Файл: Ямпольский, Е. М. Бетонщик-1.pdf

бетон требуется при строительстве мостов, плотин, туннелей, дорожных покрытий и т.п.

Имеется прямая связь между плотностью бетона и его объемной массой: чем выше объемная масса бетона, тем выше его плотность и соответственно бетон с низким объемным весом имеет низкую плотность, а значит, высокую пористость. В зависимости от назначения бетона предъявляют соответст­ вующие требования к степени его пористости.

От плотности бетона, вида примененного цемента, условий твердения бетонной смеси зависит водонепроницаемость бетона. Степень водонепроницаемости определяется величиной наименьшего давления воды, при котором она начинает просачиваться через бетонный образец.

Для повышения водонепроницаемости бетонов применяют специальные покрытия поверхностей конструкций (обмазки, пропитки).

Морозостойкостью называют способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное и попеременное замораживание и оттаивание без разрушения и снижения прочности.

Показатель морозостойкости имеет особое значение для бетонных конструкций, подвергающихся многократному увлажнению или замораживанию. Нормами установлены также специальные марки бетонов по морозостойкости. Их определяют по количеству циклов замораживания и оттаивания, которые выдерживает бетон, не разрушаясь и не снижая своей прочности. Бетоны, имеющие более плотную структуру, обладают большей морозостойкостью.

Марки бетонов по водонепроницаемости и морозостойкости определяют в лабораториях на специальных установленных стандартом образцах.

При твердении бетон изменяет свой объем или, как говорят, дает усадку (исключение составляет бетон на специальном водонепроницаемом расширяющемся цементе, при котором не возникает усадки). При усадке возможно появление в теле бетона трещин, снижающих его прочность. Величина усадки зависит от вида примененного цемента, условий твердения. При твердении во влажной среде -усадка бывает минимальной. Если твердение бетона происходит в воде, то его объем почти не изменяется.

Важными свойствами бетона являются его стойкость против коррозии и тепловыделение (при химическом взаимодействии цемента и воды в процессе твердения бетона выделяется большое количество тепла, вызывающее расширение бетона).

Противокоррозионная стойкость бетона увеличивается с повышением степени его водонепроницаемости. Расширение бетона, вызванное его тепловыделением, особенно опасно в массивных конструкциях, где оно может привести к появлению

18

трещин. Чтобы предотвратить расширение бетона, следует тщательно подбирать цементы при его приготовлении, не завышать количество цемента в 1 м^ бетона и предусматривать температурные швы в бетонных конструкциях.

5. Сведения о железобетоне

Во вступительной главе коротко рассказано о возникновении железобетона, первых опытах по его использованию в строитель­ стве.

Железобетон, или армированный бетон, — это бетон, в котором заложены стальные стержни или арматура. Включение в бетон арматуры вызвано необходимостью учитывать разнообраз­ ное действие внешних нагрузок на конструкцию, усилить конструкцию в местах возникновения наибольших напряжений.

Сопротивляясь внешним усилиям, строительные конструк­ ции несут различные нагрузки. Плотина удерживает напор воды, плиты перекрытий несут на себе вес людей, машин, оборудо­ вания и т.д. Бетонщик должен иметь общее представление о том, как ведут себя элементы железобетонных конструкций под действием нагрузки, какие усилия и где в них возникают, где будут расположены сжатая и растянутая зоны в конструкции.

Под действием вертикальной нагрузки колонна испытывает сжатие.

В стержне, у которого один конец закреплен, а к другому подвешен груз, возникают усилия растяжения. Балка или плита, опертые на концы и несущие нагрузки, будет работать на изгиб. При этом верхние слои балки испытывают сжатие, а нижние — растяжение. В средней части (на границе сжатой и растянутой зон) проходит нейтральная линия, не подвергаемая действию сил.

В консольной балке, заделанной в стену одним концом и загруженной на другом конце, растягивающая зона будет располагаться наверху, а сжатая — внизу.

Если балка опирается на несколько колонн, расположение сжатой и растянутой зон меняется по длине балки.

Бетон сопротивляется сжатию лучше, чем растяжению. Строители учитывают эту важную особенность бетона и там, где в бетоне возникают усилия растяжения, ставят стальные стержни — арматуру. Сталь работает одинаково хорошо на сжатие и на растяжение. Поэтому основную долю опасных растягивающих усилий в железобетоне принимает на себя стальная арматура, в то время как бетон воспринимает лишь сжимающие усилия.

Иногда арматуру применяют и для усиления сжатой зоны бетона. В железобетонной конструкции бетон и сталь образуют прочный, монолитный материал. При твердении бетонная смесь плотно облегает арматуру, чем и достигается надежное сцепление

19

этих материалов. Арматура, как более прочный материал, при нагрузке конструкции воспринимает на единицу поперечного сечения гораздо большие усилия, чем бетон. Наличие в бетоне стальных элементов даже небольшого сечения приводит к значительному сокращению размеров конструкции.

В железобетонной балке или плите, опертой обоими концами, арматуру ставят в нижних слоях, там, где находится зона растяжения. Если у балки или плиты закрепить лишь один конец, а другой оставить свободным (так бывает в балках или плитах балконов и карнизов), то под вертикальной нагрузкой, направленной сверху вниз, растяжение возникнет в верхней, а сжатие в нижней части конструкции. Арматуру в данном случае следует располагать вверху, в зоне растяжения.

Поверхность стальных стержней (арматуры) должна быть чистой, иметь необходимую защиту (защитный слой) от влаги, коррозии и огня. Если арматура до укладки в бетон имеет замасленную, грязную или подвергшуюся коррозии поверхность,

бетон и арматура будут работать отдельно, следовательно, арматура не воспримет усилия от бетона.

Наилучшее сцепление бетона и арматуры получается при применении сварных арматурных сеток и каркасов, жесткое соединение которых обеспечивает постоянное положение стержней в бетоне.

Сталь и бетон имеют одинаковые по величине коэффициенты линейного расширения, поэтому изменение температуры конструкции не приводит к нарушению сцепления арматуры с бетоном и не оказывает влияния на прочность конструкции.

Бетон по сравнению со сталью обладает меньшей тепло­ проводностью и защищает арматуру от резких колебаний температуры. Во всех конструкциях предусмотрен защитный слой бетона, который предохраняет арматуру от коррозии, надежно защищает ее от воздействия влаги и вредных газов.

В зависимости от того, какую работу предстоит выполнять арматуре в железобетонной конструкции, ее делят на рабочую, распределительную, хомуты и монтажную.

Рабочей, или основной, называют арматуру, которая должна воспринять в конструкции усилия растяжения.

Рабочую арматуру располагают в основном в растянутых зонах. Она принимает на себя все растягивающие усилия от внешних нагрузок и собственного веса конструкции.

Распределительная арматура равномерно распределяет нагрузку между стержнями рабочей арматуры, обеспечивает совместную работу всех стержней и при бетонировании не дает смещаться рабочей арматуре.

20