9. Виды армирования бетона. Принцип совместной работы арматуры с бетоном в конструкции.

Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта. Сцепление арматуры с бетоном зависит от прочности бетона, величины его усадки, возраста бетона и от формы сечения арматуры и вида ее поверхности.

Возможны пять видов контакта арматуры с бетоном:

• соединения на связях сдвига;

• трение;

• сцепление (соединение с помощью бетонирования стального элемента арматуры);

• обжатие арматуры бетоном после его усадки;

• электрохимическое взаимодействие стальной арматуры и цементного раствора.

Если арматура была подвергнута предварительному натяжению, то её называют напрягаемой. Натяжение служит для увеличения прочности железобетонной конструкции путём предотвращения образование трещин, уменьшения прогибов и снижения собственной массы конструкции — поскольку по весу требуется значительно меньше арматуры.

Ликвидировать образование трещин можно несколькими способами, например, вторичным армированием, которое в конструкционном бетоне осуществляется стальной арматурой, а в плитах перекрытия — сваренным проводом или сеткой, модифицированием вяжущего вещества с помощью полипропиленовых, стеклянных, базальтовых волокон, металлических волокон. Последний способ более прогрессивен. Он устраняет конструкционные проблемы, связанные с использованием сварной проволочной арматуры в перекрытиях, а также решает задачи ее размещения и позволяет сэкономить на приобретении металла.

Основными условиями, обеспечивающими надежную совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетонных конструкциях, являются:

1) сцепление арматуры с бетоном по площади их контакта, исключающее продергивание (сдвиг) арматуры в бетоне;

2) примерное равенство коэффициентов температурного удлинения (укорочения) бетона аЬ = 0, 000007...0, 00001 град-1 и стальной арматуры ast = 0, 000012 град-1.

Материалы с разными коэффициентами линейных температурных деформаций независимо от надежного сцепления между ними работают в усложненных условиях, так как при перепадах температуры возникают собственные натяжения, снижающие сцепление между материалами; небольшая разница коэффициентов линейных температурных деформаций бетона и стали исключает появление собственных напряжений в них и надежное сцепление арматуры с бетоном сохраняется при изменениях температуры до 100 С;

3) способность бетона при соответствующей его плотности, достаточной толщине защитного слоя, кратковременном раскрытии трещин не более 0, 4 мм и содержании цемента более 250 кг/м3 надежно предохранять арматуру от коррозии и непосредственного действия огня.

10. Классификация заполнителей для бетонов. Фракционирование, обогащение заполнителей. Отражение их качества на качество бетона.

Классификация заполнителей производится по следующим признакам:

• по наибольшему размеру зерен:

• мелкие заполнители (пески) с зернами крупностью до 5 мм

• крупные заполнители (гравий, щебень), состоящие из кусков крупностью от 5 до 150 мм;

• по происхождению:

• природные, образовавшиеся в результате разрушения горных пород (природный песок, гравий) или полученные путем дробления и рассева горных пород (песок, щебень);

• искусственные, подразделяемые на отходы промышленности (металлургические и топливные шлаки, бой обыкновенного глиняного кирпича, шамота, металлический скрап и другие);

• специально изготовляемые (керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, вспученный перлит и другие);

• По насыпной плотности в сухом состоянии:

• тяжёлые – песок плотностью более 1200 кг/м3 и крупные заполнители плотностью более 1000 кг/м3;

• пористые – мелкий заполнитель с насыпной плотностью песка менее 1200 кг/м3 и крупные – плотностью менее 1000 кг/м3;

• По назначению – для бетонов (крупные и мелкие заполнители) и для растворов (только мелкие заполнители).

Для повышения насыпной плотности (уменьшения пустотности) заполнителей с целью улучшения свойств конгломерата их разделяют на отдельные фракции (фракционируют) с разной крупностью зерен, а из полученных фракций составляют нужные смеси заполнителей. Фракционирование часто совмещают с измельчением.

К применяемым в бетоне заполнители предъявляются требования в смысле крупности зерен и отсутствия посторонних примесей. В естественном состоянии песок и гравий редко удовлетворяют этим требованиям и, следовательно, вызывают необходимость обогащения, заключающегося в их промывке и сортировке. Чистый щебень подвергается только сортировке по крупности.