Свойства железобетона: Свойства бетона и железобетона

область применения, свойства, характеристики, состав

Главная / Статьи / Железобетон

Железобетон был открыт в 1867 году садоводом Жозефом Монье во Франции. Он решил использовать бетонные кадки для садоводства вместо деревянных. Но корни растений со временем разрушали стенки из бетона, и Монье стал использовать вкладыши из железа, чтобы добавить устойчивости кадкам. Это и был первый официально зарегистрированный образец конструкции из железобетона.

Состав и технические требования

Железобетон — материал, который состоит из арматуры и бетона. Каждый составляющий элемент должен соответствовать определенным нормам, установленным соответствующими СНиПами. Согласно документу СП 63.13330.2012 все типы конструкций из железобетона должны удовлетворять техническим требованиям по эксплуатационной пригодности, безопасности, долговечности и отвечать дополнительным условиям, указанным в задании на проектирование.

Требования к бетону

Согласно установленному своду правил при проектировании конструкций из железобетона рекомендуется использование следующих видов конструкционного бетона:

• мелкозернистого средней плотности от 1800 до 2200 кг/м;
• тяжелого средней плотности от 2200 до 2500 кг/м включительно;
• ячеистого;
• легкого;
• напрягающего.

Требования к арматуре

Железобетон армируют согласно установленным требованиям. При этом используется следующая арматура:

• термомеханически упрочненная периодического профиля диаметром 6–50 мм;
• арматурные канаты диаметром 6–18 мм;
• горячекатаная гладкая и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (кольцевой и серповидный профиль соответственно) диаметром 6–50 мм;
• холоднодеформированная периодического профиля диаметром 3–16 мм.

Виды армирования

У бетона достаточно высокая прочность на сжатие и плохая сопротивляемость к растяжению. Чтобы придать ему большую сопротивляемость растягивающим напряжениям, его укрепляют арматурой, которая принимает на себя растягивающие усилия. За счет армирования бетона можно создать конструкции, хорошо работающие на изгиб и растяжение. При изготовлении железобетонных изделий могут использовать два вида армирования:

• ненапряженное. Осуществляется с применением плоских сеток и объемных каркасов. Для него задействуют вспомогательную и основную арматуру. В части конструкции, где под нагрузкой будет возникать напряжение на растягивание, помещают основную. В ненапряженных местах располагают вспомогательную;
• предварительно напряженное. Используется при изготовлении элементов конструкций, где будут преобладать изгибающие нагрузки. В основном задействуют упрочненную или высокопрочную проволочную сталь. Сначала арматуру натягивают и крепят, затем заливают бетоном. После того как масса затвердеет, крепления снимают и металлический элемент начинает возвращаться в исходное состояние. Существуют и другие способы натяжения арматуры.

Виды по технологии изготовления

Железобетон по технологии изготовления разделяют на следующие виды:

• монолитный. Этот железобетон получают на строительной площадке. Примером такой конструкции является фундамент любого здания. Опалубка устанавливается в предварительно подготовленный котлован, затем монтируется арматура в соответствии с нагрузкой и все заливается бетоном;
• сборный. Этот железобетон изготавливают на площадке завода. Арматура закрепляется в специальной форме, и туда же заливает бетон. Когда достигается нужная степень твердости, готовое изделие доставляют на строительную площадку и собирают;
• сборно-монолитный. Конструкции, которые изготавливаются на заводе, выступают в роли несъемной опалубки. Это вид технологии, когда часть изделия производят монолитным способом, а часть — сборным.

Этапы изготовления ЖБИ

Все железобетонные изделия производят по определенным нормам из разных видов бетона, по разным технологиям и т. д. Но в целом весь технологический процесс состоит из следующей последовательности действий:

• подготовки бетонной смеси,
• армирования изделий,
• придания изделию формы,
• достижения материалом нужной степени твердости,
• обработки поверхности готовых элементов.

Свойства

В состав железобетона входят элементы с разными характеристиками. Благодаря их сочетанию все ЖБИ обладают следующими основными свойствами:

• долговечностью,
• прочностью,
• пожароустойчивостью,
• сейсмической стойкостью,
• технологичностью,
• высокой сопротивляемостью нагрузкам.

В интернет-магазине «Стройкомплект» предлагается широкий ассортимент изделий из железобетона. Ознакомиться с товаром можно здесь.

Производство ЖБИ (Владимир)

Свойства железобетона

Железобетон — это строительный материал, состоящий из бетона и железного остова. Если говорить точнее, то железобетон — это основной строительный материал, который зарекомендовал себя такими качествами как надежность, прочность, долговечность.

Далее мы рассмотрим подробнее обо всех свойствах этого строительного материала и узнаем, что такое железобетон.

Итак, чем же железобетон получил такую популярность и что такое железобетон вообще?

Прочность и устойчивость к деформациям железобетону дает его уникальная смесь бетона и железа, соединенная в монолитную конструкцию. Стальные прутья, образующие арматурную сеть, защищенную внутри бетона от коррозии и сжимающей нагрузки, делает бетон прочнее и защищеннее от неравномерной нагрузки и растяжений, принимая их на себя. Также железобетон устойчив к низким и высоким температурам — от -30 до +60 градусов Цельсия. Благодаря таким качествам, железобетон применяется во многих регионах с различными климатическими условиями.

Железобетонные изделия. Существует множество специальных цехов по производству ЖБИ (железобетонные изделия), где вы сможете заказать изделие из железобетона любой формы и размеров. Также вы сможете приобрести уже готовые стандартные изделия из железобетона, такие как: плита перекрытия, фундаментный блок, столб, колонна и т. п. Приобретая готовую продукцию из железобетона у вас нет необходимости в изготовлении железобетона самому, хотя иногда это даже выгоднее. О том, как изготовить железобетон своими руками мы расскажем ниже.

Несколько примеров.

Железобетонные трубы — используются в строительстве дорог, канализационных магистралей, водоканальных систем.

Железобетонные кольца — используются в строительстве колодцев, шахт, септиков и т. п.

Железобетонные блоки ФС — используются в строительстве фундаментов, подвалов, стен.

Железобетонные плиты перекрытия — используются в строительстве потолков, полов, межэтажных перекрытий, ограждений.

Железобетонные столбы — используются в строительстве линий электропередач, опорных конструкций и т. п.

Конечно же можно найти и другие применения этим изделиям, также существует еще больший ассортимент.

Железобетон своими руками.

Чтобы приготовить железобетон своими руками вам понадобится бетон и железо (как ни странно).

Бетон — гравийно-песчаная смесь с добавлением песка и цемента. Вместо гравия можно использовать щебень, что придаст бетону еще больше крепости. Цемент добавляется из расчета количества песка, необходимой крепости бетона и марки самого цемента.

Стандартно, для заливки фундамента бетоном с использованием цемента марки 500 расчет ведется следующим образом: на четыре ведра песка — одно ведро цемента, то есть один к четырем.

Железо — чаще всего это стальная арматура сваренная или связанная вязальной проволокой в одну структуру. Диаметр арматуры может зависеть от того, какая нагрузка будет на железобетонном изделии, если это фундамент одноэтажного дома, то хватит и 12-16мм. Также можно в качестве армопояса использовать и стальную проволоку, а в нынешнее современное время появилась и пластиковая арматура, которая все больше завоевывает строительный рынок.

Хочется добавить, что для строительства из жби вам придется использовать спецтехнику такую как кран и грузовая машина, так как вес изделия прямопропорционально зависит от его величины.

Самые распространенные работы с железобетоном, приготовленным своими руками — заливка фундамента и заливка стяжки.

Железобетон и его виды, преимущества железобетона в строительстве

Бетон как искусственный камень хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение. Бетонная балка при изгибе разрушается уже от незначительной нагрузки вследствие разрыва бетона в растянутой зоне, в то время как высокая прочность бетона в сжатой зоне остается неиспользованной.

Совсем другие свойства приобретает балка, если в бетон растянутой зоны, до его отвердения, заложить стальные стержни. В этом случае растягивающие усилия будут восприниматься сталью, хорошо работающей на растяжение, а сжимающие — бетоном, хорошо работающим на сжатие, при этом работой бетона на растяжение пренебрегают.

Что такое железобетон

Железобетон это такие комплексные конструкции, образованные из бетона и стальных стержней, работающих совместно, называются железобетонными, а стальные стержни — их арматурой.

В состав стальной арматуры балки, кроме продольных стержней, расположенных в растянутой зоне и воспринимающих нормальные растягивающие усилия, входят поперечные вертикальные стержни, работающие на главные растягивающие напряжения (ближе к опорам), и монтажные стержни. Все стержни в местах пересечений соединяются контактной точечной сваркой, образуя сварной арматурный каркас.

Необходимая площадь сечения продольных и поперечных стержней арматуры определяется расчетом, а способ их объединения в сварные каркасы и количество таких каркасов в сечении балки — удобствами сварки и установки каркасов, удобствами укладки бетонной смеси и другими условиями.

Принципиально важным условием совместной работы арматуры с бетоном в железобетонных конструкциях является их сцепление, которое обеспечивается:

• в арматуре периодического профиля — выступами на поверхности стержней,
• в сварной арматуре — за счет сварных пересечений, в каждом из которых стержень одного направления служит анкером для стержня другого направления, и, кроме того,
• во всех случаях за счет обжатия стержней арматуры бетоном при усадке.

Изгибаемые железобетонные элементы в строительстве:

1. жб балки и
2. железобетонные плиты,

Плиты отличаются от балок большей шириной и меньшей высотой поперечного сечения.

Изгибаемые железобетонные элементы очень часто делают таврового (Т-образного) и П-образного (ребристого) сечения. Смысл таких конструктивных форм в том, чтобы удалить возможно большую часть бетона растянутой зоны (не учитываемого при расчете прочности), оставив лишь часть, необходимую для размещения продольной и поперечной рабочей арматуры и связи ее со сжатой зоной. При этом уменьшается расход бетона и стоимость элементов и достигается очень большое снижение веса (в 5 раз и более).

Схема работы бетонных блоков при изгибе

Высокая прочность стальной арматуры делает целесообразным использование железобетона также и в сжатых элементах — колоннах, так как наличие в них арматуры дает возможность несколько уменьшить их поперечные размеры (по сравнению с бетонными) и повысить их надежность при случайных эксцентриситетах продольных сил и поперечных нагрузках. Продольные стержни арматуры колонн соединяют (также при помощи сварки) поперечными стержнямй во избежание потери устойчивости, вследствие работы на сжатие.

Раньше в железобетоне применялись в основном бетоны марок 100—200, в настоящее время обычными (для сборного железобетона) становятся марки 400—500. Для некоторых видов железобетонных конструкций, например колонн, работающих в основном на сжатие, целесообразно повышение марки бетона до 900. При этом повышение марок бетона в настоящее время лимитируется в основном недостаточно высокими качествами заполнителей.

Варьируя марку бетона и количество арматуры в железобетонном элементе (при сохранении его формы и размеров), можно довольно широко видоизменять его прочность. Это дает возможность в одной и той же форме изготовлять элементы различной несущей способности.

Важными свойствами железобетона являются его огнестойкость и коррозионная стойкость, обусловленные тем, что стальные стержни арматуры укрыты в железобетоне защитным слоем бетона.

Жаростойкий железобетон отличается от обычного особыми свойствами материалов: бетон применяется жаростойкий, арматура только из горячекатаной стали, поскольку холоднотянутая проволока при нагревании теряет наклеп и как следствие свою прочность.

Предварительно напряженный железобетон

Характерной особенностью изгибаемых железобетонных элементов является образование трещин в бетоне растянутой зоны уже при нормальных эксплуатационных условиях, обусловленное малой растяжимостью бетона (относительная предельная деформация εб-пред =0,0001).

Рассмотрим железобетонную балку с арматурой из Ст. 3. При напряжении в растянутой арматуре δ = 1000 кг/см2, т. е. в пределах, допускаемых для Ст. 3 при нормальной эксплуатации, удлинение арматуры на участке длиной 1 м будет равно

В то же время предельное возможное удлинение бетона

Недостаточная растяжимость бетона компенсируется образованием трещин и суммарная ширина раскрытия трещин на длине 1 м равна 0,5—0,1=0,4 мм. Однако при большом количестве трещин ширина каждой из них настолько мала, что наличие их не препятствует нормальной эксплуатации конструкции.

