Железобетон – разновидности, преимущества и свойства материала

Железобетон появился в 19 веке. Тогда его изобретателем был Жозеф Монье. Как ни странно, он не был строителем, архитектором или инженером. Он был простым садоводом, и пришел к созданию такого материала, когда искал замену стандартным кадкам из дерева. Он решил попробовать сделать их из бетона, однако корни растений разрушали его. Затем у него появилась мысль использовать металлический вкладыш. Так он дал начало понятию железобетонных конструкций.

Давайте подробно разберемся в особенностях, характеристиках и разновидностях железобетона.

Что представляет собой железобетон?

В целом он является композиционным материалом, который изготавливается из стальной арматуры и бетона. Объединение этих материалов позволяет компенсировать их недостатки, и получить новые полезные свойства.

Несмотря на то, что бетон обладает высокой прочностью, и сравним по этому показателю с камнем. Он имеет очень низкую стойкость к растяжению, и быстро разрушается от нагрузок такого типа. Стальные конструкции хорошо справляются с растяжением, однако плохо переносят сжатие. Железобетон отлично справляется с растяжением и сжатием.

В этом ролике можно подробно узнать об истории создания материала:

Разновидности железобетона

Вид такого материала принято определять по технологии его изготовления:

• Монолитный. Производится сразу на строительной площадке. Самый простой пример монолитного железобетона – это фундамент. Вырываются траншеи или котлован. В них укладывается арматурный каркас, который затем заливается бетоном и застывает. Качество и характеристики фундамента зависят от количества и параметров арматуры и марки бетона, использованного для заливки.
• Сборный железобетон. Это изделия, который производятся на заводах. Для изготовления применяются специальные формы, в которых крепится арматура, а затем заливается бетон. Отдельные, затвердевшие блоки, доставляются на место проведения работ и затем собираются в одну конструкцию.
• Сборно-монолитный. Конструкции собранные на заводе применяются как опалубка, а монолитный железобетон создается прямо на площадке.

Плюсы и минусы материала

Главными преимуществами железобетона являются прочность и сопротивление различным нагрузкам. Помимо этого, следует также отметить:

• Долговечность. Сталь и застывший каменный раствор, вместе дают прочную комбинацию. Такие конструкции могут служить в течение очень долгого времени, и при благоприятных условиях эксплуатации могут сохранять свойства на протяжении десятилетий.
• Огнестойкость. Ни бетон, ни металл не горят. Они также предотвращают распространение огня.
• Инертность. Бетон и сталь не вступают ни в какие реакции. Это важно не только для промышленного строительства, но также и для частного. Дом из железобетона не будет выделять каких-либо вредных веществ. Кроме того в материале не появляется грибок и другие вредные микроорганизмы.
• Возможность придать материалу любую форму. Установка каркаса и его последующая заливка, позволяют свободно выбирать геометрию изделий.
• Малая цена. Производство монолитного и сборного железобетона обходится довольно недорого. По этой причине он стоит дешево.

Как и любого материала, у железобетона есть и минусы:

• Относительно малая прочность. Из-за большой массы, отдельные виды нагрузок могут оказаться губительны для материала.
• Низкая скорость производства. На застывание сборных и монолитных изделий уходит довольно много времени. Оно может меняться в зависимости от марки бетона. Но это все равно долго.
• Высокая теплопроводность. Материал не отличается хорошей теплоизоляцией, и нуждается в дополнительной обработке и отделке.

Как бы ни было, железобетон является основой современного строительства. Из него делаются высотные дома, фундамент, промышленные сооружения, в том числе гидротехнические, и т. д.

Свойства и виды арматуры из которой производится материал

Две главные составляющие – это бетон и арматура. Причем металлический каркас располагается в тех местах, где есть самое большое растяжение.

Какие виды арматуры применяются при производстве железобетона?

• рабочая;
• воспринимающая;
• распределительная.

Каркас устраивают таким образом, чтобы он мог противодействовать температурным и усадочным нагрузкам.

