Железобетон

Материал из Строительная энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Железобетон — строительный материал, состоящий из бетона и стали. Запатентован в 1867 году Жозефом Монье как материал для изготовления кадок для растений.

История[править]

В 1802 году при строительстве Царскосельского дворца российские зодчие использовали металлические стержни для армирования перекрытия, выполненного из известкового бетона.

В 1829 году английский инженер Фокс реализовал армированное металлом бетонное перекрытие.

В 1849 году во Франции Ламбо построил лодку из армоцемента.

В 1854 году У. Б. Уилкинсон в Англии получил патент на огнестойкое железобетонное перекрытие.

В 1861 году во Франции Ф. Куанье опубликовал книгу о 10-летнем опыте применения железобетона, а в 1864 году он построил церковь из железобетона.

В 1865 году У. Б. Уилкинсон построил в Англии дом из железобетона.

В 1867 году Ж. Монье, которого часто считают «автором» железобетона, получил патент на кадки из армоцемента.

В 1868 году Ж. Монье построил железобетонный бассейн, а с 1873 по 1885 годы получил патенты на железобетонный мост, железобетонные шпалы, железобетонные перекрытия, балки, своды и железобетонные трубы.

В 1875 году Ж. Монье построил перекинутый через ров замка маркиза де Тилиэра во французском городке Шазле первый пешеходный железобетонный мост длиной 16 м и шириной 4 м.

В 1877 году первая книга по железобетону опубликована Т. Хайэттом в США.

В 1884 году профессор механики И. Баушингер и инженер Г. А. Вайс выполнили в Германии первые широко поставленные исследования для изучения особенностей работы железобетонных конструкций.

С 1884 по 1887 годы в Москве осуществлялось применение железобетона при устройстве плоских перекрытий, сводов, резервуаров. В это же время проводились испытания конструкций, были реализованы железобетонные перекрытия по металлическим балкам.

В 1886 году в США П. Джексон подал заявку на патент на использование преднапряжения арматуры при строительстве мостов.

В 1886—1887 годах инженер М. Кёнен в Германии разрабатывает первый способ расчёта железобетонных конструкций.

В 1888 году патент на преднапряжение получен в Германии В. Дерингом, в 1896 году в Австрии И. Манделем, в 1905—1907 годах в Норвегии И. Лундом, в 1906 году в Германии М. Кененом.

В 1891 году в России профессор Н. А. Белелюбский завершает пятилетний цикл широкомасштабных исследований железобетонных плит, балок, арок и мостов. В этом же году выходит книга инженера Д. Ф. Жаринцева «Слово о бетонных постройках», а в 1893 году — «Железобетонные сооружения».

С 1892 по 1899 годы во Франции Ф. Геннебиком реализовано более 300 проектов с применением железобетона.

В 1895 году на втором съезде зодчих в России выступает А. Ф. Лолейт, создавший впоследствии основные положения современной теории железобетона.

В 1899 году инженерный совет министерства официально разрешает применять железобетон в России.

В 1904 году в Германии и Швеции появились первые нормы по проектированию и применению железобетонных конструкций, позже, в 1906 году — во Франции, а в 1908 году — в России.

В 1908 году в Ливерпуле начато строительство Royal Liver Building — одного из первых высотных (98 м) железобетонных зданий в мире.

В 1912 построена первая в России железобетонная конструкция — Рыбинская каланча.

В 1913—1916-е годы в России построена первая железобетонная Церковь Спаса Нерукотворного Образа в Клязьме[4]. Развитие теории железобетона в России в первой половине 20 века связано с именами А. Ф. Лолейта, А. А. Гвоздева, В. В. Михайлова, М. С. Боришанского, А. П. Васильева, В. И. Мурашева, П. Л. Пастернака, Я. В. Столярова, О. Я. Берга и других.

В XX веке железобетон стал наиболее распространённым материалом в строительстве (см. Пьетро Нерви) и сыграл значительную роль в становлении таких направлений архитектуры, как модернизм и функционализм.

Характеристики[править]

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

  1. долговечность;
  2. низкая стоимость — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных;
  3. пожаростойкость в сравнении со сталью;
  4. вариативность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции;

№ химическая и биологическая стойкость; высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам.


К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

1. невысокая прочность при большой массе — прочность бетона при сжатии в среднем в 10 раз меньше прочности стали. В больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки.

Способ изготовления[править]

сборный железобетон[править]

ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение

монолитный железобетон[править]

бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке

сборно-монолитный[править]

сборные конструкции используются как оставляемая опалубка — сочетаются преимущества монолитных и сборных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций[править]

Изготовление железобетонных конструкций включает в себя следующие технологические процессы:


Подготовка арматуры Опалубочные работы Армирование Бетонирование Уход за твердеющим бетоном

Защита железобетонных конструкций полимерными материалами[править]

Для защиты железобетонных конструкций применяются специальные полимерные составы, позволяющие изолировать поверхностный слой железобетона от негативных влияний внешней среды (химические агенты, механические воздействия). Для защиты железобетонного основания применяют различные типы защитных конструкций, позволяющих модифицировать эксплуатационные свойства минеральной поверхности — увеличить износостойкость, уменьшить пылеотделение, придать декоративные свойства (цвет и степень блеска), улучшить химическую стойкость. Полимерные покрытия, наносимые на железобетонные основания, классифицируют по типам: обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы, высоконаполенные покрытия.


Другой метод защиты железобетонных конструкций заключается в покрытии арматуры фосфатом цинка.[8] Фосфат цинка медленно реагирует с коррозирующим химикатом (например, щёлочью) образуя устойчивое апатитное покрытие.


Для защиты железобетонных конструкций от воздействия воды и агрессивных сред также применяется проникающая гидроизоляция, которая модифицирует структуру бетона, увеличивая его водонепроницаемость, что предотвращает разрушение бетонных конструкций и коррозию арматуры.