Имея в виду экономию металла, повысим марку стали, приняв Ст. 5 при σ = 2000 кu/см2. При этом на длине 1 м

При той же величине ΔLб.пред суммарная ширина раскрытия трещин на длине 1 м равна 1,0—0,1 =0,9 мм, т. е. возросла более чем в 2 раза. Вследствие неравномерности раскрытия трещин отдельные из них могут получить такое раскрытие, что это сделает недопустимой нормальную эксплуатацию конструкции (хотя даже и такие трещины в неработающем бетоне растянутой зоны практически не сказываются на несущей способности балки в целом).

При арматуре из стали той же марки Ст. 5, но периодического профиля, будет обеспечиваться надежное сцепление бетона с арматурой по всей ее длине, растянутый бетон будет лучше следовать за деформациями арматуры и при той же суммарной ширине раскрытия трещин количество их будет больше, а наибольшая ширина раскрытия меньше (примерно как при арматуре из Ст. 3).

Однако дальнейшее повышение марки арматурной стали из-за большего раскрытия трещин практически невозможно.

Предварительное напряжение железобетона обеспечивает возможность дальнейшего и очень большого повышения напряжений в арматурной стали вплоть до применения высокопрочной проволоки с пределом прочности до 20000 кг/см2 .

Схема экономии преднапряженного бетона

Идея предварительного напряжения заключается в том, чтобы предварительно, т. е. до нагружения балки эксплуатационной нагрузкой, создать сжимающие напряжения в той зоне балки, которая при эксплуатации работает на растяжение. Тогда при нагружении балки эксплуатационной нагрузкой растягивающие напряжения в бетоне появятся лишь после того, как будут погашены предварительные напряжения сжатия. И так как величина усилия предварительного обжатия поддается широкой регулировке, балка может быть запроектирована и выполнена даже так, что в бетоне и при эксплуатационных нагрузках не будет растягивающих напряжений.

Предварительное напряжение железобетонных конструкций осуществляется двумя способами:

1. натяжением арматуры на упоры и
2. натяжением на бетон.

При натяжении на упоры арматура до укладки бетонной смеси натягивается гидравлическими домкратами до определенного напряжения, не превышающего предела упругости, и закрепляется концами в упорах. После этого укладывают бетонную смесь и арматура остается натянутой на протяжении всего времени твердения бетона. После отвердения бетона концы арматуры освобождают и она, стремясь вернуться к первоначальной длине, обжимает бетон.

При стержневой арматуре из горячекатаной стали периодического профиля используют электротермический вариант этого способа, который отличается от описанного выше тем, что необходимое удлинение стержней достигается без помощи домкратов путем нагревания их пропусканием электрического тока. Нагретые стержни закрепляются в упорах, и при остывании получают необходимое натяжение.

При натяжении на бетон арматура натягивается после отвердения бетона. Для этого при изготовлении конструкции в ней оставляют каналы. После отвердения бетона в каналы заводят стержни горячекатаной арматуры или пряди из высокопрочной проволоки и натягивают их домкратом с передачей реактивных усилий непосредственно на бетон самой конструкции, чем и создается обжатие бетона. По достижении необходимого усилия арматура закрепляется в вытянутом состоянии, домкраты отключаются и в бетоне сохраняется достигнутое при натяжении арматуры предварительное обжатие. Затем канал заполняют (под давлением) цементным раствором.

Монолитный и сборный железобетон

При своем зарождении в промышленном строительстве железобетон применялся только в виде монолитных конструкций, т. е. таких, которые полностью возводятся на том месте и в том положении, как это предусмотрено проектом здания или сооружения.

Процесс возведения монолитных конструкций:

• а) заготовка и установка лесов и укрепляемых на них форм, предназначенных для заливки в них бетонной смеси; такие формы, называемые опалубкой, обычно делают из досок;
• б) заготовка и установка арматурных каркасов;
• в) приготовление и укладка в опалубку бетонной смеси;
• г) уход за бетоном в процессе его твердения, имеющий целью обеспечить нормальный температурно-влажностный режим твердения бетона;
• д) распалубка, т. е. освобождение отвердевшего бетона от форм после достижения им необходимой прочности.

Большое число отдельных операций, выполнение которых возможно только в последовательном порядке, делает процесс возведения монолитных конструкций весьма длительным, сдерживающим общие темпы строительства, а в зимнее время — требующим дополнительных затрат для обеспечения нормальных условий твердения бетона.

Однако и до настоящего времени некоторые железобетонные промышленные сооружения, например, отличающиеся большой высотой при ограниченных размерах в плане (дымовые трубы, угольные башни коксохимических заводов, силосы для хранения сыпучих материалов, башенные копры каменноугольных шахт), строят монолитными — с применением подвижной (скользящей) или переставной опалубки.

В первом случае пояс опалубки высотой 1 —1,5 м без разборки, медленно (периодически) поднимается вверх, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) посредством выступающих вверх стальных стержней передаются на нижнюю, ранее, забетонированную часть самого сооружения.

Во втором случае пояс опалубки периодически разбирается и в строго организованном порядке собирается на новом, выше расположенном уровне, при этом все нагрузки (кроме веса бетона) передаются на специальную решетчатую башню.

Сборный железобетон это, в отличие от монолитного, такой бетон, в котором отдельные элементы (колонны, балки, плиты и др.) изготовляются вне места их будущего существования, чаще всего — на заводе. При этом железобетонные элементы называются сборными независимо от того, изготовляются они целиком или из отдельных частей.

Таким образом, например, фундамент под колонну, забетонированный на месте, называется монолитным, а такой же точно фундамент, целиком изготовленный в стороне и потом установленный на место краном, называется сборным, хотя он сам по себе и представляет единый цельный монолит.

Отдельные элементы сборного железобетона соединяют между собой двумя основными способами:

а) из соединяемых сборных элементов выпускают арматуру и стык на монтаже заливают бетонной смесью, после отвердения бетона в стыке конструкция приобретает свойства монолитной;

б) при изготовлении сборных элементов в них предусматривают закладные стальные детали, выступающие на поверхность элемента, но надежно закрепленные в бетоне приваренными к ним анкерами. Соединение сборных элементов достигается в этом случае сваркой закладных деталей. Такие стыки тоже заливают бетоном, однако в основном для защиты от коррозии.

Существуют также сборно-монолитные железобетонные конструкции. Часть сборно-монолитного элемента (например, нижняя часть балки) изготовляется как сборная, а остальной объем бетонируется на месте.

 

Основные преимущества сборного железобетона:

• а) при сборном железобетоне резко увеличивается оборачиваемость опалубки (возможность ее многократного использования) и этим экономятся лесоматериалы, при массовом заводском способе изготовления конструкций вместо деревянных форм применяют стальные. Ускорение оборота форм на заводах достигается ускорением твердения бетона путем пропаривания изделий или применением быстротвердеющих цементов;
• б) при применении сборного железобетона резко сокращаются сроки строительства за счет совмещения различных работ во времени, поскольку сборные конструкции изготовляют заблаговременно, а монтаж их при помощи кранов производится быстро и практически почти не зависит от времени года;
• в) заводской способ изготовления сборного железобетона дает возможность широко применять механизацию и предварительное напряжение и этим путем резко снижать трудоемкость и уменьшать расход металла.

При этом предварительное напряжение дает возможность изготовлять из железобетона такие изделия, как напорные водопроводные трубы (взамен стальных, подверженных коррозии), железнодорожные шпалы (взамендеревянных, подверженных гниению) и др.

Массовое заводское производство сборного железобетона поставило с особой остротой проблему унификации конструкций, как необходимую предпосылку рентабельности такого производства.

 

Видео применения преимуществ сборного железобетона при постройке быстровозводимого частного дома из готовых комплектов:

Типы железобетона: свойства, особенности конструкций

Бетон — это прочный материал, но его устойчивость к растяжению меньше в 10 раз прочности на сжатие, поэтому используются армированные конструкции или железобетоны (ЖБ). Добавление стальной пластины, сетки, проволоки или прута на этапе формации элемента позволяет усилить прочность и износостойкость. Запатентована идея была еще в конце 19-го века, но с тех времен железобетон модернизировался и появился широкий ассортимент строительного материала.

Особенности конструкций и свойства ЖБ

Конструкции из железобетона используются в строительстве повсеместно, как в промышленном, так и жилом, и имеют ряд преимуществ перед другими строительными материалами. К плюсам можно отнести:

• продолжительный срок эксплуатации сооружений;
• адаптация к любому климату: экстремально низкие и высокие температуры, влажность, сырость;
• прочность, устойчивость сооружений;
• пожароустойчивость и коррозионная стойкость;
• возможность использования в любых архитектурных формах;
• быстрота и низкая себестоимость строительства.

Сфера использования железобетона в строительства: жилые здания, школы, промышленные предприятия, мосты, аэропорты, общественные сооружения, стадионы, концертные залы, таким образом, можно сказать, железобетон является строительным материалом номер один.

Типы и виды конструкций из железобетона

Одним из типов материала является монолитный железобетон, который производится на месте строительства.

По типу изготовления изделия могут быть:

• Монолитные. Производятся на месте строительства в том виде, как того требует проект сооружения.
• Сборно-монолитные. Часть элемента конструкции, является сборной, остальное бетонируется непосредственно на стройплощадке.
• Сборные. Изделия стандартной формы, изготавливаемые предварительно, на заводе, и доставляемые на строительную площадку. Имеют свои плюсы:
  • Сокращают сроки строительства, т. к. производятся заранее, а монтаж с помощью кранов выполняется в течение короткого времени при любых погодных условиях.
  • Заводской способ изготовления снижает трудозатраты и расход материалов.

По способ производства железобетонные изделия могут быть:

• Ненапряженные.
• Предварительно напряженные, т. е. бетон в процессе изготовления подвергается обжатию, а металлическая арматура — растяжению. Технология повышает трещиностойкость и качество строительства, снижает деформацию элементов конструкций.

Что нужно знать?

Железобетонные изделия	Описание	Правила транспортировки
Панели	Форма плоская четырехугольная	Вертикально с закреплением под углом в 10 градусов, с прокладками между изделиями для исключения касания
	Вариантивно оснащаются проемами для дверей и/или окон
Фермы	Конструкция прямоугольная с решетками	В вертикальном положении
	Используются для перекрытий
Балки, ригели	Основа для фундаментов	В вертикальном положении, закрепив по всей высоте изделия, с подкладками под низ для опоры
Сваи	Применяются в сооружении стен здания	В горизонтальном положении, с опирами на специальные подкладки
Стойки	Опорный элемент для линий электропередач, предохраняют провода от соприкосновения с землей, водой	В горизонтальном положении, возможна траспортировка группой, с опорой в виде подкладки
Колонны	Несущий элемент сооружений из железобетона	В штабелях, между рядами простилаются специальные прокладки
Объемные блоки	Имеют вид готовых строительных конструкций, представляя собой полую прямоугольную призму с проемами для дверей и/или окон	Вертикально, с опирой на транспортную платформу
	Чувствительны к динамическим перегрузам
Санитарно-технические кабины	Объемные элементы большой массы и габаритов	Вертикально, с опорой на транспортную поверхность, с двумя прокладками
	Отдельные самостоятельные конструкции

Необходимо строго придерживаться инструкций по транспортировке, избегать смещения железобетонных изделий к месту строительства во избежание деформации изделий.

Нарушение правил транспортировки может может нарушить целостность конструкций, привести к деформациям, устранить которые на строительной площадке не представляется возможным. Кроме того, плохо закрепленные, тяжелые железобетонные элементы представляют прямую угрозу жизни рабочих. Представлены лишь основные ЖБ-конструкции. Их технические свойства и параметры эксплуатации регламентируются ГОСТами.

Железобетон, его характеристики

Одним из популярнейших строительных материалов на современном рынке считается железобетон.

---

 

Полезная информация:

 

Компания «ОтКом» является производителем железобетона уже более 10 лет.  Возможности завода этой компании позволяют железобетон купить на самых выгодных для вашего предприятия условиях. Став  постоянным клиентом компании «ОтКом», можно воспользоваться индивидуальной схемой сотрудничества и оптимизировать свои затраты.

