Напряженный бетон своими руками

Обновлено: 22.01.2025

Кто нибудь слышал о таком чуде? Я всегда знал о преднапряженной арматуре. Суть со слов клиента: в Сша есть такая методика, заливают жерез 1-2 суток напрягают, натягивают какими-то тросами, канатами. Результат – экономия толщины плиты, экономия бетона 30%, экономия арматуры до 40%!

В России это называется "преднапряжение методом натяжения на бетон" ничего особо нового в этом нет. Посмотрите в поиске, тут много раз обсуждалось.

Да вот в у рук-ве по проектированию написано: проектирование предварительно напряженных железобетонных элементов.1983- го года.Уже тогда называлось преднапряженный бетон.
По английски: Prestressed Concrete м.б. precast или postcast

Это преднапряженная арматура методом натяжения на бетон, есть еще натяжение на упоры. Это я знаю. Клиент говорит не то. Так что я в замешательстве. =(

Спасибо, конечно, может и имеется в виду преднапряженная арматура методом натяжения на бетон и это ошибка в переводе, правда со слов клиента это ни как с арматурой не связано.

Клиент , скорее вего, говорит о prestressed postcаst unbonded метод.
Только не может быть, что бы натяжение тросов делали через 1-2 суток.Бетон должен набрать прочность.

Проектирование зданий и частей зданий

Почему именно резервур? По моему наиболее широко метод применяется в перекрытиях.
А насчет резервуаров, круглых ( и труб, кстати тоже) существовал, и существует ,если не ошибаюсь, метод американской фирмы Preload.
Сначало отливается стена резервура, а потом на него навивается прволока диаметром 4 м"м с натяжением.Делает это специльная машина, кот "бегает по кругу вдоль стены.Потом проволку покрывают шоткрит ( набрызг- бетон).

Хочу быть фотографом :)

Tendons - канаты в пластиковой оболочке, обеспечивает натяжение троса в уже залитой плите. Лично мы производим натяжение при наборе 20 MPa (закладываем при расчетах) - при бетоне С30/37 это 3-4 дня. Напряжение на бетон передается через анкера по краям. Расход арматуры 35-45 кг/м3, при пролетах 7.5 - 8.5 м, толщина плиты (без балок) 220-230мм.

Хочу быть фотографом :)

Tendons - канаты в пластиковой оболочке, обеспечивает натяжение троса в уже залитой плите.

- и это тоже рассмотрено в учебниках по ЖБ с 60-х годов, наверное. Все то-же натяжение канатов на бетон.

Это около 60% прочности.Наши нормы, насколько я помню, требуют минимум 80%.
У вас ,конечно, выигрышь во времени, но потери д.б. больше.

- и это тоже рассмотрено в учебниках по ЖБ с 60-х годов, наверное. Все то-же натяжение канатов на бетон.

В 60-х еще не было этой технологии.Это то же натяжение на бетон, но другое.нет контакта каната сс бетоном по всей длине.

2Tym
А вы (и/или клиент) про канатную арматуру слышали?? Так вот tendons это и есть канатная арматура. Бывает со сцеплением и без сцепления с бетоном. Ваша волшебная технология - преднапряжение методом натяжение на бетон "к бабке не ходи"!

Я написал ранее, что знаю преднапряженную арматуру (НА БЕТОН, НА УПОРЫ), а вопрос про существование преднапр. бетона? Или это ошибка в переводе, или заказчик сказочник! =)

Основные преимущества

Легкими бетонами называют те виды, средняя плотность которых в сухом виде вписывается в диапазон от двухсот до двух тысяч кг/м3 ( для сравнения, у традиционного этот показатель – 2400-2500 кг/м3). Преимуществ у облегченного бетона действительно немало. Одно из главных, как понятно из самого названия материала – малый вес. Благодаря этому возведение построек идет быстрее, обходится в меньшую сумму из-за экономии на доставке стройматериалов, непосредственно на работе. А еще отпадает необходимость усиливать фундамент здания.

Что до инженерных и эксплуатационных качеств, то в плюс облегченному бетону идут:

Вернуться к оглавлению

Замес в бетономешалке

Поставьте бетономешалку метрах в сорока от места работы, чтобы не приходилось далеко таскать стройматериалы. Поставьте её на ровную площадку, сделайте наклон в 45°.

Нельзя включать загруженную мешалку. Какое-то время она вращается пустая, а потом уже засыпаются компоненты бетона.

Налейте в неё часть воды. Затем досыпьте цемент и после песок. Замешивайте три минуты. Можно доливать оставшуюся воду, если бетон не слишком жидкий.

Далее можно добавить присадки, если нужны. В конце засыпается щебень. Весь процесс должен занять минут десять, не больше.

Цемент начинает схватываться с того момента, как оказывается в воде. При постоянном перемешивании это может быть не так заметно, но качество бетона падает, если не залить его сразу.

В бетономешалке можно приготовить гораздо больше бетона, чем ручным способом (75% объёма барабана). Но спросите себя, успеете ли вы уложить весь раствор за два часа?

Лучше всего вылить готовый бетон сразу на место укладки. Если бетономешалка далеко, то его грузят в тачку и перевозят. Если весь объём не поместился, его временно оставляют в работающей бетономешалке.

Недостатки

Козырем облегченных бетонов считаются специально создаваемые поры, которые придают им вышеперечисленные положительные свойства. Впрочем, они же обуславливают и недостатки блоков:

меньшую прочность по сравнению с традиционными, тяжелыми материалами;
более высокий уровень поглощения влаги. Она проникает именно сквозь искусственно сотворенные пустоты. Посему настоятельно рекомендуется оштукатуривание внешних, внутренних поверхностей.

Вернуться к оглавлению

Характеристики бетона

Прочность

Бетонный раствор представляет собой смесь цемента, песка, наполнителя и воды в определенных пропорциях, которые изменяются в зависимости от назначения бетона и марки цемента. При необходимости в раствор добавляют пластификаторы. Самая важная характеристика бетона – это его прочность на сжатие, которая измеряется в МПа (мега паскалях). Именно по этому показателю бетон разделяют на классы. А вот марка бетона указывает на количество цемента в составе раствора.

Класс бетона	Средняя прочность данного класса, кг с/кв.см	Ближайшая марка бетона
В 5	65	М 75
В 7,5	98	М 100
В 10	131	М 150
В 12,5	164	М 150
В 15	196	М 200
В 20	262	М 250
В 25	327	М 350
В 30	393	М 400
В 35	458	М 450
В 40	524	М 550
В 45	589	М 600
В 50	655	М 600
В 55	720	М 700
В 60	786	М 800

М100 и М150 (В7,5 и В12,5) чаще всего используется как прослойка под основной фундамент, для изготовления стяжек, бетонирования дорожек. Бетон М200-М350 наиболее востребован: он применяется в строительстве фундаментов, для изготовления стяжек, бетонных лестниц, отмосток. Растворы более высоких марок используются преимущественно в промышленном строительстве.

Пластичность

Важной характеристикой бетона является его пластичность. Чем пластичнее раствор, тем лучше он заполняет конструкцию опалубки. При низкой подвижности бетона в стяжке или фундаменте остаются незаполненные участки, что приводит к постепенному разрушению бетонной плиты. Для стандартных конструкций применяют бетон с пластичностью П-2 или П-3, для опалубки сложной формы и в труднодоступных местах рекомендуется использовать раствор П-4 и выше.

Водонепроницаемо сть и морозостойкость

Водонепроницаемо сть зависит от количества и марки цемента в растворе. Чем выше марка, тем устойчивее бетон к воздействию влаги. Морозостойкость бетона достигается путем добавления в состав пластификаторов. Следует учесть, что такие очень быстро схватываются; если неправильно рассчитать количество смеси или использовать ее при низкой температуре, бетон превратится в монолитную глыбу прямо в емкости.

Виды материала

Легкий бетон с заполнителем из пенополистирола.
Облегченный бетон бывает:

Ячеистым (газо-, пенобетон). В первом пузырьки получаются благодаря реакции извести и алюминиевой пудры, входящих в смесь. Во втором поры делают, соединяя цементный раствор с пеной, которую готовят отдельно.
Пористым. К ним относят изделия с применением пористых заполнителей. В частности, это популярные керамзитобетонные блоки, в состав которых наряду с цементом, водой, песком включен керамзитовый гравий (гранулы получают, обжигая в специальных печах глину либо глинистый сланец). В данную группу входит и полистиролбетон – замесь портландцемента, воды, гранул вспененного полистирола, а также древесной омыленной смолы (добавки, вовлекающей воздух).
На органических агрегатах (заполнителях) – волокне, стружке, опилках. Примеры таких изделий – фибролит, гераклит.

