Темірбетон

Темірбетон

• Темірбетон —бетон мен болаттан тұратын композициялық құрылыс материалы. 1867 жылы Жозеф Монье ойлап тапқан. Темірбетонның негізгі артықшылығы - аса беріктігі, тозбайтындығы, қалаған формада құюға болатындығы. Көпір салуда, гидротехникалық құрылыста, үй және басқа ғимараттар салуға кеңінен қолданылады.

Темірбетон  бұйымдарын өндіру үшін кең  таралған технологиялық процесс  операцияларға бөлінеді. Шығаратын  өнімнің агрегаттық технологиялық  тізбегі жылдық номенклатурамен  анықталады. Жылдық өнімнің тізбегі  мына формуламен анықталады:

Өж = Вр · h · 60 · V/Тқ.ц. (1.1)

Өж = 255 · 16 · 60 · 5· 0,6/15 = 48960 / жылына

мұндағы Вр –  бір жылдағы жұмыс күні, сағат;

V – бір уақытта  қалыптанатын бұйым көлемі;

h – тәуліктегі  жұмыс уақыт саны;

Тқ.ц. – қалыптау  циклі, минут.

        Жиналушы темірбетон бұйымдарын  жасау  
бірнеше технологиялық бөлімшелерден                                                    тұрады:  
бетон араласпасын дайындау;  
арматуралық элементтерін орналастыру;  
бұйымдарды бетондау – қалыптау; 
бетон қатаюы;  
бұйымдарды қалыптан шығарып, қалыптарды келесі циклға даярлау; 
бұйымдарды ірілендіре жинау және зауыттық дайындық дәрежесін жоғарылату мақсатында олардың беттерін тиісінше өңдеу.

Арматура для железобетонных конструкций 

Внецентренно сжатые элементы

Полностью сжатое сечение

 

N’sc

 

Nsc

 

Nb

 

N

 

M

 

εb,max<εb1

 

εb,min

 

σb,min

 

σb,max<0.6Rb

 

A’s

 

As

 

h

 

σb

 

εb

 

εb2

 

εb1

 

σb0=σb2=R b

 

Eb

 

εb0

 

σb1=0,6 R b

Экспериментальное исследование жесткости внецентренно сжатых железобетонных элементов (Опыты НИИЖБ)

Изгибаемые  элементы (балки, плиты) 

 

• При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны (см. рисунок), изгибающий момент и поперечная сила. Изгибаемые железобетонные элементы, как правило, рассчитывают по прочности следующих видов сечений:
• по нормальным сечениям — сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента,
• по наклонным сечениям — при действии поперечных сил (срез или раздавливание сжатой зоны бетона), по наклонной полосе между наклонными сечениями (трещинами), от действия момента в наклонном сечении.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ  СЕЧЕНИЙ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Кабельді канализацияны  тексеру құрылғылары

• Элементы конструкции:
•  Верхняя (сжатая) арматура
•  Нижняя (растянутая) арматура
•  Поперечная арматура
•  Распределительная арматура
• Верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположном направлении.
• Основные параметры конструкции:
• L — пролёт балки или плиты, расстояние между двумя опорами. Обычно составляет от 3 до 25 метров
• H — высота сечения. С увеличением высоты прочность балки растёт пропорционально H²
• B — ширина сечения
• a — защитный слой бетона. Служит для защиты арматуры от воздействия внешней среды
• s — шаг поперечной арматуры.

 

 

В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок).

 

Тас. Ұсақ фракциялы (5-20 мм) гранит тасы. Бетон өндірісінде  жиі қолданады. Гранитті тас іргетас , прогон жасауда, жолдарды салу  кезінде, ғимараттарды және зауыт  құрылысында пайдаланады. 
Құм. Ірілік модулі – 2,5,γқ – 2580 кг/м3,ρқ – 1485 кг/м3.

Су. Су-бетон  араласпасын дайындағанда су  құбырындағы және кез-келген судың  су көрсеткіші 4-тен кем емес  көрсететін қышқыл емес, лакмус  қағазын қызыл түске боямайтын  болу қажет. Су құрамында 2700 кг/л  астам сульфат және барлық  тұздар 500 кг/л. Судың жарамдылығын  күдікті жағдайда бетон араласпасын  дайындауда оны салыстыру тәжірибесінде  тексеріп көру керек. Егер жоғарыда  көрсетілген талаптартарға сай  келсе, бетон араласпасын дайындауда  теңіз және басқа тұздарды  қолдануға болады.

