Объемный и удельный вес железобетона чем пользоваться при оценке материала
В строительстве везде оперируют величиной веса материала. Где чаще всего понадобится знание его величины: при подсчете закупок и доставке нужного количества составляющих, определении возможной нагрузки на ограждающие конструкции опалубок, расчетной плотности и теплопотерях получаемого монолита и т.п. Как быть?
В данном случае используется объемный вес железобетона, параметр, определяемый в результате расчета его веса на определенный объем. И вот тут в силу вступают характеристики наполнителей, образование пор, степени пузырькового заполнения объема и т.д. Как известно, кубометр качественного железобетона может весить свыше двух с половиной тонн. Эти особо прочные составы, выполненные со щебневыми и специальными наполнителями, используются при закладках ответственных фундаментов, колпаков и т.д.
В то же время, легкие составы, имеющие более восьмидесяти процентов пузырькового заполнения структуры своего объема, могут иметь вес кубометра менее пятисот килограммов. Такие особо легкие материалы больше подходят для выполнения теплоизолирующих конструкций.
Вес железобетонных изделий – какие наполнители влияют на этот параметр?
Рассмотрев в начале крайние варианты веса материалов, следует отметить, что для легких составов обычными наполнителями являются разные перлиты, керамзиты и, естественно, песок. Этот ингредиент является обязательным участником всех видов растворов. Для легких материалов его берут до шестисот килограммов.
Возможно выполнение пористых структур без применения керамзитовых наполнителей, таких, как пенобетоны или газобетоны, с меньшим процентом содержания пузырьков, чем в особо легких составах. В целом, в этой группе вес железобетонных изделий колеблется в диапазоне от более пятисот до одной тонны восьмисот килограммов в кубическом метре. Именно в этой группе материалов производятся готовые облегченные строительные блоки.
Заполнители в виде щебней или гравиев применяются для тяжелых составов. Вес 1 м3 железобетона с такими наполнителями составит от одной тонны восьмисот килограммов до двух с половиной тонн. Основную часть составляют щебни (до 1,3 т), песок (до 0,75 т), цемент (до 0,45 т) и вода до двухсот литров.
Кстати, при сложности определения удельного веса материала, он легко находится по удельным весам составляющих ингредиентов. Сложив указанные весовые части, без веса испаряющейся воды, получаем две с половиной тонны на куб. Применение таких составов, считающихся классическими, чрезвычайно широко и разнообразно.
Говоря о прочности составов, нужно отметить, что вес куба железобетона напрямую не определяет эту характеристику. Скорее, большее влияние оказывает марка использованного цемента, в то время как от наполнителя зависит вес кубического метра получаемого материала (на прочность влияет его плотность).
В составы особо тяжелых бетонов часто включаются металлические скрапы, бариты, магнетиты и гематиты. Вес одного кубического метра этих составов оказывается от двух с половиной до трех тонн. Эти материалы находят применение на особо ответственных участках бронеколпаков, других защитных объектов, хорошо препятствуют распространению радиоактивного излучения.
Масса железобетона – что еще меняет этот показатель?
Важным фактором, влияющим на конечную прочность материалов, является правильность расчета растворов. По густоте растворов специалисты отмечают жесткие, пластичные и литые составы. Их расчет определяется необходимыми для работ свойствами конечных материалов, зависит и начинается в первую очередь с пропорций воды и цемента.
Объемы воды для того, чтобы масса железобетона обладала заданной прочностью нельзя брать меньше нужных, но и превышение способно привести к образованию пустот и пор, пагубно влияющих на эту важную характеристику.
Следующим, не менее важным этапом, влияющим на количество воды, является будущая фракционность наполнителей, их размеры и соотношение с цементом. В расчете на 1 м3 железобетона, вес можно определить примерно, по составляющим, как говорилось выше. Однако в расчет нужно принимать и характеристики применяемой воды. Но экономичность и плотность (а значит во многом и прочность) получаемого материала, в основном, будут зависеть от пропорции крупных и мелких наполнителей в составе смеси.
Как правило, объемы воды корректируются и выражаются в долевом отношении к цементу. Нужно учитывать и то, что практическая плотность редко соответствует абсолютной величине из-за наличия некоторого количества остатков воды в порах материала и ее испарения при наборе им прочности (что продолжается до месяца).
Удельная плотность и вес бетона
Бетон – самый популярный вид материала, применяемый при строительстве самых разнообразных зданий и сооружений. Обладает уникальными возможностями для формообразования и может быть наделен практически любыми потребительскими свойствами путем внесения различных добавок.
Вес куба бетона
Одной из основных характеристик является плотность (удельный вес). Этот показатель определяется отношением массы вещества к его объему. В общем случае принимается вес 1 м3. Различают четыре вида бетонных смесей:
- Особо тяжелые – плотность составляет более 2500 кг/м3, к этой группе относятся лимонитовый, баритовый и магнезитовый составы.
- Тяжелые – 1799–2499 кг/м3. Примеры бетонов этой категории: гранитный, известняковый, щебеночный, базальтовый и гранитный.
- Легкие – от 501 до 1799 кг/м3 (керамзитовый, арболит, пенобетон, перлитовый, вермикулитовый, газобетон).
- Менее 500 кг/м3 – особо легкий (например, газобетон).
От чего зависит удельный вес
Существует три основных ингредиента смеси: цемент, заполнитель и вода. Соотношением компонентов задаются требуемые свойства конечного продукта, такие как водонепроницаемость, химическая стойкость, плотность. Каждый из ингредиентов требует особого внимания, в противном случае получить качественный и прочный бетон невозможно. Даже относительно небольшие неточности в дозировке и технологии производства смеси могут впоследствии привести к разрушению конструкции.
Для получения бетона высокой прочности главным условием является полное заполнение пустот между зернами наполнителя цементным тестом. Однородная фракция песка имеет в своей массе до 40 % пустот. При использовании наполнителя различной дисперсности их становится гораздо меньше. Для получения плотной песчаной массы его рассеивают на составляющие фракции, а затем смешивают по определенной технологии и в определенном соотношении. Это позволяет получить минимум (вплоть до 10%) пустот для заполнения цементным тестом.
Изготовленный на подобной смеси, бетон получит максимальную плотность и прочность.
Вода.
Применяемая вода не должна быть загрязненной. Любые примеси в ней негативно повлияют на качество продукта, будь то сульфаты, жиры или органические кислоты. Наличие таких загрязнителей может привести к преждевременному разрушению конструкции.
Цемент.
Решающее значение для качества бетона и его марочной прочности имеет качество цемента, используемого для смеси. От качества помола клинкера зависит проявление клеящих свойств цемента. Применение цемента сверхтонкого помола обеспечит такой показатель, как активность, связанная напрямую с марочной прочностью.
Удельный вес различных марок
Масса бетона отдельных марок приведена в таблице
| Марка | Вес 1 м3, кг | Марка | Вес 1 м3, кг |
| М-100 | 2494 | М-350 | 2502 |
| М-200 | 2432 | М-400 | 2376 |
| М-250 | 2348 | М-500 | 2298 |
| М-300 | 2389 |
| Виды бетона | Вес 1 м3, кг |
| Шунгизит | 100 — 400 |
| Вермикулитный | 300 – 800 |
| Пеносиликаты и газосиликаты | 300 – 1000 |
| На песке из керамзита | 500 – 1800 |
| Перлитный | 600 – 1200 |
| На песке из перлита | 800 – 1000 |
| На песке из кварца | 800 – 1200 |
| Газозол-пенозольный | 800 – 1200 |
| Пемзобетон | 800 – 1600 |
| На вулканическом шлаке | 800 – 1600 |
| На зольном гравии | 1000 – 1400 |
| Аглопорибетон на шлаках топливных (котельных) | 1000 – 1800 |
| На шлаках гранулированных, доменных | 1200 – 1800 |
| На гравии или щебне из камня | 2400 |
| Железобетон | 2500 |
Цены на некоторые виды, рубли/м3 (П3, П4 – марки по удобоукладываемости)
| Бетон товарный | Марка | П3 | П4 |
| На щебне из гранита | |||
| В-7,5 W2 | М-100 | 3410 | 3430 |
| В-12,5 F50 W2 | М-150 | 3480 | 3520 |
| B-15 F100 W4 | M-200 | 3720 | 3750 |
| B-20 F150 W4 | M-250 | 3850 | 3890 |
| B-22,5 F150 W6 | M-300 | 3910 | 3960 |
| B-25 F200 W8 | M-350 | 4020 | 4070 |
| B-30 F200 W10 | M-400 | 4170 | 4220 |
| B-40 F200 W12 | M-400 | 4500 | 4550 |
