Żelbet to Koncepcja, definicja, produkcja, skład i zastosowanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Jednym z najpopularniejszych materiałów budowlanych jest żelbet. Są to trwałe płyty, które stosuje się podczas budowy wieżowców. Materiał jest w stanie wytrzymać znaczne obciążenia. Nie podlega destrukcyjnemu wpływowi zewnętrznych niekorzystnych czynników. Cechy żelbetu, technologia jego wytwarzania i zastosowanie zostaną szczegółowo omówione w artykule.

Definicja ogólna

Żelbet to złożona konstrukcja wykonana z betonu i prętów stalowych. Pracują razem, tworząc mocny, trwały materiał. Beton to sztuczny kamień. Dobrze znosi obciążenia ściskające, ale słabo reaguje na napięcie. Z tego powodu belka wykonana z betonu łatwo ulega zniszczeniu podczas wyginania. W strefie sprasowanej potencjał tego materiału jest ogromny.

Jakim materiałem budowlanym jest żelbet? To bardziej zaawansowana wersja sztucznego kamienia z betonu. Nabiera zupełnie innych cech,jeśli pręty stalowe są układane w strefie rozciągniętej przed zestaleniem. W takim przypadku zbrojenie przyjmie taką siłę. Obciążenia ściskające są przejmowane przez beton. Jego praca rozciągająca jest w tym przypadku zaniedbana.

Żelbet to trwały materiał, który wytrzymuje duże obciążenia. Można to osiągnąć dzięki obecności w strukturze materiału nie tylko zbrojenia podłużnego, ale także poprzecznego. Takie pionowe pręty są w stanie wytrzymać naprężenia rozciągające bliżej podpór.

W składzie żelbetonu wszystkie metalowe pręty zbrojeniowe są połączone spawaniem punktowym, co daje mocną ramę.

Powierzchnia przekroju poprzecznego i podłużnego prętów jest określana podczas obliczeń obciążenia, a sposób łączenia takich elementów w ramę, a także ilość takich pasów pancernych, zależy od wygody spawania, układanie zaprawy cementowej i innych czynników.

Spojenie zbrojenia z betonem jest niezbędne, aby oba materiały współpracowały ze sobą. Zapewniają to następujące czynniki:

1. Na powierzchni stalowych prętów znajdują się specjalne występy.
2. W procesie tworzenia konstrukcji stalowej na przecięciu pręta zbrojeniowego pręt jednego typu służy jako kotwa dla produktu o innym kierunku.
3. Ściskanie prętów odbywa się zaprawą cementową w trakcie jej wypełniania poprzez skurcz.

Typy produktów

W trakcie różnych prac budowlanych wykorzystywany jest prezentowany materiał. Żelbet produkowany jest w dwóch głównychodmiany:

• belki;
• talerze.

Stropy, w przeciwieństwie do belek, mają większą szerokość i mniejszą wysokość przekroju.

Stalowe zbrojenie, które jest częścią zbrojonego betonu, jest bardzo trwałe. Dlatego celowe staje się stosowanie tego materiału nie tylko w elementach rozciąganych, ale także ściśniętych. Na przykład mogą to być kolumny. Obecność zbrojenia w takich elementach konstrukcyjnych umożliwia zmniejszenie ich przekroju. Jeśli kolumna jest wykonana tylko z betonu, będzie znacznie grubsza, a przez to cięższa.

Ta cecha materiału pozwala obniżyć koszty prac budowlanych, zwiększając ich jakość. Nawet przy przypadkowych mimośrodach sił wzdłużnych i obciążeń typu poprzecznego możliwe jest zachowanie integralności produktu lub konstrukcji. To sprawia, że materiał jest niezawodny i trwały.

Pręt zbrojeniowy w żelbecie umożliwia zastosowanie materiału w postaci paneli w budownictwie wysokościowym. Jeśli do produkcji takich paneli użyto wcześniejszego betonu marki M100-M200, dziś używa się cementu M400-M500. Aby utworzyć kolumny, potrzebujesz gatunku materiału M900.

Pręt zbrojeniowy jest chroniony przed korozją warstwą betonu. Dlatego płyty i belki są używane do instalacji zewnętrznych, takich jak linie energetyczne, domy panelowe. W budowie obiektów, które będą narażone na działanie wysokiej temperatury, stosuje się żelbet żaroodporny. Wykonany jest z cementu żaroodpornego i prętów zbrojeniowych walcowanych na gorąco.

Zalety i wady

Żelbet to nowoczesny, niezawodny materiał.

Ma zarówno zalety, jak i wady. Korzyści płynące ze zbrojonego betonu obejmują:

1. Wytrzymałość. Przy prawidłowym obliczeniu obciążenia i eksploatacji konstrukcji w warunkach ustalonych przez producenta materiał służy bezterminowo. Jednocześnie jego nośność nie jest zmniejszona.
2. Mniejsza waga. Aby osiągnąć te same wskaźniki wytrzymałości, struktura monolitu musi mieć masę 5 razy większą. W związku z tym waga żelbetu jest znacznie mniejsza, co zmniejsza koszty budowy.
3. Ognioodporny.
4. Niezawodność. Dobra odporność na obciążenia statyczne i dynamiczne.
5. Przystępna cena. Podczas budowy i eksploatacji obiektu żelbetowego koszty będą możliwie najniższe.

Prezentowany materiał ma również wady. Warto zauważyć, że chociaż waga żelbetu jest znacznie mniejsza niż produktów z czystego betonu, to i tak waży całkiem sporo. Dlatego w toku nowoczesnej produkcji zaczęto stosować lekkie kruszywa. Ponadto budowniczowie preferują konstrukcje cienkościenne i puste, wybierając racjonalną formę elementów konstrukcyjnych.

Żelbet może pękać. Do pewnego momentu ta okoliczność nie zmniejsza nośności materiału.

Poza tym beton ma wysoką przewodność dźwiękową i cieplną. Dlatego podczas prac budowlanych wymagane są dodatkowe koszty wykonania warstwy izolacji i izolacji akustycznej.

Kolejną wadą prezentowanego materiału jestbrak możliwości kontroli podczas produkcji zbrojenia wyrobów żelbetowych. Wzmocnienie konstrukcji podczas przebudowy budynku będzie dość trudne.

Beton na miejscu

Produkcję betonu i żelbetu regulują odpowiednie normy. Pozwala to zapewnić niezbędne właściwości operacyjne materiału. Zgodnie z metodą montażu żelbet dzieli się na dwie grupy:

1. Monolityczny.
2. Montaż.

Wcześniej podczas prac budowlanych wykorzystywano wyłącznie konstrukcje monolityczne. Zostały one całkowicie zbudowane od podstaw na placu budowy. Mieli dokładnie taką lokalizację, jaką zapewnił projekt. Monolityczne konstrukcje żelbetowe powstają w kilku etapach:

1. Montaż wcześniej przygotowanych rusztowań, wzmocnionych na nich form. Konstrukcje te przeznaczone są do wlewania w nie zaprawy cementowej. Formy nazywane są szalunkami, które są składane z desek.
2. Montaż ram zbrojeniowych.
3. Przygotowanie zaprawy cementowej i jej wlanie do szalunku.
4. Konserwacja materiału podczas jego utwardzania. Utrzymywane są optymalne poziomy temperatury i wilgotności. Dzięki temu beton zyskuje wymaganą wytrzymałość. W przeciwnym razie na jego powierzchni pojawiają się pęknięcia, a nośność spada.
5. Usunięcie szalunku, uwolnienie stwardniałego cementu z przygotowanej formy, gdy osiągnie wymaganą charakterystykę wytrzymałościową.

Jest to dość długi proces, który ma wiele niuansów i subtelności. WProces budowy w okresie zimowym wymaga dodatkowych kosztów.

Konstrukcje prefabrykowane

Produkcja prefabrykatów betonowych ma kilka charakterystycznych cech. Daje to materiałowi szczególne zalety. W tym przypadku poszczególne elementy, takie jak słupy, płyty, belki itp. są wytwarzane w środowisku produkcyjnym. Następnie są transportowane na plac budowy. Dlatego wszystkie wyroby żelbetowe produkowane w zakładzie nazywane są prefabrykatami. Dotyczy to nawet elementów pełnych, które nie składają się z oddzielnych części.

Należy rozumieć, że fundament pod słup, wylewany bezpośrednio na placu budowy, to monolityczna konstrukcja żelbetowa. Ale sama kolumna jest prefabrykowanym rodzajem materiału. Jest dostarczany na miejsce i instalowany na fundamencie za pomocą dźwigu.

Istnieją dwa sposoby łączenia prefabrykatów na miejscu:

1. Zbrojenie wystaje z elementów konstrukcyjnych. Spoina łączy się na miejscu za pomocą betonowego rozwiązania. Po stwardnieniu spoina nabiera właściwości struktury monolitycznej.
2. W produkcji elementów prefabrykowanych zapewnia się obecność osadzonych elementów stalowych do mocowania. Wychodzą na powierzchnię. Takie zaciski są bezpiecznie zamocowane w betonie i mają przyspawane kotwy. Podczas montażu konstrukcji stosuje się spawanie. Następnie spoiny są również wylewane betonem. Chroni to osadzone elementy przed korozją.

