Общие сведения о производстве железобетона

Бетон является хрупким материалом: его прочность при сжатии в несколько раз выше прочности при растяжении.
Для восприятия растягивающих напряжений бетон армируют арматурой, получая железобетон.
В железобетоне арматуру располагают так, чтобы она воспринимала растягивающие напряжения, а сжимающие напряжения передавались на бетон.
Совместная работа Арматуры и Бетона зависит от 3х условий :
Бетон при твердении дает усадку и плотно сцепляется арматурой
II. Бетон и арматура имеют примерно одинаковый коэффициент линейного расширения, поэтому при перепадах температуры сила сцепления между ними не нарушается.
III. Бетон защищает арматуру от коррозии и высокой температуры (пожар, горячее производство)
НАЗНАЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА не только в защите арматуры от внешних воздействий, но и в обеспечении совместной работы арматуры и бетона.
Необходимо, чтобы расстояние от любой поверхности ж/бетонного изделия до ближайших арматурных стержней или проволоки было не менее определенной величины, указываемой в рабочих чертежах.
Если указаний нет, то толщину защитного слоя бетона принимают min:
15мм – для тяжёлых бетонов,
25мм – для лёгких бетонов.
В любом случае - не менее диаметра арматуры

История
Французский садовник Монье выращивал в теплицах пальмы, затем пересаживал саженцы в глиняные горшки и отправлял для продажи в Англию. Горшки в дороге бились, пальмы погибали. Садовник терпел большие убытки. Однажды раздосадованный Монье решил слепить кадку для пальмы из цемента. Он взял две деревянные бочки и поместил их одна в другую, а промежуток между стенками залил цементом, получив бетонную тонкостенную бочку. Для большей прочности он заключил её в каркас из железных стержней, а потом для красоты покрыл каркас тонким слоем жидкого цемента. После затвердения новая бочка оказалась на редкость прочной, и Монье был выдан патент на изобретение. Это случилось в 1867 году, который принято считать годом изобретения железобетона как универсального несгораемого строительного материала. Окрылённый успехом, он принялся за поиски других областей применения изобретённого материала: в 1877 году Монье запатентовал железобетонные железнодорожные шпалы, в 1880-83 годах — железобетонные перекрытия, здания, балки, своды, мосты.

При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны, изгибающий момент и поперечная сила. В ЖБК-ии выделяется две формы разрушения: по нормальным сечениям — сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента, по наклонным сечениям — от действия поперечных сил. В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой.
1 — верхняя (сжатая) арматура
2 — нижняя (растянутая) арматура
3 — поперечная арматура
4 — распределительная арматура
L — пролёт балки или плиты, расстояние между двумя опорами. Обычно составляет от 3 до 25 метров;
H — высота сечения. С увеличением высоты прочность балки растёт пропорционально h²;
B — ширина сечения;
a — защитный слой бетона. Служит для защиты арматуры от воздействия внешней среды;
s — шаг поперечной арматуры.

Сдвиг вследствие изгиба
Работающая на изгиб балка на двух опорах
В ж/б конструкциях, работающих на изгиб, рабочую (расчётную) арматуру устанавливают в зону РАСТЯЖЕНИЯ конструкции

Напряжения изгиба
Стальная арматура в перекрытии
ПРИМЕР РАБОТЫ Ж/БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ИЗГИБ И СЖАТИЕ
Поперечного:
Продольного:
В ж/б конструкциях, работающих на изгиб, рабочую (расчётную) арматуру устанавливают в зону РАСТЯЖЕНИЯ конструкции

Работа и армирование
сжатой колонны
1 — продольная арматура
2 — поперечная арматура
В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.
Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.
Сжатые элементы (колонны)

Конструкции из бетона и железобетона подразделяют на монолитные, сборные и сборно-монолитные.
Монолитные конструкции бетонируют непосредственно на месте строительства в заранее устанавливаемой опалубке.
Сборные бетонные и железобетонные конструкции монтируют из изделий, изготовленных на заводах, полигонах.
Сборно-монолитные конструкции — это сочетание сборных железобетонных элементов и монолитного бетона.
Сборные конструкции обладают следующими преимуществами перед монолитными:
упрощается организация работ на строительных площадках, так как основные операции по армированию, укладке и твердению БС выполняют на заводах, а на площадке монтируют готовые элементы, что позволяет значительно уменьшить количество занятых рабочих;
сокращаются сроки строительства, так как исключаются опалубочные работы, занимающие до 60% времени, а также время, необходимое для твердения уложенной в опалубку бетонной смеси;
упрощается и удешевляется строительство в зимнее время, так как нет необходимости устраивать тепляки, предохраняющие бетон от замерзания;
за счет сокращения сроков монтажа удешевляется строительство.
Недостатком заводского способа изготовления является невозможность выпускать широкий ассортимент конструкций. Особенно это относится к разнообразию форм изготавливаемых конструкций, которые ограничиваются типовыми опалубками. Фактически, на заводах ЖБИ изготавливаются только конструкции, требующие массового применения. В свете этого обстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетона приводит к появлению большого количества однотипных зданий, что, в свою очередь, приводит к деградации архитектуры региона. Такое явление наблюдалось в СССР в период массового строительства.

