Бетон плохо работает на растяжение

Как делают армирование бетона

Армированием бетона называется способ увеличения несущей способности конструкции металлическими прутьями — арматурой. Благодаря этому процессу увеличивается прочность изделия, а соответственно, и срок его службы.

Железобетон — это композиционный материал (КМ), т.е. состоящий из нескольких компонентов, каждый из которых несет свою нагрузку в определенной плоскости. Другими словами, он имеет структурное усиление материала в этой плоскости.

Само по себе сочетание бетона и металла является достаточно выигрышным, ведь они имеют приблизительно одинаковые температурные расширения — способность, позволяющую изменять объем изделия при изменении температуры. Также бетон обладает хорошей адгезией (притяжением молекул) к металлу.

Поскольку бетон является твердым, но хрупким строительным материалом, его основным критерием по прочности является плотность. Бетон хорошо функционирует на сжатие, но плохо работает на растяжение и изгиб. Плотность марки бетона на упаковке обозначается буквой М и цифрами в диапазоне от 50 до 1000. Они обозначают предел прочности бетона на сжатие в кг/см2.
На строительной площадке для уплотнения бетона используются вибраторы.
Металл, в отличие от бетона, имеет прочность на растяжение выше в 100 и более раз, т.е. с арматурой качество материала значительно повышается. Чтобы улучшить сцепление двух различных поверхностей и прочностные характеристики железобетона путем противодействия силам растяжения, арматура имеет рельефные насечки.

Как работает армирование в бетоне

Суть армирования заключается в том, что нагрузка, которая оказывается на бетон, должна передаваться непосредственно на весь стальной каркас, после чего он распределяет это давление по всему железобетонному изделию. Для наглядности рассмотрим его работу на конкретном примере.

Возьмем две колонны и положим на них не армированную плиту. Для условности по ее центру разместим нагрузку. Пояс сосредоточения нагрузки будет находиться перпендикулярно неармированной плите. Груз пытается прогнуть плиту там, где и расположен пояс нагрузки, при этом верхняя часть плиты сжимается, а в нижней части, наоборот, растягивается. Но как мы заметили ранее, на растяжение бетон работает очень плохо, поэтому на том месте, где оно появляется, строительный материал ломается.

Рассмотрим другой пример. Положим на две бетонные колонны ту же плиту, но усиленную арматурой в нижней части (так как именно там она работает на растяжение), и добавим нагрузку. В этом случае в том месте, где бетон работает на растяжение, мы добавили арматуру, которая работает в 100 раз лучше. За счет того, что арматура имеет насечки, она хорошо держится в бетоне, плотно прилегает к нему и берет всю нагрузку на себя. В верхней части бетон сам по себе отлично работает на сжатие, а нижняя часть имеет надежную арматурную защиту, работа которой направлена на растяжение. Это позволяет бетонным колоннам и плите функционировать должным образом.

Норма армирования бетона на 1 м3

Расход арматуры определяется, исходя из типа фундамента, площади сечения прутьев и их класса, общего веса всей конструкции и типа почвы, на которой и устанавливается сооружение. Данные можно увидеть в приведенной ниже таблице (рассчитывается в соответствии с 1м3 бетона).

При возведении различных сооружений большой этажности применяют центнер арматуры. Если же по плану требуется построить малоэтажное здание, нужно уменьшить это количество в 2-4 раза. Такая арматура должна иметь ребристость, а её диаметр будет составлять 1 см.

Способы армирования бетона. Какую арматуру использовать

Существует три основных вида армирования бетонных изделий.

Монолитное

Принцип метода заключается в том, что происходит укладка железных прутьев по слоям, причем они должны быть соединены проволокой параллельно и перпендикулярно будущей арматуре. В результате этих действий получаются достаточно крупные ячейки, размер которых составляет до 20 см.

Дисперсное

Этот способ армирования имеет свою особенность: не нужно делать какие-либо специальные установки. Оно происходит следующим образом: в незастывший бетонный раствор добавляют различные компоненты на основе стали, базальта, полипропилена и стекловолокна. Кстати, последний является одним из самых распространенных компонентов на сегодняшний день.

