Железобетон

Железобетон (ЖБ) — универсальный композит и один из наиболее широко используемых материалов в современном строительстве. Бетон является относительно хрупким материалом, который прочен при сжатии, но менее прочен при растяжении. Обычный неармированный бетон непригоден для многих конструкций, поскольку он относительно плохо выдерживает напряжения, вызванные вибрациями, ветровыми нагрузками и т. д.

Чтобы увеличить его общую прочность, стальные стержни, проволоку, сетку или тросы можно заделывать в бетон до того, как он затвердеет. Эта арматура, часто называемая арматурой, противостоит растягивающим усилиям. Образуя прочную связь, два материала способны противостоять различным приложенным силам, эффективно действуя как единый структурный элемент.

Хотя бетон использовался в качестве строительного материала со времен Римской империи, использование арматуры в виде железа было введено только в 1850-х годах французским промышленником Франсуа Куанье, и только в 1880-х годах немецкий инженер-строитель Г. А. Вайс использовал сталь. как усиление.

Железобетон может быть сборным или монолитным (на месте) бетоном и используется в самых разных областях, таких как; плита, стена, балка, колонна, фундамент и каркасная конструкция. Армирование обычно размещают в областях бетона, которые могут подвергаться растяжению, например, в нижней части балок. Обычно как выше, так и ниже стальной арматуры должно быть покрытие толщиной не менее 50 мм, чтобы противостоять выкрашиванию и коррозии, которые могут привести к нестабильности конструкции.

Существует также ряд типов нестальной арматуры, которые можно использовать, преимущественно в качестве средства контроля растрескивания. Фибробетон представляет собой бетонную смесь, содержащую короткие дискретные волокна, равномерно распределенные по всему материалу. Волокна могут быть изготовлены из стекла, полипропилена, синтетических и натуральных материалов, а также из стали.

Предварительно напряженный бетон позволяет прикладывать к бетонным элементам заранее определенные инженерные напряжения для противодействия напряжениям, возникающим, когда они подвергаются нагрузке. В обычном железобетоне напряжения воспринимаются стальной арматурой, тогда как в предварительно напряженном бетоне нагрузка воспринимается за счет индуцированных напряжений по всему элементу конструкции.

Это делает его более устойчивым к ударам и вибрации, чем обычный бетон, и позволяет формировать длинные тонкие конструкции с гораздо меньшей площадью сечения, чтобы выдерживать эквивалентные нагрузки. Предварительное напряжение может быть достигнуто путем предварительного натяжения или последующего натяжения.

Железобетон чрезвычайно долговечен и не требует особого ухода. Он имеет хорошую тепловую массу и по своей природе огнестойкий. Арматура обычно изготавливается из 100% переработанного лома, и на этапе сноса бетон и арматуру можно разделить, чтобы сталь можно было переработать.

Однако бетон обладает относительно высокой воплощенной энергией, возникающей в результате его добычи, производства и транспортировки. Отходы могут быть включены в бетонную смесь, например, RCA (переработанный дробленый заполнитель), GGBS (измельченный гранулированный доменный шлак) и PFA (пылевидная топливная зола), однако такие проблемы, как содержание влаги и изменчивость материала, могут сделать его переработку нецелесообразной.