---

 

Железобетон — это материал, отличающийся высокой надежностью и прочностью благодаря гармоничному сочетанию стальной арматуры и бетона.

Запатентованный в 19 веке, железобетон не только не утратил своей актуальности, а еще более расширил сферу своего использования. Сегодня его активно применяют при возведении мостов, во время работ по ремонту и укладке дорог, при монтаже теплотрасс и вентиляционных шахт. И уж совсем невозможно представить себе строительный процесс жилых или же промышленных зданий без использования какого-либо вида железобетонных конструкций. Даже в частном строительстве он применяется на этапе укладки фундамента, ведь его устойчивость к высоким нагрузкам достаточно велика.

Надежность сцепления бетона и арматуры является залогом высокого показателя сопротивления высоким нагрузкам, именно поэтому для достижения максимального сцепления используют стальные прутья с рифленой поверхностью, что позволяет бетону плотнее сцепиться с арматурой, защищая ее тем самым от воздействия внешней среды.

Секрет такой популярности очень прост: великолепное сочетание цены и качества, что позволяет сократить затраты на проект и гарантировано получить превосходное качество и долговечность.

 

Свойства железобетона

Основными характерными показателями для этого строительного материала служат:

1. Долговечность и прочность, обеспечивающие целостность здания, которая достигается благодаря физическим и механическим качествам взаимодействующих в железобетоне материалов.

2. Способность выдерживать различные нагрузки, ведь бетон не дает конструкции сжиматься под влиянием нагрузки, а арматура защищает от растягивания.

3. Огнеупорность и способность выдерживать низкие температуры.

4. Технологичность и легкость монтажа.

5. Устойчивость к влиянию атмосферных явлений.

6. Сочетание цены и качества.

Такие качественные характеристики позволяют железобетону быть лидером стройматериалов и использоваться в проектах по возведению плотин, аэродромов, электростанций. Особого внимания заслуживает возможность использования железобетона в зонах с повышенной сейсмичностью, где этот материал просто незаменим.

 

Виды железобетона

Железобетонные изделия традиционно представлены в 2 видах:

1. Монолитных, изготовляемых непосредственно на строительной площадке, где раствор бетона заливают в заранее подготовленные металлические прутья. Примером таких изделий могут служить каркасы, перекрытия между этажами, балки.
2. Сборные или как их принято чаще называть ЖБИ, которые изготавливают на заводе, а затем транспортируют на место проведения строительных работ. При этом такие элементы обязательно подвергаются дополнительной связке бетоном, для усиления конструкции. Этот вид изделий значительно выгодней первого, поскольку позволяет экономить средства и время при выполнении строительных работ.

В зависимости от вида используемой арматуры, железобетонные конструкции могут быть предварительно напряженными или обычными. Именно первые являются более практичными и долговечными, так как они позволяют выдерживать высокие нагрузки и предотвращают образование микротрещин в процессе растяжения от нагрузок. Кроме того, предварительно напряженные конструкции экономят до 50% стали.

 

Преимущества и недостатки железобетона

Свойства железобетона говорят о его бесспорных преимуществах перед другими строительными материалами, позволяя использовать его на строительной площадке в любое время года, не опасаясь за целостность возводимой конструкции.

Бесспорно, плюсов у железобетона много и его востребованность говорит сама за себя. Однако, как любой стройматериал, железобетон имеет и обратную сторону своих неоспоримых преимуществ.

Так, из недостатков в его использовании можно выделить следующие:

1. Значительная масса. Хотя сейчас современные способы изготовления строительных материалов и позволяют заменить заполнители в используемых стальных конструкциях на более легкие, однако, проблему полностью это решить не может.

2. Несмотря на невысокую стоимость самого железобетона, затраты на его поставку и монтаж весьма высоки, поскольку есть прямая необходимость использования специальной техники и квалифицированных специалистов.

3. Какими бы прочными ни были конструкции из железобетона, все же и для них имеется определенный порог нагрузки, выходить за рамки которого не следует.

4. Во время усадки конструкции железобетонные блоки могут дать трещину, а это потребует дополнительных затрат на усиление сооружения или что еще хуже, на его переделку.

5. При строительстве зданий из железобетона уровень финансовых затрат возрастает из-за необходимости проводить тепло — и звукоизоляцию железобетона дополнительными материалами.

---

Интересные статьи:

Окна и стекла с энергосберегающим эффектом

• < Назад
• Вперёд >

Свойства железобетона, его плюсы и минусы

Что такое железобетон — это строительный неоднородный материал, который состоит из стали бетона. Изделия из железобетона, это комплексный материал, сочетающие в себе два важных взаимодействующих компонента: стальную арматуру и бетон. Благодаря их взаимодействию, получается уникальный и незаменимый материал, обладающий великолепными качествами. С момента возникновения этого композиционного материала который был , запатентован в 19 веке, железобетон не утратил своей популярности, а только расширил области своего применения. Чем же он так привлекает? Возможно, дело тут в том, что железобетон идеально сочетает в себе и хорошую цену, и великолепное качество. Железобетон используется как в промышленном, так и в жилищном строительстве, и отличается превосходными качествами: 1. Долговечность 2. Прочность 3. Устойчивость к различным видам нагрузок 4. Устойчивость к воздействию огня 5. Технологичность  6. Устойчивость к любым климатическим и погодным условиям 7. Невысокая стоимость Эти великолепные качества изделий из железобетона делают возможным его использование не только при строительстве зданий, но и для сооружения плотин, аэродромов, дамб, гидроэлектростанций, атомных станций, конструкций с повышенной сейсмостойкостью. Все железобетонные изделия можно разделить на монолитные и сборные. Монолитные изделия из железобетона, как правило, выполняются на само строительной площадке, то есть происходит заливка бетона в подготовленную арматуру. Это могут быть каркасы, межэтажные перекрытия, балки. Технология строительства в основе, которой лежит железобетон, отработан многими десятилетиями и зарекомендовала себя только с положительной стороны. Сборные железобетонные изделия выполняются, производятся на заводе и затем только привозятся на рабочую площадку, это позволяет значительно сократить сроки строительства удешевить его. О положительных качествах изделий из железобетона можно говорить еще много и долго, но было бы нечестно не сказать и о его недостатках. Основным недостатком железобетона считается его очень большая масса, но сейчас эта проблема решается с помощью более облегченных заполнителей стальных конструкций. Работа с использованием железобетонных изделий требует определенной техники, а значит и больших затрат. Несмотря на свои отрицательные качества железобетон является очень востребованным строительным материалом.

Достоинства и недостатки железобетона

На протяжении долгого времени одним из наиболее востребованных материалов в строительной отрасли был и остается железобетон. Конструкции, изготовленные на основе этого материала, называются железобетонными изделиями (ЖБИ).

Железобетон применяют практически во всех областях строительства, начиная от глобальных промышленных объектов и заканчивая возведением частных построек.

В чем же секрет продолжительной популярности ЖБИ, и почему они пользуются большим спросом и в наши дни? Прежде всего, дело в значительных технических и экономических преимуществах в сравнении с другими аналогичными материалами. При относительно демократичной цене железобетонные конструкции отлично выдерживают долговременную эксплуатацию.

Содержание:

1. Положительные свойства ЖБИ
2. Про недостатки
3. Примеры железобетонных изделий
4. Основные виды железобетонных изделий
5. Типы бетона для изготовления ЖБИ

В железобетонных изделиях бетон и стальная арматура замоноличиваются, образуя единый композит. В результате оба материала работают совместно, совмещая в ЖБИ свойства стали и бетона, что позволяет получить новый высококачественный материал, в котором достоинств гораздо больше чем недостатков.

• высокая прочность — устойчивость к механическим и атмосферным вредоносным воздействиям. Причем со временем прочность ЖБИ увеличивается;
• высокая огнестойкость;
• сейсмостойкость;
• большой эксплуатационный срок;
• еще одним достоинством ЖБИ является их практичность.

Детали можно создавать любой формы непосредственно на месте строительства, а расходы на уход за ними низкие.

Основной недостаток изделий из железобетона – это большой вес, что заметно затрудняет их монтаж и транспортировку. Поэтому производители стараются выпускать ЖБИ стандартного веса и размера. Также из-за внутренних напряжений, возникающих в железобетоне появляется риск образования трещин еще до эксплуатации.

Все эти недостатки не мешают ЖБИ оставаться востребованными и популярными. Именно железобетон является основным компонентом при изготовлении большого количества различных предметов. Практически каждый человек ежедневно сталкивается с разнообразными изделиями, сделанными на основе этого материала, потому что сегодня трудно найти отрасль, где бы ни использовали ЖБИ.

В процессе жизнедеятельности мы каждый день ходим по железобетонным лестницам. Возведение новых жилых и производственных зданий, строительство автомобильных и железнодорожных дорог, эстакад и мостов, прокладка инженерных коммуникаций это далеко не полный список, где применяются железобетонные изделия. Например: различные плиты и блоки, кольца, трубы, бордюры, тротуарная плитка.

Железобетонные изделия в зависимости от технологии их производства бывают следующих видов.

• Монолитный железобетон – основной особенностью данной разновидности ЖБИ является тот факт, что изделие нужной формы заливается бетоном непосредственно на месте строительства объекта.
• Сборные конструкции – данные изделия производятся промышленным способом и доставляются на место монтажа уже в готовом виде.
• Сборно-монолитные ЖБИ — в них совмещены первый и второй продукции.

Необходимость применения любого из вышеперечисленных видов изделия принимают в зависимости от целей и условий строительства того или иного объекта.

Для изготовления самого железобетона применяют разные типы бетона, которые отличаются наличием вяжущих и специальных компонентов входящих в его состав.

1. Тяжелые и легкие — цементные и силикатные бетоны.
2. Ячеистый бетон – цемент, известь, смешанный состав.
3. Специальные виды бетонов – химически стойкий, огнестойкий, декоративный и т. д.

Такой широкий выбор видов бетона дает производителям ЖБИ хорошую возможность придать изделиям разнообразные, порой уникальные свойства.

 

Дополнительно по теме:

1. Как правильно установить ЖБИ кольца;
2. Как выбрать кольца ЖБИ;
3. Основные виды колец для колодцев;

Свойства бетона, армированного волокном (FRC) — Типы, использование и преимущества

Бетон, армированный волокном (FRC) — это усовершенствованная форма железобетона, отлитого из смесей цемента, строительного раствора или бетона и подходящих дискретных волокон с однородными повреждениями. Многие исследователи доказывают, что добавление к бетону небольших, близко расположенных и равномерно распределенных волокон играет роль ограничителя трещин и существенно улучшает его статические и динамические свойства. Здесь мы кратко обсудим все типы, использование, свойства, микроструктуру и преимущества FRC.

Влияние волокон на бетон

Бетон, армированный фиброй, используется для преодоления трудностей с обычным цементным бетоном, который дает очень низкий предел прочности на разрыв, низкую пластичность и небольшую прочность на растрескивание. Также в обычном цементном бетоне есть вероятность хрупкого разрушения из-за распространения микротрещин, присутствующих в бетоне, что снижает прочность на разрыв.

Используя обычные стальные стержни и применяя методы ограничения, инженеры и ученые хотят улучшить свойства бетона на растяжение. Оба вышеупомянутых измерителя увеличивают прочность на сжатие бетонных элементов, но не повышают внутреннюю прочность бетона на растяжение по-своему.

Связанная статья: Легкий бетон: бетон на легких заполнителях, пенобетон, бетон без мелких частиц

Далее следуют основных проблем в обычном бетоне и подобных хрупких материалах: существует вероятность существования структурных трещин (микротрещины) еще до нагрузки и причины изменения объема из-за усадки при высыхании или по другим причинам .

Эти микротрещины распространяются и открываются под действием внешней нагрузки. Это распространение микротрещин представляет опасность для неупругой деформации бетона.

Типы волокон, используемых в фибробетоне

Волокно имеет круглую или плоскую форму и обладает определенными свойствами.