Сеточное

Метод характеризуется монтажом готовой сетки, предварительно зафиксированной на поверхности, не имеющей никаких возвышений и впадин, которая может быть изготовлена из железа, композита или полимерных материалов. При укладывании сетки очень важно выдерживать расстояние между основными прутьями хотя бы 1,2 см (кроме случаев, когда они расположены в местах пересечения или скрещивания с перпендикулярно установленной железной арматурой). Армирование с помощью сетки имеет широкое применение благодаря тому, что сетки имеют оптимальные размеры (от 0,5 до 1,5 в ширину и 2 м в длину), а также обладают антикоррозийным свойством.

Виды арматуры

Рабочая. Она предназначена для восприятия внутренних усилий, которые развиваются в элементах железобетонного сооружения под действием нагрузки. Выглядит рабочая арматура как металлические стержни.

Этапы армирования бетона

1. Перед непосредственным проведением самого армирования необходимо сделать осмотр всей площади, которая понадобится для строительства, включая осуществление замеров всех ее параметров с использованием уровня. Их необходимо учесть при дальнейшем усилении бетона.

Защитный слой бетона для арматуры

Защитный слой арматуры — толщина слоя между бетоном и поверхностью ближайшей арматуры. Именно он обеспечивает совместную работу этих двух материалов, объединяя их в один единый каркас. Благодаря защитному слою изделие из железобетона не поддается влаге, резкому изменению температурного режима и другим факторам окружающей среды, что увеличивает вероятность сохранить целостность здания.

Вообще, на строительной площадке специально проводят определение защитного слоя бетона для арматуры, чтобы удостовериться, что армирование выполнено правильно, подробнее про это вы можете прочитать в другой статье на нашем сайте. Эту услугу вы можете заказать в нашей лаборатории бетона.

Плюсы и минусы армирования бетона

К преимуществам изделий, изготовленных из железобетона, относятся:

Повышенная прочность и стойкость к механическим повреждениям. Как было отмечено ранее, бетон является очень твердым материалом, но при этом теряет свою форму при появлении нагрузок на растяжение и изгиб. Железная арматура позволяет повысить уровень прочности (появление трещин практически невозможно), так как она поддерживает бетон, тем самым обеспечивая конструкции надежность.

Основные ошибки и рекомендации по армированию бетона

Укрепление изделий из железобетона путем армирования может производиться одним из двух способов. Напряженный тип армирования увеличивает способность бетона сопротивляться крупным напряжениям, изделие имеет меньшие прогибы и повышенную стойкость к появлению различного рода трещин. Ненапряженный тип армирования характеризуется тем, что при возведении сооружения этим методом нельзя применять специальную проволоку с повышенной прочностью, которая могла бы повысить прочность всей конструкции, снизив риск образования дефектов. Именно поэтому при их строительстве приходится увеличить номинальный расход применяемой арматуры.

Также во время высыхания бетона, а именно в местах его растяжения, могут начать образовываться пустоты, которые снижают прочность всего сооружения, создавая благоприятную среду для самопроизвольного разрушения материала.

Кроме того, в большинстве случаев аварии происходят из-за допущенных отступлений и недостатков при армировании или монтаже составных частей. В отличие от качества бетона, которое можно проверить в любое время, контроль состояния металлических конструкций может быть ограничен, ведь если нужно сделать их проверку уже в готовом изделии на соответствие нормативным показателям, то какое-то количество застывшей смеси необходимо убирать, чтобы добраться непосредственно до самой арматуры. Чтобы проведение армирования было как можно проще, можно пользоваться некоторыми рекомендациями, которые помогут заметно увеличить срок службы любого здания:

если производится дисперсный метод армирования, лучше не просто сразу добавить специальные компоненты в незастывшую смесь бетона, а хорошо перемешивать все части смеси хотя бы 15 минут. Это позволит усилить связь между добавочными элементами и самим бетоном;

Почему железобетон прочнее обычного бетона?

Стальная арматура его укрепляет. Бетон представляет собой груду щебня, залитую раствором. Любой раствор (или цемент) — это всего лишь груда песка.
Ему нужна жёсткость, чтобы не рассыпаться.
Например — налил бетон на землю, он будет крепким, так как под ним земля. А воздухе не опираясь ни на что, бетон треснет на куски и развалится. Поэтому там стальная или полиамидная арматура, с насечками. Такой бетон тяжело разрушить

потому что железный мб

Бетон плохо работает на растяжение, когда запас кончается арматура продолжает работать.

