зміщення арматурного каркаса, тонкий захисний шар бетону), такі вироби краще повернути виробникові і замінити на справні. Втім, подібні дефекти виявляються ще на стадії приймання технічним контролем. Якщо вони і залишають територію заводу, то тільки в якості некондиційних.
Частина заводських дефектів, як поверхневі тонкі тріщини на плиті перекриття, не є серйозними і не вплинуть на надійність і несучу здатність виробу. Такі тріщини можна закрити в процесі монтажу конструкцій.
Класи бетону і його властивості
Залежно від ступеня щільності бетони підрозділяються на особливо важкі, важкі (щільність яких коливається від 1800 до 2500 кілограм на кубічний метр), легкі й особливо легкі. Залежно від розмірів заповнювача важкі бетони діляться на бетони на великих заповнювачах, а також дрібнозернисті бетони. На основі важкого бетону виготовляють:
- Плити перекриттів;
- Плити дорожніх покриттів;
- Деталі колодязів;
- Перемички;
- Елементи огорож;
- Елементи фундаментів і підвалів;
- Стовпи освітлення.
По міцності на стиск класи бетону позначаються коефіцієнтом В, по міцності на осьовий розтяг - Bt, по розтягуванню при вигині - Btb. Всі ці показники мають на увазі 100% міцність бетону, яка досягається через 28 діб після його виготовлення.
Марка бетону за середньою густиною D визначається фактичним показником маси бетону в сухому стані в одиниці об'єму зразків.
Марку бетону по морозостійкості (позначається літерою F) визначають за кількістю циклів заморожування і відтаювання бетону без зміни основних фізико-технічних характеристик. Мінімальний показник морозостійкості для бетону - 35 циклів.
Марку бетону за ступенем водонепроникності (W) потрібно визначати за величиною тиску води, при якому не відбувається її просочування через контрольні зразки. Нормовані показники якості бетону забезпечуються підбором його складу, а також виконанням технологічних режимів виготовлення, ущільнення бетону і його твердіння.