Обычно используемых волокон в фибробетоне:

• Стальные волокна,
• Полипропиленовые волокна,
• Нейлоновые волокна,
• Асбестовые волокна,
• Койровые волокна,
• Стекловолокна и
• Углеродные волокна.

Стальная фибра для бетона FRC

Наиболее часто используемым волокном является стальное волокно круглой формы. Диаметр волокна находится в диапазоне от 0,25 до 0,75 мм. Иногда из-за влаги волокно теряет свою прочность, но это возможно только на поверхности.

Некоторыми примерами использования бетона, армированного стальной фиброй, являются перекрытия дорожных покрытий, настилов мостов и плат аэродромов, где они улучшают свойства бетона на изгиб, удар и усталость .

Стальная фибра также используется для изготовления кожухов и плит заказчика.

Среди нескольких типов стальной фибры, недавно разработанной стальной фиброй, является «клееная стальная фибра Dramix» , как показано на рис. В этом волокне структура волокон находится в пучке, поэтому отделение и диспергирование регулируются, избегая раздувания волокон.

Клееная стальная фибра Duramax может использоваться для производства высокопрочного бетона до марки M60 .Используется для облицовки туннеля , которая может защитить туннель от возгорания.

Рис. 2. Фибра стальная клееная Dramix — используется для проходки сегментов проходки

Полипропилен и нейлоновое волокно , используемое в фибробетоне

Полипропиленовые и нейлоновые волокна подходят для увеличения ударной вязкости , но имеют низкий модуль упругости , поэтому они не подходят для прочности на изгиб.

Асбестоцемент является одним из продуктов смешанного портландцемента и асбеста, и его предел прочности находится в диапазоне от 560 до 980 Н / мм 2 (от 81221 Psi до 142137 Psi). Асбестоцемент имеет более высокую прочность на изгиб, поэтому это наиболее удачный материал.

Рис. 4. Конструкция из нейлонового волокна, используемая в фибробетоне

Органическое волокно , используемое в бетоне, армированном волокном

Иногда органических волокон , таких как кокосовое волокно, джут, тростник, также используются для несущественного фибробетона.Органические волокна или натуральные волокна (см. Различия в написании) — это волокна, которые производятся растениями, животными и геологическими процессами. Этот тип волокна может использоваться в качестве компонента композиционных материалов в менее важном фибробетоне, где ориентация волокон влияет на свойства. Органические волокна также можно ориентировать в листы для изготовления бумаги или войлока.

Рис. 5. Органическое волокно, используемое в фибробетоне

Стекловолокно , используемое в фибробетоне

Стекловолокно — один из современных методов производства бетона, армированного стекловолокном (GFRC Concrete).Он имеет очень высокий предел прочности на разрыв в диапазоне от 1020 до 4080 Н / мм2. Композитный материал с торговым наименованием «CEM-FIL» разработан как устойчивое к щелочам стекловолокно, поскольку стекловолокно (GRFC) при потреблении с цементом подвержено щелочному состоянию цемента. Это более прочный материал по сравнению с обычным стекловолокном E .

Углеродные волокна

Углеродное волокно обладает высоким модулем упругости и прочности на изгиб. Каркас находится в композиции с цементом в качестве армированного материала.Предел прочности коронавируса составляет от 2110 до 2815 Н / мм 2 .

В настоящее время здесь используются такие конструкции, как облицовка, панели и оболочки.

Факторы, влияющие на свойства фибробетона

Основные свойства фибробетона зависят от передачи напряжения между цементной матрицей и волокнами , потому что это композитный материал, состоящий из цементной матрицы и армированного волокном, которые распределены случайным или упорядоченным образом.Его свойства также зависят от техники уплотнения бетона, размера и формы заполнителя, количества волокон, типа волокон, ориентации и распределения волокон.

Относительная жесткость матрицы волокна

Исследователи показывают, что модуль упругости цементной матрицы должен быть ниже, чем у волокон для эффективной передачи напряжения. Сталь, стекло, углерод — высокомодульные волокна. придают композиту прочность и жесткость.

Связь между цементной матрицей и волокнами должна быть достаточной для обеспечения высокой прочности композита на растяжение, а также эффективной для передачи напряжения.

Рис. Связь между объемом волокна и ударной вязкостью и прочностью

Объем волокон

Прочность и ударная вязкость волокнисто-цементного композита зависят от объема используемых волокон, соотношение обычно линейное, означает, что форма волокон увеличивает прочность, а также увеличивается ударная вязкость композита.К недостаткам фибры относится расслоение бетона и раствора.

Рис. 4. График, показывающий соотношение между объемом волокна при растяжении и прочностными характеристиками

Соотношение сторон волокна

Соотношение сторон (отношение длины к диаметру) (l / d) волокна является одним из важных свойств. Его значение находится в диапазоне от 30 до 150 . Свойства и поведение волокнистого композита также зависят от соотношения сторон.Согласно исследованиям, соотношение между соотношением сторон и пределом прочности композита составляет линейных до соотношения сторон 75 . Но более 75% относительной прочности и ударной вязкости уменьшается. Как показано в таблице ниже.

Таблица: соотношение между форматным соотношением и прочностью и ударной вязкостью.

0 1,75 9023

Типы бетона	Соотношение сторон	Относительная прочность	Относительная вязкость
Обычный цементный бетон	1	1,0
С	25	1,5	2,0
Случайно	50	1,6	8,0
				100	1,5	8,5

соотношение между аспектным отношением и прочностью и ударной вязкостью

Ориентация волокон

Ориентация волокон случайна, это полностью отличается от обычного армирования, когда стержни ориентированы в желаемом направлении.

Примечание: выравнивание волокон параллельно к приложенной нагрузке обеспечивало большую прочность на разрыв и ударную вязкость по сравнению с случайно распределенными перпендикулярными волокнами.

Технологичность и уплотнение бетона

Стальная фибра снижает удобоукладываемость бетона, также трудно уплотнять бетон при введении фибры. Неравномерное распределение волокна также является основной причиной плохой обрабатываемости.Таким образом, водоцементное соотношение может быть увеличено путем добавления подходящих водоредуцирующих добавок.

Размер крупного заполнителя

Минимальный размер конечно же заполнителя должен быть 10 мм.

Замешивание фибробетона

Смешивание фибробетона должно производиться таким образом, чтобы не допускать расслоения, комкования волокон и затруднений при равномерном смешивании материалов.

Смешивание стальной фибры с содержанием более двух форм сторон более 100 смешивать трудно.

Ниже приведены типичные пропорции , используемые для смешивания фибробетона:

Содержание цемента: от 325 до 550 кг / м3

Вт / с : от 0,4 до 0,6

Доля Святого в общей совокупности: от 50 до 100%

Максимальный размер заполнителя: 10 мм

Содержание воздуха: От 6 до 9 процентов

Содержание волокна: 0.От 5 до 2,5 процентов по объему смеси

: Сталь — 1% 78 кг / м3

: Стекло- 1% 25 кг / м3

: нейлон — 1 процент, 11 кг / м3

Меры предосторожности: Волокно следует добавлять перед добавлением воды, так как это обеспечивает равномерное распределение волокон по всей смеси.

Применение фибробетона

Фибробетон увеличивает статическую и динамическую прочность на разрыв , , энергопоглощающие характеристики и лучшую усталостную прочность, поэтому теперь настало время использовать перекрытия аэродрома, дорожного покрытия, огнеупорной футеровки и т. Д.

Изотропные свойства бетона обеспечиваются равномерным распределением волокон по сравнению с обычным армированным бетоном, поэтому в настоящее время бетон, армированный волокнами, также используется для изготовления сборных элементов, таких как трубы , лодки, балки, ступеньки лестниц, стеновые панели, кровельные панели, люки сантехнические и др. .

Торговое наименование фибробетона в США — «Бетон Виранд». Еще одно применение этого типа бетона — производство сборных опалубочных форм U-образной формы для отливки перемычек и небольших балок.

Цемент, армированный стекловолокном (GFRC)

Гибридный бетон сегодня используется во многих частях строительства.

Стекловолокно, устойчивое к щелочам разработано UK Building Research и Peking Tom class UK.

Цементный или цементно-песчаный раствор смешивают с 4-4.5% по объему цемента, армированного стекловолокном. Стекловолокно слишком часто используется в качестве строительных компонентов. например. ниже.

Применение стекловолоконного бетона (GFRC):

• Облицовка здания;
• Постоянная и временная опалубка;
• Производство напорных труб;
• Изготовление дверей и дверной коробки;
• Декоративные решетки,
• Солнечные выключатели,
• Автобусные остановки и
• Для изготовления парковых скамеек.

Рис.6. Стекловолокно, используемое для — Стеклоармирования бетона

Текущие разработки в области фибробетона (FRC)

Новые технологии, разработанные в FRC:

• Микроволоконные системы с большим объемом волокна.
• Пропитанный фибробетон на цементной основе (SIFCON).
• Компактные армированные композиты

Краткое описание о них приведено ниже:

Микроволоконные системы с большим объемом волокна

Физические свойства этого микроволокна:

• Размер около 3 мм в длину и
• Площадь поперечного сечения от 5 до 25 микрон,
• Удельная поверхность 200 см2 / грамм.

Обычный метод смешивания не используется при дозировании микроволоконного цемента из-за комкования волокна, дисперсии улучшителя с меньшей удобоукладываемостью.

Используемая техника смешивания: Omni Mixer с использованием добавок, таких как карбоксиметилцеллюлоза, микрокремнезем и измельченный гранулированный доменный шлак.

Для Supreme Performance достигаются высокие дозы суперпластификаторов, низкое соотношение песка и цемента, стандартные частицы песка размером менее 1 мм, смешивающиеся в течение длительного времени.

Благодаря своей высокой прочности и большой ударной вязкости , он используется в тонких сборных железобетонных изделиях, таких как кровельные листы, облицовочные панели и т. Д. Он также так популярен при ремонтных и восстановительных работах.

Использование пластиковой фибры для улучшения огня 🔥сопротивление высокопрочного бетона

Недавно пластиковые волокна, такие как полипропиленовые волокна , были добавлены в высокоэффективную бетонную смесь , чтобы обеспечить хрупкость и улучшить огнестойкость высокопрочного бетона.

Бетон, изготовленный с очень низким соотношением вод / цемент ( соотношение воды / цемента 0,30 или меньше, ) уступает по огнестойкости обычному бетону с соотношением вода / цемент 0,5 или более.

При соотношении вода / цемент 0,5 или более микроструктура такого бетона, вероятно, будет более пористой из-за наличия больших капиллярных полостей, образованных избыточной водой, не используемой в процессе гидратации.

В случае высокопрочного бетона с очень низким соотношением воды / цемента микроструктуры практически плотные и отсутствуют капиллярные полости.

Когда такой высокопрочный бетон подвергается возгоранию, водяной пар будет оказывать давление и заставит бетон покрыть бетон – отколом, подвергая арматуру непосредственно воздействию огня.

Благодаря включению пластиковых волокон волокна плавятся при высокой температуре и создают пустоты в поверхностной части бетона, которые поглощают давление водяного пара, уменьшая растрескивание покрывающего бетона и тем самым защищая стальную арматуру от прямого воздействия огня.

Фактически, плавление пластиковых волокон делает высокопрочный бетон пористым материалом, подобным обычному бетону, чье свойство хорошая огнестойкость неоспоримо.

Фибробетон, пропитанный жидким раствором (SIFCON)

Фибробетон, пропитанный жидким раствором, был изобретен компанией Lakard в 1979 . В этом методе микроволокно в бетоне поддерживается примерно 20% по объему с помощью метода подготовки стального фибрового слоя и пропитывается цементный раствор .Этот процесс может улучшить свойства бетона, такие как несущая способность и ударная вязкость.

Большой объем волокна позволяет также достичь высоких характеристик прочности на сжатие.

В наши дни взрывозащищенные конструкции и взломостойкие хранилища в банках, жилых домах работают лучше SIFCON.

Композитные армированные компактные (CRC)

В компактных армированных композитах используются следующие составы материалов:

• Плотная цементная матрица,
• 20-30% микрокремнезема по массе цемента,
• 10-20% по объему обычной арматуры,
• 5-10 % тонких волокон длиной 6 мм и 0.Диаметр 15 мм.