Ну не знаю. Нам говорили что ЖБ на много эффективнее работает на на растяжение чем просто бетон. Прочность бетона на сжатие в 20 раз больше чем на растяжение. Для того что бы ее увеличить в зону растяжения вводят арматуру. А на счет того что ЖБ прочнее в целом- не знаю, не уверен. То же перекрытие можно из бетона залить, только оно будет метровым и щебенка должна быть огромной, кусок размером с пол кирпича. Плюс форма сводами должна быть. И все из за того что на растяжения прочность у бетона меньше.

Потому что он с железом, очевидно же? Что за поколение в ссср такого не было

Похожие вопросы

Бетон: взаимосвязь прочностей на сжатие и на растяжение.

Считаю ЖБК из мелкозернистого бетона по СНиП 2.03.01-84. При расчётах по трещиностойкости программы (mb-Статика, SCAD) часто показывают полное отсутвие трещин хотя на вводе данных класс прочности бетона на растяжение вовсе не запрашивают. Расчёт на трещиноОБРАЗОВАНИЕ вроде должен проводиться с учётом класса бетона по прочности на растяжение, никакой взаимосвязи с классом по прочности на сжатие в СНиПе нет. Как же они считают? Может есть какие-либо рекомендации по выбору класса прочности на растяжение, обеспечение которого не ведёт к дополнительным затратам при изготовлении бетона (интересует мелкозернистый бетон)?

Просмотров: 21346
Регистрация: 09.07.2007
Тутошние мы.
Сообщений: 6,082
А разве, например, марка В25 не обязывает бетон работать на растяжение не хуже 1.05 МПа?
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
Может, вообще расчет по II предельному состоянию не производился?
Регистрация: 27.05.2007
Сообщений: 2,974
Сообщение от Дмитррр
А разве, например, марка В25 не обязывает бетон работать на растяжение не хуже 1.05 МПа?
По какому документу?

Инженер-проектировщик, по совместительству Йожыг-Оборотень

Регистрация: 28.01.2006
Сербия-Белград
Сообщений: 904

Я новичок в Бетоне,мне где-то встречалось что при использовании размеров больших чем рекомендуемые,расчет по трещиностойкости можно не проводить.В Еврокоде это есть,насчет СНиПов не уверен,в России работал только по металлу. А если Вас,уважаемый Коллега интересует вопрос расчета в программе,напишите письмо разработчику. А еще лучше возьмите в руки СНиП,и по нему проведите расчет по трещиностойкости,немного терпения,логического мышления при унификации конструкций,и все будет в порядке.
P.S.: я до сих пор все проверяю вручную,если нет логики в машинных решениях.

__________________
Надежда — первый шаг на пути к разочарованию.
Безделье — суть ересь!
non errat, qui nihil facit

Регистрация: 09.07.2007
Тутошние мы.
Сообщений: 6,082
Сообщение от juri18
По какому документу?

Непомню, как в СНиП 2.03.01-84, на в СП есть однозначные таблицы на этот счёт. Неуверен на счет мелкозернистого, но, по логике, если дана марка, она должна выполняться вне зависимости от состава.

Регистрация: 29.03.2005
Сообщений: 12,968

Как то глупо получается, но бетон на растяжение практически не работает.
При изменении класса бетона меняется лишь размер сжимаемой части бетона, ну и т.д.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Геотехника. Теория и практика

Регистрация: 31.08.2007
Сообщений: 2,657
Сообщение от juri18

Считаю ЖБК из мелкозернистого бетона по СНиП 2.03.01-84. При расчётах по трещиностойкости программы (mb-Статика, SCAD) часто показывают полное отсутвие трещин хотя на вводе данных класс прочности бетона на растяжение вовсе не запрашивают. Расчёт на трещиноОБРАЗОВАНИЕ вроде должен проводиться с учётом класса бетона по прочности на растяжение, никакой взаимосвязи с классом по прочности на сжатие в СНиПе нет. Как же они считают?

Прочность на растяжение в расчетах изгибаемых элементов (если речь идет о них), не смотря на то, что в них всегда присутствуют растянутые зоны и не должна учитываться — поэтому нет ее в исходных данных в расчетных ПК.
Почему не учитывается — расчет ж/б элементов по СНиП ведется по II -й стадии НДС,т.е. после завершения I-й упругой стадии (напряжения при этом составляют 15-20% от разрушающей нагрузки). После завершения упругой стадии наступает нелинейная стадия работы, в бетоне в растянутой зоне появляются трещины и в работе участвует только растянутая арматура. Но нормами проектирования для этой стадии ограничивается ширина раскрытия трещин. Прочность сечения в этом случае определяет прочность на сжатие бетона в сжатой зоне и арматуры на растяжение в растянутой зоне сечения, прочность на растяжение здесь уже — пройденный этап.

