Одним из самых популярных стройматериалов является железобетон. За счет универсального назначения, особых эксплуатационных свойств и доступности он применяется для реализации различных строительных проектов. Но чтобы постройка была долговечной и надежной, важно изучить особенности материала и грамотно рассчитать его плотность.
Содержание
Виды железобетона
Основным критерием, разделяющим материал на несколько типов, является плотность железобетона.
- Особо тяжелый железобетон. Показатели его удельного веса на 1 м³ составляют 2,5 тонны. Процесс производства предусматривает введение в состав особых добавок, повышающих плотность и вес готовой продукции. В продаже доступно несколько разновидностей особо тяжелого бетона: лимонитовые, магнетитовые, баритовые и другие. В частном строительстве перечисленные марки применяются редко, поскольку они эффективны для возведения крупногабаритных сооружений с большой этажностью, которые эксплуатируются в сложных условиях и сталкиваются с большими нагрузками.
- Второй тип характеризуется плотностью 2,2 тонны на м³. Роль заполнителя выполняет щебень или гравий.
- К третьей группе относится облегченный бетон, который обладает сквозными полостями с армированными вставками. Удельный вес подобного блока типоразмером 1 м³ составляет 1800 кг.
- Еще на рынке предлагается особо легкий бетон, объемный вес которого не превышает 500 кг/м³. Подобные блоки бывают арболитовыми, перлитовыми, ячеистыми и керамзитовыми. Большим спросом пользуются полистиролбетон, которому свойственна простота обработки и улучшенные звуко- теплоизоляционные свойства.
Специалисты рекомендуют использовать для возведения двухэтажного частного дома армированные и легкие разновидности.
Характеристики бетонов
Традиционные разновидности бетонов отличаются хорошими эксплуатационными свойствами и устойчивостью к большим нагрузкам. Однако они не способны выдержать растяжение, изгибы и прочие деформационные воздействия, что лишает их практической ценности при возведении тяжелых конструкций, таких как железнодорожные и автомобильные мосты, несущие балки и перекрытия. С целью повышения пригодности материала его подвергают армированию. Для этой цели используется арматура разного диаметра.
С помощью металлического армирования можно повысить прочностные свойства конструкции из бетона, сделать ее защищенной от растрескивания и продлить эксплуатационный срок в 2-3 раза. Классический способ армирования предусматривает установку железных прутьев в виде трехмерной сетки. Нередко на рынок выпускаются блоки с чередующимися тонкими и толстыми деталями.
Составить универсальное описание характеристик железобетона нельзя, поскольку каждый тип обладает разными параметрами. Однако такие свойства, как длительный срок службы и дешевизна присущи всем разновидностям.
Еще архитекторы ценят комфортный удельный вес железобетона и возможность придавать ему любую геометрию или архитектурную форму. К ключевым минусам железобетонных конструкций относят недостаточно высокую прочность при объемном весе железобетона.
- Степень средней плотности — для расчета этого показателя учитывается масса железобетона в 1 м³. Еще обращается внимание на способ укладки материалы — с использованием вибрационного оборудования или без него. Для обозначения показателя используется буква D, после которой указывается цифра 2200, 2000 и т.д.
- Степень прочности — в зависимости от этой характеристики железобетон разделяется на несколько классов, определяющих устойчивость к осевому сжатию при давлении на куб ребра в 1500 мм и осевому растяжению. Для установки классификации учитывается тип бетона (тяжелый, мелкозернистый, легкий).
- Степень устойчивости к отрицательным температурам — ее определяют по числу циклов «замораживания и размораживания» при воздействии влаги. Допустимое снижение прочности при высокой морозостойкости не должно превышать 15%.
- Водонепроницаемость — характеристика указывает на максимальное давление воды, при котором в поры материала не просачивается жидкость.
Армирование бетона
Несмотря на высокие прочностные свойства, традиционные разновидности бетона являются достаточно хрупкими и уязвимыми к большим нагрузкам. Любое деформационное воздействие, изгиб или кручение повлечет к непоправимому процессу разрушения. А в таких условиях постоянно эксплуатируются балки, пролеты и панельные перекрытия. Чтобы защитить их от деформации, внутрь блоков помещаются армированные элементы — стальные стержни.
Наличие металлических вставок обеспечивает устойчивость к трещинам, механическую прочность и длительный эксплуатационный срок всей конструкции. Чтобы повысить эксплуатационные свойства материала, процедуру армирования выполняют по некоторым принципам и правилам. Специалисты устанавливают стержни в форме трехмерной сетки с размером ячеек 100-200 мм.
- Конструкции с различным архитектурным исполнением и геометрией становятся надежными и долговечными.
- Степень морозостойкости повышается.
- Материал может выдерживать большие нагрузки.
- Вероятность образования трещин в процессе эксплуатации практически исключается.
Однако кроме плюсов, армирование способствует появлению некоторых минусов. Во-первых, вес куба сильно повышается, что вызывает ряд дополнительных сложностей в реализации проекта. Во-вторых, процесс монтажа арматуры в готовую постройку становится достаточно сложным.
- Монолитное. Такой тип используется при промышленном производстве блоков на крупных предприятиях. Технология предусматривает каркасную установку прутьев, соединенных проволок в вертикальном и поперечном направлениях.
- Дисперсное. Подобный способ заключается во введении в состав жидкой бетонной смеси мелкодисперсных добавок — фибры. Ее изготовляют из стали, базальтовой породы, стекловолоконного или полипропиленового сырья.