Ерекшелік, тұрғын  және қоғамдық ғимараттардың  ішкі конструкцияларынның бетондауы  және темірбетонды ғимараттары  ыстық және құрғақ климатқа  сонымен қатар теңіз сулары  бетон бетіне шығуы мүмкін  және арматураны коррозияға ұшыратуын  ескермеуге болады. Бетонды суландырғанда  бетон араласпасын дайындауға  қолданатын суды қолданған жөн.

Арматура. Темiрбетон  конструкцияларың арматуралау үшiн  тегiс және класстарды А-І А-ІІ  А-ІІІ мерзiмдiк кескiндi ыстықтай  соғылған дөңгелек болат қолданылады, - МемСТ 5781-82 III, тиiстi талаптарға. Кернеуленетiн  арматуралар ретiнде МемСТ 10884-94 бойынша  аталған мерзiмдiк кескiндi өзектi ыстықтай соғылған болат қолданылады.

Класстарды  сырықтар А-I А-II және 12 мм, сыныпқа  дейiн диаметрiмен - 10 мм-ге дейiн  А-III диаметрiмен орамдар немесе  сырықтардағыдан қоса өндiрiледi, үлкен диаметрлер - сырықтардағы. Сырықтар (келiсуде өндiрушiмен сырықтардың  үлкенiрек ұзындығының жасау мүмкiн) ұзындықпен 6 мен 12мен аралығындағы  өндiрiледi. Арматураның түзетулерi үшiн  дұрыс кесілген орам қабылдаймыз - тазартуларды бiр уақытта өндiрiп  алады болатын кесiлетiн қоюлар. Дұрыс қабылдаймыз - Смж кесiлетiн  станок - 357 келесi мiнездеме болатын:

- тегіс арматура  диаметрі 4-10 мм, мерзімдік кескін  диаметрі 6-8 мм;

- шыбықтың  ұзындығы 1000-9000 мм;

Дәлдік +3; -2;         - арматураны беру және түзетуi жылдамдығы 31 м/мин;

- электродвигательдін  қуаты 12,6 кВт.

Дүрыс кесілген  станок И-6118:

- тегіс арматуранын  диаметрі 2,5 - 6,3 мм;

- дәлдік ±2;

- - арматураны  беру және түзетуi жылдамдығы 25 м/мин; *

- электродвигательдін  қуаты 6,9 кВт

Эмульсия майламдары. Қышқыл синтетикалық эмульсия  ЭКС негізінде дайындалған су  майлы, эмульсиялық майламдар ең  төзімді және тиімді. Эмульсол  – кубтық қалдық (5 %) түріндегі  ұршық біліктің майы (95 %) мен жоғары  молекулярлы синтетикалық қышқылдардың  қоспасынан алынған күңгірт –  қоңыр түсті сұйықтық.

Эмульсиялық  майламдарды ЭКС эмульсолы майламның 100 литріне 10 л шамадағы құраммен «судағы май» (тура эмульсия) түрдегі  және ең суға төзімді және  жабысқақ – майламның 100 литріне 20 л ЭКС құрамдағы ЭО – 2 түрдегі «майдағы су» (кері эмульсия) деп  айырады. 100 литрге тура эмульсиялық  майламның құрамы: жұмсақ, конденсациялық  су – 90 л, калцийленген сода – 0,7 кг және ЭКС эмульсолы – 10 л. Кері эмульсияның құрамы: әктің  сулы, қаныққан ерітіндісі (1 л. суға 1 кг әк тас). 53 л, су – 27 л және  эмульсол – 20 л.

      Арматура (2), устанавливаемая в  растянутую зону, служит для упрочнения  железобетонного элемента, бетон  в которой в силу своих свойств  быстро разрушается при растяжении. Арматура (1) в сжатую зону устанавливается  обычно без расчёта (из необходимости  приварить к ней поперечную  арматуру), в редких случаях верхняя  арматура упрочняет сжатую зону  бетона. Растянутая арматура и  сжатая зона бетона (и иногда  сжатая арматура) обеспечивают прочность  элемента по нормальным сечениям (см. рисунок).

 

Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных или пространственных сечений (см. рисунок).

