armeret beton

en kombination af beton og stålarmering, der er samlet i et stykke og arbejder sammen i en struktur. Udtrykket” armeret beton ” bruges ofte som et kollektivt navn for armeret beton strukturelle medlemmer og produkter. Ideen om at kombinere i armeret beton to materialer, der er ekstremt forskellige i egenskaber, er baseret på, at trækstyrken af beton er signifikant lavere (med en faktor på 10-20) end dens trykstyrke. Derfor er betonen i en armeret betonkonstruktion beregnet til at tage trykspændinger, og stålet, der har høj trækstyrke og indføres i betonen som armeringsstænger, bruges hovedsageligt til at tage trækspændinger. Interaktionen mellem sådanne forskellige materialer er ekstremt effektiv: når betonen hærder, klæber den fast til stålforstærkningen og beskytter den mod korrosion, da der produceres et alkalisk medium under cementens hydratiseringsproces. Den monolitiske karakter af betonen og armeringen skyldes også den relative nærhed af deres lineære ekspansionskoefficienter (7,5 liter 10-6 til 12 liter 10-6 for beton og 12 liter 10-6 for stålforstærkning). De grundlæggende fysisk-mekaniske egenskaber af beton og stålarmering er stort set uændrede under temperaturvariationer inden for et interval på -40 liter til 60 liter C, hvilket gør det muligt at anvende armeret beton i alle klimasoner.

grundlaget for samspillet mellem beton og stålforstærkning er tilstedeværelsen af vedhæftning mellem dem. Størrelsen af adhæsion eller modstand mod forskydning af armeringen i beton afhænger af det mekaniske indgreb i betonen af specielle fremspring eller ujævne områder af armeringen, friktionskræfterne fra kompression af armeringen af betonen som følge af dens krympning (reduktion i volumen ved hærdning i luft) og kræfterne af molekylær interaktion (agglutination) af armeringen med betonen. Faktoren for mekanisk indgreb er afgørende. Anvendelsen af indrykket stangforstærkning og svejsede rammer og net, såvel som arrangementet af kroge og ankre, øger vedhæftningen af armeringen til betonen og forbedrer deres fælles drift.

strukturelle skader og mærkbar reduktion af styrken af beton forekommer ved temperaturer over 60 kg C. kortvarig eksponering for temperaturer på 200 kg C reducerer styrken af beton med 30 procent, og langvarig eksponering reducerer den med 40 procent. En temperatur på 500 liter -600 liter C er den kritiske temperatur for almindelig beton, hvor betonen bryder op som følge af dehydrering og brud på cementstenskeletet. Derfor anbefales det ikke at anvende almindelig armeret beton ved temperaturer over 200 liter C. Varmebestandig beton anvendes i termiske enheder, der arbejder ved temperaturer op til 1700 liter C. Et beskyttende lag af beton 10-30 mm tykt er tilvejebragt i armeret betonkonstruktioner for at beskytte armeringen mod korrosion og hurtig opvarmning (for eksempel under brand) samt for at sikre dens pålidelige vedhæftning til betonen. I et aggressivt miljø øges tykkelsen af det beskyttende lag.

krympning og krybning af beton er af stor betydning i armeret beton. Som et resultat af vedhæftning forhindrer armeringen den frie krympning af beton, hvilket fører til fremkomsten af indledende trækspændinger i betonen og trykspændinger i armeringen. Krybning i beton forårsager omfordelingstilbuddet i statisk ubestemte systemer, en stigning i sags i komponenter, der bøjes, og omfordeling af spændinger mellem beton og armering i komprimerede komponenter. Disse egenskaber af beton tages i betragtning ved udformning af armeret betonstrukturer. Krympning og lav begrænsende strækbarhed af beton (0.15 mm / m) forårsager det uundgåelige udseende af revner i det udvidede område af strukturer under servicebelastninger. Erfaringen viser, at revner op til 0,3 mm brede under normale driftsforhold ikke reducerer bæreevnen og holdbarheden af armeret beton. Lav krakningsmodstand begrænser imidlertid muligheden for yderligere forbedring af armeret beton og især brugen af mere økonomiske højstyrkestål som forstærkning. Dannelsen af revner i armeret beton kan undgås ved hjælp af forspændingsmetoden, ved hjælp af hvilken beton i udvidede områder af strukturen gennemgår kunstig kompression gennem mekanisk eller elektrotermisk forspænding af armeringen. Selvbelastede armeret betonkonstruktioner, hvor kompression af betonen og udvidelse af armeringen opnås som et resultat af udvidelsen af betonen (fremstillet med såkaldt strækcement) under specifik temperatur-fugtbehandling, er en videreudvikling af forspændt armeret beton. På grund af dets høje tekniske og økonomiske indekser (rentabel brug af materialer med høj styrke, fravær af revner og reduktion af armeringsudgifter) anvendes forspændt armeret beton med succes til understøttende strukturer af bygninger og ingeniørstrukturer. Volumen elimineres i betydelig grad ved brug af letbeton (med kunstige og naturlige porøse fyldstoffer) og cellulær beton.