- С сеткой. Применение сетки при армировании пользуется большой популярностью, поскольку монтаж этой конструкции достаточно простой. Сама сетка бывает композитной, полимерной или железной.
Чтобы самостоятельно выполнить армирование бетонного блока, нужно знать об основных этапах процедуры. Несмотря на схожесть алгоритма заливки разных поверхностей, некоторые отличия существуют.
Следующий этап подразумевает возведение деревянной опалубки. Дальше нужно установить доски в землю и закрепить их кольями. Высота опалубки должна превышать высоту заливки смеси. Внутреннюю поверхность досок можно оклеить пергамином, который будет удерживать влагу и обеспечивать ровность поверхности материала.
Дальше начинается подготовка элементов армирования. Осмотрев их на наличие неровностей и дефектов, можно начинать укладывать сетку или прутья на горизонтальную поверхность.
После этого начинается процесс заливки объекта с предварительным расчетом объема. Бетон дополнительно утрамбовывается для исключения образования воздушных пустот. Остается дождаться, пока бетон окончательно затвердеет и выполнить демонтаж опалубки.
Плотность
Для расчета удельного веса железобетона и плотности, необходимо учитывать пропорции смеси в составе массы. Еще необходимо исключить воду из расчета, поскольку она самостоятельно уйдет через месяц. В таком случае показатели плотности будут максимально точными. Специалисты допускают применение приблизительных данных, если есть информация о марке бетона.
Вес 1 м3 железобетона определяется и схемой армирования. В этом случае нужно учитывать число прутьев в теле блока и их диаметр. В зависимости от этих параметров определяется внутренний объем стальной арматуры и ее масса.
Расчет веса куба железобетона
Если есть информация о количестве армированных элементов в составе ЖБИ, определить массу железобетона (1 куб) будет несложно — она будет определяться разницей между объемом конструкции и объемом арматуры, умноженной на удельный вес всех используемых материалов.
При разборке или при демонтаже постройки с целью повторного задействования узлов важно учитывать удельную массу ЖБИ, чтобы определить, сколько материала можно удалить. Поскольку подобная задача требует особых навыков и обладает техническими сложностями, ее лучше доверить обученному специалисту. Примерные расчеты делаются самостоятельно, исходя из свойств объекта и стройматериалов, на основе которых он возведен.
Показатели объемной массы ж/б в разобранном виде составляет 2,5 тонны на м/3. Потом значение умножается на результаты замеров. Полученный результат будет указывать на объем строительного мусора, который понадобится удалить с площадки.
Отличие расчетной и практической плотности
Точные показатели плотности постройки из железобетона отличаются от расчетных параметров, поскольку возведенный объект обладает множеством пустот и зазоров, которые нельзя предвидеть на этапе проектирования. Любой бетонный монолит подвергается проблеме закупоривания воздуха, однако его количество можно сократить путем виброуплотнения бетона в опалубке или заготовке.
Допустимый объем воздуха, который не повлияет на прочностные свойства и плотность блока, не должен превышать 1% от общего объема. Отклонение от этой нормы повлечет за собой быструю деформацию элементов из железобетона, развитие трещин и деформаций, способствующих необратимому разрушению.
Для грамотного определения удельной массы армированного бетона коэффициенты бетона и арматуры нужно совместить. Полученный результат делится на полный объем конструкции. С помощью простой математической формулы можно лишить себя необходимости проводить сложные расчеты и задействовать компьютерные программы.
Средняя плотность
Показатели средней плотности железобетона тяжелого типа составляют 2500 кг/м³. Если используется метод укладки без внедрения вибрационного оборудования, они опускаются до 2400 кг/м³. Если в составе присутствует большое количество арматуры, плотность определяется в виде суммы масс бетона и арматуры.
Особенности расчета плотности
Существует ряд формул и принципов, по которым рассчитывается плотность железобетонных конструкций.
Показатели определенной марки бетона
Чтобы определить степень плотности бетона, необязательно владеть сложными навыками или информацией.
- М200 — представители этой марки обладают плотностью 2390 кг/м³. В большинстве случаев такой материал используется для обустройства стяжки напольного покрытия, выполнения отмостки, тротуарных дорожек, оснований ленточного типа и лестниц.
- М250 — фактическая плотность равна 2397 кг/м³. Бетон этой марки эффективен для возведения монолитных фундаментов, заборов и ненагружаемых перекрытий.
- М300 — показатели плотности равны 2407 кг/м³. На его основе обустраиваются фундаменты, стеновые конструкции и плиты перекрытий.
- М350 — 2412 кг/м³.
- М400 — 2420 кг/м³.
Разновидности заполнителя
В зависимости от типа исходного сырья заполнители для бетонного состава бывают органическими, которые добываются из природных пород и отходов обогащения, промышленными и искусственными.
- Крупность и форма гранул.
- Происхождение.
- Зерновой состав.
- Прочностные свойства.
- Шероховатость.
- Плотность.
Удельный вес
Определить, сколько весит куб ж/б достаточно просто. В зависимости от удельного веса бетон может разделяться на такие группы:
- Особо легкий.
- Легкий.
- Тяжелый.
- Особо тяжелый.
Показатели удельного веса определяются маркой материала. Вес 1 м³ блока будет определяться массой факторов, которые указываются в специальных таблицах.
Применение в строительстве
Применение железобетонных конструкций в современном строительстве пользуется большой популярностью. На основе этого материала создаются помещения промышленного назначения с любой этажностью, общественные заведения, жилые постройки, сельскохозяйственные здания и другие объекты.
Готовые сборные конструкции используются при частном строительстве, поскольку они обладают всеми требуемыми параметрами.