 

Распределительная арматура (4) имеет конструктивное назначение. При бетонировании она связывает арматуру в каркас .

Экспериментальное исследование жесткости внецентренно сжатых железобетонных элементов (Опыты НИИЖБ)

РЕШЕНИЯ  ПЕРЕКРЫТИЙ  И  ПОКРЫТИЙ

РЕШЕНИЯ  СТЫКОВ  КОНСТРУКЦИЙ

Сжатые элементы (колонны) 

 

• При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента несколько напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает.
• Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если, кроме вертикальной силы, на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например, ветер, давление грунта на подпорную стенку).
• Типичное армирование колонны представлено на рисунке.

 

на рисунке:1 — продольная арматура 
2 — поперечная арматура

Изготовление  монолитных железобетонных конструкций 

 

• При изготовлении монолитных железобетонных конструкций следует учитывать, что физико-механические характеристики арматуры относительно стабильны, а вот те же характеристики бетона изменяются во времени. Необходимо всегда находить компромисс между запасами при конструировании и проектировании (выбор форм и сечений — выбор между надежностью, «жизнью», но тяжестью массивных конструкций и между изяществом, ажурностью, легкостью, но «мертвостью» конструкций с большим модулем поверхности), стоимостью и качеством исходных материалов, затратами на изготовление монолитных железобетонных конструкций, усилением оперативного контроля работниками ИТР на всех этапах, назначением мероприятий по уходу за бетоном, защитой его во времени (созданием условий для наращивания во времени его характеристик, что может понадобиться к моменту начала эксплуатации для сопротивления прогрессирующему разрушению), контролем динамики набора основных прочностных и деформативных характеристик бетона. То есть очень много зависит от того, с чьих позиций проектируют конструкции и технологию, исполняют и контролируют работы, и что ставится во главу угла: надежность и долговечность, экономичность, технологичность выполнения, безопасность эксплуатации, возможность дальнейшего применения путем усилений и реконструкций, так называемый рациональный (англ. sustainable) подход, то есть проектирование от обратного (сначала думаем, как следующие поколения будут все это разбирать и заново использовать).

Защита железобетонных  конструкций полимерными материалами 

 

• Для защиты железобетонных конструкций применяются специальные полимерные составы, позволяющие изолировать поверхностный слой железобетона от негативных влияний внешней среды (химические агенты, механические воздействия). Для защиты железобетонного основания применяют различные типы защитных конструкций, позволяющих модифицировать эксплуатационные свойства минеральной поверхности — увеличить износостойкость, уменьшить пылеотделение, придать декоративные свойства (цвет и степень блеска), улучшить химическую стойкость. Полимерные покрытия, наносимые на железобетонные основания, классифицируют по типам: обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы, высоконаполенные покрытия.
• Другой метод защиты железобетонных конструкций заключается в покрытии арматуры фосфатом цинка. Фосфат цинка медленно реагирует с коррозирующим химикатом (например, щёлочью) образуя устойчивое апатитное покрытие.
• Для защиты железобетонных конструкций от воздействия воды и агрессивных сред также применяется проникающая гидроизоляция, которая модифицирует структуру бетона, увеличивая его водонепроницаемость, что предотвращает разрушение бетонных конструкций и коррозию арматуры

Усиление железобетонных  конструкций углепластиком 

 

• При восстановлении несущей способности железобетонных конструкций, подвергнутых ненормативным нагрузкам, применяют армирование углепластиком. Усиление углеволокном используются для продольного и поперечного армирования стержневых элементов, для создания армирующих усиляющих оболочек на колоннах и опорах мостов, эстакад, консолях колонн, для усиления плит, оболочек, элементов ферм и других конструкций;

• В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.
• Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.
• Массивными считаются колонны, минимальная сторона сечения которых более или равна 400 мм. Массивные сечения обладают способностью к наращиванию прочности бетона длительное время, т.е. с учетом возможного увеличения нагрузок в дальнейшем (и даже возникновения угрозы прогрессирующего разрушения - террористические атаки, взрывы и т.д.) - они имеют преимущество перед колоннами немассивными. Т. о. сиюминутная экономия сегодня не имеет смысла в дальнейшем, и, кроме этого, малые сечения нетехнологичны при изготовлении. Необходим баланс между экономией, массой конструкции и т. н. жизнеутверждающим строительством (Sustainable construction).