Помимо этого, применяется классификация по предназначению. Согласно ней, облегченный бетон относят либо к конструкционным, либо к теплоизоляционным материалам. Идет деление и зависимо от вяжущего компонента (цемент, известь, гипс, смешанный тип).

Вернуться к оглавлению

Перлит

Для того чтобы использовать перлит в строительстве его надо нагреть до температуры больше 1000 град. После этого гранулы минерального материала вспучиваются и полностью отдают имеющуюся в них воду.

Получившийся готовый перлит похож по внешнему виду на обычный щебень мелких фракций. Из отличий можно выделить невысокую плотность и хорошие свойства по звуковой и теплоизоляции. Какие фракции применяются для заливки пола?

Для получения действительно качественного пола с определёнными заранее свойствами нужно правильно подобрать размер фракций заполнителей.

Большие гранулы имеют увеличенную площадь поверхности и не годятся для смесей. Такой бетон имеет слабые прочностные характеристики.

Для самостоятельного изготовления нужно придерживаться следующих размеров гранул:

Керамзит – 5-10 мм. Иногда используются для двойных стяжек и гранулы 20 мм;
Вермикулит – 0,6-2 мм;
Перлит – не более 15 мм.

Влажность готовых гранул перед началом замешивания раствора не должна превышать 10%. В противном случае наполнитель нужно просушить.

Мы рассмотрели наиболее применяемые на сегодня возможности по созданию облегчённых растворов для заливки стяжек. Строительная мысль никогда не стояла на месте и нас ожидают вскоре новые материалы и технологии.

Замешивание раствора

Единственный путь к тому, чтобы облегчить вес бетонного материала – применение различных способов, чтобы обогатить его воздухом. Достигают цели так:

Меняя традиционные заполнители облегченными. К таковым относятся пемза, шлаки (металлургический гранулированный, вспученные перлит и вермикулит), , опилки, шелуха риса и другие. Эти агрегаты – огнестойкие, благодаря ячеистой структуре они улучшают собственное схватывание раствора.
Вводя газы или воздушные пузырьки при смешивании. Благодаря специальным добавкам- реагентам в замеси выделяются водород либо кислород. Для пенобетонов используют пенообразователи ( синтетический, белковый). Его можно сделать и своими руками, для чего практикуют использование сосновой канифоли, столярного костного клея, каустической соды.

Вернуться к оглавлению

Компоненты бетона

Цемент выполняет связующую функцию для всех остальных компонентов бетонного раствора и от его качества прямо зависит прочность самого бетона. В частном строительстве наиболее востребован цемент марки М400 и М500. При покупке цемента следует знать, что он теряет свои качества при длительном или неправильном хранении. Уже через месяц после изготовления связующие свойства цемента понижаются на 10%, через полгода – на 50%, через год его вообще не рекомендуется использовать. Но даже свежий цемент станет непригодным к применению, если потянет сырость, поэтому храниться он должен обязательно в сухом месте.

Песок является вторым по значению компонентом бетонного раствора. В редких случаях его заменяют шлаком, стандартный же бетон всегда замешивается с песком. Лучше всего использовать крупнозернистый речной песок без различных примесей. Если же в наличии только обычный мелкий песок, в нем не должно быть глины, земли или ила, которые снижают адгезию раствора с наполнителем. Перед замешиванием песок обязательно просеивают, чтобы удалить все лишнее.

Заполнитель

Наилучшим заполнителем для бетонного раствора считается размерами от 5 до 35 мм. Часто щебень заменяют гравием, чуть реже – керамзитом. Очень важно, чтобы поверхность заполнителя была шероховатой, тогда ее сцепление с цементом будет максимально прочным. Для уплотнения смеси нужно брать заполнитель разных фракций. Как и песок, заполнитель должен быть чистым, поэтому высыпать его следует на подготовленную и утрамбованную площадку или на расстеленный брезент.

Добавки

Для придания бетону морозостойкости, водонепроницаемо сти и других полезных свойств используют пластификаторы. Они обеспечивают схватывание раствора при отрицательных температурах, увеличивают его пластичность или, наоборот, придают вязкость. Использовать их нужно только тогда, если это действительно необходимо, причем следует четко придерживаться инструкции по их применению и соблюдать пропорции.