Характеристики ЖБК
Положительные качества ЖБК:
невысокая цена — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных,
пожаростойкость — в сравнении со сталью и деревом,
технологичность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции,
химическая и биологическая стойкость — не подвержен коррозии, старению, гниению.
Недостатки железобетонных конструкций:
невысокая прочность при большой массе — прочность бетона в среднем в 10 раз меньше прочности стали.
в больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки, например, в мостовых строениях.
Развитие производства сборного железобетона — первое и главное условие индустриализации строительства. В стране действуют тысячи заводов по производству сборных ЖБ изделий и домостроительных комбинатов, где:
применяют высокопроизводительное оборудование для приготовления бетонных смесей, их транспортирования, заготовки арматуры, формования ЖБ деталей;
ведутся работы по дальнейшему совершенствованию конструкций этих деталей и оборудования для их изготовления;
внедряются новые технология и техника, обеспечивающие механизацию и автоматизацию производственных процессов.

Сборно - монолитные конструкции

Сборные бетонные
и ЖБ конструкции
при монтаже
полносборных зданий

Монолитные ЖБ конструкции

Монолитное домостроение - возведение конструктивных элементов из бетонной смеси с использованием специальных форм непосредственно на строительной площадке.
Непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы - опалубки, повторяющие контуры будущего конструктивного элемента, н-р, колонны, стены и т.д., в которые устанавливается по проекту арматура и заливается конструкционный бетон. После затвердевания бетона получается готовый конструктивный элемент здания.
ПРЕИМУЩЕСТВА монолитного домостроения «+»:
возможность создания свободных планировок с большими пролетами и требуемой высотой потолка.
возможность создании любых криволинейных форм, что расширяет палитру уникальных образов зданий.
стены практически не имеют швов, и соответственно не возникает проблем со стыками и с их герметизацией.
возможность возведения монолитных стен и перекрытий меньшей толщины уменьшает нагрузку на фундамент, и соответственно затраты на его возведение.
технология позволяет возводить здания разного назначения различной этажности, т.к. несущий каркас из монолитного железобетона способен выдерживать большие нагрузки.

Монолитные
конструкции

Общие сведения о способах производства
железобетонных изделий
ЖБ изделия изготовляют по одному из трех способов:
конвейерному,
агрегатно-поточному,
стендовому

При конвейерном способе изделия изготовляют в формах или на поддонах , которые перемещаются по непрерывной поточной линии, состоящей из формовочного конвейера и камер тепловой или тепловлажностной обработки непрерывного действия. На каждом посту линии выполняют одну или несколько операций.
Конвейер перемещает формы или поддоны от поста к посту через определенные промежутки времени, называемые ритмом поточной линии. Управляет работой конвейера, оператор с центрального пульта, расположенного в конце или середине линии.
Конвейерный способ производства применяют при массовом изготовлении однотипных ЖБИ-ий.
Преимущества таких линий — высокая степень механизации производства, недостатки — большая металлоемкость и сложность оборудования.

Агрегатно-поточный способ представляет собой прерывную формовочную поточную линию с несколькими постами и камерами цикличного действия, в которых выполняют тепловлажностную или тепловую обработку.
Способ используют при изготовлении простых изделий, не требующих большого количества формовочных постов, либо при производстве изделий широкой номенклатуры.

При стендовом способе подготовку форм, формование и тепловую обработку изделий производят на стационарных постах.
Все материалы и механизмы, необходимые для армирования, формования, твердения, распалубки и съема изделий, подают непосредственно к формам или формовочным установкам.
Такой способ особенно удобен при выпуске нестандартной и крупногабаритной продукции, а также небольшого количества изделий.
Преимущества стендового способа — сравнительная простота оборудования и возможность быстро организовать производство изделий;
недостатки —малая степень механизации производственных процессов, большие трудовые затраты, а также потребность в больших производственных площадях………????