Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия» (стр. 12 )

В современном строительстве все большее применение находит напряженно-армированный бетон.

В настоящее время применяют два способа получения направленно-армированного бетона. Один из них заключается в том, что арматуру натягивают и укладывают бетон. После того как бетон достаточно затвердеет, арматуру, арматуру освобождают и она, сжимаясь, сжимает бетон. При другом способе в бетоне оставляют специальные каналы для напрягаемой арматуры. После затвердевания бетона арматуру вводят в каналы и натягивают, используя в качестве опоры затвердевший бетон. При этом в бетоне возникают сжимающие напряжения. После натяжения арматуры каналы заполняют цементным раствором.

В предварительно-напряженных железобетонных конструкциях более полно используется прочность стали и бетона, поэтому уменьшается масса изделия. Кроме того, предварительное обжатие бетона препятствует образованию трещин в нем, и конструкции получаются более долговечными.

Благодаря своей универсальности (например, железобетон бывает и на тяжелом, и на легком бетоне) железобетон используется для всех типов зданий и инженерных сооружений.

В зависимости от способа изготовления железобетонные конструкции могут быть монолитные и сборные.

9.2.  Монолитный железобетон

Монолитным называют железобетон, изготовляемый непосредственно на строительной площадке. При выполнении конструкций из монолитного железобетона на месте возведения конструкции необходимо установить опалубку, назначение которой - придать бетонной смеси при ее укладке форму будущей конструкции. Чаще всего применяют разборно - переставную опалубку из мелких или крупных щитов.

Для возведения высоких сооружений (резервуаров, труб, башен) применяют скользящую или подъемно-переставную опалубку.

Когда бетон, уложенный в скользящую опалубку, достаточно затвердеет, опалубку вместе с рабочими подмостями двигают вверх, и цикл повторяется.

В опалубку укладывают арматуру, а затем бетонную смесь. Уплотняют бетонную смесь вибраторами. Бетон твердеет обычно естественным путем, зимой возможен подогрев бетона.

Опалубку снимают по достижении бетоном требуемой прочности, чаще всего через 7...10 дней.

Монолитные железобетонные конструкции применяют главным образом в зданиях и сооружениях, не поддающихся членению на элементы, при нестандартности и малой повторяемости элементов зданий и сооружений, при особенно больших нагрузках на элементы зданий или сооружений.

9.3.  Сборный железобетон

Сборные железобетонные конструкции представляют собой крупноразмерные железобетонные элементы, изготовленные на заводе или полигоне. Основное их преимущество состоит в том, что их изготовляют высокомеханизированными и автоматизированными методами, а на строительной площадке производится

Это резко сокращает сроки строительства, повышает производительность труда и позволяет широко применять новые эффективные материалы.

Основные операции при производстве железобетонных изделий.

Приготовление бетонной смеси производится в бетоносмесительном цехе завода.

Изготовление арматуры выполняют в арматурном цехе завода.

Поступающую на завод арматуру на специальных станках очищают от ржавчины, правят и режут на стержни заданной длины. Необходимая форма стержням придается на гибочных станках.

Формование изделий. Формы перед укладкой в них арматуры и бетона очищают и покрывают смазочным материалом, препятствующим сцеплению бетона с металлом форм.

Для уплотнения бетонной смеси на заводах используют следующие методы: вибрирование, центрифугование, вибропрессование, прокат и др.

Ускоренное твердение изделий на заводах осуществляется путем тепловлажностной обработки. Сущность тепловлажностной обработки заключается в нагреве бетонной смеси до температуры 80...200 градусов С, таким образом, чтобы бетонная смесь не теряла влаги, необходимой для твердения цемента. Применяют следующие виды тепловлажностной обработки: пропаривание при нормальном давлении и температуре 80...95 градусов С; контактный нагрев и электропрогрев при температуре до 100 градусов С; запаривание в автоклавах при температуре 175...200 градусов С и давлении 0,9...1,6 МПа.

Способы производства железобетонных изделий

В настоящее время железобетонные изделия производят следующими способами: стендовым, поточно-агрегатным, конвейерным и вибропрокатным.

При стендовом способе изделия изготовляют в неподвижных формах (на стенде). Стендовым способом изготовляют, как правило, крупногабаритные изделия (фермы, колонны, балки). Стендовый способ часто применяют на полигонах.

Кассетный способ - вариант стендового способа, основой которого является формование изделий в стационарно установленных кассетах. В форму закладывают арматурный каркас и заполняют ее бетонной смесью* Тепловая обработка производится контактным обогревом через стенки форм. Кассетным способом изготовляют плоские изделия (панели перекрытий, стеновые панели и т. п.).

При поточно-агрегатном и конвейерном способах формы с изделиями перемещаются от одного технологического агрегата к другому. Конвейерный способ имеет очень высокую производительность, но на каждой нитке конвейера может выпускаться изделие только одного типоразмера.

Особенность вибропрокатного способа состоит в том, что весь процесс получения железобетонного изделия выполняется на одной установке непрерывного действия - вибропрокатном стане.

Вибропрокатный стан - это конвейер из стальной формующей ленты. Вибропрокатным способом получают плиты перекрытий, легкобетонные панели наружных стен, перегородочные панели.

9.4.  Основные виды сборных железобетонных изделий

Классификация

В основу классификации железобетонных изделий положены следующие признаки: вид армирования, объемная масса и вид бетона, из которого изготовлено изделие, внутреннее строение изделия и его назначение.

По виду армирования железобетонные изделия подразделяются на предварительно-напряженные и с обычным армированием.

По объемной массе и виду бетона различают изделия из особо тяжелых (объемная масса - 2500 кг/куб. м), тяжелых (1800…2500 кг/куб. м), легких (<1800 кг/куб. м) и особо легких (<700 кг/куб. м) бетонов. Легкобетонные изделия могут быть получены на пористых заполнителях и из ячеистых бетонов. В зависимости от вида вяжущего различают изделия из цементного бетона, силикатобетонные и гипсобетонные.

По внутреннему строению изделия могут быть сплошными и пустотелыми, изготовленными из бетона одного вида (однослойные изделия) или из нескольких видов бетона (многослойные).

В зависимости от назначения железобетонные изделия подразделяются на три группы: для жилых и общественных зданий, для промышленных зданий и для инженерных сооружений. Изделия для жилых, общественных и промышленных зданий подразделяются на: изделия для фундаментов, для каркасов зданий, для стен, перекрытий и покрытий, элементы лестниц и санитарно-технические изделия.

К изделиям для фундаментов зданий относятся:

-  фундаментные плиты - массивные железобетонные элементы трапецеидальной или прямоугольной формы, укладываемые при устройстве фундамента на грунт;

- фундаментные блоки стаканного типа применяют в каркасных зданиях для опирания колонн;

-  блоки бетонные для стен подвалов - элементы в форме прямоугольного параллелепипеда из бетона марки 150. Применяют эти блоки для устройства ленточных фундаментов и возведения стен подвалов для зданий всех видов.

К изделиям для каркасов зданий относятся колонны, горизонтальные связи, фермы и арки. Эти изделия изготовляют из тяжелого бетона марок не ниже 200 и армируют несущей арматурой.

Балки, ригели и фермы часто изготовляют из напряженно-армированного бетона. Все элементы для надежной связи друг с другом и передачи нагрузки имеют металлические закладные детали.

Изделия для каркасов промышленных зданий отличаются от аналогичных изделий для жилых зданий большей несущей способностью и размерами.

Валки в зависимости от перекрываемого пролета могут иметь тавровое или двутавровое сечение с отверстиями в вертикальной стенке для снижения массы балки.

Фермы применяют как элементы покрытий пролетов 30 м и более.

Рисунок 14. Железобетонная ферма

Блоки для наружных стен изготовляют из легких бетонов марок 50,75,100,150 и 200. Объемная масса блоков не должна превышать 1600 кг/куб. м; для снижения объемной массы в блоках делают пустоты.

Размер блоков определяется типом здания и схемой разрезки стены (двух-, трех - или четырехрядной). Толщина блоков зависят от климатических условий местности и свойств бетона, т. е. определяется теплотехническими расчетами и принимается 400, 500 или 600 мм. Толщина блоков внутренних стен 300...400 мм.

Стеновые панели - крупноразмерные элементы (обычно высотой на «этаж» и длиной до 6 м), предназначенные для монтажа стен полносборочных зданий. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей зданий различают: панели наружных стен отапливаемых зданий, изготовляемые из легкого бетона на пористых заполнителях, ячеистого бетона или слоистыми из тяжелого бетона с теплоизоляционным слоем; панели наружных стен неотапливаемых зданий, изготовляемые из тяжелого или легкого бетона; панели внутренних несущих стен, изготовляемые из тяжелого или легкого бетона; панели перегородок, обычно изготовляемые из гипсобетона.

Тяжелый бетон для наружных стен должен иметь марку не ниже 200, а для внутренних - не ниже 150. Легкие бетоны всех видов должны иметь марку не ниже 50.

Элементы междуэтажных перекрытий.

Для устройства междуэтажных перекрытий используют железобетонные панели перекрытий.

Размер панелей: длина от 2,4 до 12 м, ширина от 1,2 до 3,6 м, толщина 220 мм. Панели перекрытий, кроме несущей способности, должны удовлетворять требованиям звукоизоляции. С целью повышения звукоизоляции и снижения массы панелей перекрытий их делают с пустотами или из легких бетонов на пористых заполнителях. Кроме того, применяют ребристые панели перекрытий со звукоизоляционными прослойками. Внедрение в строительство таких элементов упростило устройство перекрытий: нижняя сторона панели служит потолком и выпускается в готовом к отделке виде, а верхняя служит основанием пола.