Если требуется тонкая или стяжка на неустойчивой основе, в бетонный раствор подмешивают армирующие волокна. Они изготавливаются из поливинилхлорида и полипропилена, прочность имеют небольшую, но отлично позволяют избежать растрескивания бетона. В стандартных фундаментах и стяжках армирующие вещества не нужны.

Цены на цемент и основы смесей

Цемент и основы смесей

Собственноручное изготовление

Изготовление облегченной версии бетона возможно своими руками. Как правило, речь о керамзитобетонных блоках, растворах со вспученным перлитом, шариками пенопласта. Но вот для получения пенобетона в домашних условиях уже понадобится пеногенератор. Главное в этом деле, говорят эксперты – подобрать рецепт смеси, соблюсти баланс воды и цемента.

Вернуться к оглавлению

Пример подбора рецептуры

Существует несколько вариантов подбора плотности легких бетонов. Один из них – приготовление опытных затворений.

Цемент и наполнители

Для этого берется стандартная рецептура, используемая для обычных бетонов. Это один объем цемента и шесть объемов заполнителя. Если в качестве наполнителей используется комбинация из двух или трех видов, к примеру, керамзит и вспученный перлит, то крупной фракции (керамзит) добавляется 4 части, а мелкой (перлит) 2 части.

С водой сложнее, здесь придется подгонять ее количество под назначение бетонной смеси. Если раствор будет использован для стяжки, то лучше его сделать жидким.

Проверка заготовок

Затем производится заливка легкого бетона в емкость, обычно куб. После высыхания заготовка проверяется на прочность. Такие же заготовки придется делать из растворов, приготовленных по другим рецептам. К примеру, можно увеличить количество керамзита или, наоборот, перлита, уменьшая объем вносимого цемента. При этом придется увеличить объем воды.

Прочности всех заготовок сравниваются между собой. Определяется тот показатель, который подходит под требования заливаемой конструкции. Но при этом обязательно учитывается экономическая составляющая. К примеру, из двух подходящих рецептур лучше выбрать самый дешевый состав.

Порядок работ

Подготовительный этап. В первую очередь выполняется подготовка поверхности пола. Для этого она очищается от пыли, а также от химических и органических загрязнений. Проводится тщательный осмотр с целью выявления и удаления отслоившихся частей старого бетона. Далее выполняется грунтование пола в 1 или 2 слоя.
Установка маяков. При помощи гидроуровня или строительного лазера определятся нулевая точка будущего чернового пола, по ней делаются отметки на стенах помещения и устанавливаются маяки.
С целью повышения прочности облегченной стяжки может быть применена арматурная сетка.
Приготовление строительной смеси, которое должно выполняться в строгом соответствии с требуемыми пропорциями. Следует помнить, что для получения качественной смеси большого количества воды не требуется, ее содержание не должно превышать 25 % от общего объема раствора. Полученный материал необходимо использовать очень быстро (для различных видов смеси – от 0,5 до 1,5 часа)
Раствор наносится на поверхность пола с помощью шпателя, для его выравнивания применяется правило или виброрейка. Большинство материалов, применяемых при монтаже легкой стяжки, имеет значительную усадку. Поэтому при нанесении строительной смеси на поверхность пола следует обеспечить толщину ее слоя на 1-1,5 см выше, чем установлены маяки. Толщина облегченной стяжки не должна быть менее 3 см.
В течение 2 -14 суток происходит высыхание стяжки. Все это время ее поверхность должна быть укрыта полиэтиленом и регулярно (каждые 12 часов) смачиваться водой.

Таким образом, использование дополнительных составляющих в растворе не связано со слишком значительными финансовыми затратами, однако позволяет существенно снизить массу бетонного пола и, следовательно, нагрузку на межэтажные перекрытия. Кроме того, эта технология дает возможность добиться улучшения ряда технических характеристик стяжки и является достаточно простой для применения ее при самостоятельном ремонте квартиры.

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Валик – универсальный инструмент для покраски стен

Следует помнить, что легкая стяжка все-таки уступает традиционному бетону в прочности, поэтому для повышения эксплуатационных характеристик такого пола на его поверхность необходимо нанести выравнивающий слой из высокопрочной строительной смеси.

Напряженный бетон — это современный набирающий популярность строительный материал.

Напряженный значительно лучше сопротивляется значительным напряжениям.

Он позволяет преодолеть один из основных недостатков обычного — неспособность сопротивления значительным напряжениям. Конструкции из данного материала имеют ряд преимуществ перед конструкциями из обычного:

обладают меньшим прогибом;
имеют повышенную трещиностойкость;
позволяют перекрывать большие участки при том же сечении элемента.

