Конспект лекций по курсу «Строительные материалы и изделия»

Железобетонные изделия
Железобетонными называют конструкции, изготовленные из бетона и стальной арматуры. Арматура увеличивает его несущую способность при действии изгибающих и растягивающих усилий. При соответствующем армировании из железобетона можно изготовлять конструкции, работающие на центральное либо внецентренное сжатие (колонны с консолями), изгиб (балки), растяжение (элементы ферм), либо сопротивляющиеся действию более сложных статических и динамических нагрузок (сжатие с кручением и т.д.). Конструкции армируют отдельными стержнями, сетками, пространственными каркасами, проволкой.
Применение железобетонных конструкций при возведении различных объектов существенно сокращает расход стали для нужд строительства.
Существует два способа производства железобетонных конструкций, при возведении сооружений. Первый заключается в укладке бетонной смеси в опалубку непосредственно на строительной площадке. При этом получают так называемые монолитные конструкции. Другой способ основан на использовании сборных конструкций. Такие конструкции в виде крупноразмерных элементов изготовляют на специализированных заводах, транспортируют к месту строительства и затем монтируют в сооружение.
Основное преимущество использования сборного бетона сводится к уменьшению затрат ручного труда и сокращению сроков возведения сооружения при одновременном повышении качества конструкции, к тому же он поставляется на площадку уже полностью подготовленным к эксплуатации.
Изготовление сборных конструкций.
Сборные конструкции изготовляют с применением любых видов бетона: тяжелого, легкого на пористых заполнителях, ячеистого, специального. Для достижения необходимых качеств бетон в ряде случаев сочетают с материалами специального назначения – теплоизоляционными, акустическими, антикоррозионными, отделочными. Например, панели наружных стен жилых и промышленных зданий изготовляют трехслойными: два внешних несущих слоя выполняют из тяжелого бетона, а внутренний – из теплоизоляционного материала.
В конструкциях сборных железобетонных изделий предусмотрены монтажные стальные петли для строповки изделий на крюке грузоподъемного механизма. Кроме того в тело бетона заформовывают так называемые закладные детали в виде стальных пластинок, благодаря которым обеспечивается фиксация конструкций в проектном положении. Соединение сборных элементов в единое целое производится путем электрической сварки или стягиванием болтами.
Зазоры (швы) между сборными элементами заполняют строительными растворами или бетоном. При затвердевании швов происходит омоноличивание всей конструкции.
Из сборного железобетона изготовляют все части здания: фундамент, стены подвала, наружные и внутренние стены, элементы каркаса, перегородки, междуэтажные перекрытия, лестничные площадки и марши, кровлю и другие элементы. Широко используют сборный железобетон в дорожном строительстве (мосты, путепроводы, опоры контактной сети), гидротехническом (элементы плотин, облицовка каналов), при возведении выставочных павильонов, рынков, спортивных сооружений.
Изготовление монолитных конструкций.
В монолитных конструкциях используют в основном тяжелый бетон или легкий на пористых заполнителях. Бетонную смесь обычно приготовляют на автоматизированных и механизированных бетонных заводах и поставляют на строительную площадку в виде так называемого товарного бетона. Вместе с тем для этой цели нередко используют автобетоносмесители. Это удобно в тех случаях, когда строительный объект удален от завода на значительное расстояние.
Укладке бетона в конструкцию предшествуют подготовительные работы: изготовление и монтаж опалубки, установка арматурных каркасов. Опалубка может быть деревянной, фанерной, металлической. Обычно стремятся применять такую конструкцию опалубки, которая допускает возможность ее многократного использования.
Удобоукладываемость бетонной смеси назначают с учетом имеющихся на стройке средств уплотнения, типа и размеров конструкции, характера густоты ее армирования. Бетонную смесь подают к месту укладки с помощью кранов, транспортеров или бетононасосов. Для перекачивания по трубопроводам наиболее пригодны смеси с осадкой конуса 6..8 см и водоцементным соотношением 0.4..0.6. Серийно выпускаемые бетононасосы способны перекачивать бетонную смесь на расстояния до 400 м по горизонтали и до 100 м по вертикали, их производительность достигает 40..60 м³/ч.
Уплотнение смеси осуществляют с помощью навесных и переносных вибраторов.
После укладки необходим уход за твердеющим бетоном, заключающийся в создании нормальных температурно-влажностных условий. В летнее время следует защищать открытую поверхность свежеуложенного бетона от высыхания, а в первые часы после укладки – от дождя. Влажные условия твердения поддерживают до достижения 70% проектной прочности. После снятия опалубки открытые поверхности регулярно поливают водой. В зимнее время необходимо создавать такие условия твердения, при которых за 2...3 сут бетон набирает достаточную прочность (8-12 МПа), позволяющую выдержать воздействие мороза. Эта цель достигается различными приемами: создание в бетонной смеси запаса теплоты, подвод теплоты к твердеющему бетону, введение в состав противоморозных добавок.