Почему в железобетонных конструкциях нужна сталь для бетона и бетон для стали?

Железобетон – это классический композит, т.е. материал, полученный в результате соединения двух компонентов с разными свойствами. У каждого из них есть свои задачи в железобетоне, но только работая вместе, они создают новое качество. Достаточно сказать, что железобетон — единственный строительный материал, из которого можно возводить монолитные здания, в которых отдельные элементы соединяются друг с другом сплошным образом, без стыков и других механических соединений. Такие конструкции нельзя делать, например, из стали или дерева.

Однако нельзя отрицать, что основную роль в железобетонных конструкциях играет бетон. Именно он придает форму железобетонным элементам и обеспечивает им жесткость и огнестойкость. Сталь, объем которой в таких конструкциях составляет не более 2-3%, в этом плане очень важна, но можно сказать, что она остается в тени бетона.

БЕТОН — СТАЛЬ

Это не означает, что бетону нечего предложить стали. В железобетонных конструкциях создает пассивный слой на поверхности арматурных стержней, защищающий их от коррозии. Читайте подробнее где еще используется https://pic4you.ru/stroitelstvo/gde-ispolzuetsya-stalnaya-armatura-i-kak-eyo-vybirat.html. Это особенно важно при контакте этих конструкций с водой или влагой, что не только безвредно для самого бетона, но в такой среде даже улучшает его механические свойства и долговечность.

Внимание! Конечно, бетон обеспечит антикоррозионную защиту стали только в том случае, если для его приготовления был использован определенный цемент с цементного завода и другие ингредиенты хорошего качества, т.е. песок, гравий и вода. Бетон из псевдоцементов различных видов смесительных установок не будет обладать такими защитными свойствами.

Бетон, сам по себе огнестойкий, также в некоторой степени защищает арматуру от высоких температур, при которых «голая» сталь значительно деформируется и быстро теряет прочность. Это имеет большое значение в случае пожара, ведь железобетон сохраняет свои свойства значительно дольше других строительных материалов. Это особенно важно для безопасности находящихся на объекте людей из группы риска и спасательных служб, спешащих им на помощь.

Однако для того, чтобы бетон обеспечивал защиту стали как от коррозии, так и от высоких температур, стержни должны быть окружены достаточно толстым слоем, называемым арматурным покрытием. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы арматурные стержни находились на нужном расстоянии от поверхности опалубки во время бетонирования элементов. Лучше всего для этой цели подходят пластиковые распорки, применяемые при бетонировании плит и балок, а также других железобетонных элементов.

СТАЛЬ-БЕТОН

Однако все это не меняет того факта, что в железобетонных конструкциях бетон во многом обязан стали. Изготовленные из него стержни — главные, распределительные и стремена — принимают на себя все растягивающие напряжения в железобетонных элементах конструкции, с которыми бетон, не очень прочный в этом отношении, не смог бы справиться самостоятельно. Благодаря использованию армирования можно даже увеличить несущую способность аксиально сжатых колонн, т.е. колонн, в которых теоретически есть только сжимающие напряжения, хорошо переносимые бетоном.

Армирование также играет очень важную роль в ограничении трещинообразования, которое является естественным явлением в железобетонных изгибаемых элементах — только после появления трещин сталь полностью принимает на себя растягивающие напряжения в них.

Бетон применялся уже в древности и готовился тогда из цемента, произведенного, в том числе, из вулканического пепла. Он называется искусственным камнем и, как и большинство натуральных камней, обладает высокой прочностью на сжатие и низкой прочностью на растяжение.

Из-за этих свойств бетон раньше использовался в основном для строительных сжимающих элементов – стен, колонн и колонн. Правда, из него делали и балки, но довольно небольшого пролета и чаще всего арочной формы. Если и были покрытия зданий, то они представляли собой цилиндрические своды или полукруглые купола, в которых возникают в основном сжимающие напряжения.

Поэтому неудивительно, что идея армирования изгибаемых элементов бетона — в тех зонах, где они растянуты — небольшим количеством стальных стержней произвела революцию в строительной отрасли.

Произошло это «всего» сто пятьдесят лет назад, и все же нам трудно представить себе существование строительства без железобетона, т.е. железобетона. И речь идет не только о небоскребах, огромных мостах или крупных промышленных объектах, но и о жилых домах. Также маленькие, рассчитанные на одну семью.

Такое монолитное перекрытие над гаражом на две машины, неразрывно соединенное с балкой и другими перекрытиями над цокольным этажом, может быть выполнено только из железобетона.