| На щебне из гравия | |||
| В7,5 W2 | М-100 | 3300 | 3320 |
| В-12,5 F50 W2 | М-150 | 3400 | 3440 |
| B-15 F100 W4 | М-200 | 3610 | 3650 |
| B-20 F150 W4 | М-250 | 3750 | 3780 |
| B-22,5 F150 W6 | М-300 | 3820 | 3850 |
| B-25 F200 W8 | М-350 | 3910 | 3950 |
| B-30 F200 W10 | М-400 | 4020 | 4060 |
| Пескобетоны | Строительный | Кладочный | |
| М-200 | 3420 | 3250 | |
| М-300 | 3700 | 3720 | |
| М-350 | 3820 | 3840 | |
| Тощие бетоны | |||
| М-100 | 2990 | ||
| М-150 | 3080 | ||
| М200 | 3140 | ||
| Керамзитобетоны | |||
| М-100 | 3400 | ||
| М-150 | 3550 | ||
| М-200 | 3650 | ||
| М-350 | 4120 |
Особо тяжелые бетоны: производство и области применения
Особо тяжелые бетоны, имеющие вес кубометра более 2500 кг/м 3 , – специфические материалы, в рядовом гражданском строительстве не используемые. Они востребованы для сооружения объектов, связанных с воздействием радиоактивных излучений.
Кавабанга! Опора СВ 164-12
Для увеличения плотности материала в качестве заполнителей используют магнетиты, красный и бурый железняк, бариты. При производстве особо тяжелых бетонных смесей востребованы: чугунная дробь, лом, крошка.
Таблица зависимости между классами прочности бетона и весом одного куба
Виды бетона по плотности
Классы прочности
Сколько весит куб бетона, кг
Монолитный и сборный железобетон
При своем зарождении в промышленном строительстве железобетон применялся только в виде монолитных конструкций, т. е. таких, которые полностью возводятся на том месте и в том положении, как это предусмотрено проектом здания или сооружения.
Процесс возведения монолитных конструкций:
- а) заготовка и установка лесов и укрепляемых на них форм, предназначенных для заливки в них бетонной смеси; такие формы, называемые опалубкой, обычно делают из досок;
- б) заготовка и установка арматурных каркасов;
- в) приготовление и укладка в опалубку бетонной смеси;
- г) уход за бетоном в процессе его твердения, имеющий целью обеспечить нормальный температурно-влажностный режим твердения бетона;
- д) распалубка, т. е. освобождение отвердевшего бетона от форм после достижения им необходимой прочности.
Большое число отдельных операций, выполнение которых возможно только в последовательном порядке, делает процесс возведения монолитных конструкций весьма длительным, сдерживающим общие темпы строительства, а в зимнее время — требующим дополнительных затрат для обеспечения нормальных условий твердения бетона.
Однако и до настоящего времени некоторые железобетонные промышленные сооружения, например, отличающиеся большой высотой при ограниченных размерах в плане (дымовые трубы, угольные башни коксохимических заводов, силосы для хранения сыпучих материалов, башенные копры каменноугольных шахт), строят монолитными — с применением подвижной (скользящей) или переставной опалубки.
В первом случае пояс опалубки высотой 1 —1,5 м без разборки, медленно (периодически) поднимается вверх, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) посредством выступающих вверх стальных стержней передаются на нижнюю, ранее, забетонированную часть самого сооружения.
Во втором случае пояс опалубки периодически разбирается и в строго организованном порядке собирается на новом, выше расположенном уровне, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) передаются на специальную решетчатую башню.Сборный железобетон это, в отличие от монолитного, такой бетон, в котором отдельные элементы (колонны, балки, плиты и др.) изготовляются вне места их будущего существования, чаще всего — на заводе. При этом железобетонные элементы называются сборными независимо от того, изготовляются они целиком или из отдельных частей. Таким образом, например, фундамент под колонну, забетонированный на месте, называется монолитным, а такой же точно фундамент, целиком изготовленный в стороне и потом установленный на место краном, называется сборным, хотя он сам по себе и представляет единый цельный монолит.
Отдельные элементы сборного железобетона соединяют между собой двумя основными способами:
а) из соединяемых сборных элементов выпускают арматуру и стык на монтаже заливают бетонной смесью, после отвердения бетона в стыке конструкция приобретает свойства монолитной;
б) при изготовлении сборных элементов в них предусматривают закладные стальные детали, выступающие на поверхность элемента, но надежно закрепленные в бетоне приваренными к ним анкерами. Соединение сборных элементов достигается в этом случае сваркой закладных деталей. Такие стыки тоже заливают бетоном, однако в основном для защиты от коррозии.
Существуют также сборно-монолитные железобетонные конструкции. Часть сборно-монолитного элемента (например, нижняя часть балки) изготовляется как сборная, а остальной объем бетонируется на месте.
Особенности армирования
Обычный бетон, хоть и обладает высокой прочностью, остается довольно хрупким материалом. Отлично справляясь с нагрузками на сжатие, он легко разрушается при изгибании и кручении. А ведь именно такое воздействие испытывают балки, пролеты мостов и панели перекрытий. Чтобы конструкция приобрела необходимую прочность еще и на изгиб, в железобетоне применяется армирование стальными стержнями.
Благодаря металлической арматуре трещиностойкость и механическая прочность ЖБИ вырастает втрое, увеличивая срок службы всей системы. Но чтобы улучшенные характеристики железобетона были равномерно распределены, упрочнение выполняют по определенным схемам. Как правило, стержни располагают в теле в виде трехмерной сетки с размером ячеек 100-200 мм.
Прутья могут увязываться друг с другом более тонкой стальной проволокой, и тогда ее присутствием при расчете плотности железобетона можно пренебречь. Но в крупных конструкциях, вместо катанки используются отрезки той же арматуры. В этом случае дополнительные элементы придется учитывать.
Плотность ж/б
Чтобы определить ее, можно взять за основу пропорции раствора в единицах массы. Достаточно исключить из расчета воду, которая через месяц полностью уйдет из массива, чтобы получить вполне точную плотность монолита. Разрешено воспользоваться и приблизительными данными, если известна марка бетона, применяемая в ЖБИ:
| Марка | М200 | М250 | М300 | М350 | М400 |
| Плотность, кг/м3 | 2385-2400 | 2390-2405 | 2400-2415 | 2405-2420 | 2410-2430 |
На вес 1 м3 ЖБИ влияет и выбранная схема армирования. Здесь свою роль играет количество прутьев в теле железобетона и их сечение. Эти параметры позволяют узнать внутренний объем, который занимает стальная арматура, а затем рассчитать ее массу.
В зависимости от формы и назначения конструкции из железобетона, применяют стержни разного диаметра и укладывают их с определенным шагом. Для определения плотности ЖБИ особая точность не нужна, поэтому количество арматуры в кубе железобетона можно взять ориентировочно из таблицы:
| Вид изделия | Диаметр арматуры мм | Размер ячейки сетки мм | Общая длина в 1 м3 железобетона, м | Плотность стали, кг/м3 | Масса, кг |
| Отмостка, бетонные дорожки | 8 | 200 | 16 | 7850 | 6,3 |
| Горизонтальные плиты, балки с опорой, фундамент | 12 – 16 | 180 | 16 | 14,2 – 25,2 | |
| Плиты перекрытия, консольные балки | 16 – 18 | 130 | 49 | 77,3 – 97,8 | |
| Колонны, вертикальные стены | 14 – 18 | 130 | 49 | 59,2 – 97,8 |
Расчет массы
Когда известно количество внутренней арматуры и все показатели плотности, несложно определить вес 1 м3 железобетона. Из куба вычитаем средний объем, занятый стальными стержнями, чтобы получить объем самого бетона. После этого останется только перемножить цифры на удельный вес для каждого материала и сложить результаты.