CRC — это чрезвычайно прочный материал, имеющий предел прочности на изгиб до 260 МПа и предел прочности на сжатие до 200 МПа .

Компактный армированный композит — это универсальный материал, который можно формовать и изготавливать на месте, и он почти такой же прочный, как конструкционная сталь.

Если у вас есть какие-либо вопросы по поводу Фибробетон , напишите нам.

Вам также понравится:

(Посещали 3883 раза, сегодня 1 посещали)

Продолжить чтение

ЖБИ — обзор

1.6.5.1 Характеристики текстильно-армированного бетона

TRC [21] состоит из мелкозернистого цементирующего связующего и стойкого к щелочам стеклоткани. Значение предварительного напряжения текстиля для его лучшего использования демонстрируется путем проведения испытания на растяжение. Основываясь на преимуществах, которые дает предварительное напряжение ткани, в справочниках. [21,26–29] иллюстрируют пригодность предлагаемого метода для достижения улучшенных характеристик RC-балок при их усилении с помощью TRC.

Мелкозернистое цементное связующее, состоящее из ПК (578 кг / м ³ ), FA (206 кг / м ³ ), SF (41 кг / м ³ ), кварцевого песка (589 кг / м). м ³ ), кварцевый порошок (QP) (354 кг / м ³ ), вода (330 кг / м ³ ) и СП на основе поликарбоксилата.Расходы, измеренные с помощью аппарата minislump, имеют начальное значение более 150% и 80% через 1 час. Прочность смеси на сжатие куба составляет 44,5 МПа (± 4,2%).

Стеклоткань, которая используется в качестве армирования, представляет собой щелочно-стойкую арматуру сетчатого типа с размером ячеек 25 × 25 мм. Определение характеристик одноосного растяжения проводилось на текстильных образцах длиной 500 мм и шириной 60 мм. Замечено, что максимальная несущая способность текстиля на единицу ширины составляет около 45 кН / м, и при первоначальном отклике ткани наблюдалось провисание (см. Отклик только текстиля на рис.1.10). Более подробную информацию о характеристиках текстиля можно увидеть в другом месте [21]. Исследования показали, что определенное усилие натяжения необходимо для выпрямления пряжи во время отливки TRC для достижения лучшего действия композита.

Рисунок 1.10. Типичное напряжение-деформация для текстиля.

В исследованиях [21,26–30], предварительное напряжение / механическое растяжение было обеспечено текстильным изделиям во время литья TRC. Соответственно, чтобы определить вклад текстиля в TRC, были отлиты и испытаны прямоугольные образцы размером 500 (длина) × 60 (ширина) × 8 мм (толщина) с механически растянутым текстилем.Подробные сведения о методологии и испытаниях на механическое растяжение сообщает Гопинатх [21]. Сравнение результатов с результатами TRC с непрессованным текстилем проиллюстрировано на рис. 1.10, где образцы TRC имели три и четыре слоя текстиля, помещенные в форму без приложения какой-либо механической силы во время литья образца, а в других случаях — механической силы. наносился на текстильные слои с помощью специально разработанного аппарата во время литья. Основываясь на зависимости нагрузки от смещения, номинальное напряжение для текстиля было получено в соответствии с процедурами, указанными в ACI 549 [31], путем деления нагрузки на площадь поперечного сечения текстильного армирования, равную 33.58 мм ² / м. Напряжение в зависимости от деформации трех- и четырехслойного армированного предварительно напряженного и непрессованного текстиля в TRC показано на рис. 1.10. Кроме того, деформация была получена путем деления смещения LVDT на измерительную длину 350 мм.

Ответы также были наложены на различное поведение ткани в TRC, полученное в одноосном тесте (см. Рис. 1.10). Когда TRC отливают без придания текстильному материалу какого-либо механического растяжения (без напряжения), можно заметить, что наклон множественного растрескивания и стабилизированного состояния параллелен наклону ткани, как показано на рис.1.10. Однако необходимо получить пиковую деформацию, поскольку текстильные материалы в TRC не удлиняются до тех пор, пока не будет достигнута деформация разрушения в текстиле. Когда текстильные материалы подвергаются предварительному напряжению / механическому растяжению, наклон поведения текстиля в состоянии множественного растрескивания параллелен наклону ткани. Однако, как только TRC переходит в стабилизированное состояние, наклоны голого текстиля и ткани в TRC не параллельны. Замечено, что есть особое пятно (0,8%), где напряжение в голом текстиле совпало с напряжением, испытываемым тканью в TRC.Это указывает на то, что до этого момента используется весь потенциал текстиля, а за пределами которого преимущественно используется только способность текстиля к удлинению. При деформации более 0,8% жесткость текстиля в TRC ниже, чем у голого текстиля, что указывает на дефицит жесткости, вызванный преждевременным разрушением определенной части нитей и преждевременным разрывом нитей сердцевины. Это было дополнительно подтверждено с помощью рентгеновского КТ-анализа, который поясняется в следующем разделе.

Из проведенных исследований [21,26–29] сообщается, что прочность на разрыв чистого текстиля выше по сравнению с прочностью текстиля в TRC как в случае предварительного напряжения, так и в случае отсутствия напряжения. Это связано с тем, что текстильные нити, а также их расположение очень неоднородны, и поэтому они создают частично прерывистое распределение напряжений в нити в сочетании с TRC. Это иллюстрирует низкую пластичность одиночных нитей. Было обнаружено, что TRC с предварительно напряженным текстилем испытывает большее напряжение (около 60%) по сравнению с TRC с непрессованным текстилем.Это указывает на то, что предварительное напряжение может улучшить характеристики композита и привести к лучшему использованию текстиля в TRC. Предел прочности голого текстиля составляет около 1400 МПа. Текстильные изделия при предварительном напряжении демонстрируют предельное напряжение около 900 МПа, тогда как в случае не подвергавшегося предварительному напряжению TRC максимальное испытанное напряжение составляет всего 400 МПа, что указывает на недоиспользование текстиля. Чтобы использовать преимущества, предлагаемые предварительно напряженным TRC, эту концепцию можно расширить для усиления изгиба ж / б балок с помощью TRC.

CRSI: Свойства арматуры

Свойства арматуры

Стальные арматурные стержни производятся из расплавленной стали путем формования ее в большие прямоугольные заготовки с последующим пропусканием через серию штампов, которые формируют из стали арматурные стержни. В процессе формования на поверхности стержней образуются деформации, которые используются для передачи нагрузок между бетоном и арматурной сталью.

Сталь

идеально подходит для железобетона благодаря некоторым уникальным факторам:

• Упругие свойства — Модуль всей стальной арматуры составляет 29 000 000 фунтов на квадратный дюйм, и это значение может использоваться при проектировании.Этот единый модуль упругости для всех марок и размеров стержней упрощает процесс проектирования. Для материалов с более низкими модулями могут потребоваться дополнительные стержни, чтобы обеспечить такую ​​же удобство обслуживания, а конструкции, спроектированные из этих материалов, могут испытывать повышенные прогибы и дополнительные трещины. Сталь имеет одинаковые упругие свойства как при растяжении, так и при сжатии.
• Относительное удлинение под нагрузкой — Стальная арматура имеет значительное удлинение под нагрузкой, что приводит к появлению четко выраженных трещин в конструкции в условиях перегрузки.Такое растрескивание является подходящим предупреждением для пассажиров о нагрузке на конструкцию. Материалы, которые не проявляют неэластичных свойств под нагрузкой, могут не обладать достаточной пластичностью, чтобы предупредить о надвигающемся отказе.
• Однородные свойства в 3D — Стальная арматура обычно имеет однородные свойства во всех направлениях, а предел прочности на сдвиг аналогичен пределу продольной текучести.
• Усталость — Усталостные свойства железобетонных конструкций хорошо изучены.
• Развитие связки — Сопротивление развитию арматурной стали как в прямом, так и в изогнутом состоянии хорошо изучено и изучено.
• Предел текучести — При нагрузках меньше текучести сталь проявляет упругие свойства, которые позволяют конструкции отскакивать при повторной нагрузке. Доступна стальная арматура с пределом текучести от 40 до 100 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Предел текучести стали не зависит от диаметра стержня, и можно легко обеспечить замену различных комбинаций стержней с одинаковой площадью стержня.Это обеспечивает гибкость в методах получения тех же свойств в бетонной конструкции.
• Термические свойства — Модуль термического расширения стальной арматуры очень похож на модуль расширения бетона. Благодаря схожести термических свойств бетона и стали при нагреве бетонной конструкции не возникают дополнительные напряжения или прогибы.
• Сохранение прочности — При нагревании от огня сталь способна выдерживать высокие температуры до изменения свойств прочности и пластичности.Многие бетонные конструкции, подвергшиеся возгоранию, можно восстановить с помощью существующей арматурной стали.
• Соединение — Стальную арматуру можно соединить с помощью сварки или соединительных муфт, прочность которых аналогична прочности арматурной стали.
Принятие кода
• — Стальная арматура признана всеми нормами проектирования бетона во всем мире.

Арматурный стержень обычно производится в соответствии со спецификациями ASTM или AASHTO:

• A615 / A615M: Стандартные технические условия на деформированные и плоские стержни из углеродистой стали для армирования бетона
• A706 / A706M: Стандартные технические условия на деформированные и плоские стержни из низколегированной стали для армирования бетона
• A955 / A955M: Стандартные технические условия на деформированные и плоские стержни из нержавеющей стали для армирования бетона
• A996 / A996M: Стандартные технические условия на деформированные стержни из рельсовой стали и осевой стали для армирования бетона
• A1035 / A1035M: Стандартные спецификации для деформированных и плоских низкоуглеродистых хромистых стальных стержней для армирования бетона

10 Свойства бетона и их применение

🕑 Время чтения: 1 минута.

На свойства бетона влияет множество факторов, в основном из-за пропорции смеси цемента, песка, заполнителей и воды.Соотношение этих материалов определяет различные свойства бетона, которые обсуждаются ниже.

Свойства бетона

Различные свойства бетона:

1. Сплавы (M20, M25, M30 и т. Д.)
2. Прочность на сжатие
3. Характеристическая прочность
4. Прочность на разрыв
5. Прочность
6. Ползучесть
7. Усадка
8. Масса устройства
9. Коэффициент модульности
10. Коэффициент Пуассона

1. Марки бетона Бетон известен своей маркой, которая обозначается как M15, M20 и т. Д.в которой буква M относится к бетонной смеси, а цифра 15, 20 обозначает указанную прочность на сжатие (f _ck ) куба 150 мм за 28 дней, выраженную в Н / мм ² . Таким образом, бетон известен своей прочностью на сжатие. M20 и M25 являются наиболее распространенными сортами бетона, и для тяжелых, очень тяжелых и экстремальных условий следует использовать более высокие марки бетона.

2. Прочность на сжатие бетона Как и нагрузка, прочность бетона — это качество, которое значительно различается для одной и той же бетонной смеси.Поэтому используется единое репрезентативное значение, известное как характеристическая прочность. Также читайте: Прочность бетонных кубов на сжатие

3. Характеристическая прочность бетона Он определяется как значение прочности, ниже которого ожидается падение не более 5% результатов испытаний (т.е. существует 95% вероятность достижения этого значения, только 5% не достижения того же самого).

Характеристическая прочность бетона в изгибающемся элементе Характеристическая прочность бетона на изгиб принимается равной 0.В 67 раз прочнее бетонного куба.

Расчетная прочность (fd) и частичный запас прочности материала Прочность, принимаемая для целей проектирования, известна как расчетная прочность и определяется выражением Расчетная прочность (fd) = характеристическая прочность / частичный коэффициент запаса прочности материала Значение частичного запаса прочности зависит от типа материала и от типа предельного состояния. Согласно нормам IS, частичный коэффициент запаса прочности принимается равным 1,5 для бетона и 1.15 для стали. Расчетная прочность бетона в элементе = 0,45fck

4. Прочность бетона на разрыв Оценка предела прочности при изгибе или модуля разрыва или прочности бетона на растрескивание на основе кубической прочности на сжатие получается по соотношениям fcr = 0,7 fck Н / мм ² . Прочность на разрыв бетона при прямом растяжении получена экспериментально с помощью разрезного цилиндра. Он варьируется от 1/8 до 1/12 прочности на сжатие куба. Подробнее о прочности бетона на разрыв

5.Ползучесть в бетоне Под ползучестью понимается пластическая деформация при длительной нагрузке. Деформация ползучести в первую очередь зависит от продолжительности длительной нагрузки. Согласно кодексу значение предельного коэффициента ползучести принимается равным 1,6 при 28 сутках нагружения. Подробнее о ползучести бетона

6. Усадка бетона Свойство уменьшения объема в процессе сушки и отверждения называется усадкой. В основном это зависит от продолжительности воздействия.Если эту деформацию предотвратить, она вызовет растягивающее напряжение в бетоне и, следовательно, в бетоне появятся трещины.

