Acasă → Articole
Informații generale despre betonul conului
Betonul are un dezavantaj inerent în toate pietrele ca materiale naturale și artificiale - funcționează bine pentru compresie, dar nu rezistă la îndoire și întindere. Rezistența la rupere a betonului este de aproximativ 1/10 ... 1/15 din rezistența la compresiune. Pentru a crește rezistența structurilor de beton pentru tracțiune și îndoire, sârmă sau tije de oțel, numite armături, sunt așezate în beton. Armatura în limba latină înseamnă "armament", adică armătura din oțel în timp ce armează, întărește betonul. Armat cu bare de oțel beton este numit beton armat.
Structurile de piatră, armate cu metal, au fost cunoscute de mult timp, dar în forma modernă a betonului armat apar doar în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. când producția industrială de ciment portland a fost stăpânită. Brevetul de invenție din beton armat a fost emis francezul Jean Monnier în 1867, deși există încercări de a utiliza betonului înainte de a fi (de exemplu, în 1849, un inginer GE Spider-Rom în Rusia și în 1845 B. Wilkinson în Anglia) . inițial
Betonul armat a fost folosit destul de restrâns. În prezent, acesta este principalul material structural în construcția de locuințe și industriale.
Beton armat - nu două materiale diferite: beton și oțel, dar un nou material în care oțelul și betonul lucrează împreună, ajutându-se reciproc. Acest lucru este explicat prin următoarele. Betonul, când este întărit în aer, scade în volum, acoperind strâns armarea. Rezistența aderenței armăturii la beton atinge valori ridicate. Astfel, pentru a scoate din beton o tijă cu un diametru de 30 mm, introdusă în beton la o adâncime de 300 mm, necesită o forță de cel puțin 10 kN. Aderarea oțelului la beton nu este încălcată nici măcar cu schimbări de temperatură puternice, deoarece coeficienții de dilatare termică a oțelului și a betonului sunt aproape identici. Aderența bună a oțelului la beton conduce la faptul că sub sarcină aceste două materiale funcționează ca o unitate.
Semnificația armăturii poate fi explicată pe elementele care lucrează la îndoire (grinzi, traversă). În astfel de elemente, o parte a secțiunii transversale a elementului este supusă compresiei, iar cealaltă este tensionată. Dacă o grindă din beton armat, rezultatul rezistenței reduse la tracțiune (MPa 1 ... 4) este deja sub o sarcină mică în zona de întindere a fisurilor din beton (Fig. 13.1, a) și fasciculul este distrus. Dacă în zona întinsă intră armătura de oțel, va prelua solicitarea la tracțiune (rezistența oțelului în tensiune peste 200 MPa), iar grinda, deși fisuri pot apărea pe ea nu se va prăbuși chiar și la sarcini ridicate (Fig. 13.1, B). În unele cazuri, consolidarea elementelor de lucru și comprimare (coloane, grămezi), precum și pentru compresie, oțelul este de 5 ... 10 ori mai puternic decât betonul.
Motivul pentru care ventilul ocupă cea mai mare parte a sarcinii este diferența dintre modulele de elasticitate din oțel 2 * 10 MPa și beton (2 ... 3) * 10 MPa. Datorită faptului că modulul de elasticitate a devenit de 10 ori mai mare decât modulul de elasticitate de beton, beton armat element de beton atunci când oțel încărcat și beton preparat aceeași tulpină, dar tensiunea în ele, în conformitate cu legea lui Hooke va fi diferit. În oțel, acestea vor fi de 10 ori mai mari decât în beton. Cu alte cuvinte, putem spune că 1 cm de secțiune transversală a oțelului înlocuiește 10 cm de beton.
Betonul datorită densității și rezistenței la apă, pe de o parte, și reacției alcaline a pietrei de ciment în beton, pe de altă parte, protejează oțelul de coroziune. În plus, betonul ca un conductor relativ slab de căldură protejează oțelul de încălzirea rapidă a incendiilor. Structurile din oțel se încălzesc rapid, oțelul se înmoaie și întreaga structură începe să se deformeze chiar și sub propria greutate.
Fig. 13.1. Beton neforcinat (a) și beton armat armat (b)
În construcția modernă, se găsesc din ce în ce mai multe aplicații în betonul armat. Să încercăm să explicăm de ce a apărut această metodă de întărire. Așa cum am menționat deja, rezistența la rupere a betonului este de 10 ... 20 de ori mai mică decât cea a compresiei. În betonul armat, acest defect este eliminat prin introducerea armăturii în zona întinsă. Cu toate acestea, datorită extensibilității reduse a betonului în zona întinsă, apar fisuri, după care numai armătura percepe întreaga încărcătură. În timp ce lățimea fracturii este mai mică de 0,1 ... 0,2 mm (așa-numitele fisuri de păr), ele nu sunt periculoase în ceea ce privește aderența armăturii la beton și coroziunea armăturii.
Atunci când este utilizat în consolidarea rezistență ridicată oțelurile folosind puterea lor completă însoțită de supape relative alungire mare, ceea ce duce la fisurarea severă de beton, iar aceasta, la rândul său, - o coroziune de armare datorită suprafeței de expunere. Rezultă că, prin metoda obișnuită de armare, utilizarea armăturilor cu rezistență ridicată este irațională. La întărirea unei astfel de armături, se folosește metoda de pretensionare a armăturii.
Esența acestei metode este aceea că, înainte ca structura din beton armat să fie încărcată cu o sarcină utilă, armarea sa este întinsă ca un mănunchi de cauciuc; accentul se pune pe concret. Firește, cu cât armatura este mai întinsă, cu atât mai concret va fi comprimată. Atunci când o sarcină utilă este aplicată structurii, solicitările care decurg din ea în zona întinsă a betonului sunt compensate parțial de tensiunile compresive create anterior. Prin urmare, în zona întinsă a betonului nu vor exista fisuri, iar armarea precomprimată va primi o solicitare suplimentară din sarcină, iar rezistența ridicată va fi realizată într-o măsură mai mare.
În prezent sunt utilizate două metode de obținere a betonului armat sub presiune. Una dintre ele este aceea că armarea este trasă și fixată pe ancore speciale, iar apoi este așezată betonul. După întărirea suficientă a betonului, armarea este eliberată și comprimă, comprimă betonul. Un alt mod: în beton, sunt lăsate canale speciale pentru armarea armată. După întărirea betonului, armarea este introdusă în canale și întinsă folosind un beton întărit ca suport. În acest caz, în beton apar presiuni de compresiune. După strângerea armăturii, canalele sunt umplute cu mortar de ciment.
În structurile din beton armat precomprimat, rezistența oțelului și a betonului este utilizată mai mult, astfel masa produselor scade. În plus, precomprimarea betonului, prevenind formarea fisurilor, sporește durabilitatea și impermeabilitatea acestuia.
Datorită versatilității sale și a unui set de proprietăți valoroase, betonul armat pe beton greu și ușor este utilizat pentru construcția tuturor tipurilor de clădiri și structuri inginerești. Astfel, construcția în masă a clădirilor rezidențiale se realizează din beton armat prefabricat, iar toate elementele clădirii sunt realizate din acesta. În clădirile cu cărămidă cu mai multe etaje, fundațiile și plafoanele sunt beton armat. Clădirile industriale și instalațiile de inginerie sunt în principal ridicate din beton armat.
În funcție de metoda de fabricație, structurile din beton armat pot fi monolitic sau prefabricate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: