Классы и марки бетона.

Сущность железобетона, Преимущества и недостатки.

Железобетоном называется строительный материал, в котором соединены в монолитное целое бетон и стальная арматура Идея создания железобетона заключает­ся в реальной возможности использования бетона для работы на сжатие, а стали - на растяжение. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но в 10... 15 раз хуже работает на растяжение. Поэтому в растяну­той зоне железобетонных конструкций укладывают стальную арматуру, которая имеет высокое сопротивле­ние растяжению.

Стальная арматура имеет высокую прочность не только на растяжение, но и на сжатие, поэтому может быть использована и для усиления сжатого бетона (на­пример, в железобетонных колоннах).

Его положительные свойства: долговечность, огнестойкость, стойкость про­тив атмосферных воздействий, высокой сопротивляемо­сти статическим и динамическим нагрузкам, малым эк­сплуатационным расходам по уходу за железобетонны­ми конструкциями. Прочность бетона со временем не только не уменьшается, но может даже увеличиваться, железобетону легко могут быть прида­ны любые целесообразные конструктивные и архитек­турные формы.

К недостаткам железобетона относятся: большая масса конструкций; повышенная тепло- и звукопроводность; потребность в квалифицированных рабочих и стро­гом техническом надзоре, так как после бетонирования уже невозможно проверить фактическую прочность бе­тона и проектное расположение арматуры. Вследствие усадки и ползучести бетона в конструкциях могут по­явиться трещины.

Недостаток железобетона - большая собственная масса, частично устраняемая применением пустотелых и тонкостенных конструкций, а также конструкций с бе­тоном на пористых заполнителях.

Совместная работа бетона и стальной арматуры обеспечивается сочетанием основных физико-механиче­ских свойств этих материалов:

- при твердении бетона между ним и стальной арма­турой возникают силы сцепления, вследствие чего оба материала под нагрузкой работают совместно;

- бетон и сталь имеют близкие по значению коэффи­циенты линейного расширения, поэтому колебания тем­пературы в пределах 100°С не нарушают прочности сцепления бетона с арматурой (скольжения арматуры в бетоне не наблюдается);

Классы и марки бетона.

В зависимости от назначе­ния железобетонных конструкций и условий эксплуата­ции устанавливают показатели качества бетона, основ­ными из которых являются: класс по прочности на осевое сжатие В; указывают в проекте во всех случаях как основную характеристику; класс по прочности на осевое растяжение B_t, назна­чают в тех случаях, когда эта характеристика имеет гла­венствующее значение и контролируется на производстве; марка по морозостойкости F; назначают для конст­рукций, подвергающихся в увлажненном состоянии дей­ствию попеременных замораживания и оттаивания (от­крытые конструкции, ограждающие конструкции и т. п.); марка по водонепроницаемости W; назначают для конструкций, к которым предъявляются требования огра­ниченной проницаемости (резервуары и т. п.); марка по средней плотности D; назначают для конст­рукций, к которым кроме требований прочности предъявляются требования теплоизоляции, и контролируют на производстве.
Заданные класс и марку бетона получают соответствующим подбором состава бетонной смеси с последую­щим испытанием контрольных образцов.
^ Классом бетона по прочности на осевое сжатие В(МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 150 мм, испытанных в со­ответствии со стандартом через 28 суток хранения при тем­пературе 20+2 °С с учетом статистической изменчивости прочности,
Сроки твердения бетона устанавливают так, чтобы требуемая прочность бетона была достигнута к моменту загружения конструкции проектной нагрузкой. Для мо­нолитных конструкций на обычном портландцементе этот срок, как правило, принимается 28 сут. Для элементов сборных конструкций заводского изготовления отпускная прочность бетона может быть ниже его класса; она уста­навливается по стандартам и техническим условиям в за­висимости от условий транспортирования, монтажа, сро­ков загружения конструкции и др.
Классы и марка бетона для железобетонных конст­рукций:
а) ^ Классы по прочности на сжатие:
для тяжелых бетонов — В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15; В 20; В 25; В 30; В 35; В 40; В 45; В 50; В 55; В 60;
для мелкозернистых бетонов групп:
А — (на песке с модулем крупности 2, 1 и более) — те же в диапазоне от В 7, 5 до В 40;
Б — (на песке с модулем крупности 2 и менее) -— те же в диапазоне от В 7, 5 до В 30;
В — (подвергнутого автоклавной обработке) — те же в диапазоне от В 15 до В 60;
для легких бетонов при марках по средней плотности;
D 800, D 900 — В 3, 5; В 5; В 7, 5;
D 1000, D 1100 — В 3, 5; В 5; В 7, 5; В 10; В 12, 5;
D 1200, D 1300 — В 3, 5; В 5; В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15;
D 1400, D 1500 — В 3, 5; В5; В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15... В 30;
D 1600, D 1700 — В 5; В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15... В 35;
D 1800, D 1900 — В 10; В 12, 5; В 15... В 40;
D 2000 — В 20... В 40.
б) Классы бетона по прочности на осевое растяжение: В 0, 8; В 1, 2; В 1, 6; В 2; В 2, 4; В_t 2, 8; В 3, 2. Они ха­рактеризуют прочность бетона на осевое растяжение (МПа) по нормам с учетом статической изменчивости прочности:
B_t=R_btm (1 - 1.64 VR_btm) (1.4)
При растяжении принято V_btm=0, 165.
в) Марки бетона по морозостойкости.
Они характеризуются числом выдерживаемых бето­ном циклов попеременных замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. При снижении прочности не более чем на 15 %:
тяжелый и мелкозернистый бето­ны — F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500;
лег­кий бетой — F 25, F 35, F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500;
ячеистый и поризированный бетоны — F 15, F 25, F 35, F 50, F 75, F 100.
г) Марки бетона по водонепроницаемости: W 2; W 4; W 6; W 8; W 10; W 12. Они характеризуются предельным давлением воды (кг/см²), при котором еще не наблюдается ее просачивание через испытываемый образец.
д) ^ Марки бетона по средней плотности (кг/м³): тяжелый бетон от D 2200 до D 2500; легкий бетон от D 800 до D 2000; поризованный бетон от D 800 до D 1400; градация 100 для всех марок.
Оптимальные класс и марку бетона выбирают па ос­новании технико-экономических соображений в зависимо­сти от типа железобетонной конструкции, ее напряжен­ного состояния, способа изготовления, условий эксплуа­тации и др. Рекомендуется принимать класс бетона для железобетонных сжатых стержневых элементов — не ниже В 15; для конструкций, испытывающих значитель­ные сжимающие усилия (колонн, арок и т. п.) — В 20... В 30; для предварительно напряженных конструк­ций в зависимости от вида напрягаемой арматуры — В 20 — В 40; для изгибаемых элементов без предваритель­ного напряжения (плит, балок)— В 15. Для железобе­тонных конструкций нельзя применять: тяжелый и мел­козернистый бетоны класса по прочности на сжатие ниже 7, 5; легкий бетон класса по прочности на сжатие ни­же 3, 5.
Легкие бетоны на пористых заполнителях и цемент­ном вяжущем при одинаковых классах и марках по мо­розостойкости и водонепроницаемости применяют в сбор­ных и монолитных железобетонных конструкциях на­равне с тяжелыми бетонами. Во многих случаях они весьма эффективны, так как приводят к снижению мас­сы конструкций.