7. Коэффициент модульности Кратковременное модульное отношение — это модуль упругости стали к модулю упругости бетона. Кратковременное модульное передаточное число = E _s / E _c Es = модуль упругости стали (2 x 10 5 Н / мм ² ) Ec = модуль упругости бетона (5000 x SQRT (f _ck ) Н / мм ² ) Поскольку модуль упругости бетона изменяется со временем, возрастом при нагрузке и т. Д., Соотношение модулей также изменяется соответствующим образом.Принимая во внимание эффекты ползучести и усадки частично, искробезопасный код дает следующее выражение для долгосрочного модульного отношения. Долгосрочное модульное соотношение (м) = 280 / (3f _cbc ) Где f _cbc = допустимое напряжение сжатия из-за изгиба в бетоне в Н / мм ² .

8. Коэффициент Пуассона Коэффициент Пуассона варьируется от 0,1 для высокопрочного бетона до 0,2 для слабых смесей. Обычно он принимается равным 0,15 для расчета прочности и 0,2 для критериев пригодности к эксплуатации.

9. Прочность бетона Прочность бетона — это его способность противостоять разрушению и гниению. Одной из основных характеристик, влияющих на долговечность бетона, является его проницаемость для воды и других потенциально вредных материалов. Желаемая низкая проницаемость в бетоне достигается за счет наличия соответствующего цемента, достаточно низкого водоцементного отношения, обеспечения полного уплотнения бетона и адекватного отверждения. Подробнее о прочности бетона

10.Удельный вес бетона Удельный вес бетона зависит от процента армирования, типа заполнителя, количества пустот и варьируется от 23 до 26 кН / м ² . Удельный вес простого и железобетона согласно IS: 456 составляет 24 и 25 кН / м ³ соответственно.

Механические свойства бетона, армированного стальным волокном, с помощью технологии вибрационного перемешивания

В качестве важного конструкционного материала бетон, армированный стальной фиброй, широко использовался в гражданском строительстве.До сих пор бетон, армированный стальной фиброй, обычно производился традиционным методом смешивания. Из-за равномерного распределения фибры усиление механических свойств бетона было выполнено неадекватно. В этой статье бетон, армированный стальным волокном C50 и бетон, армированный стальным волокном C60, были изготовлены традиционными методами смешивания и вибрационного смешивания, соответственно, а затем были проведены испытание на сжатие куба, испытание на изгиб, испытание на растяжение при раскалывании и испытание на изгиб. вне.Эффекты усиления механических свойств были проанализированы путем сравнения традиционных методов перемешивания и вибрационного перемешивания. Результаты показывают, что вибрационное перемешивание может эффективно улучшить распределение стальных волокон в бетоне и может увеличить плотность стального фибробетона, и, следовательно, оно эффективно улучшает механические свойства бетона, армированного стальными волокнами, по сравнению с традиционным методом смешивания.

1. Введение

В качестве важного строительного материала бетон широко используется в гражданском строительстве, таком как строительство мостов и дорог, и связанные с ним экспериментальные исследования механических свойств бетона также оказались плодотворными [1–5].С бурным развитием инженерного строительства такие высокоэффективные бетоны, как фибробетон, постепенно стали применяться в важных инженерных сооружениях [6–10]. Среди этих высококачественных бетонов, благодаря преимуществам низкой стоимости, простоты изготовления и улучшения характеристик, очевидно, что бетон, армированный стальными волокнами, широко использовался в современной инженерной области [9, 10]. Однако исследование показало, что неравномерное включение стальной фибры повлияет на текучесть и однородность бетонного перемешивания и даже приведет к склеиванию фибры, что в конечном итоге влияет на усиление механических свойств [11-15].До сих пор в большинстве исследований уделялось внимание улучшающему эффекту различных типов волокон или оптимальному содержанию волокон, но в небольшой литературе уделялось внимание разнице в улучшающем эффекте различных технологий перемешивания. Как своего рода новая технология перемешивания, по сравнению с традиционной технологией перемешивания, технология вибрационного перемешивания может эффективно улучшить распределение волокон в бетоне, дополнительно повысить плотность стального фибробетона и, наконец, улучшить механические свойства бетона, армированного стальным волокном [16 –20].Но в настоящее время технология вибрационного перемешивания не получила широкого распространения в машиностроении, и исследования по ее улучшению механических свойств бетона недостаточны как в стране, так и за рубежом. По этим причинам в этой статье были приготовлены образцы бетона с различным объемом включения стальной фибры с различными пропорциями смеси, которые были изготовлены с использованием различных технологий перемешивания. Затем были проведены испытание на сжатие, испытание на изгиб, испытание на растяжение при раскалывании и испытание на изгиб; наконец, были сопоставлены и проанализированы различия в удобоукладываемости и механических свойствах стального фибробетона, полученного вибрационным перемешиванием и традиционными технологиями перемешивания.

2. Материалы и программы испытаний

2.1. Материалы

2.1.1. Steel Fiber

Физико-химические параметры стальной фибры должны соответствовать требованиям JGT 472-2015. Длина стальной фибры должна составлять 20–60 мм, а диаметр или эквивалентный диаметр — 0,3–1,2 мм; Отношение длины к диаметру составляло 30 ~ 65.

2.1.2. Цемент

P.O 42,5 обыкновенный портландцемент был использован в этой статье, и каждый индекс эффективности цемента и его прочность 3 дня и 28 дней были проверены в соответствии с индексом эффективности «General Portland Cement» (GB175-2007).

2.1.3. Мелкозернистый заполнитель

Был выбран гранулированный песок хорошего качества, модуль тонкости которого должен контролироваться в диапазоне от 2,3 до 3,0; Прекрасные агрегатные характеристики были проверены в соответствии с GB14684-2011.

2.1.4. Крупнозернистый заполнитель

Был также проведен тестовый отбор твердой текстуры, гранулированного непрерывного гравия и формы заполнителя с более однородным многогранником по краям, с размером частиц 5-20 мм и содержанием глины <1%. «Стандартный метод испытаний для строительства гальки, гравия» (GB / T14685-2011) использовался в качестве показателей эффективности испытаний крупного заполнителя.

2.1.5. Примесь

Поликарбоксилатный суперпластификатор был использован в качестве добавки, со степенью уменьшения воды не менее 25%. Количество добавки составляло 0,5% ~ 1% от содержания цемента.

2.1.6. Минеральная добавка

Добавление летучей золы должно соответствовать положениям GB / T1596.

2.2. Расчет пропорции смеси

Целью этого эксперимента является изучение улучшения механических свойств различных типов бетона, армированного стальными волокнами (SFRC), которые были получены путем обычного перемешивания и вибрационного перемешивания, соответственно.В области машиностроения бетон, армированный стальной фиброй, всегда использовался в качестве высокопрочного бетона, поэтому в этой статье были изучены два вида высокопрочного бетона C50 и C60, а количество примеси стальной фибры составляло 0,5. %, 1%, 1,5% и 2% соответственно. Конкретная смесь приведена в таблице 1.

9023 9025 9023 9025 2,7 9025 9025 902 90236 Номер образца Параметр стальной фибры (%) Стальная фибра (кг) Вода (кг) Цемент (кг) Крупный заполнитель (кг) Мелкий заполнитель (кг) Добавка (кг) Соотношение песок-крупный заполнитель C50 0 902 347 0 0 9025 1181,3 664,5 2,7 0,36 0,5 39 172 347,5 1159,5 674,3 9023 9023 9023 9025 2,7 902 347,5 1148,6 679,2 2,7 0,36 1,5 78,5 172 347,5 1137,8 9 2,7 0,36 2 117 172 347,5 1115,1 693,7 2,7 0,36 0,36 164 451,8 1078,2 660,8 4,9 0,36 0,5 39,3 164 451,8 1055.8 671,2 4,9 0,36 1 78,5 164 451,8 1033,5 681,5 4,9 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 902 902 9023 9023 902 1011,1 691,9 4,9 0,36 2 157 164 451,8 988,8 702,2 4.9 0,36

2.3. Подготовка образца

Для обеспечения равномерного распределения базальтовых волокон в смеси сначала смешали песок и щебень, а затем добавили цемент и волокно. После перемешивания смесей в течение 30 секунд во время перемешивания добавляли воду и добавки. Время перемешивания бетона, армированного стальной фиброй, составляло 3 минуты; и процесс смешивания показан на рисунке 1.

Приготовленную смесь поместили в испытательную форму для вибрации, а затем сделали ее плоской.Форма была удалена после 48 часов обслуживания, а затем образцы были отверждены в стандартной камере для отверждения при температуре 20 ° C и относительной влажности 97%. Процесс отверждения показан на Рисунке 2.

Усиливающий механизм вибрации должен был заставить цементный порошок и мелкий материал быстро диспергироваться; Скорость реакции гидратации воды и цемента была увеличена равномерно, так что микроскопическая структура цементного бетона была улучшена, а дозировка цемента была эффективно снижена.Контраст эффекта между вибрационным перемешиванием и традиционным перемешиванием показан на рисунке 3, а контраст микроструктуры между вибрационным перемешиванием и традиционным перемешиванием показан на рисунке 4.

3. Экспериментальные программы

3.1. Сжатие кубом бетона, армированного стальным волокном

Образец куба стандартной длины 150 мм использовался в испытании кубической прочности на сжатие, а также в методах и процедурах «стандарта на метод испытания механических свойств обычного бетона» GB / T 50080-2016 и « метод испытания фибробетона »(CECS 13-2009).В этом испытании использовался контроль напряжения с постоянной скоростью, и скорость нагружения составляла 0,6 МПа / с; образец будет автоматически выгружен, а сила повреждения фиксируется машиной. Машина для испытания кубической прочности на сжатие показана на рисунке 5.

3.2. Испытание на изгиб бетона, армированного стальным волокном

Существующая литература показывает, что до настоящего времени испытания на изгиб бетона, армированного стальным волокном, путем вибрационного перемешивания, были очень ограниченными. Для этого была использована серия образцов балки (возраст 28 дней) размером 100 мм × 100 мм × 400 мм для изучения прочности на изгиб в данном исследовании.Испытания трехточечной нагрузки проводились на машине для испытаний на изгиб (тип NYL-300C) в соответствии с китайским стандартом (JTG E30-2005). Аппарат для испытания на прочность на изгиб представлен на рисунке 6.

3.3. Испытание на растяжение при раскалывании бетона, армированного стальным волокном

В испытании на прочность на растяжение при раскалывании использовался образец куба стандартной длины 150 мм, каждая группа включает по 3 образца. В этом испытании использовалась машина для испытания под давлением 3000 кН, и перед испытанием на раскалывание необходимо нарисовать положение раскола, как показано на Рисунке 7.

4. Результат и обсуждение

4.1. Куб прочности на сжатие стального фибробетона

4.1.1. Кубическая прочность на сжатие стального фибробетона, полученного традиционным перемешиванием

Из рисунка 8 (а) видно, что для традиционного метода смешивания прочность на сжатие стального фибробетона CF50 увеличивается по мере увеличения содержания стальной фибры. При содержании фибры 0,5%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на сжатие увеличивается на 7.05%, 13,79%, 18,17% и 20,85%. Рисунок 8 (а) показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, скорость увеличения прочности на сжатие выше; поскольку содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2%), скорость увеличения прочности на сжатие становится медленной.

