Железобетон представляет собой строительный материал созданный на основе сочетания бетона со стальными вставками, переносящий напряженное сжатие, но его прочность на разрыв очень малая. Сталь в железобетонном элементе переносит в основном растягивающее напряжение, которое приходится на район растянутой арматуры. В результате, армированные элементы становятся более устойчивыми к большим нагрузкам. 
Бетон отвечает за прием сжатия нагрузок, в то время как сталь используется для передачи растяжения. Поэтому армированные плиты являются прочным и долговечным строительным материалом, который позволяет строительство зданий со сложными формами и размерами. Армированная вставка используется в виде стержней, проволоки, корда, кабелей и сетей.
Взаимодополняемость бетона и стали стала возможным благодаря:
- хорошей адгезии между арматурой и бетоном;
- защите от коррозии стали в бетоне;
- стали, используемой для защиты бетона от огня;
- похожих коэффициентов теплового расширения;
- защите сжатых стержней от изгиба.
По способам устройства вставки из стали и бетона делятся:
- железобетонная (костяк со стальными стержнями, располагается в специальной форме и его заливают бетонной смесью. В результате создается конструкция, в которой сталь растягивает напряжение и при этом она максимально сжата. Взаимодействие этих материалов зависит от адгезии бетона к стали и подобных коэффициентов теплового расширения);
- ферроцемент (армирование в виде сеток — плетеных или сварных с размером квадратного отверстия 6-12 мм. Он характеризуется повышенной прочностью, высокой однородностью, увеличенным относительным удлинением и прочностью на разрыв, хорошей герметизацией и устойчивостью к царапинам.);
- с предварительно усиленным бетоном (арматура изготовлена из стали с высокой прочностью растяжения. Для стали высокого качества используется растяжение арматуры перед бетонированием.).
Предварительно напряженные железобетонные элементы включают в себя следующие особенности:
- хорошая адгезия между бетоном и прутьями;
- хорошая защита от коррозии прутьев;
- предварительно напряженный бетон производится в заводских условиях;
- ограниченный размер элементов (транспортное строительство);
- прутья натягиваются перед бетонированием и выпускаются через несколько дней;
Основные преимущества железобетона:
- монолитность в строительных работах;
- небольшой прогиб жесткости;
- свобода формирования сложных элементов и структур;
- хорошая огнестойкость;
- срок жизни, который составляет от 60 — 150 лет;
- высокое динамическое сопротивление;
- низкие эксплуатационные расходы.
Недостатки усиленных конструкций:
- высокая интенсивность труда, тяжелый вес арматуры значительно усложняет не только доставку но и работу с ней;
- проблемы с бетонированием при низких температурах;
- трудоемкость;
- проблемы с адаптацией, укреплением сноса;
- высокие термические и акустические свойства;
- чувствительность к воздействию внешней среды.
Для армирования железобетонных конструкций, как правило, применяются последовательно низкоуглеродистые (0,25%) и низколегированные стали (до 1,5% от дополнительных улучшающих элементов). Стандартная арматура выполнена в виде цилиндрических стержней (прутки в кругах и прямой).
Физические характеристики стали могут включать в себя в первую очередь деформируемость, которая определяет поведение железобетонных элементов и влияет на выбор марки стали в зависимости от желаемых свойств. Они характеризуются параметрами:
- модуль упругости Es. Для всех классов Es = 200MPa;
- коэффициент теплового расширения;
- удлинение (пластичность);
- свариваемость — возможность соединять стержни с помощью сварки;
- возможность изгиба стержней;
- сопротивление коррозии и агрессивной окружающей среде, тепловым воздействиям.
Использование железобетонной арматуры.
Сама арматура делится на высококлассную (с сильно загруженными структурными элементами) и соответственно низкого класса (вторичные элементы — пластины, стремена, распределительная арматура). Поверхность арматуры также разбивается по классам: простые (Класс A-0 и AI — крючки), ребристые бары (А-II, А-III, A-IIIn).
Типы стержней
Арматурные стержни, используемые в железобетонных конструкциях также могут быть классифицированы в соответствии с их функциональным назначением, например:
- Армирующие профили — отвечают за передачу напряжения.
- Основная продольная арматура.
- Поперечное армирование (например стремя согнутые подкрепления).
- Усиленное распределение (перпендикулярны основному усиливающему элементу, например пластины).
- Арматура в сборе — обеспечивает жесткую каркасную арматуру.
- Спазмолитическое подкрепление — уменьшает ширину трещин.
- Структурная арматура — количество прутьев, обеспечивающие надлежащее взаимодействие с бетоном, защищает от хрупкого разрушения.
Рекомендуем к просмотру! Смотрите видео к этой статье «армирование бетонного перекрытия».
