Основы совместной работы арматуры и бетона

СУЩНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Условия совместной работы бетона и арматуры
сцепление арматуры с бетоном, исключающее продергивание арматуры в бетоне;
примерное равенство коэффициентов температурного удлинения (укорочения) бетона и арматуры,
способность бетона надежно предохранять арматуру от коррозии и действия огня.

Сцепление арматуры с бетоном
Надежное сцепление арматуры с бетоном создается тремя основными факторами:
выступами на поверхности арматуры, т.е. механическое зацепление арматуры за бетон (75% от общей величины сцепления);
за счет сил трения, возникающих на поверхности арматуры благодаря обжатию стержней бетоном при его усадке;
склеивание (адгезия) поверхности арматуры с бетоном.

Анкеровка арматуры в бетоне
Защитный слой необходим для обеспечения совместной работы арматуры с бетоном, защиты арматуры от внешних воздействий, высокой температуры, агрессивной среды и т.д.

Преимущества железобетонных конструкций
отличается исключительной долговечностью
прочность со временем не только не уменьшается, но даже может увеличиться
хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям
конструкции обладают высокой огнестойкостью
конструкции обладают высокой сейсмостойкостью
конструкциям могут быть любой конструктивной и архитектурной формы
эксплуатационные расходы по содержанию и уходу за конструкциями весьма низки

К недостаткам железобетонных конструкций следует отнести:
относительно большой собственный вес;
сравнительно высокую тепло- и звукопроводность, требующую в некоторых случаях
устройства специальной изоляции;
сложность производства работ, особенно в зимнее время, и при изготовлении предварительно
напряженных конструкций, потребность в квалифицированных кадрах, специальном
оборудовании;
возможность появления трещин до приложения эксплуатационной нагрузки, а также от
действия внешних нагрузок из-за низкого сопротивления бетона растяжению

Коррозия железобетона

Влияние высоких температур на железобетон
До 60°С – дополнительные напряжения не велики и не приводят к снижению прочности
при систематическом воздействии 60-250°С прочность железобетона уменьшается (на 30%)
при длительном воздействии 500-600°С и последующем охлаждении - полное разрушение железобетона

Коррозия бетона возникает из-за:
недостаточной плотности бетона;
от воздействия фильтрующей воды, разрушающей цементный камень (белые хлопья на поверхности бетона);
под влиянием газовой или жидкой агрессивной среды.
Для Коррозии арматуры характерно:
продукт коррозии имеет больший объем, чем арматура, соответственно создается значительное давление на окружающий слой бетона,
вдоль стержней возникают трещины и отколы бетона с обнажением арматуры.

Меры защиты от коррозии железобетона:
снижение фильтрующей способности бетона (спец. добавки);
повышение плотности бетона;
увеличение толщины защитного слоя бетона;
защита поверхности (применение лакокрасочных покрытий, оклеечной изоляции, штукатурка, керамика)
применение специальных бетонов (кислотостойких)

Материалы для железобетонных конструкций
Бетон – искусственный камневидный материал, получаемый в результате твердения на воздухе, в воде или других средах смеси вяжущего (цемента с водой, раствора синтетических смол или клеев) и заполнителя (щебня, гравия, песка, шлака).
Классификация
По плотности r>2500 кг/м3 (особо тяжелые); 2200 кг/м3
По виду заполнителя – на плотных заполнителях; пористых специальных, удовлетворяющих требованиям биологической защиты, жаростойкости и др.
По зерновому составу – крупнозернистый, с крупным и мелким заполнителем; мелкозернистый, с мелким заполнителем.
По условиям твердения – бетон естественного твердения; бетон, подвергаемый тепловлажной обработке и атмосферным давлениям; бетон, подвергаемый автоклавной
обработке.

Классом бетона по прочности на осевое сжатие В(МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 150 мм, испытанных в соответствии со стандартом через 28 суток хранения при температуре 20+2 °С с учетом статистической изменчивости прочности
Классы и марка бетона для железобетонных конструкций:
а) Классы по прочности на сжатие:
для тяжелых бетонов— В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;
для мелкозернистых бетонов групп:
А — (на песке с модулем крупности 2,1 и более) — те же в диапазоне от В7,5 до В40;
Б — (на песке с модулем крупности 2 и менее) -— те же в диапазоне от В7,5 до В30;
В — (подвергнутого автоклавной обработке) — те же в диапазоне от В15 до В60;
для легких бетонов при марках по средней плотности;

Классификация и область применения арматурных сталей
Стержневая арматура:
Горячекатаная – гладкая класса А240 (А-I), периодического профиля А300 (А-II), A400 (A-III),
А500, А600 (А-IV), А800 (А-VI);
Термомеханически и термически упрочненная – периодического профиля классов А500с, Ат-IVK.
Упрочненная вытяжкой – периодического профиля. Обозначается А-IIIв.
Проволочная арматура :
г) арматурная холоднотянутая проволока: обыкновенная - периодического профиля класса
В500 (Вр-I), высокопрочная периодического профиля класса Вр1200 (В-П), Вр1300 –
Вр1500.
д) арматурные канаты— спиральные семипроволочные класса К1400 (К-7) и
девятнадцатипроволочные класса К1500 (К-19).