Бетон и железобетон – что это такое и в чем отличия

Бетон и железобетон в настоящее время – наиболее часто применяемые строительные материалы в мире. Они изготавливается практически в любой форме: в виде длинных плоских плит, структурных колонн и балок, поддерживающих высокие здания или мосты, в виде лодочных корпусов.

Определение понятий

Бетон – композитный материал, хорошо работающий при сжатии, но не при растяжении. Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней, получается новый композитный материал, железобетон, который хорошо работает как при растяжении, так и при сжатии.

Бетон

Бетон представляет собой цементную смесь, обычно с добавлением портландцемента, с грубыми и мелкими заполнителями (крупный – это гравий, а мелкий – песок, хотя могут использоваться и другие материалы). Когда цемент смешивается с водой и соответствующими заполнителями, он становится пластичным (жидким), и его помещают в формы, чтобы создать нужную конфигурацию. Бетон выравнивается стяжкой и разглаживается шпателем или теркой. Обычно его выливают в деревянную форму, а затем обрабатывают. Гидратация, реакция между сухими компонентами цемента и водой, заставляет бетон затвердевать, превращаясь в камень.

Итак, бетон – прекрасный строительный материал, которому более тысячи лет. В исходном состоянии он имеет жидкую природу, что позволяет заливать его в форму. Бетон состоит из 3-х элементов:

• воды;
• заполнителей (песок, гравий, камень);
• цемента.

Этот строительный материал позволяет строить мосты, туннели, здания, аэродромы.

Железобетон

Он сделан из смеси цемента и каменного заполнителя, который при добавлении воды образует жесткую структуру. При закладывании в бетон высокопрочной стали (на разрыв), композитный компонент справляется с напряжением (сжатия, изгиба и растяжения). Из такого стройматериала можно сделать любую величину и форму, применять в строительстве. Ключевая характеристика железобетона – близость его коэффициента теплового расширения к коэффициенту теплового расширения стали, что способствует устранению внутренних напряжений.

Во-вторых, затвердевание цементного теста внутри бетона соответствует поверхностным характеристикам стали, что позволяет эффективно передавать напряжения между двумя материалами. Характеристики сцепления между сталью и бетоном улучшаются за счет придания шероховатости стальным стержням.

В-третьих, из-за щелочной среды, создаваемой известью, на стали образуется пленка, благодаря которой строительный материал становится особо устойчивым к коррозии.

В некоторых проектах срок службы конструкции важнее ее прочности, поэтому используются арматуры, способные противостоять коррозии и увеличивать срок службы конструкции. Для этих конструкций используется пластиковая арматура, такая же прочная, как сталь, и не требующая защитного слоя для защиты от коррозии. Такие конструкции легкие, имеют долгий срок службы и в разы более экономичны.

Железобетон бывает со встроенными стальными стержнями, пластинами или укрепляющими материал волокнами. Способность выдерживать нагрузки с помощью этих стройматериалов усиливается. Поэтому железобетон применяется во всех строительных работах. Армированные компоненты заделываются в будущее изделие так, чтобы оно имело хорошую силу сопротивления. Сжатие изделия и прочность на растяжение стали создают крепкую связь, позволяющую продолжительное время сопротивляться этим напряжениям.

Может произойти износ железобетона из-за коррозии. При присутствии влаги коррозия стали, встроенной в железобетон, будет серьезной проблемой, которая потребует серьезного внимания, поскольку имеет серьезные финансовые последствия. Повреждение из-за коррозии арматуры может произойти в таких больших конструкциях, как жилые дома, мосты, туннели, из-за чего они могут стать опасными, если не будут приняты соответствующие меры по исправлению положения. Поэтому были разработаны методы, позволяющие измерить силу коррозионного воздействия арматуры на существующие конструкции, а также предсказать их остаточный срок службы. Измерения проводятся на арматурном стержне или на встроенных арматурных датчиках; может быть получена полезная информация о степени коррозионного повреждения.

Сравнение

Бетон состоит из цемента и других вяжущих строительных материалов, таких как:

• летучая зола и шлаковый цемент;
• крупный заполнитель из щебня;
• мелкий заполнитель (песок, вода и химические примеси).

В железобетоне в подготовленный раствор вводится сталь. В состав обычного бетона стальная арматура не вводится. Обычный бетон не подходит для массы строительных проектов, поскольку не способен легко выдерживать нагрузки, возникающие из-за вибраций, ветра или иных сил. Обычно прочность на растяжение и сжатие берется у железобетона, а прочность на сжатие принимается только у обычного бетона.

Выводы

Каменные сооружения могут прослужить сотни или даже тысячи лет. Но, хотя камень и является одним из самых старых и прочных строительных материалов, работать с ним не так-то просто. Он тяжелый, его трудно транспортировать, он обычно бывает гигантскими кусками, которые нужно кропотливо разрезать. Однако существует «жидкий камень» – это бетон. При его изготовлении сначала замешивается своеобразное тесто. А потом бетон твердеет. Это очень удобно. Железобетон делается по аналогии с бетоном, но в него добавляются стальные компоненты.