З чого виготовляють залізобетонні вироби
Залізобетон - це матеріал, у якому з'єднані в єдине ціле сталева арматура і бетон. Бетон частково захищає метал арматури від корозії і сприймає в цьому композиті стискаючі напруги, а арматура - розтяжні зусилля: відомо, що метал добре працює на розтяг, а відносно тендітний бетонний камінь - на стиск.
Цемент і вода є активними складовими бетону - в результаті реакції між ними утворюється цементний камінь, що скріплює зерна заповнювачів у єдиний моноліт. Між цементом і заповнювачем не відбувається хімічної взаємодії, тому заповнювачі часто називають інертними матеріалами. Однак, великий заповнювач (щебінь гірських порід або вапняку) і дрібний заповнювач (кварцовий, він же річковий пісок) істотно впливають на структуру і властивості бетону.
В якості арматури використовуються металеві (сталеві) прутки або пучки дротів. Арматура підрозділяється на робочу і монтажну. Робоча арматура розташовується в нижній частині залізобетонних виробів, що працюють на вигин: плит перекриттів, балок, в підошвах фундаментних блоків. Монтажна арматура створює об'ємний скелет ЗБВ, фіксує розташування стрижнів робочої арматури, сприяє фіксації і закріпленню закладних деталей і монтажних петель.
Однією з різновидів залізобетону є напружений залізобетон. За рахунок застосування спеціальних технологічних прийомів, в процесі виготовлення матеріалів з напруженого залізобетону арматура монолітиться в бетоні в частково розтягнутому вигляді.
Справа в тому, що плити перекриттів і несучі балки в конструкції працюють на вигин. По-перше, вони сприймають навантаження конструкції підлоги (в тому числі і власну вагу); по-друге - навантаження від побутових предметів, розміщених на поверсі; по-третє - навантаження, що передається від стін на каркас будівлі. В результаті, нижні шари плити перекриття або несучої балки знаходяться в ледь розтягнутому вигляді, що негативно позначається на їх надійності.
Якщо ж нижні шари панелі або балки в процесі виготовлення були штучно стислі ( «напружений» залізобетон), то під побутовим і конструкційним навантаженням вони будуть знаходитися в нейтральному стані, напруги в них будуть мінімальні, а значить і мінімальні будуть проблеми, пов'язані з експлуатацією конструкції .
Як виготовляють залізобетонні вироби
Плити перекриттів (пустотні і ребристі), перемички, елементи огорож, підвалів і фундаментів, плити дорожніх покриттів, деталі колодязів і стовпи освітлення - все це вироби з залізобетону. Очевидно, що кожне залізобетонний виріб має характерну для нього систему армування, рецептуру бетону і технологію виготовлення.
Плити перекриття і перемички, що працюють на вигин, виготовляють з попередньо напруженого залізобетону. У підготовлену форму на спеціальні опори встановлюють арматурні стрижні, натягають їх (механічно, за допомогою домкратів, або термомеханически, за допомогою розігріву електричним струмом) і закріплюють в натягнутому положенні на бортоснастки форми.
Заливка бетонної суміші з подальшим віброущільненням може здійснюватися на стендах (із введенням пустотоутворювачів) або на конвеєрних лініях, в тому числі і способами прокату або роликового формування, після чого вироби в формах відправляють на теплову обробку в спеціальні камери. Мета теплової обробки - прискорення твердіння бетону, і через 8..12 годин пропарювання при температурі середовища 80..95 ° C виріб набирає 65..75% своєї марочної міцності, еквівалентній 28 добі твердіння в природних умовах. Після того, як виріб затвердів, напружені арматурні стержні звільняють від кріплення на стінках форми. Стрижні частково стискуються по довжині і напруга від них передається бетону у виробі - в прилеглих до арматурних стрижнів областях бетону формується напружений стан.
ЗБВ циліндричної форми (стійки, кільця і т.п.) виготовляють методом центрифугування. Попередньо в напівформу, розміщену на стенді центрифуги, укладаються арматурні стержні (при необхідності їх натягають), на які навивається металевий дріт - формується каркас залізобетонного виробу. За допомогою ложкового бетонорозподільники по всій довжині напівформи розподіляється бетонна суміш, одну полуформу накривають зверху іншою і включають центрифугу. На першому етапі, бетонна суміш, за рахунок відцентрових сил, розподіляється у зовнішній огороджувальної поверхні циліндричної форми. На другому етапі, за рахунок змінюється частоти обертання центрифуги, відбувається ущільнення бетонної суміші й формування залізобетонного виробу. Далі вироби (в напівформах або розпалублених) відправляють на теплову обробку.
Що не можна робити при монтажі ЗБВ
Будь-яке будівельне виріб, в тому числі і ЗБВ, розраховано на певні навантаження, перевищення яких небажано або неприпустимо. Для ЗБВ, що працюють на вигин, будівельними нормами і правилами встановлені нормативно-допустимі навантаження. Обмовимося відразу, що величина цих навантажень забезпечує досить значний запас надійності і, при коректному монтажі конструкції, руйнування залізобетонного виробу практично виключено.
Кожна будівельна конструкція (у тому числі і плити перекриття) розраховані на певні схеми монтажу. Ці схеми відомі будівельникам, а порушення їх може привести до небажаних наслідків. Дуже часто виникає необхідність зробити отвір в панелі перекриття, і якщо при його формуванні буде порушена цілісність арматурного каркаса панелі або, що не менш важливо, будуть розрізані арматурні стрижні, що забезпечують несучу здатність цієї панелі, то позитивний ефект «попереднього напруження» буде практично повністю усунутий. Подібна ушкоджена панель не буде відповідати шкалі нормативно-допустимих навантажень.
Якщо ж зробити отвір в панелі все-таки треба, то необхідно передбачити консольне закріплення розріжуться панелей на проміжну опору (наприклад, на внутрішню несучу стіну або на перемичку) і виконати обв'язку з металевого профілю по периметру вирізаної частини плити із закріпленням (різьбовому або зварюванням) на цьому профілі кінців арматурних стержнів.
Про доставку та проміжному зберіганні ЗБВ
Уже згадувалося, що заводські залізобетонні вироби мають високий ступінь надійності і лише від самих споживачів залежить, чи знизиться ця надійність надалі. ЗБВ, до того, як потраплять в конструкцію і займуть призначене їм місце, можуть бути схильні до дії зайвих механічних навантажень або виявитися в умовах підвищеної вологості. Крім того, бетон піддається біологічній корозії (появі цвілі, грибка та ін.), Що необхідно враховувати при його зберіганні.
Пошкодження ЗБВ можуть відбуватися як при їх транспортуванні (доставці), так і при їх складуванні (проміжному зберіганні). Волога звичайно попадає у вироби при контакті з землею (капілярне підсмоктування) або атмосферними опадами, що може привести як до погіршення механічних характеристик ЗБВ, так і до розвитку на ньому кородуючої мікрофлори.
Найбільш поширений вид ушкоджень - механічні. Наприклад, при транспортуванні плит перекриття (покладених, як це і випливає, на дерев'яні бруски-прокладки) поверх них були поставлені бетонні блоки. В результаті, вироби прибули на об'єкт деформованими: з розкриттям тріщин шириною більше 1 мм по нижній частині, з відколами бетону й оголеною арматурою. Якщо це сталося з вини постачальника, то подібні ЗБВ повинні бути замінені. Але постачальники, як правило, дотримуються умови перевезення і подібних ситуацій практично не виникає.
Але коли залізобетонні вироби надходять на місце проміжного складування, коли за них уже сплачені гроші і ЗБВ прийняті замовником, господар повинен вже сам піклуватися про належні йому залізобетонних виробах. Навіть якщо ЗБВ придбані з метою використання протягом тижнів або місяців, для них необхідно забезпечити певні «комфортні» умови зберігання. Майданчик для їх складування повинна бути вирівняти; між залізобетонними виробами і грунтом не повинно бути контакту; бажано наявність навісу або вкриває виріб плівки. Плити перекриттів бажано зберігати горизонтально (в "робочому стані"), прокладаючи їх між собою дерев'яними брусками для провітрювання і для зняття виникаючих напруг.
Про дефекти, явних і неявних
Іноді в придбану партію потрапляють ЗБВ з явними дефектами. Деякі з цих дефектів легко переборні і не можуть вплинути на якість залізобетонних виробів, деякі - не підлягають ремонту і носять «летальний» характер. Іноді дефекти мають фабричне походження, іноді вони виникають при самовивозі ЗБВ в результаті їх некоректної транспортування.
Якщо ЗБВ зовні не зруйнований, а присутні лише невеликі відколи, то вони досить нескладно усуваються шляхом їх закладення цементно-піщаним розчином або спеціальними ремонтними сумішами. Якщо ж дефект серйозний (зсув арматурного каркаса, невірна анкеровка заставних деталей і монтажних петель, тонкий захисний шар бетону), то подібні залізобетонні вироби підлягають поверненню виробникові і подальшої заміни. Але, як правило, подібні дефектні ЗБВ виявляють на ще під час прийомки технічним контролем і якщо вони і виходять за межі заводу, то як некондиційні.
Деякі заводські дефекти (наприклад, сітка поверхневих тонких тріщин на плиті перекриття) не носять «летального« характеру і не впливають на надійність і несучу здатність ЗБВ. Подібні дефекти усувають в процесі монтажу залізобетонних виробів.
Про властивості й класи бетону
По щільності бетони підрозділяють на особливо важкі, важкі (щільність D = 1800..2500 кг / м3), легкі й особливо легкі. За розмірами заповнювача важкі бетони підрозділяють на бетони на великих заповнювачах і дрібнозернисті бетони. Плити перекриттів, плити дорожніх покриттів, перемички, елементи огорож, підвалів і фундаментів, деталі колодязів і стовпи освітлення виготовляють на основі важкого бетону.
Класи бетону по міцності на стиск (В), осьове розтягання (Вt), розтягання при вигині (Btb) характеризуються відповідною міцністю бетонів базового розміру у встановленому проектному віці (як правило - 28 доби). Таблиця залежності показників міцності важкого бетону від його класу наведена нижче.
Марка бетону за середньою густиною (D) визначається фактичним показником маси бетону в сухому стані в одиниці об'єму зразків (кг / м3).
Марка бетону по морозостійкості (F) визначається кількістю поперемінних циклів заморожування і відтавання в різних середовищах, які витримують контрольні зразки без зниження міцності на стиск більше регламентованої (для Московського регіону F повинна бути не менше 35).
Марка бетону по водонепроникності (W) визначається величиною тиску води, при якому не спостерігається її просочування через контрольні зразки.
Нормовані показники якості бетону повинні бути забезпечені підбором його складу, виконанням технологічних режимів готування, ущільнення бетонних сумішей, твердіння бетонних виробів і контролюватися на виробництві.
Стиснення осьове (призматична міцність), МПа