Предварительно напряженный материал имеет ряд преимуществ:
• обладает меньшим прогибом;
• имеет повышенную стойкость к трещинам;
• при том же сечении перекрывает гораздо большие участки.

В обычном железобетоне связанный с арматурой раствор подвергается сильному растяжению, которое может привести к разрушению слоя в силу его чувствительности к растяжению. На поверхности могут образовываться трещины еще до того, как элемент будет подвергнут предельной нагрузке. Появление трещин чревато определенными неприятными последствиями. Например, тем, что материал не будет выполнять свою защитную функцию и арматура, вступая во взаимодействие с окружающей средой, будет подвергаться коррозии, а затем и разрушению.

При изготовлении данного материала прокладывают стальную арматуру, обладающую высокой прочностью при растяжении. Арматура натягивается при помощи специального устройства, затем укладывают смесь. После того как смесь начнет застывать, сила натяжения арматурного каркаса передается раствору, который оказывается сжатым. Данные манипуляции позволяют уменьшить или вовсе устранить растягивающее напряжение от нагрузки на конструкцию, так как та сила, которая в обычном железобетоне вызывала появление трещин на поверхности, в преднапряженном все лишь уменьшает сжатие, создаваемое напряженной арматурой.

Различают несколько основных способов натяжения арматуры:

электротермомеханический — совмещение двух следующих способов;
электротермический — осуществляется при помощи электротока, который повышает температуру арматуры и благодаря этому растягивается до определенного размера;
механический — осуществляется при помощи домкратов (гидравлических или винтовых).

Как правило, преднапряженный элемент проектируют так, чтобы в процессе эксплуатации не подвергался растягивающему напряжению. Если такой элемент будет подвержен напряжению большему, чем среднее, но меньшему, чем предел текучести арматуры, то после снятия нагрузки он может практически полностью восстановиться, то есть трещины в нем исчезнут.

Требования к арматуре

Арматура для натяжения должна быть изготовлена из высокопрочной проволоки.

Арматура, используемая для создания с предварительным напряжением, должна обладать определенными характеристиками, которые позволят ей выдержать требуемые нагрузки. Стальная арматура должна быть способна выдержать высокое напряжение растяжения, то есть не вытягиваться при длительном напрягающем воздействии.

Если арматура не будет обладать этим свойством, то предварительное напряжение уменьшится, вследствие чего преднапряженный элемент будет обладать теми же свойствами, что и обычный. Таким образом, этот материал не сможет выдержать тех нагрузок, на которые он рассчитан. Для изготовления необходимо использовать не обычную сталь, а высокопрочную проволоку, которая изготавливается специальным способом, позволяющим значительно снизить ее текучесть.

Необходимые качества

Схема натяжения арматуры:
1 — форма;
2 — арматура;
3- упоры.

Для получения наиболее высоких характеристик необходимо использовать тот, обладающий определенным набором свойств. Оптимальным решением станет применение высокопрочного раствора. Для его приготовления необходимо осуществлять контроль на протяжении всего процесса приготовления, чтобы исключить отклонения, которые могут привести к понижению его прочности.

Наиболее высокую прочность можно получить, используя жесткие и жирные смеси. Для укладки, как правило, применяют вибраторы.

Следует помнить о таких свойствах, как усадка из-за потери влаги и ползучесть под нагрузкой. Из-за этих свойств конструкция может сокращаться, из-за чего с течением времени с предварительно напряженным бетоном может произойти потеря его преимуществ перед обычным. Во избежание последствий данных свойств материала необходимо подвергнуть арматуру большему предварительному напряжению, чем изначально предусмотренное.

В начальный период эксплуатации потеря предварительного напряжения выше, чем в более поздний. В целом потеря напряжения может составить около 16%.

Предварительное натяжение арматуры

Для натяжения арматуры на производстве используются гидравлические упоры.

Метод, основанный на предварительном натяжении, заключается в том, что сначала прокладывают и натягивают арматуру, а после этого она обкладывается раствором. Натяжение сверхпрочной стальной армированной проволоки поддерживается до того момента, когда бетон станет достаточно прочным. После этого проволоку обрезают, а ее натяжение передается смеси из-за сцепления с ним. Благодаря этому бетон подвергается напряжению от сжатия, а производство на этом закончено.