Последний раз редактировалось AMS, 04.11.2007 в 19:29 .
Регистрация: 21.10.2006
Сообщений: 766
Rbt,n = 0.17*(Rb,n)^(2/3) (где R — в МПа). так в СНиПах (СП)
Регистрация: 29.03.2005
Сообщений: 12,968
AMS
В общем в кратце вы подтвердили мой предыдущий пост

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Регистрация: 21.10.2006
Сообщений: 766
Сообщение от AMS

Прочность на растяжение в расчетах изгибаемых элементов (если речь идет о них), не смотря на то, что в них всегда присутствуют растянутые зоны и не должна учитываться — поэтому нет ее в исходных данных в расчетных ПК.
Почему не учитывается — расчет ж/б элементов по СНиП ведется по II -й стадии НДС,т.е. после завершения I-й упругой стадии (напряжения при этом составляют 15-20% от разрушающей нагрузки). .

не совсем так, вернее совсем не так..
прочность бетона на растяжение (если речь идет о деформациях) учитывается косвенно, в коэффициенте пис А — неравномерность напряжений (деформаций) в растянутой арматуре и работа бетона на растяжение на участках без трещин.
если речь идет об образовании трещин, то есть соответствующая проверка прочности сечения по пластическому моменту сопротивления (в старых нормах Wpl=b*h^2/3.5).
Ну конечно когда речь идет о предварительно-напряженных конструкциях (если кто помнит такие), то трещины там редкое явление однако

Геотехника. Теория и практика

Регистрация: 31.08.2007
Сообщений: 2,657

An2, зависимость между прочностью бетона на растяжение и на сжатие по приведенной форумуле есть эмпирическая, полученная по результатам обработки данных параллельных испытаний. Есть еще эмпирическая формула Фере, но с другими параметрами. Механически анизатропные материалы действительно практически всегда эмпирически коррелируют своими показателями. Для одних материалов прочностные свойства на растяжение и на сжатие практически одинаковы, в то-же время для бетона рост прочности на растяжение отстает от роста прочности на сжатие и т.д, отсюда и степень 2/3. Согласен с тем, что в приведенной цитате мне надо было сослаться на это обстоятельство.
То что учитывается работа бетона в промежутках между трещинами в растянутой зоне и криволинейность эпюр, без участия прочности на растяжение, опосредственно — это так. Но то что расчеты по прочности сечений и по раскрытию трещин ведутся за пределами упругой стадии, на стадии образования трещин, но с их ограничением, это совершенно верно. Всю теорию железобетона строили на этом, а теперь кто-то подумает, что «совсем не так».
Не надо было включать в это утверждение вторую часть цитаты — то что Вы это понимаете, уверен. С первой — согласен, надо было уточнить.

Регистрация: 21.10.2006
Сообщений: 766
Сообщение от AMS

An2, зависимость между прочностью бетона на растяжение и на сжатие по приведенной форумуле есть эмпирическая, полученная по результатам обработки данных параллельных испытаний. Есть еще эмпирическая формула Фере, но с другими параметрами. Механически анизатропные материалы действительно практически всегда эмпирически коррелируют своими показателями. Для одних материалов прочностные свойства на растяжение и на сжатие практически одинаковы, в то-же время для бетона рост прочности на растяжение отстает от роста прочности на сжатие и т.д, отсюда и степень 2/3. Согласен с тем, что в приведенной цитате мне надо было сослаться на это обстоятельство.
То что учитывается работа бетона в промежутках между трещинами в растянутой зоне и криволинейность эпюр, без участия прочности на растяжение, опосредственно — это так. Но то что расчеты по прочности сечений и по раскрытию трещин ведутся за пределами упругой стадии, на стадии образования трещин, но с их ограничением, это совершенно верно. Всю теорию железобетона строили на этом, а теперь кто-то подумает, что «совсем не так».
Не надо было включать в это утверждение вторую часть цитаты — то что Вы это понимаете, уверен. С первой — согласен, надо было уточнить.

а это и есть формула Фере только записана в других единицах .
конечно же эмпирическая, а Вы бы доверились численному показателю прочности?