На рисунке 8 (b) показано, что, как и у CF50, прочность на сжатие бетона CF60, армированного стальной фиброй, также улучшается с увеличением содержания стальной фибры. При содержании фибры 0,5%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на сжатие увеличивается на 6.33%, 20,59%, 24,57% и 26,35%. Рисунок 8 (b) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, скорость увеличения прочности на сжатие выше; поскольку содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2%), скорость увеличения прочности на сжатие становится медленной.

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что усиленный волокном эффект прочности на сжатие высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при том же содержании волокна 1% прочность на сжатие увеличивается на 20.59% в CF60; в CF50 значение составляет 13,79%. Другими словами, для вибрационного перемешивания стальной фиброй эффект высокопрочного бетона более очевиден.

4.1.2. Кубическая прочность на сжатие стального фибробетона, изготовленного путем вибрационного перемешивания

На рисунке 9 (а) показано, что для режима вибрационного перемешивания с увеличением содержания стальной фибры кубическая прочность на сжатие бетона CF50 непрерывно увеличивается. При содержании фибры 0,5%, 0,75%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на сжатие увеличивается на 10.23%, 11,35%, 12,12%, 13,79% и 17,71%. Рисунок 9 (а) показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 0,5%, скорость увеличения прочности на сжатие выше; поскольку содержание волокна составляет более 0,5% (например, 1,5% и 2%), скорость увеличения прочности на сжатие становится медленной.

Рисунок 9 (b) показывает, что, как и у CF50, прочность на сжатие CF60 также улучшается с увеличением содержания стальной фибры. При содержании фибры 0,5%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на сжатие увеличивается на 7.9%, 14,14%, 19,96% и 22,89%. Рисунок 9 (b) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, скорость увеличения прочности на сжатие выше; поскольку содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2%), скорость увеличения прочности на сжатие становится медленной.

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что усиленный волокном эффект прочности на сжатие высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при том же содержании волокна 1,5% прочность на сжатие увеличивается на 19.96% в CF60; в CF50 значение составляет 13,79%. Другими словами, для вибрационного перемешивания стальной фиброй эффект высокопрочного бетона более очевиден.

4.1.3. Влияние различных методов смешивания на сжимающие свойства бетона

Из рисунка 10 (а) видно, что с увеличением содержания стальной фибры кубическая прочность на сжатие бетона CF50 непрерывно увеличивается. По сравнению с традиционным бетоном для смешивания, с тем же содержанием стальной фибры, бетон, полученный путем вибрационного перемешивания, обладает более высокой прочностью на сжатие.При содержании фибры 0%, 0,5%, 0,75%, 1%, 1,5% и 2% по сравнению с традиционным бетоном для перемешивания прочность на сжатие бетона для вибрационного перемешивания увеличивается на 8,18%, 11,40%, 8,80%, 6,59%. , 4,17% и 5,36%. Рисунок 10 (а) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 0,5%, повышение прочности на сжатие происходит быстрее; например, при содержании фибры 0,5% прочность на сжатие бетона при вибросмешивании увеличивается на 11,4%; поскольку содержание волокна составляет более 0,5% (например, 1,5% и 2%), скорость увеличения прочности на сжатие становится медленной.

Рисунок 10 (b) показывает, что с увеличением содержания стальной фибры кубическая прочность на сжатие бетона CF60 непрерывно увеличивается. По сравнению с традиционным бетоном для смешивания, при том же содержании стальной фибры бетон, полученный путем вибрационного перемешивания, обладает более высокой прочностью на сжатие. При содержании фибры 0%, 0,5%, 1%, 1,5% и 2,0% по сравнению с традиционным бетоном для перемешивания прочность на сжатие бетона для вибрационного перемешивания увеличивается на 11,58%, 13,22%, 5,61%, 7.54% и 8,53%. Рисунок 10 (b) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 0,5%, повышение прочности на сжатие происходит быстрее, например, при содержании волокна 0,5% прочность на сжатие бетона с вибрационным перемешиванием увеличивается на 13,22%; поскольку содержание волокна составляет более 0,5% (например, 1,5% и 2%), скорость увеличения прочности на сжатие становится медленной.

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что усиленный волокном эффект прочности на сжатие высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при том же содержании клетчатки 0.5% прочность на сжатие увеличивается на 13,22% и 11,40% в CF60 и CF50 соответственно.

4.2. Предел прочности при расщеплении фибробетона

4.2.1. Прочность на растяжение при раскалывании стального фибробетона, изготовленного традиционным смешиванием

Из рисунка 11 (а) видно, что при традиционном методе смешивания прочность на растяжение при раскалывании стального фибробетона CF50 увеличивается по мере увеличения содержания стальной фибры. При содержании клетчатки 0,5%, 0,75%, 1%, 1.На 5% и 2% прочность бетона на растяжение при раскалывании увеличивается на 1,82%, 6,22%, 7,79%, 25,26% и 35,41%. Рисунок 11 (а) показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, прочность на разрыв при расщеплении увеличивается медленно, в то время как содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2,0%), прочность на разрыв при расщеплении увеличивается быстро.

На рис. 11 (b) показано, что, как и в случае с CF50, прочность на растяжение при раскалывании стального фибробетона CF60 также улучшается с увеличением содержания стальной фибры.При содержании фибры 0,5%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на растяжение при раскалывании увеличивается на 6,39%, 18,18%, 30,71% и 36,86%. Рисунок 11 (b) также показывает, что пока содержание волокна составляет менее 1%, прочность на разрыв при расщеплении увеличивается медленно, в то время как содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2,0%), прочность на разрыв при расщеплении увеличивается быстро. .

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что при одинаковом содержании волокна эффект армирования волокном от прочности на разрыв при раскалывании высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при содержании волокна 1% предел прочности при расщеплении увеличивается на 18.18% и 7,79% для CF60 и CF50 соответственно. Другими словами, при традиционном перемешивании стальной фиброй эффект высокопрочного бетона более очевиден.

4.2.2. Влияние содержания стальной фибры на разрывную прочность бетона на разрыв при вибрационном перемешивании

Из рисунка 12 (а) видно, что для традиционного метода перемешивания прочность на разрыв при расщеплении бетона, армированного стальной фиброй CF50, повышается по мере увеличения стальной фибры. содержание увеличивается. При содержании клетчатки 0.5%, 0,75%, 1,0%, 1,5% и 2,0% прочность бетона на растяжение при раскалывании увеличивается на 4,44%, 7,96%, 11,99%, 28,57% и 36,99%. Рисунок 12 (b) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, прочность на сжатие увеличивается медленно, в то время как содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2,0%), прочность на растяжение при расщеплении увеличивается быстро.

Рисунок 12 (b) показывает, что, как и в случае с CF50, прочность на растяжение при раскалывании армированного стальной фиброй бетона CF60 также улучшается с очевидным увеличением содержания стальной фибры.При содержании фибры 0,5%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на растяжение при раскалывании увеличивается на 12,11%, 28,74%, 43,23% и 66,75%.

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что при одинаковом содержании волокна эффект армирования волокном от прочности на разрыв при раскалывании высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при содержании волокна 1% прочность на разрыв при расщеплении увеличивается на 28,74% и 11,99% в CF60 и CF50 соответственно. Другими словами, для вибрационного перемешивания стальной фиброй эффект высокопрочного бетона более очевиден.

4.2.3. Влияние различных методов смешивания на свойства при расщеплении стального фибробетона

Из рисунка 13 (а) видно, что с увеличением содержания стальной фибры прочность на растяжение при расщеплении у бетона CF50 постоянно улучшается. По сравнению с традиционным бетоном для смешивания, при том же содержании стальной фибры бетон, полученный путем вибрационного перемешивания, обладает более высокой прочностью на сжатие. При содержании фибры 0%, 0,5%, 0,75%, 1%, 1,5% и 2%, по сравнению с традиционным бетоном для смешивания, растяжение при раскалывании бетона при вибрационном перемешивании увеличивается на 1.82%, 4,44%, 3,48%, 5,78%, 4,51% и 3,01%. Рисунок 13 (а) также показывает, что при содержании волокна 1,0%, по сравнению с традиционным перемешиванием, прочность на растяжение при раскалывании бетона, полученного путем вибрационного перемешивания, заметно улучшается.

Рисунок 13 (b) показывает, что, как и в случае с CF50, с увеличением содержания стальной фибры прочность на растяжение при раскалывании бетона CF60 постоянно улучшается. По сравнению с традиционным бетоном для смешивания при том же содержании стальной фибры бетон, полученный путем вибрационного перемешивания, обладает более высокой прочностью на растяжение при раскалывании.При содержании фибры 0%, 0,5%, 1%, 1,5% и 2,0% по сравнению с традиционным бетоном для смешивания прочность на растяжение при расщеплении бетона для вибрационного перемешивания увеличивается на 3,44%, 9,01%, 12,68%, 13,35% и 26,03%. Рисунок 13 (b) также показывает, что при содержании волокна 2,0%, по сравнению с традиционным перемешиванием, прочность на растяжение при раскалывании бетона, полученного путем вибрационного перемешивания, заметно улучшается.

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что усиленный волокном эффект прочности на разрыв при раскалывании высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при том же содержании клетчатки 1.0% прочность на сжатие увеличивается на 12,68% и 5,78% в CF60 и CF50 соответственно.

4.3. Свойства фибробетона при изгибе

4.3.1. Свойства при изгибе стального фибробетона, изготовленного в традиционных условиях смешивания

Из рисунка 14 (а) видно, что для традиционного метода смешивания прочность на изгиб стального фибробетона CF50, очевидно, возрастает по мере увеличения содержания стальной фибры. При содержании клетчатки 0,5%, 0,75%, 1%, 1.На 5% и 2% прочность бетона на изгиб увеличивается на 11,03%, 15,14%, 29,22%, 58,50% и 80,75%. Рисунок 14 (а) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, прочность на изгиб увеличивается медленно, в то время как содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2,0%), прочность на растяжение при изгибе увеличивается быстро.

Рисунок 14 (b) показывает, что, как и в случае с CF50, прочность на изгиб бетона CF60, армированного стальной фиброй, также улучшается с увеличением содержания стальной фибры. При содержании клетчатки 0.5%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на изгиб увеличивается на 17,91%, 27,02%, 68,24% и 101,86%. Рисунок 14 (b) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, прочность на изгиб увеличивается медленно, в то время как содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2,0%), прочность на растяжение при расщеплении увеличивается быстро.

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что при одинаковом содержании волокна эффект армирования волокном высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при содержании клетчатки 1.5% прочность на растяжение при изгибе увеличивается на 68,24% и 58,50% для CF60 и CF50 соответственно. Другими словами, при традиционном перемешивании стальной фиброй эффект высокопрочного бетона более очевиден.

4.3.2. Влияние содержания стальной фибры на свойства бетона на изгиб при вибрационном перемешивании

Из рисунка 15 (а) видно, что для метода вибрационного перемешивания прочность на изгиб бетона CF50, армированного стальной фиброй, очевидно увеличивается с увеличением содержания стальной фибры. увеличивается.При содержании волокна 0,5%, 0,75%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на изгиб увеличивается на 8,06%, 13,82%, 24,51%, 55,76% и 72,86%. Рисунок 15 (а) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, прочность на изгиб увеличивается медленно, в то время как содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2,0%), прочность на растяжение при изгибе увеличивается быстро.

Рисунок 15 (b) показывает, что, как и CF50, прочность на изгиб бетона CF60, армированного стальной фиброй, также улучшается с увеличением содержания стальной фибры.При содержании фибры 0,5%, 1%, 1,5% и 2% прочность бетона на изгиб увеличивается на 8,45%, 19,75%, 47,82% и 68,94%. Рисунок 15 (b) также показывает, что, хотя содержание волокна составляет менее 1%, прочность на изгиб увеличивается медленно, в то время как содержание волокна составляет более 1% (например, 1,5% и 2,0%), прочность на растяжение при расщеплении увеличивается быстро.