Данный метод в основном не применяют для монолитных конструкций непосредственно на строительной площадке, основная область его применения — производство сборных элементов в промышленных условиях.

В заводских условиях наиболее эффективным способом производства предварительно напряженного бетона является так называемая система длинных линий. Применяя этот способ, армированную проволоку располагают между анкерными плитами, а затем натягивают. Поперечные стенки необходимо располагать на расстоянии, соответствующем планируемой длине изготавливаемых балок.

В процессе применения данного метода сила натяжения передается опалубке элемента.

Предварительное натяжение применяют для изготовления монолитных плит непосредственно на стройплощадке.

Применяя данный метод, лучше использовать индивидуальные формы. Это имеет следующие преимущества:

появляется возможность варьировать размеры изделий;
при штучном изготовлении, если арматура утратит напряжение, испортится только один элемент.

В процессе изготовления необходимо проводить проверку выбранных случайным образом изделий.

Последующее натяжение

Данный способ отличается от предыдущего тем, что в процессе его применения арматура защищается от сцепления специальной оболочкой или помещается уже после его застывания в специальные отверстия или углубления. Арматурные элементы натягиваются на упоры, которые устанавливают на концах конструкции, а натяжение осуществляют непосредственно после застывания.

Для заливки применяют вибратор.

В применении данного метода есть свои особенности. Приложенную силу увеличивают до рассчитанной, а затем уменьшают до тех пор, пока она не достигнет нуля. Эту процедуру повторяют необходимое количество раз до того момента, пока не будет достигнуто нужное удлинение. Доведение арматуры до определенного удлинения, а не напряжения производится из-за того, что внутри конструкции происходит трение проволоки, которое уменьшает напряжение.

Данный метод имеет преимущества. А также не нужно учитывать возможность усадки, так как он уже затвердел.

Таким образом, напряженный железобетон — особый строительный материал, который объединят в себе положительные характеристики других материалов. Применение методов предварительного или последующего натяжения лишает рствор его основного недостатка — неспособности сопротивления натяжению. Такой материал имеет широкий сектор применения. Преимущественно из него изготавливают междуэтажные перекрытия, колонны стен в зданиях (особенно в условиях сейсмической активности). Кроме того, он широко применяет в других областях.

Бетонный фундамент, который лежит в основании каждого здания, должен быть прочным и надежным. Однако у него тоже есть свои слабые места, поэтому строители разрабатывают различные технологии, чтобы свести их на нет.

Один из способов сделать железобетон более прочным и долговечным — это использовать стальную арматуру с предварительным напряжением. Такой вариант позволяет изделию прослужить дольше и взять на себя большую нагрузку, однако при этом нуждается в более крупном вложении сил и средств.

Для чего требуется предварительно напряжённое армирование

Арматура в изделиях может быть ненапрягаемой и напрягаемой. Первый вид выполняет функцию пассивного армирования — оно не работает, пока плита не изогнётся от собственного веса или от воздействия поперечной нагрузки. Только в этот момент нижние армирующие стержни будут противодействовать растяжению, но бетон уже получит свою долю растяжения и отреагирует сетью мелких трещин.

Чтобы избежать их появления и повысить прочность плиты при воздействии изгибающих нагрузок, армирующие конструкции при изготовлении бетонных плит предварительно напрягают. Железобетон с напряжённой арматурой находится постоянно в активном состоянии.

Силы напряжения, сжимающие плиту в осевом направлении, компенсируют эксплуатационные силы, вызванные собственным весом и нагрузкой. Растрескивания в напряжённой плите практически не происходят, она способна выдерживать более высокие, чем ненапряжённая плита, нагрузки. Кроме того, напряжённую плиту делают тоньше (140 мм вместо 170), что снижает расход бетона.

Что из себя представляет преднапряженное ЖБИ?

В целях борьбы с низкой прочностью при растяжении искусственного бетонного камня создают напряжение на этапе производства в бетоне противоположной к эксплуатационным характеристикам, что позволяет эффективно применять свойства бетона при его сжатии. Арматурную сталь в железобетонном изделии растягивают, а по полному затвердевании залитого бетонного раствора ее избавляют от натяжения. Стальные прутья сжимаются и оказывают непосредственное влияние на слой бетона. Предварительное напряжение увеличивает предел растяжимости бетона за счет суммирования 2-х деформаций: растяжения и предсжатия.

Сжатие и растяжение материала делает его более устойчивым к нагрузкам.

Преднапряженный железобетон не подвержен растрескиванию бетонного слоя зоне конструкции с растяжением, а также при его применении сокращается количество используемой арматуры. Если при этом применять высокопрочный металл и бетон, можно добиться снижения весовых показателей железобетонных конструкций, увеличить их срок эксплуатации. Основные характеристики для этого вида ЖБИ установлены ГОСТом 26633–91, а значения и размеры арматуры установлены СП 52—101—2003.

Натяжение напрягаемой арматуры

При изготовлении плит (дорожных, перекрытия, аэродромных) применяют метод, называемый натяжение на упоры. Он заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в форму до заливки бетона, подвергают растяжению. Его осуществляют двумя способами:

механическим;
электротермическим;
комбинированным, сочетающим оба предыдущих.

При механическом способе стержни анкеруют и растягивают гидравлическими домкратами. Заливают в форму бетон, уплотняют его и выдерживают до набора 70 %-й прочности. Затем зажимы снимают, и сила натяжения стержней через анкеры и рифление передаётся на бетон. Изделие становится плитой с предварительно напряжённой арматурой.

Электротермический способ заключается в пропускании через стержни тока большой силы. От его действия они разогреваются и удлиняются по оси. В этот момент заливают бетон. После его схватывания и упрочнения ток выключают, стержни остывают, но укорачиваться им мешает сцепление с бетоном, поэтому арматура напрягается. В промышленности чаще используют электротермический метод, как более простой.

Что такое напрягаемая арматура и где используется?

Самым прочным и распространенным материалом в строительстве считается бетон. Однако он имеет ряд недостатков и слабых сторон. Поэтому для того чтобы избавить материал от каких-либо слабых сторон, его стали усиливать арматурой. В свою очередь, арматура также может быть различных типов и сортов – напрягаемой или ненапрягаемой, или продольной/поперечной. Кроме того, арматура может быть анкерной, монтажной или конструктивной. В этой статье мы поговорим о напрягаемой арматуре и о том, в каких целях её используют и для чего она нужна.

Для изготовления качественного, сверхпрочного железобетонного строения используют напрягаемую арматуру. По своим свойствам, от обычной прутковой арматуры она отличается более высокой прочностью и стойкостью. Изготавливают её в виде проволоки или стержня, имеющего диаметр 5-35 мм.

Любой строительный материал, в том числе напрягаемая арматура, должна пройти сертификацию и получить допуск от соответствующих органов надзора, так как именно она играет одну из важнейших ролей в строении, прочности и долговечности конструкции здания. Напрягаемая арматура помогает бетонной конструкции выдерживать очень большие растягивающие нагрузки. Поэтому, при изготовлении материала арматуру натягивают (в зависимости от технологии, различными методами).

Бетонная конструкция с напрягаемой арматурой широко применяется в качестве основного материала для обустройства перекрытий, в высотном и многоэтажном строительстве. Напрягаемая арматура находит применение в зданиях с повышенной нагрузкой, в промышленном строительстве – например, для строительства защитной оболочки ядерного реактора, а также для строительства мостов, переправ и судостроения.

Технологий устройства арматуры в бетоне также бывает нескольких видов. Например, напрягаемую арматуру натягивают на упоры, которые в свою очередь приводят в опалубку еще до того, как заливается бетонная смесь. Другая технология заключается в натяжении арматуры уже после заливки бетонной смеси и её предварительном наборе прочности. Причем, использование второго способа предусматривает укладку арматуры в специальных чехлах из гофрированных или пластиковых труб.

Анкеровка напряжённой арматуры

Анкеровку или установку на стержни анкерных элементов выполняют с помощью:

опрессованных в холодном состоянии шайб;
высаженных головок, получаемых разогревом и расплющиванием концов стержней;
привариваемых цилиндрических коротышей;
спиралей из проволоки;
инвентарных зажимов.

Требования к предварительно напряжённой арматуре

Для изготовления напряжённых железобетонных конструкций применяют специальные виды арматурной стали, обладающие высокими значениями рабочих напряжений (от 5000 до 7200 кгс/см²). В перечень этих материалов входят арматурные стали:

А600, А600С и Ат600С — 5400 кгс/см²;
А800 и Ат800 — 6000 кгс/см²;
А800 и Ат800 — 7200 кгс/см² и другие.