Геотехника. Теория и практика

Регистрация: 31.08.2007
Сообщений: 2,657

На растяжение? — насколько знаю, оно определяется опять-же косвенно, по результатам испытания на изгиб балочек или в условиях осесимметричной задачи — цилиндрических образцов на раскалываение
Обратная задачка в обоих случаях не сложная, что и спасает!

Регистрация: 21.10.2006
Сообщений: 766

бррр. все в кучу ) прочность бетона на растяжение определяется в соответствии с ГОСТ, причем тут задачи тем более осесимметричные ))). 3 методами:
1. На растяжение призм
2. На раскалывание кубов
3. На изгиб балочек

за эталон принято испытание призм на растяжение, другие методы привязаны к эталонному через переходные коэффициенты. эмпирические

Геотехника. Теория и практика

Регистрация: 31.08.2007
Сообщений: 2,657

Совершенно верно, именно это я и имел в ввиду, но по памяти — не каждый день этим приходится заниматься!.
А то на чем и как проводятся испытания, прописано в ГОСТ 10180-90 «Бетоны.Методы определения прочности по контрольным образцам»

на любимой работе

Регистрация: 10.10.2006
Сообщений: 117

Это все интересно, конечно. А вот может ли мне кто-нибудь сказать такую вещь: как определить прочность бетона на сдвиг по его классу. В научной литературе пишут что она равна 2-3 прочности на растяжение. А конкретнее? Есть ли нормирование по такому показателю. Может есть ещё литература?

Регистрация: 09.07.2007
Тутошние мы.
Сообщений: 6,082

Все прочности, строго говоря, слабо связаны друг с другом! Вот посудите: берём два одинаковых бетона и заменяем в одном из них заполнители с гладких на более шершавые, бесформенные.
Что изменится?
Прочность на сжатие? Сомнительно.
На растяжение? Однозначно увеличится!
На сдвиг? Скорее всего, увеличится. Но я очень сомниваюсь, что увеличится в строгой зависимости от увеличения работы на нарастяжение.

Прочность бетона при растяжении

Прочность при растяжении составляет 7—10% от его прочности при сжатии. Это (в сочетании с низкой растяжимостью) — один из двух главных недостатков тяжелого бетона (второй — высокая плотность).

Прочность на осевое растяжение наиболее сложно определяется. Один из вариантов — растяжение образцов-восьмерок (призм с утолщениями на концах) на разрывной машине.

Прочность на растяжение при изгибе определяется на призмах 100х 100×400 мм; 150х 150×600 мм и т. д. Образцы испытываются при действии двух сил, приложенных в 1/3 пролета. Разрушение бетона происходит от растягивающих напряжений, достигающих наибольших значений в нижнем слое растянутой зоны.

Прочность на растяжение при раскалывании. В связи со сложностью определения прочности на чистое растяжение и растяжение при изгибе широкое распространение получило определение прочности бетона на растяжение при раскалывании (иногда этот метод, предложенный Ф. Карнейро, называют бразильским). Для него используются стандартные образцы-кубы, раскалываемые на прессах при помощи стальных или фанерных прокладок.

Метод стандартизирован. Прочность при раскалывании несколько выше, чем при чистом растяжении, в среднем на 30%.

Для обычных бетонов, даже в изгибаемых конструкциях, прочность бетона на растяжение не нормируется. Растягивающие напряжения в них воспринимаются арматурой. В бетоне растянутой зоны в связи с его малой растяжимостью допускаются и образуются трещины. Но ограничивается ширина их раскрытия (в пределе — до 0,3 мм).

В то же время в ряде конструкций: дорожные покрытия, резервуары, гидротехнические сооружения, — трещины недопустимы. Для них прочность на растяжение приобретает важное значение и может являться основной нормируемой характеристикой.

Но степень их влияния изменяется. Она в меньшей степени зависит от В/Ц, а также от возраста бетона (после первого месяца твердения).

В то же время прочность при растяжении больше зависит от сцепления цементного камня с заполнителями. Поэтому повышение степени шероховатости и чистоты поверхности зерен, замена гравия на щебень оказывают на нее значительное влияние. Повышается прочность при растяжении при уменьшении НК заполнителей, так как поверхность их сцепления с цементным камнем увеличивается и становится при этом менее дефектной. Так, мелкозернистые бетоны имеют большую прочность при растяжении, чем обычные (при той же прочности при сжатии).