Zalety konstrukcji prefabrykowanych

Istnieje kilka zalet stosowania prefabrykatów betonowych. Ta technika jest bardziej nowoczesna. Przy zastosowaniu tej technologii rotacja szalunków gwałtownie wzrasta. Jest używany wielokrotnie, co oszczędza drewno. Jeśli w prefabrykacji masowej stosowane są konstrukcje żelbetowe, podczas produkcji nie stosuje się szalunków drewnianych, lecz metalowych.

Przyspieszenie obrotu form do produkcji osiąga się poprzez przyspieszenie procesu utwardzania betonu. Produkty są parzone lub stosuje się szybko twardniejące zaprawy cementowe.

W przypadku stosowania prefabrykowanych konstrukcji betonowych czas budowy ulega znacznemu skróceniu. Można to osiągnąć poprzez łączenie różnych prac w czasie. Wynika to z zaawansowanej produkcji wszystkich elementów konstrukcyjnych. Ich montaż odbywa się za pomocą dźwigów budowlanych. Procedurę tę można przeprowadzić prawie o każdej porze roku.

Jednocześnie mechanizacja jest aktywnie wykorzystywana w procesie wykorzystywania prefabrykatów betonowych. Można tworzyć sprężone elementy konstrukcyjne. Poprawia to jakość i trwałość produktów żelbetowych. Zmniejsza się pracochłonność procesu i zużycie materiałów.

Materiał wstępnie naprężony

Podczas produkcji wyrobów żelbetowych można zastosować metodę tworzenia materiału sprężonego. W niektórych przypadkach powstawanie pęknięć w miejscu naprężenia jest niedopuszczalne. To wymaganie jest stawiane przy tworzeniu zbiorników, konstrukcji, które będąbyć narażonym na agresywne środowisko i nie tylko.

Aby wyeliminować możliwość pękania w miejscu rozciągania, wykonuje się konstrukcje, które zostały wstępnie naprężone. Podczas pracy zmniejsza się prawdopodobieństwo pęknięć i odkształceń. Poprawia to bezpieczeństwo działania systemów.

Technologia produkcji betonu sprężonego polega na wytworzeniu znacznego nacisku i ściskania w strefie rozciągania. W ten sposób uzyskuje się okrągłe półfabrykaty, produkty, na których powierzchni nie ma pęknięć. W konstrukcji zastosowano wstępnie rozciągnięte, mocne wzmocnienie. Zwiększa to odporność na pękanie, sztywność.

Warto zauważyć, że zastosowanie w konstrukcji prętów stalowych o wysokiej wytrzymałości może obniżyć koszt produktu. Faktem jest, że cena takiego wzmocnienia spada wraz ze wzrostem jego wskaźnika wytrzymałości. Ale można go używać tylko w projektach z obciążeniem wstępnym.

Sposoby

Beton można wstępnie naprężyć na dwa sposoby:

1. Wzmocnienie napinające na specjalnych ogranicznikach.
2. Rozciąganie bezpośrednio na betonie.

W pierwszym przypadku, za pomocą podnośników hydraulicznych, zwora jest rozciągana na ogranicznikach do określonego naprężenia. Wskaźnik ten nie powinien przekraczać ustalonej granicy elastyczności. Okucia mocowane są końcówkami w ogranicznikach. Następnie na przygotowaną ramę układa się zaprawę cementową. Pręt zbrojeniowy pozostaje napięty do momentu stwardnienia betonu. Następnie końce zbrojenia są zwalniane z przystanków. Ona stara się wziąćpierwotną pozycję podczas ściskania betonu.

Jeśli używana jest stal walcowana na gorąco, nie jest ona rozciągana za pomocą podnośników, ale podgrzewana. Aby to zrobić, przez metal przepływa prąd elektryczny. Podgrzewane pręty są mocno zamocowane w ogranicznikach. Zalewa się je betonem i uwalnia dopiero po stwardnieniu zaprawy.

Naprężenie na betonie

Pręt zbrojeniowy można rozciągać po stwardnieniu betonu. Aby to zrobić, w rozwiązaniu pozostają kanały. Pozostają nawet po stwardnieniu mieszaniny. Pręty są wkładane do kanałów. W tym celu stosuje się zbrojenie walcowane na gorąco. Takie pręty są napinane za pomocą podnośnika za pomocą przekładni reaktywnej. Pozwala to na tworzenie kompresji betonu.

Po osiągnięciu wymaganej siły zbrojenie jest mocowane w tej pozycji. Sprzęt jest wyłączony, ale napięcie zbrojenia jest utrzymywane w betonie. Następnie kanał jest wypełniany zaprawą cementową pod ciśnieniem.

Obsługa materiałów

Żelbet może wymagać cięcia podczas prac budowlanych lub remontowych. W takim przypadku używany jest specjalny sprzęt. Są to wiertła diamentowe, które pozwalają tworzyć otwory drzwiowe lub okienne. W niektórych przypadkach cięcie żelbetu służy do demontażu przegród. Tak powstają kawalerki podczas remontów.