Классы стали на напрягаемую арматуру устанавливают нормативные документы, по которым выпускаются изделия, в частности, ГОСТ 25912-2015 и другие. Расчет напряженной арматуры производится при проектировании изделия. Отклонения замеряемых напряжений от проектных значений не должно превышать 10 %.

Железобетонные изделия с предварительно напрягаемой арматурой являются основными конструктивными элементами, аэродромов, многоэтажных и высотных зданий, и масштабных сооружений. Например, в нашем ассортименте любые плиты перекрытия доступны для вашего выбора.

Способы напряжения

Если предварительно напрячь прокат, то растягивающая нагрузка во время использования снизится. Можно сделать это при помощи механики, применяя винтовой или гидравлический домкрат. Также применяется электротермический способ. В этом случае прутья подвергаются воздействию электротока, который разогревают металл, а потом удлиняют, то есть растягивают его.

Наконец, последний способ, самый технически совершенный — это электротермомеханический. Он соединяет в себе два первых варианта. Ток помогает разогреть и слегка удлинить металлопрокат, а механические приспособления более легко и точно вытягивают стержни.

Область применения

Чаще всего напрягаемая металлическая арматура нужна для возведения перекрытий между этажами при строительстве многоэтажного здания. Кроме того, ее часто используют для бетонных стен и колонн, которые возводятся в районе повышенной опасность, то есть, где возможен сход почв, землетрясения, взрывы и другие крупные колебания.

Напрягаемая арматура часто необходима в мостостроении, а также обязательно применяется при сооружении защитной оболочки в ядерной промышленности.

Наконец, ее можно взять просто для обустройства фундамента здания, в котором будет значительная нагрузка на основание.

Закладка бетона

Есть два способа, которыми напрягаемую арматуру встраивают в бетон. Первый, классический, заключается в обработке стержней до заливки бетона, а затем в создании обычной железобетонной конструкции.

Второй осуществляется уже после того, как блок фундамента залит и застыл. В таком случае арматура кладется внутрь в специальном чехле (например, в виде гофрированной трубы), а лишь затем проводится процедура натяжения.

Мы предлагает различные варианты и комплексный заказ металлопроката — обсудите все нюансы с нашими менеджерами!

Преимущества и недостатки

Среди основных преимуществ выделяют следующие:

Высокие показатели растяжения и трещиностойкости, предохранение металла от образования коррозии. Это свойство необходимо для конструкции находящихся в постоянном контакте с водой, например, плотин, труб.
Уменьшение сечений и веса таких элементов до 30%, как следствие, меньший расход материала.
Лучшее сопротивление динамическим нагрузкам. Задействуют для строений, в которых типичные ЖБИ применять не рационально, например, за счет облегченной массы и объема, упрощения в сборке (подкрановые балки, плиты).
Сборно-монолитные блоки конструкции. С помощью таких блоков достигается более длительная эксплуатация. При возведении таких конструкций все отдельные части соединяют так, что в процессе эксплуатации они объединяются в целое и выполняют свои функции в одном направлении.
Уменьшение расхода арматуры до 40% вследствие более качественному применению свойств металла, помещенного в напряженное состояние.

Производство позволяет тратить гораздо меньше арматуры на данный материал.
Предварительно напряженный железобетон имеет и свои минусы:

Трудоемкость процесса изготовления.
Трудно проводимый контроль по проверке армирования изготовленного элемента.
Значительный вес ЖБИ. Только применяя легкие заполнители или пустотные конструкции с тонкими стенами достигают значительного уменьшения массы.
Необходимость привлечения высококвалифицированных специалистов.

Применение бетона в предварительно напряженном состоянии

Преднапряженный бетон используется в разных отраслях строительства для сооружения:

Из материала можно возводить телебашни.

высотных башен (в т. ч. телевизионных);
большепролетных перекрытия без существенного увеличения расхода бетона и арматуры периодического профиля и жилые здания;
резервуаров в форме яйца для очистных городских сооружений (применяется техника за рубежом с использованием монолитного преднапряженного железобетона);
водных плотин;
корпусов атомных реакторов 1-го поколения и герметичного ограждения атомных электростанций;
мостов.

Из такого бетона создают стены, панели ограждения, лестничные марши, основу фундаментов, колонны, столбы линий электропередач, каркасы подземных тоннелей и прочее. Напрягающий цемент для производства изделий из железобетона обеспечит дополнительную водонепроницаемость и прочность конструкции.

Читайте также: