Железобетон — это комбинация бетона с металлической арматурой. Бетон частично защищает металл арматуры от коррозии и воспринимает в этом композите сжимающие напряжения, а арматура – растягивающие усилия: известно, что металл хорошо работает на растяжение, а относительно хрупкий бетонный камень – на сжатие.
Реакция активных компонентов бетона — цемента с водой — образует цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами
В качестве арматуры используются металлические (стальные) прутки или пучки проволок. Арматура в данном случае может быть рабочей или монтажной. Рабочая размещается в нижних сегментах изделий, функционирующих на изгиб (например, плит перекрытий, балок и т.п.). При помощи монтажной арматуры формируется объемный «скелет», который фиксирует положение стержней рабочего типа, а также закрепляет позиции закладных элементов и монтажных петель.
Одной из разновидностей железобетона является напряжённый железобетон. За счет применения специальных технологических приемов, в процессе изготовления материалов из напряженного железобетона арматура замоноличивается в бетоне в частично растянутом виде.
Технологические этапы
Производственный цикл на заводах ЖБИ представляет собой ряд относительно самостоятельных действий, которые условно можно разделить на основные, вспомогательные и транспортные.
Основная группа операций
К этой категории относятся следующие манипуляции:
- приготовление бетонной смеси (этап начинается с подготовки компонентов);
- подготовка арматуры, создание каркасов;
- заливка бетона, формование изделий;
- тепловая обработка;
- изъятие готовой продукции из форм и подготовка форм к следующему циклу;
- финишная обработка лицевой поверхности изделий (выполняется опционно в зависимости от вида продукции).
Как изготавливают железобетонные изделия
Плиты перекрытий (пустотные и ребристые), перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, плиты дорожных покрытий, детали колодцев и столбы освещения – всё это изделия из железобетона. Очевидно, что каждое изделие имеет характерную для него систему армирования, рецептуру бетона и технологию изготовления.
Плиты перекрытия и перемычки, работающие на изгиб, изготавливают из предварительно напряжённого железобетона. В подготовленную форму на специальные упоры устанавливают арматурные стержни, натягивают их (механически, с помощью домкратов, или термомеханически, посредством разогрева электрическим током) и закрепляют в натянутом положении на бортоснастке формы. Заливка бетонной смеси с последующим виброуплотнением может осуществляться на стендах (с введением пустотообразователей) или на конвейерных линиях, в том числе и способами проката или роликового формования, после чего изделия в формах отправляют на тепловую обработку в специальные камеры. Цель тепловой обработки – ускорение твердения бетона, и через 8-12 часов пропаривания при температуре среды 80-95°C изделие набирает 65-75% своей марочной прочности, эквивалентной 28 суткам твердения в естественных условиях. После того, как изделие затвердело, напряжённые арматурные стержни освобождают от крепления на стенках формы. Стержни частично сжимаются по длине и напряжение от них передается бетону в изделии – в прилегающих к арматурным стержням областях бетона формируется напряжённое состояние.
Изделия цилиндрической формы (стойки, кольца и т.п.) изготавливают методом центрифугирования. Предварительно в полуформу, размещённую на стенде центрифуги, укладываются арматурные стержни (при необходимости их натягивают), на которые навивается металлическая проволока - формируется каркас изделия. С помощью ложкового бетонораздатчика по всей длине полуформы распределяется бетонная смесь, одну полуформу накрывают сверху другой и включают центрифугу. На первом этапе, бетонная смесь, за счёт центробежных сил, распределяется у внешней ограждающей поверхности цилиндрической формы. На втором этапе, за счёт изменяющейся частоты вращения центрифуги, происходит уплотнение бетонной смеси и формование изделия. Далее изделия (в полуформах или распалубленные) отправляют на тепловую обработку.
Производство железобетонных изделий и конструкций на территории России нормируется на общегосударственном уровне. Основные технические параметры и требования для разных видов изделий закреплены в соответствующих текстах ГОСТ. Реализация продукции должна сопровождаться наличием сертификатов, подтверждающих ее качество и надежность.