Классификация по способу изготовления арматуры, выглядит так:

• Стержневая. Производится по технологии горячего проката. Это могут быть стержни, пруты, мотки. Их свойством должно быть упрочнение при воздействии низких и высоких температур.
• Арматурная проволока. Производится из низкоуглеродной стали В-1. Также из высокоуглеродистой В-П, используемой для изготовления напряженного бетона.

Арматура может быть гладкой и рифленой.

Для каркаса подходит и канатная проволока из 2-3 прядей.

Есть отдельная категория арматуры – напряженная. Она применяется в сборном железобетоне, поскольку в полевых условиях соблюсти технологию изготовления невозможно. Суть в том, что стержни или пруты, используемые в изделии, закладываются в форму при определенной нагрузке. Она может быть механической, электротермической или электромеханической. Таким образом она находится в рабочем состоянии.

Пока арматура напряжена, ее заливают бетоном. Нагрузка снимается только после полного застывания раствора. После снятия нагрузки, сталь сжимается, сжимая при этом и бетон. Когда изделие подвергается настоящей рабочей нагрузке, бетон уже адаптирован к ней. Он не треснет при растяжении арматуры, и сохранит свою плотность.

Такой способ изготовления железобетона и работы с арматурой при производстве, применяется когда материалу предстоит работать с большими нагрузками.

Свойства и виды бетона, из которого изготавливается материал

Если арматура определяет прочность при нагрузках, то бетон определяет физические и химические свойства железобетона. Есть несколько классификаций бетона.

Плотность

Бетон может иметь разную плотность:

• Сверхтяжелый бетон, с показателем плотности в 2500 кг/кубометр. Его основное применение – фундаменты, колонны, стенки бункеров и т. д.
• Тяжелый бетон – плотность до 2200 кг/кубометр. Материал применяется в строительстве несущих стен на жилых и промышленных объектах.
• Облегченный бетон – 1800 – 2200 кг/кубометр. Это мелкозернистый раствор.
• Легкий бетон имеет плотность до 800 кг/кубометр.
• Сверхлегкий – до 600 кг/кубометр.

Последние два типа бетона относятся к растворам с легкими наполнителями. К примеру, опилкобетон и пористый бетон.

Тип заполнителя

Этот компонент определяет свойства будущего бетона:

• пористый;
• морозостойкий;
• огнестойкий;
• с веществами, повышающими устойчивость к биологическим процессам.

Величина зерна

Для бетона может использоваться разная величина зерна:

• крупный наполнитель;
• крупный с мелким заполнителем – отличается высокой плотностью;
• мелкозернистый с мелким заполнителем.

Условия затвердевания

• Естественные условия. Чаще всего это монолитный железобетон, который применяется в частном строительстве.
• Термовлажная обработка. Сборные конструкции, которые делаются на заводах.
• Твердение в автоклавах.

Чем более однородный состав имеет бетон, тем более плотным и прочным он становится. Чтобы привести раствор к однородности, используются вибраторы и вибрабалки.

Сферы применения железобетона

Способы использования такого материала определяются в соответствии с тем, какими параметрами он обладает. Тут важна прочность, плотность и сопротивление внешнему воздействию. В целом, железобетон может использоваться в таких работах, как:

• подготовительные работы;
• укладка тротуаров;
• стяжка полов;
• фундамент под ограждение;
• строительство мало- и многоэтажных конструкций;
• возведение промышленных и сложных технических сооружений.

Стоимость железобетона может отличаться. В среднем цена одного кубометра начинается примерно от 3 тыс. рублей.

Заключение

Железобетон является невероятно востребованным материалом на современном строительном рынке. Он позволяет создавать различные объекты, и может иметь самые разные свойства в зависимости от используемого сырья и требований, предусмотренных в проекте. Железобетон может производиться как заводах, так и на строительной площадке. Выбор типа материала зависит от того, какие работы предстоит выполнить. Стоимость железобетона и его качества, делают материал очень популярным в различных областях строительства.