4.3.3. Влияние различных методов смешивания на характеристики бетона при изгибе

Из рисунка 16 (а) видно, что с увеличением содержания стальной фибры прочность на изгиб бетона CF50 постоянно улучшается.По сравнению с традиционным бетоном для смешивания при том же содержании стальной фибры бетон, полученный путем вибрационного перемешивания, обладает более высокой прочностью на изгиб. При содержании фибры 0%, 0,5%, 0,75%, 1%, 1,5% и 2% по сравнению с традиционным бетоном для смешивания прочность на изгиб бетона для вибрационного перемешивания увеличивается на 13,55%, 10,61%, 12,34%, 9,50%. , 11,67% и 8,69%. Рисунок 16 (а) также показывает, что при содержании волокон 0,0%, по сравнению с традиционным перемешиванием, прочность на растяжение при раскалывании бетона, полученного путем вибрационного перемешивания, заметно улучшается.

Рисунок 14 (b) показывает, что, как и в случае с CF50, с увеличением содержания стальной фибры прочность на изгиб бетона CF60 постоянно улучшается. По сравнению с традиционным бетоном для смешивания при том же содержании стальной фибры бетон, полученный путем вибрационного перемешивания, обладает более высокой прочностью на изгиб. При содержании фибры 0%, 0,5%, 1%, 1,5% и 2,0% по сравнению с традиционным бетоном для смешивания прочность на растяжение при раскалывании бетона при вибрационном перемешивании увеличивается на 10,01%, 14,04%, 16.73%, 8,94% и 3,77%. Рисунок 14 (b) также показывает, что при содержании волокна 1,0%, по сравнению с традиционным перемешиванием, прочность на изгиб бетона, полученного путем вибрационного перемешивания, заметно улучшается.

Сравнивая CF50 и CF60, можно обнаружить, что усиленный волокном эффект прочности на изгиб высокопрочного бетона CF60 выше, чем у CF50; например, при том же содержании волокна 1,0% прочность на изгиб увеличивается на 16,73% и 9,50% для CF60 и CF50 соответственно.

5.Заключение

В этой статье были проанализированы прочность на сжатие, прочность на растяжение при раскалывании и прочность на изгиб стального фибробетона, изготовленного с использованием различных методов смешивания. Основные выводы заключаются в следующем: (1) с увеличением содержания стальной фибры все эти механические свойства, такие как прочность на сжатие, прочность на изгиб и прочность на растяжение при раскалывании, постепенно улучшаются; Эффект армирования стальным волокном очевиден, особенно в отношении прочности на изгиб и прочности на разрыв.При том же содержании волокна усиливающий эффект механических свойств высокопрочного бетона лучше. (2) Метод вибрационного перемешивания может заставить стальную фибру равномерно распределяться в бетоне; в результате, по сравнению с традиционным перемешиванием, метод вибрационного перемешивания может эффективно улучшить прочность на сжатие, прочность на разрыв при расщеплении и прочность на изгиб. Например, прочность на сжатие может быть улучшена на 10%, прочность на разрыв при растяжении может быть увеличена на 15%, а прочность на изгиб может быть увеличена на 12%.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Фондом естественных наук провинции Хэнань (грант № 51508114), Программой науки и технологий Департамента коммуникаций провинции Хэнань (№ 2014K37-2), ключевыми научными исследовательскими проектами в университетах провинции Хэнань ( нет.16A580001) и Общего научного и технологического проекта города Чжэнчжоу (№ 153PKJGG095), спонсируемого компанией Henan Wanli Road and Bridge Group Co. Ltd. Авторы очень благодарны Департаменту коммуникаций провинции Хэнань за поддержку на тестовых полях.

Бетон, армированный стекловолокном: состав и свойства

Армирование стекловолокном часто сбивает с толку и неправильно понимают. Метод повышения механических характеристик материала называется армированием.Многие инженеры, разбирающиеся в материаловедении, имеют глубокие знания и изучают этот удобный для инженеров материал. Для многих целей его преподают студентам инженерных специальностей, потому что это наиболее широко признанная форма армирования волокном.

Композиция

GFRC представляет собой композит, армированный стекловолокном. Это эквивалентно стальной арматуре в соответствии с соглашением. Но лучше! Это высокопрочный стекловолокно, заключенный в сложную цементную матрицу.Сохраняя свои физические свойства и химическую идентичность, комбинация волокна и матрицы обеспечивает усиление и прочность, но в одиночку они, безусловно, не дадут такой же результат.

Недвижимость

Свойства каждой функции таким образом, что; волокно несет нагрузку, а матрица обеспечивает прочность и стабильность. В сочетании эти два фактора способны выдерживать очень большие нагрузки, а также предотвращать коррозионную и химическую или погодную эрозию.GFRC легкий и прочный, его можно отливать в различные формы, текстуры и цвета по желанию. Одно из главных качеств — сила, которую оба ингредиента приносят на стол. И высокая дозировка стекловолокна, и акрилового полимера придают ему прочность на растяжение, поскольку используется меньше воды для цемента, что приводит к более низкому соотношению цемента. Он намного превосходит обычный бетон и обладает более высокой прочностью на изгиб. Кроме того, он разработан для усиления и обеспечения прочной устойчивости всему, что он отливает из бетона или GFRC.Таким образом, это отличный выбор для использования в сложных трехмерных оболочках, которые должны быть легкими и прочными.

Сегодня на этом революционном рынке существует больше производителей, но их доля в рыночной стоимости не выросла. Но постепенно он набирает популярность на Ближнем Востоке, например, благодаря своей теплоизоляции. Во всем мире инженеры начали понимать, как использовать многие другие армированные стекловолокном материалы, такие как арматура из стеклопластика, в США, Европе и Азии.Это изменение отношения помогает понять основные возможности стекловолокна и бетона с точки зрения будущего строительства и инфраструктуры.

История и применение

GFRC был впервые использован и первоначально разработан в России, но только в 1970-х годах, когда он трансформировался в нынешнее состояние. Сначала он рассматривался как легкие фасады, но теперь его применение расширилось, чтобы удовлетворить потребности в инфраструктурном строительстве. GFRC также производится для использования в качестве панелей и требует минимального обслуживания.Неструктурные панели могут выдерживать собственный вес и другие внешние факторы, такие как погодные и сейсмические аномалии, поэтому они используются в ряде других архитектурных декоративных применений, реставраций и замен, каминов, столешниц и т. Д.

Преимущества

• GFRC чрезвычайно прочен и может пережить железобетон. Это также безопасно и надежно.
• Свобода дизайна. GFRC изготовлен из формованного материала, поэтому он может принимать любую форму и текстуру вместе с цветом.
• Требует минимального или минимального обслуживания.
• Устойчив к климату и пожарам.
• Рентабельность и экономичность.

Tuf-Bar специализируется на производстве высококачественной арматуры из стекловолокна и аксессуаров. При доставке по всему миру наши продукты производятся под строгим контролем, и мы гарантируем, что каждый продукт соответствует строительным нормам CSA и ACI.

Армированный цементный бетон | Преимущества, использование, типы и цель.

Бетон железобетонный;

Армированный цементный бетон (R.C.C) представляет собой комбинацию обычного бетона с арматурой для значительного увеличения его прочности на сжатие и растяжение.

Бетон — это универсальный материал для современного строительства, который готовится путем смешивания определенных количеств цемента (в некоторых случаях даже извести), песка, щебня или гравия и воды.

Он использовался от фундаментов до крыш зданий, при строительстве автомобильных дорог, туннелей для гидроэлектростанций, оросительных каналов, водостоков и всех других возможных конструкций.

В этой статье Вы подробно узнаете о железобетоне, его преимуществах, назначении, видах и т. Д.

Итак, приступим.

Назначение армирования в бетоне.

Как вы знаете, бетон имеет очень высокую прочность на сжатие, но низкий предел прочности.

Таким образом, когда на бетонную поверхность действуют только сжимающие нагрузки, то в армировании нет необходимости.

Но там, где также действуют растягивающие силы, как, например, в балках и плитах, существует очень высокий риск их разрушения при использовании простого бетона.

Сталь

, однако, как известно, имеет очень высокий предел прочности на разрыв (а также хорошую прочность на сжатие).

Следовательно, когда эти два (бетон и сталь) объединяются вместе,

получают конструкционный материал, способный противостоять всем трем типам сил, которые могут действовать на конструкцию, то есть сжимающим нагрузкам, растягивающим напряжениям и поперечным силам.

Такой материал известен как армированный цементный бетон .

Он оказался чрезвычайно полезным и надежным в инженерном строительстве.

Тип армированного цементного бетона:

Основным принципом приготовления железобетона является изготовление конструкционного материала, в котором

(i) Сталь служит для восприятия основных растягивающих напряжений;

(ii) бетон выдерживает основные сжимающие силы, действующие в полном унисон;

Бетон и сталь совместимы в следующих аспектах:

(i) Бетон в основном имеет щелочную природу (основным компонентом является гидроксид кальция), что предотвращает ржавление стальной арматуры, используемой в нем;

(ii) Соединение или «захват» между сталью и бетоном устанавливается легко;

(iii) Коэффициент теплового расширения бетона почти такой же, как у стали.

Это предотвращает риск растрескивания из-за расширения с разной скоростью.

Типы армирования, используемые в R.C.C:

Арматура, используемая в бетоне, в основном изготавливается из стали различных типов.

Далее он может быть выполнен в нужной форме и объеме.

Некоторые распространенные типы армирования:

(i) Пруток из мягкой стали:

Они бывают разных диаметров и должны обладать характеристической прочностью на растяжение, которая указана в соответствующих нормах.

Этот стальной стержень, используемый в качестве арматуры, обычно легко сгибается без растрескивания на изгибах.

(ii) Горячекатаный пруток и пруток холодной обработки:

Это специально подготовленное подкрепление.

Первый тип имеет характеристическую прочность на растяжение, которая почти вдвое выше, чем у стержней из мягкой стали.

Кроме того, они обычно бывают толстыми.

Их можно гнуть нагревом (до 100 ° C) без образования дефектов.

Это невозможно с обычными стержнями из низкоуглеродистой стали.

Точно так же холоднодеформированные стальные стержни бывают скрученными или растянутыми, имеющими удлиненные ребра или подобные структуры по длине.

Они также имеют гораздо более высокую характеристическую прочность, порядка 425 Н / мм ² по сравнению с 250 Н / мм ² для стержней из низкоуглеродистой стали.

Такие стержни нельзя нагревать для гибки и повторной гибки.

(iii) Стальная ткань:

Это сделано из различных прутков и проволоки.

Это могут быть проволоки круглого сечения, проволока с выемками и деформированная, прутки стальные деформированные холоднодеформированного типа.

Сетка из такой проволоки изготавливается путем сваривания выпрямленных отрезков очень тщательно и строго в соответствии с техническими условиями.

В противном случае это может отрицательно сказаться на механических свойствах арматуры.

Посмотрите видео ниже для лучшего понимания.

Размещение арматуры:

Это требует очень сложных и тщательных расчетов для каждого элемента из арматурного бетона.

Таким образом, размер, форма, расстояние и расположение арматуры будут совершенно другими в плите, балке или колонне.

В балках , например, стальных стержней может потребоваться больше в нижних секциях, а в неподвижных балках, в конце концов, также в секциях, где растягивающие напряжения наиболее эффективны.

Верхняя часть балки может не нуждаться в усилении.

Горизонтальные арматуры часто связываются квадратными скобами с подходящими интервалами.

Эти хомуты также обеспечивают дополнительную прочность армированного цементного бетона против напряжений сдвига.

Для армирования требуется минимально предписанное покрытие бетоном.

Покрытие необходимо для защиты арматуры от разрушения под воздействием атмосферных воздействий, а также от случайных пожаров.

Бетонное покрытие варьируется от 25 мм до 80 мм в зависимости от среды, в которой был размещен элемент ПКК.

Также важно, чтобы арматура была очищена от ржавчины, пыли и жира во время установки.

Это обеспечит лучшее сцепление между бетоном и арматурой.

Преимущества железобетона (ЖББ).

Есть сотни преимуществ железобетона, но здесь мы обсудим некоторые важные преимущества железобетона.

(i) Конструкции из железобетона долговечны.

(ii) Обладает высокой прочностью на сжатие (за счет бетона).

(iii) Обладает высокой прочностью на разрыв (за счет армирования).

(iv) Устойчив к пожарам и другим климатическим изменениям.

(v) Доступен практически в любой точке мира.

(vi) Для работы с ним не требуется слишком много опыта, это может сделать и обычный квалифицированный персонал.