den omfattende brug af armeret beton i moderne konstruktion er resultatet af dets tekniske og økonomiske fordele sammenlignet med andre materialer. Forstærket betonkonstruktioner er brandsikre og holdbare og kræver ikke særlige beskyttelsesforanstaltninger mod ødelæggende atmosfæriske påvirkninger. Styrken af beton stiger med tiden; og armeringen er ikke udsat for korrosion, fordi den er beskyttet af den omgivende beton. Forstærket beton har en høj bæreevne og bærer statiske og dynamiske belastninger, herunder seismiske belastninger, godt. Strukturer og strukturelle medlemmer med ekstremt forskellige former og stor arkitektonisk udtryksevne er relativt lette at skabe med tøjlet beton. Det grundlæggende indhold af armeret beton består af almindelige materialer—knust sten, grus og sand. Anvendelsen af præfabrikeret armeret beton muliggør en betydelig stigning i niveauet for industrialisering af byggeri. Strukturelle medlemmer fremstilles på forhånd på veludstyrede anlæg, og kun samling af færdige komponenter med mekaniseret udstyr udføres på byggepladserne. Således sikres høje bygningshastigheder for bygninger og strukturer samt besparelser i monetære og arbejdsmæssige udgifter.

begyndelsen af brugen af armeret beton er generelt forbundet med den parisiske gartner J. Maunier, der opnåede en række patenter i Frankrig og andre lande til opfindelser ved hjælp af armeret beton. Hans første patent på et blomsterbad lavet af et trådgitter dækket med cementmørtel, dateres til 1867. Faktisk blev betonstrukturer med stålforstærkning bygget endnu tidligere. Forstærket beton begyndte først at spille en mærkbar rolle i bygningsteknologien i Rusland, Vesteuropa og Amerika i slutningen af det 19.århundrede. En stor kredit for udviklingen af tøjlet beton i Rusland skyldes professor N. A. Beleliubskii, under hvis ledelse en række strukturer blev bygget og test blev udført af forskellige armeret beton strukturelle medlemmer. I begyndelsen af det 20. århundrede fremtrædende russiske forskere—professorer I. G. Maliuga, N. A. Sjitkevich, S. I. Drusjinin og N. K. Lakhtin-arbejdede på spørgsmål om teknologi af beton, af beton og armeret beton operationer, og af udformningen af strukturer ved hjælp af armeret beton. Originale designs foreslået af ingeniørerne N. M. Abramov og A. F. Loleit dukkede op. Volkhov vandkraftværk var den første store struktur i Sovjetunionen, der blev lavet med beton og armeret beton; det fungerede som en vigtig praktisk skole for sovjetiske specialister på armeret beton. I de efterfølgende år blev tøjlet beton brugt i stadigt stigende mængder. Væsentlige resultater i udviklingen af teorien om strukturelt design ved hjælp af dette nye byggemateriale bidrog til den udvidede produktion af armeret beton. Den progressive metode til strukturelt design af armeret beton med hensyn til stadium af sammenbrud, som blev udviklet af de sovjetiske forskere A. A. Gvosdev, la. V. Stoliarov, V. I. Murashev og andre baseret på forslagene fra A. F. Loleit, begyndte at blive brugt i Sovjetunionen i 1938. Denne metode blev omfattende udviklet til design af reinforeed-betonstrukturer til begrænsende tilstande. Opnåelsen af den sovjetiske skole af teorien om armeret beton har modtaget universel anerkendelse og anvendes i de fleste fremmede lande. Den yderligere forbedring af armeret beton og udvidelsen af anvendelsesområdet er relateret til udførelsen af en bred vifte af videnskabelige forskningsoperationer. Betydelige stigninger i det tekniske niveau af armeret beton forventes gennem reduktion af dens vægt pr. volumen, anvendelse af højstyrkebeton og armering, udvikling af metoder til strukturel design af armeret beton til komplekse ydre påvirkninger og en stigning i holdbarheden af armeret beton under påvirkning af et ætsende medium.