Пример:
Ленточный фундамент из бетона марки М300 усиливается стержнями диаметром 16 мм. Объем, который займет арматура в кубе железобетона:
- π·r2·L = 3,14·(0,008)2·16 = 0,003 м3;
- остальные 0,997 м3 – это чистый бетон.
Тогда масса арматурных прутьев составит 0,003х7850 = 23,6 кг, а бетона 0,997х2400 = 2392,8 кг. Суммируем значения и получаем искомую плотность железобетона: 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м3.
Еще один случай, когда требуется знать удельный вес железобетонных конструкций, это снос здания с последующим вывозом строительного мусора. Специалисты компаний, оказывающих подобные услуги, высылают своих замерщиков на объект, чтобы оценить объемы предстоящих работ. Но приблизительные вычисления можно сделать и самому, если вооружиться рулеткой и калькулятором.
Объемный вес для конструкций из железобетона в этих случаях принимается равным 2500 кг/м3 и умножается на данные замеров. Полученный тоннаж мусора и нужно будет оплатить, то есть рассчитаться за демонтаж, погрузку, вывоз автотранспортом и утилизацию.
Классификация ячеистый бетон
Бетоны классифицируют по следующим признакам:
По функциональному назначению на такие виды:
— теплоизоляционные; — конструкционно-теплоизоляционные; — конструкционные.
По способу поризации сырьевой смеси:
— ячеистые бетоны; — пенобетоны; — газобетоны.
По условиям твердения на:
— автоклавы; — неавтоклавные.
По виду кремнеземистого компонента на:
— золах; — природных песках; — других кремнеземистих вторичных продуктах промышленности.
Ячеистый бетон выпускается в виде блоков определенных типоразмеров. Внешне они напоминают скорее всего пемзу. Свое название ячеистый он получил из-за того, что внутренняя структура этого материала имеет автономные пространства, заполненные воздухом. Эти пузырьки определяют малую плотность такого бетона (300-1000 кг/м3) и низкую теплопроводность.
Вес бетона в зависимости от его марки
Приведенная ниже кг м3 таблица отображает приблизительный вес материала в зависимости от его марки. Проще говоря — это средняя плотность бетона.
Маркировку смеси всегда указывают в нормативной документации.
Самые распространенные марки:
- М100. Используют во многих подготовительных работах. К примеру, для обустройства подготовки слоеной подушки пред заливкой монолитного или сборного фундамента. Также из него делают основу для укладки бордюров в процессе строительства автодорог. Плотность бетона м100 составляет в пределах 2,33 — 2,35 т/м3.
- М150. Из него делают основание для легких построек: сараев, гаражей и т.д. Также его используют в качестве основания для автодорог. Бетон М150 используют и для заливки стяжек под некоторые напольные покрытия. Плотность бетона м150 варьируется в пределах 2,36 — 2,37 т/м3.
- М200. Наиболее популярная во многих сферах смесь. Он считается тяжелым, так как его удельный вес составляет 2375 кг/ м3 бетона. Ему характерно оптимальное соотношение прочности, морозостойкости, качества и стоимости. Из него делают фундамент, дорожки для пешеходов, тротуары, лестничные марши, плиты и другие ЖБИ. Плотность бетона м200 составляет 2,37 – 2,39 т/м3, поэтому он способен выдерживать сильные перепады давления.
- М250. Бетон М250 по свойствам фактически идентичен описанной выше маркировки, но она отличается большей прочностью. Благодаря этому материалу удается делать плиты с высокой несущей способностью. Поэтому бетон м250 довольно популярен в строительстве.
- М300. Данный материал подходит для заливки фундаментов, стен, заборов лестниц. Плотность бетона м300 варьируется в пределах 2,4-2,41 т/м3.
- М350. Такому материалу характерна большая прочность, поэтому из него изготавливают сложные конструкции, бассейны и взлетные полосы в аэропортах. Плотность бетона м350 составляет 2,42-2,43 т/м3, причем средняя плотность бетона м350 больше чем у материала м400.
- М400. Этот раствор применяют в изготовлении различных балок, свай, перемычек и остальных элементов несущих конструкций строений. Из него делаю также плотины, тоннели, мосты, коллекторов и т.д. Плотность бетона м400 в среднем составляет 2,43 т/м3.
Марка считается одним из главных параметров данного материала, потому что она отражает его способности выполнять различные функции
Именно из-за этого нужно первым делом обращать внимание на марку раствора во время покупки. Данный материал имеет много различных характеристик: подвижность, водонепроницаемость, морозоустойчивость и т.д
Но они часто отходят на второй план.
Прочность смеси в процессе твердения изменяется: до максимального значения она доходит не сразу, а только после окончания периода затвердевания (28 суток). Например, через четыре дня после заливки фундамента она будет одной, а через 8 дней другой. За данный период он может набрать 70 % прочности. Набор прочности не останавливается даже после 28 суток, потому что через 6 месяцев она становиться еще больше.
Способы повышения плотности бетона
Существует множество способов получения раствора необходимой плотности. Наиболее популярный из них – снижение количества воды в приготовленной смеси
Однако здесь следует принимать во внимание одновременное снижение текучести бетона, которое усложнит выполнение строительных работ. Для сохранения оптимальной подвижности смеси часто используются специальные добавки – пластификаторы, предназначенные для снижения объема воды в растворе
Дополнительно для повышения плотности можно использовать следующие способы:
- Добавление в раствор самого мелкого по размеру наполнителя. За счет этого можно снизить число пустот в железобетонной конструкции.
- Уплотнение смеси вручную или посредством инструмента. Достаточно проткнуть раствор обычной лопатой, чтобы обеспечить лучший выход воздуха и воды на поверхность.
- Использование цемента, который расширяет смесь или дает минимальную усадку. Благодаря этому стройматериал сохранит свое качество, но будет менее пористый.
- Подогрев залитого раствора. При повышенных температурах происходит более быстрое испарение влаги, что повышает плотность бетона кг/м³ и увеличивает его массу.
Следует понимать, что такие показатели, как плотность и прочность бетонных смесей, являются крайне изменчивыми. Чем больше влаги в составе, тем бетон менее плотный и более пористый. Кроме этого, на объемный вес влияет качество используемого цемента. При получении бетона целесообразно применять цемент более высокой марки (примерно на 2–3 класса выше), поскольку разница будет компенсирована водой и песком.
Автор статьи
Что нельзя делать при монтаже ЖБИ
Любое строительное изделие, в том числе и ЖБИ, рассчитано на определенные нагрузки, превышение которых нежелательно или недопустимо. Для изделий, работающих на изгиб, строительными нормами и правилами установлены нормативно-допустимые нагрузки. Оговоримся сразу, что величина этих нагрузок обеспечивает весьма и весьма значительный запас надёжности и, при корректном монтаже конструкции, разрушение изделия практически исключено.
Каждая строительная конструкция (в том числе и плиты перекрытия) рассчитана на определенные схемы монтажа. Эти схемы известны строителям, а их нарушение может привести к нежелательным последствиям
Очень часто возникает необходимость сделать отверстие в панели перекрытия, и если при его формировании будет нарушена целостность арматурного каркаса панели или, что не менее важно, будут разрезаны арматурные стержни, обеспечивающие несущую способность этой панели, то положительный эффект «преднапряжения» будет практически полностью устранён. Подобная поврежденная панель не будет соответствовать шкале нормативно-допустимых нагрузок
Если же сделать отверстие в панели все-таки надо, то необходимо предусмотреть консольное закрепление разрезаемых панелей на промежуточную опору (например, на внутреннюю несущую стену или на перемычку) и выполнить обвязку из металлического профиля по периметру вырезанной части плиты с закреплением (резьбовом или сваркой) на этом профиле концов арматурных стержней.
О дефектах, явных и неявных
Иногда в приобретенную партию попадают изделия с явными дефектами. Некоторые из этих дефектов легко устранимы и не могут повлиять на качество изделий, некоторые – неустранимы и носят «летальный» характер. Иногда дефекты имеют фабричное происхождение, иногда они возникают при самовывозе изделий в результате их некорректной транспортировки.
Если изделие внешне не разрушено, а присутствуют лишь небольшие сколы, то они достаточно несложно устраняются путем их заделки цементно-песчаным раствором или специальными ремонтными смесями. Если же дефект серьёзен (смещение арматурного каркаса, неверная анкеровка закладных деталей и монтажных петель, тонкий защитный слой бетона), то подобные изделия подлежат возврату производителю и последующей замене. Но, как правило, подобные дефектные изделия выявляют на ещё стадии приемки техническим контролем и если они и выходят за пределы завода, то исключительно как некондиционные.
Некоторые заводские дефекты (например, сетка поверхностных тонких трещин на плите перекрытия) не носят «летального» характера и не влияют на надёжность и несущую способность изделия. Подобные дефекты устраняют в процессе монтажа изделий.
Взаимодействие бетона и арматуры в железобетоне
Совместная работа бетона и арматурной стали в железобетоне обеспечивается: надёжным сцеплением арматуры с бетоном после его затвердевания, в результате чего оба материала деформируются совместно; близкими по значению коэффициентами линейных температурных деформаций (для бетона 0,7·10–5 – 1,5·10–5 °C–1, для стали 1,2·10–5 °C–1), что исключает дополнит. напряжения в зоне контакта бетона и арматуры при изменении темп-ры от –40 до 50 °C; наличием защитного слоя бетона для арматурной стали, который также предохраняет арматуру от коррозии, воздействия высоких темп-р и др.
Основа совместной работы бетона и арматуры – наличие сцепления между ними. Величина сцепления на поверхности арматуры зависит от следующих факторов: механич. зацепления периодич. профиля арматуры за бетон (70–80% от общих сдвиговых усилий); адгезии арматуры к бетону. Для усиления сцепления гладкой арматуры с бетоном на концах стержней в отд. случаях устраивают загибы и крюки. Напрягаемую арматуру крепят при помощи спец. анкерных устройств.
Особенностью работы Ж. в конструкциях является возможность образования трещин в растянутой зоне при действии внешних нагрузок. Ширина их раскрытия в стадии эксплуатации составляет 0,1–0,4 мм, это не нарушает нормальную работу жел.-бетон. конструкций и не вызывает коррозии арматуры. Для повышения жёсткости и трещиностойкости Ж. или исключения трещин вообще (по условиям эксплуатации) Ж. подвергают обжатию путём предварительного (до приложения внешней нагрузки) натяжения арматуры. Такой Ж. называется предварительно напряжённым
Наличие арматуры в Ж. существенно влияет на последствия усадки и ползучести бетона. Силы сцепления арматуры с бетоном вызывают стеснение арматурой деформаций усадки бетона, что приводит к возникновению в Ж. начальных напряжений: растяжения в бетоне и сжатия в арматуре. С увеличением процента армирования сжимающие напряжения в арматуре уменьшаются, а растягивающие в бетоне увеличиваются, появляются усадочные трещины. Усадка способствует раннему образованию трещин в жел.-бетон. элементах, испытывающих растяжение под воздействием внешних нагрузок.
Ползучесть бетона проявляется при действии постоянной нагрузки в течение времени, что приводит к перераспределению усилий: бетон частично разгружается, а арматура дополнительно нагружается. Отрицательное влияние ползучести заключается в увеличении прогибов в изгибаемых элементах, потере предварит. напряжения в преднапряжённых конструкциях, снижении несущей способности сжатых (гибких) элементов.
Классификация бетона по удельному весу
При начале любого строительства в первую очередь рассчитывается вес бетона в 1 м³, эти данные дают точное понятие о специфике и характеристиках будущего сооружения. Этот параметр зависит от состава и количества воды в растворе. Существует классификация, основной критерий которой — удельная . В соответствии с таким делением выделяются четыре класса:
- Особо легкий, теплоизоляционный;
- Легкий;
- Тяжелый;
- Особо тяжелый.
Особо легкие
В составе такого продукта отсутствует крупный заполнитель. При формировании структуры образуется значительное количество пустот, пор, до 85 процентов. Поэтому удельная масса продукта достаточно маленькая (до 500 килограмм). Этот вид не применяется при строительстве крупных объектов, потому что не предназначен для эксплуатации при больших нагрузках. Используется для создания плит утеплителей. Особо легкий тип имеет слабую морозоустойчивость, поэтому его стоить изолировать от влияния агрессивной среды.
Легкие
В создании такого типа применяются производственные отходы, керамзит, песок и пористые материалы. Наличие пор заметно снижает удельную массу смеси. Вес куба бетона составляет от 500 до 1800 кг. Такой тип получил применение в изготовлении блочных конструкций.
Тяжелые
Эта разновидность раствора получила самое широкое распространение в строительной сфере. Его применяют при изготовлении несущих конструкций и крупногабаритных сооружений. Масса одного куба смеси будет составлять около двух тонн. Она может изменяться от пропорций песка и крупного наполнителя, которым является кирпичная основа или щебень.
Особо тяжелые
Применяются реже. В постройке частных сооружений не используются. Обладают высокой противорадиационной защитой, на его основе изготавливают убежища, бункеры, лаборатории, атомные электростанции. Удельный вес 1 м³ бетона — от 2500 до 3000 килограммов. Состоит из высококачественного цемента и тяжелых заполнителей крупных фракций.
Расчет веса бетонных плит
С необходимостью узнать вес бетонной плиты или любого другого железобетонного изделия сталкиваются все строительные компании на том или ином этапе строительства. Данный вопрос возникает при необходимости транспортировки бетонных плит, а также непосредственно в процессе возведения здания.
Бетонные плиты при внешних идентичных параметрах могут существенно отличаться по своему весу. На массу изделия влияют такие факторы, как технология изготовления, состав бетонной смеси, какие наполнители использовались производителем.
Особенности веса бетонных плит
Прежде всего, нужно отметить, что существует два значения веса железобетонной плиты – это ее удельный и объемный вес.
Удельный вес бетонной плиты. Говоря об удельном весе, в идеале подразумевают однокомпонентный материал, обладающий 100% плотностью, с полным отсутствием пор. Однако бетонные изделия создаются из нескольких компонентов, в том числе из различных наполнителей, придающих плите структурность и неоднородность. Поэтому расчет удельного веса в данном случае производится путем складывания между собой удельного веса отдельных ингредиентов смеси, включая воду, принимавшую участие в приготовлении бетона.
Комбинирование железобетонных конструкций с пористыми материалами
Перспективными направлениями современного малоэтажного строительства являются технологии, в которых железобетонные конструкции фундамента и перекрытий комбинируются с пустотелыми либо пористыми материалами. Такими, например, как керамические поризованные блоки, их называют «теплой керамикой», а также газобетонные и полимербетонные материалы.
Особенностью этих материалов помимо прочности, стабильности и четкой геометрии элементов, является низкая теплопроводность, способность хорошо аккумулировать тепло, и кроме того, обеспечение качественного воздушно-теплового баланса.
Пористая структура материала повышает энергоэффективность сооружений и обеспечивает оптимальный влагообмен, создающий здоровый микроклимат во внутренних помещениях.
Недостатками искусственным способом поризованных материалов является их относительно высокая цена и необходимость строгого соблюдения технологического регламента при монтажных работах.
| < Предыдущая | Вернуться к списку статей | Следующая > |
Расчет массы железобетонной конструкции
Для расчета удельного веса конструкции из армированного бетона просто суммируются весовые коэффициенты металла и бетонного раствора. Результат данного суммирования делится на объем полученной конструкции. Применение такого упрошенного расчета позволяет исключить сложные математические вычисления, в которых неопытные строители могут допустить серьезные ошибки.
Составляющие бетона
Пример
Рассмотрим подсчет веса на примере тяжелого бетона. В таком растворе используются наполнители, в роли которых выступает щебень и гравий. Именно они обладают достаточно большой массой, поэтому такой бетон весит от 1,8 до 2,5 тонны за один кубометр.
Состав данного растра в массовых долях будет следующим:
- Вода — не более 0,2 тонны;
- Песок – не более 0,75 тонны;
- Щебень – не более 1,3 тонны;
- Цемент – не более 0,45 тоны.
Если суммировать массу всех этих наполнителей, то вес получится 2 тонны 700 кг. Такое значение является верным, потому что в процессе высыхания вода испарится, и масса как раз поучится равной 2,5 тонны.
Самые тяжелые виды растворов обладают массой, превышающей 2,5 тонны благодаря тому, что в их составе присутствуют магнетиты, скрапы, бариты и гематиты. Такие растворы используются для создания бронеколпаков в местах радиоактивного заражения.
