Железобетон: состав и применение¶

Железобетон — композитный строительный материал, в котором бетон и стальная арматура объединены в единую монолитную конструкцию. Бетон хорошо воспринимает сжимающие нагрузки, но плохо работает на растяжение, тогда как сталь, напротив, обладает высокой прочностью на растяжение. Совмещение этих свойств позволяет материалу эффективно сопротивляться изгибу, кручению и растяжению. Совместная работа компонентов обеспечивается близкими значениями температурного расширения стали и затвердевшего бетона, а также сцеплением арматуры с бетоном и защитным слоем, предохраняющим металл от коррозии.

¶Состав

Основу железобетона составляют два компонента:

• Бетон — искусственный каменный материал, получаемый при затвердевании смеси вяжущего (обычно цемента), воды, мелкого и крупного заполнителей. Именно бетон воспринимает сжимающие усилия и защищает арматуру.
• Стальная арматура — стержни, проволока, сетки или каркасы, воспринимающие растягивающие напряжения. Применяют горячекатаную стержневую арматуру (гладкую и периодического профиля) и холоднотянутую проволоку.

Состав бетонной смеси подбирают исходя из назначения конструкции. В неё входят:

Для ответственных конструкций применяют предварительно напряжённый железобетон: арматуру натягивают до или после бетонирования, что создаёт в бетоне предварительное сжатие и повышает трещиностойкость.

¶Классификация

По способу изготовления различают:

• Монолитный железобетон — бетонирование непосредственно на строительной площадке, в опалубке. Обеспечивает целостность и свободу форм.
• Сборный железобетон — элементы изготавливают на заводах и монтируют на объекте. Ускоряет строительство и повышает качество.
• Сборно-монолитный — сочетание готовых элементов и дополнительного бетонирования.

По назначению выделяют конструкции фундаментов, каркасов, перекрытий, стен, мостов, гидротехнических и дорожных сооружений.

¶Применение

Железобетон — основной материал современного промышленного и гражданского строительства. Из него возводят:

• фундаменты зданий и сооружений;
• несущие каркасы, колонны, балки, плиты перекрытий;
• стены, панели, лестничные марши;
• мосты, путепроводы, тоннели, плотины;
• дорожные покрытия, взлётно-посадочные полосы;
• ёмкости, резервуары, трубы, сваи.

Материал ценится за долговечность, огнестойкость, высокую несущую способность и доступность сырья. К недостаткам относят значительную собственную массу, теплопроводность и трудоёмкость при переработке и сносе.

¶История и развитие

Применение металлических стержней в бетоне известно с середины XIX века; патент на армирование бетона получил французский садовник Жозеф Монье в 1867 году. В XX веке технология развивалась в направлении предварительного напряжения, применения высокопрочных бетонов и химических добавок. Сегодня используются фибробетон, самоуплотняющиеся смеси и композитная арматура, что расширяет область применения материала.