Бетон, железобетон и строительные растворы

Бетонами называют искусственные каменные ма­териалы, получаемые в результате формования и тверде­ния «правильно подобранной» бетонной смеси, состоя­щей из минерального вяжущего, мелкого и крупного ка­менного заполнителя (песка и щебня или гравия) и воды. Состав бетонной смеси должен обеспечивать бетону в определенные сроки заданные свойства (объемную мас­су, прочность, морозостойкость, водонепроницаемость). Объемную массу бетона, прочность, теплопроводность и другие характеристики можно изменять в широких пределах, что дает возможность получать материал с за­данными свойствами. Конструкции из бетона долго­вечны, огнестойки.

Недостатком бетона, как любого каменного материа­ла, является низкая прочность при растяжении и изгибе, которая в 5 —10 раз ниже прочности при сжатии. Этот недостаток устраняется в железобетоне, где растягиваю­щие нагрузки воспринимает арматура.

Железобетон — это материал, в котором сталь­ная арматура и бетон соединены монолитно, работают в конструкции как единое целое. Это обеспечивается близостью значений коэффициентов температурного ли­нейного расширения бетона и металла и прочного сце­пления компонентов в процессе изготовления конструк­ций.

Строительные растворы состоят из смеси вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка), применяют их для кладочных, штукатурных и мон­тажных работ.

Бетон и железобетон являются главными строи­тельными материалами, которые применяются во всех областях строительства и являются основой индустриа­лизации строительства. По способу изготовления бе­тонные и железобетонные конструкции могут быть сборными и монолитными. Сборные конструкции изгото­вляют серийно на заводах в виде крупногабаритных из­делий для фундаментов, каркасов, стен, перекрытий, по­крытий зданий, в виде конструкций мостов и т. д. Такие конструкции на строительных площадках собирают с по­мощью монтажных кранов, что обеспечивает значитель­ное сокращение сроков и трудоемкости строительства.

Монолитные конструкции изготовляют на месте буду­щего сооружения в форме — опалубке, воспроизводящей габариты и конфигурацию конструкций. Метод монолит­ного бетонирования конструкций с применением механи­зированной опалубки стал современным инду­стриальным методом возведения зданий и сооружений. Повышенная пространственная жесткость монолитных железобетонных конструкций и сооружений делает их применение экономически целесообразным в сейсмиче­ских районах, при строительстве на просадочных грун­тах, при строительстве зданий повышенной этажности с монолитными ядрами жесткости и др.

В правильно подобранной бетонной смеси расход це­мента составляет 8—_15%, а заполнителей -80 — 85% (по массе). В качестве заполнителей применяют нерудные ка­менные материалы: песок, гравий, щебень, побочные про­дукты промышленности (дробленые и гранулированные металлургические шлаки), а также специально пригото­вленные пористые заполнители (керамзит, аглопорит, перлит). Тип заполнителя определяет объемную массу и область применения бетона.

В зависимости от объемной массы различают бето­ны: особо тяжелые с объемной массой более 2500 кг/м³, изготовляемые на особо тяжелых заполнителях (маг­нетит, чугунный скрап и др.), эти бетоны применяют для специальных защитных конструкций; тяжелые — с объемной массой 1800 — 2500 кг/м³ (песок, гравий и ще­бень из тяжелых вулканических и осадочных горных по­род), применяются для всех несущих конструкций; лег­кие — с объемной массой 500—1800 кг/м (пористые природные и искусственные заполнители), подразделяю­щиеся на: а) легкие конструктивные — для несущих кон­струкций надземной части зданий, б) легкие конструктив­но-теплоизоляционные — для наружных ограждающих конструкций зданий; особо легкие — с объемной массой менее 500 кг/м³ (ячеистые и на пористых заполнителях), применяемые для теплоизоляции.

Технико-экономическими преимуществами примене­ния бетона и железобетона являются: индустриальность, универсальность этих материалов — возможность зада­вать материалу нужные свойства и форму в зависимости от области применения (конструкционный, теплоизоля­ционный, жаростойкий); применение местного сырья (пе­сок, щебень, гравий), возможность механизации и авто­матизации процессов производства бетонных смесей и конструкций на ее основе; значительное сокращение расхода стали в сравнении с металлическими конструк­циями; высокая долговечность и низкий уровень эксплуа­тационных затрат.

Недостатками бетона и железобетона является боль­шая масса несущих конструкций, появление трещин в растянутой зоне изгибаемых элементов (перекрытия, покрытия).

Совершенствование производства железобетонных конструкций идет по пути снижения массы, повышения степени заводской готовности и качества изделий. При­менение предварительно напряженного железобетона по­вышает прочностные качества и водонепроницаемость, снижает расход стали и массу конструкций, позволяет из­готовлять изделия большей длины. Предварительно на­пряженные конструкции применяют для строительства зданий и сооружений с большими пролетами и значи­тельными нагрузками.