Железобетонный монолитный фундамент: Монолитный железобетонный фундамент — достоинства и недостатки, принцип возведения

Ленточный ЖБ фундамент заливается ниже уровня промерзания грунта

Железобетонный фундамент представляет собой мощную и тяжелую конструкцию, предназначенную для строительства массивных зданий. Такое основание рассчитано на большие нагрузки и длительный срок эксплуатации практически в любой среде. Это замкнутая система, погруженная в землю ниже точки ее промерзания или плита, равномерно распределяющая массу здания на поверхность.

Конструктивно монолитный ЖБ фундамент состоит из таких элементов:

1. Подложка. Служит для амортизации сезонных подвижек грунта. Делается из песка и щебня, высота слоя варьируется в пределах 10-30 см в зависимости от размера опорной системы, типа почвы и веса строения.
2. Металлический каркас. Принимает на себя изгибающие и крутящие нагрузки, придавая всему сооружению единую структуру. Остов изготавливается из прутов арматуры диаметром до 16 мм, соединенных между собой проволокой или стяжками. По форме каркасы бывают плоскими и объемными.
3. Бетон. В состав раствора входит песок, цемент, щебень, могут добавляться пластификаторы и модификаторы. После застывания бетон приобретает прочность камня. Принимает на себя вертикальные и горизонтальные нагрузки, защищает армирование от коррозии.
4. Внешняя отделка. Не является обязательным элементом конструкции. Как правило, утеплению и гидроизоляции подвергается фундамент ЖБ ленточный, внутри которого обустраивается подвал.

Основой успешного строительства является использование качественных материалов и скрупулезное соблюдение технологии закладки. Неочищенный песок и щебень, просроченный цемент и ржавая арматура негативно сказываются на прочности и долговечности ЖБ опорной системы. Устройство фундамента простое, но изготавливать его нужно правильно.

Разновидности ЖБ фундамента

По методике обустройства железобетонные основания подразделяются на две категории, каждая из которых имеет свои особенности, плюсы и минусы.

• Сборные. Технология заключается в укладке в котлован с последующим армированием плит или блоков. В работе используются ЖБИ самостоятельного или фабричного изготовления. Метод позволяет вести строительство быстро, добиваясь при этом вполне достойного результата, так как фиксация элементов проводится на цементный раствор. Однако нужно быть готовым к расходам на грузовой транспорт и подъемное оборудование. Даже самый компактный фундаментный блок ФБС весит около 300 кг. Масса плит стартует от 1500 кг. Поэтому фундамент ленточный сборный железобетонный выбирается, когда во главе угла строительства стоят сжатые сроки.
• Монолитные. Заливные конструкции обходятся значительно дешевле сборных, но требуют намного больше времени и сил на обустройство. Немаловажным преимуществом таких опорных систем является возможность их изготовления своими руками. Дополнительно потребуется потратиться только на доставку материала и аренду бетономешалки. Кроме этого, монолитное основание обладает большей прочностью и надежностью, так как в нем отсутствуют стыки, являющиеся слабыми местами. Также из бетона можно сделать фундамент абсолютно любой сложности и конфигурации — не только с прямыми углами, но и с ломаными и округлыми линиями.

Альтернативой, которая позволяет серьезно уменьшить смету строительства, является забивной свайный или столбчатый фундамент из ЖБИ. Однако следует принимать в расчет, что и здесь потребуется привлечение специальной техники, а в дальнейшем монтаж ростверка. Еще один минус основания опор стаканного типа в том, что под домом нельзя оборудовать подвал.

Достоинства и недостатки

Монолитный ЖБ фундамент служит долго, но требует больших финансовых затрат

Любая конструкция имеет свои сильные и слабые стороны. Не являются исключением и ЖБ опорные системы.

Доказанные практикой достоинства конструкций:

• Относительная простота сборки. Вполне можно сделать качественное сооружение своими руками.
• Высокая прочность. Возможность строительства тяжелых многоэтажных зданий.
• Универсальность. Железобетонный фундамент можно устанавливать практически во всех типах грунта, кроме илистого.
• Длительный срок службы. При правильном подборе компонентов может составлять до 150 лет.

Выявленные недостатки:

• Большой объем затрат. При возведении массивных конструкций требуется много материала, привлечение рабочих и техники.
• Долгое время для застывания. Чтобы набрать полную прочность, бетонный фундамент должен простоять 28 суток.
• Невозможность или повышенная сложность строительства в холодное время года.

Несмотря на имеющиеся минусы, сегодня железобетон является наиболее надежным и эффективным вариантом для обустройства опорных систем для зданий и сооружений.

Расчет фундамента и необходимые инструменты для работы

Порядок укладки слоев при обустройстве фундамента

Любая работа начинается с планирования. Сначала составляется чертеж, затем проводится расчет оборудования и материалов. Плитный фундамент проектируется с тем расчетом, что при толщине 20-40 см, он будет возвышаться на 5-10 см над землей. Углубление ленточной системы зависит от типа грунта и уровня его промерзания. На пучинистых почвах нижняя точка основания опускается на 150 см и ниже. На устойчивых грунтах достаточно глубины 40-70 см.

Потребуются такие инструменты:

• рулетка, уровень;
• лопата;
• бетономешалка;
• болгарка;
• топор, молоток;
• отвертка;
• малярная кисть;
• ножницы, кусачки;
• приспособление для закручивания проволоки;
• глубинный вибратор.

Изначально рекомендуется отказаться от сборки стального каркаса с помощью сварки. От нагревания прочность металла снижается, швы быстро ржавеют.

Технология строительства

Бетон заливается быстро, чтобы не расслаивался

Технология строительство ленточной ЖБ опорной системы отработана столетиями и не отличается особой сложностью.

Проводится оно в такой последовательности:

1. Определение точного места, где будет находиться здание.
2. Проведение разметки с последующей проверки размеров сторон и диагоналей.
3. Отрывка котлована с расчетом на установку опалубки.
4. Уплотнение дна канавы или ямы, укладка геотекстильного волокна. Оно предотвратить размывание отсыпки.
5. Обустройство подушки из песка и щебня. Материал смачивается и выравнивается.
6. Монтаж опалубки. Выбирается съемный или постоянный вариант.
7. Армирование. Пруты и внутренние рамки стягиваются стальной проволокой. По краям и снизу крепятся распорки.
8. Замешивается и заливается бетон. Этот процесс необходимо проводить непрерывно, чтобы избежать расслоения конструкции.

После отвердения поверхности фундамент накрывается гидроизоляционным материалом. До момента набирания полной прочности осуществляется ежедневное смачивание бетона.

Достаточно ли вы знаете про железобетонный ленточный фундамент?

Железобетонный ленточный фундамент

Закладывая железобетонный ленточный фундамент, вы получаете прочную основу, которая выстоит десятилетия. На нем можно возвести многоэтажные помещения. Однако подобное возможно только при соблюдении технологии обустройства. Прежде всего нужно позаботиться о металлическом каркасе. Без него добиться прочности не удастся. Заливка железобетонной смеси выполняется непрерывно. Начинается все с подготовительных работ. Участок должен быть тщательно очищен. Затем выполняется разметка. Внутри сплошной ленты устанавливается арматурный каркас. Состоит он из арматурных прутьев. Каждая из них имеет толщину 12-16 мм. Особое внимание следует уделить качеству арматуры. От этого зависит надежность основания. Крепятся прутья друг с другом специальной проволокой. Использование сварки недопустимо. Обусловлено это опасностью развития коррозионных процессов на сварных швах.

Потребуется выполнение определенного объема земельных работ. Начинать следует с рытья траншей. Перед этим выполняется разметка участка. Траншеи должны находиться по полному периметру будущего здания. Затем туда укладывается арматурный каркас. В конце все заливается железобетонной смесью. Железобетонный ленточный фундамент должен иметь опалубку. Следовательно, ширину траншеи придется увеличить. Глубина основания рассчитывается с учетом точки промерзания земли. Также учитывается высота цоколя. Ширина стен без опалубки не должна быть меньше двадцати см. Когда траншеи будут готовы, устанавливается опалубка. Доски изнутри должны иметь гладкую поверхность. Также их обматывают специальной пленкой, укладывают ее внутрь. Она защищает доски от впитывания влаги. Поперечные перемычки повышают жесткость всей опалубки.

Следующим этапом является сборка каркаса. Выполняется подобная работа вблизи траншей. После установки рабочие скрепляют его по углам. Прутья должны иметь неровную поверхность. Минимальная толщина данных изделий составляет 12 мм. Это касается продольных сторон. А минимальная толщина прутьев для поперечных соединений составляет 10 мм. Высота конструкции тоже оговаривается в соответствующей нормативной документации. От поверхности грунта до каркаса должно быть 20-сантиметровое расстояние. Все перечисленные параметры необходимо соблюсти в точности. Иначе основание не сможет выдержать огромные нагрузки возводимого помещения. Следующим этапом является заливка раствора.

Важнейшим этапом при закладке подобной основы является тщательная трамбовка дна траншеи. Выполняется такая работа перед укладкой каркаса. Затем создается песчано-гравийная подушка. Толщина данного слоя достигает 15 см. После этого выкладываются плоские камни. После заливки каменный слой защитит подушку. Бетонный раствор заливается послойно. Необходимо сделать тщательную трамбовку. Каждый такой слой имеет 20-сантиметровую толщину. Трамбование помогает устранить пустоты, образующиеся в растворе. Так удается добиться целостности здания. Заливка раствора должна выполняться беспрерывно. Следует тщательно проследить за приготовлением бетонной смеси. Особое внимание уделяется количеству используемой воды. Переизбыток или недостаток влаги вызывает разрушение отвердевшего бетона.

Ленточный железобетонный фундамент

Проект невозможно соорудить без качественной гидроизоляции. Прежде всего снимается опалубка. Затем выполняется обработка битумом. Работу необходимо выполнить перед обратной засыпкой. Внимание уделяется сушке залитого раствора. Нужно позаботится о его защите в дождливые дни. Защитит от повышенной влажности полиэтиленовая пленка. В жаркие дни нужно поливать поверхность, чтобы не появилась сухая корочка. Следуя этим правилам, вы сможете соорудить надежную подоснову, на которую затем можно выстроить прочное здание.

Ростверк – выгодный аналог

Сегодня в малоэтажном строительстве особенно распространены свайные основы. Для изготовления подобных изделий используются разные материалы. Наиболее востребованными являются железобетонные столбы. Не менее прочными и надежными считаются винтовые металлические стержни. Монтируются они путем углубления в грунт. Снаружи подобных основ обустраивается ростверк. Он отвечает за распределение нагрузок несущих сооружений. Такая основа напоминает железобетонный ленточный фундамент. Внешне она похожа на железобетонную раму. Установлена рама на сваях. Идеально подходит подобное решение для дачного строительства.

Виды ростверков

Существует три разновидности подобных конструкций, которые используются в современном строительстве:

• сборный;
• сборно-монолитный;
• монолитный.

Первый вид сооружается с использованием стальных балок. Для их соединения используется сварка. Это сравнительно трудоемкий вариант, отличающийся сложностью монтажа. Следует отметить и некачественное соединение балок. Применяют сборный вид при возведении недолговечных сооружений. Высока вероятность развития коррозионных процессов. Причина заключается в незащищенности сварных швов. Сборно-монолитный тип используется для возведения промышленных помещений. Отличаются они тяжелым весом. Отдельные детали изготавливаются заранее. Затем выполняется их сборка на стройплощадке. Возведение собственных особняков с использованием данного варианта невыгодно. Потребуется тяжелое оборудование, аренда которого обойдется достаточно дорого. Монолитный вид очень напоминает железобетонный ленточный фундамент. Сооружают его также из плиты. Прекрасно подходит для малоэтажного строительства.

Он может иметь разную высоту. Если он возвышается на 15 см с поверхности грунта, называется высоким. Используется данный вариант на холмистых и пучинистых грунтах. Отлично подходит для неровного рельефа. Однако при выборе этого вида рассчитывать на обустройство подвального помещения не стоит. Повышенный распологается на 10-сантиметровой высоте от поверхности земли. Этот тип не имеет явных недостатков. Заглубленный обустраивается под поверхностью грунта. Необходимо соорудить песчаную подушку. Он похож на железобетонный ленточный фундамент. Под ним расположены сваи. Хорошо подходит для сравнительно грузных сооружений. Следует отметить высокую (хоть и оправданную) стоимость такого варианта.

Грамотное обустройство такой основы является гарантом прочности любого помещения. Вышеперечисленные рекомендации лучше учесть во время проектирования. Это избавит от ошибок и неточностей, которые могут привести к разрушению сооружения. Важным моментом перед обустройством является исследование участка. Голого-геодезические изыскания позволят специалистам определить специфику грунта, уточнить точку промерзания и уровень залегания грунтового водоносного горизонта. С учетом полученных параметров будет выбран вид основы, который больше подходит для конкретной местности.

Сооружается он с использованием различных материалов. Металлический вид имеет ряд особенностей. Для соединения свай здесь используются швеллеры. Допустимы также двутавры. Широкий швеллер устанавливается для несущих элементов. На такие металлические изделия можно поместить блоки. Узкий швеллер применяют в перегородках. Несмотря на надежность металлоконструкции, она обходится достаточно дорого. Сравнительно дешевым вариантом считается бетонный ростверк. Сооружается он в специально выкопанных траншеях. Следует отметить высокую надежность данного вида. Существует также подвесной вид. Железобетонная лента в подобных конструкциях проходит поверх сваи. Она не касается грунта.

Установка требует использование опалубки. Она устанавливается по всему периметру основания. Высокий или возвышенный ростверк требует подготовки песчано-грунтовой подушки. Возможна замена пенопластом. Когда бетонный раствор просушится, такая подушка легко удаляется. Следующим этапом является установка металлического каркаса. Закрепляют его к верхушкам стержней. Сборка данной конструкции возможна в опалубке. Строители часто готовят каркас заранее. Следует позаботится о заглублении арматурной конструкции. Для этого используются тонкие бруски. В противном случае возможно развитие коррозионных процессов. Металлическая часть должна стоять неподвижно. Иначе во время заливки бетонной смеси, произойдет его сдвиг. Такая конструкция требует длительной сушки. Уходит на это около месяца. Затем можно приступать к эксплуатации.

В малоэтажном строительстве данный метод используется широко. Благодаря ему, удается создавать прочные, надежные и долговечные подосновы, выдерживающие огромные нагрузки. Особенно подходят они на участках с неровным рельефом. Монолитный вид ростверка очень напоминает железобетонный ленточный фундамент. Обустраивается он на ж/б сваях. Отличается данный вариант своей экономичностью. Для его сооружения требуется небольшое количество материалов. А времени на подобные работы уходит минимальное. Плиточный аналог требует больших временных и денежных затрат. Это трудоемкий процесс.

Фундамент ленточный монолитный железобетонный

Монолит должен иметь крепкое основание. Он должен выдержать огромные нагрузки. Особое внимание уделяется обвязке арматуры. Кроме времени здесь необходимо проявить терпение. Следовательно, придется заранее просчитать все нюансы и потери. Сравнительно легче монтируется сборный вариант. Состоит он из железобетонных балок. Изделия имеют стандартные размеры. Рабочие используют готовые элементы. Выполняется сборка довольно быстро. Предусмотрены также замки. Их просто замоноличивают. Для таких конструкций также потребуется песчаная насыпь. После сборки она убирается.

Размеры ростверка определяются с учетом общей площади основания. Такой железобетонный ленточный фундамент имеет разную высоту. Если участок отличается пучинистым грунтом, здесь потребуется высокая конструкция. В морозные дни такой конструкции ничто не грозит. Высокое расположение основы подразумевает наличие продуваемого пространства. Чтобы пол не был холодным, рекомендовано утеплить его. Особое внимание уделяется и выбору свай. Такие изделия имеют разную длину и толщину. Поэтому выбор следует доверить профессионалам, хорошо знающим специфику свайных основ.

Обустройство ростверка начинается после монтажа железобетонных стержней. Сначала необходимо позаботиться об удалении плодородной почвы. Иначе в будущем земля под основание начнет покрываться растениями. Они опасны для железобетонных изделий. Никакие дополнительные земельные работы при сооружении основания не потребуются. Железобетонный ленточный фундамент в виде ростверка требует минимального расхода стройматериалов. Отличается он своей высокой надежностью. Экономия достигается за счет надземного расположения конструкции. Следовательно, никакие траншеи рыть не придется. Не нужно заботиться и об обустройстве бетонных подушек. Работы можно проводить даже зимой.

Во время вспучивания висящая конструкция не дает проседание. Она уменьшает теплопотери сооружения. Такое основание не контактирует с промерзшим грунтом. Стоимость закладки подобного ростверка на 20 процентов дешевле традиционных видов. Обустраивается ростверк в рекордно короткие сроки. Обладает он огромным запасом прочности. Поэтому большинство собственников земельных участков выбирает именно сваи. Особенно это касается владельцев участков с обводненными и пучинистыми грунтами. Сваи достигают твердых глубинных пластов. Следовательно, они устанавливаются прочно. С такими материалами можно строить даже на торфяниках. Идеально подходят свайные основания и для так называемых плывунов. Для таких грунтов традиционный железобетонный ленточный фундамент не годится.

Специализированные компании сегодня предлагают заинтересованной клиентуре комплексные услуги по обустройству свайных основ. Квалифицированные инженеры проводят геолого-геодезические изыскания на конкретных участках. Они исследуют особенности почвы, определяют глубину промерзания и залегания грунтовых водоносных слоев. Все полученные данные заносятся в проектную документацию. На основании таких данный выбираются сваи. Также они определяют тип ростверка, подходящий под будущее сооружение. Он успешно заменит железобетонный ленточный фундамент.

Процесс проектирования проходит с учетом вышеперечисленных нюансов. Инженеры разрабатывают детальную проектную документацию и определяют заранее приоритеты. Отдельно разрабатывается смета. В ней дается перечень необходимых стройматериалов и их объемы. Расписываются все предстоящие работы. При необходимости указывается необходимость аренды спецтехники. Следующим этапом является выполнение на участке разметки. Специалисты учитывают каждый сантиметр. Малейшее отклонение в таком деле может привести к непоправимым результатам. Тщательно контролируется качество закупаемых стройматериалов.

Самостоятельное занятие обустройством ростверка может привести к непредсказуемым последствиям. Допущенные при таких работах неточности обойдутся собственнику в крупную сумму. Более того, они могут привести к разрушению строения. Следовательно, от самодеятельности в этом деле лучше отказаться. Доверяя подобные работы профессионалам, вы сможете избежать непредвиденных проблем. Только специалисты способны правильно выбрать и установить подходящую конструкцию основания или железобетонный ленточный фундамент, который выстоит долгие годы и выдержит все нагрузки будущего сооружения. Они выполнят все необходимые расчеты и изыскания, грамотно составят проектную документацию и проследят за работами. Монтаж осуществляется квалифицированными рабочими, хорошо знающими тонкости установки свай. Процесс контролируется опытными инженерами, которые проверяют каждую выполненную работу. В случае обнаружения неточностей, они быстро их исправляют. Следовательно, если вы обратитесь к таким профессионалам, сможете забыть о проблемах, связанных со строительством и обустройством основания. Отзывы о работе над железобетонным ленточном фундаменте:

Монолитный железобетонный фундамент

Наиболее популярными основаниями под сооружения на территории России являются фундаменты монолитные железобетонные. Это обусловлено универсальностью их применения, ведь такой тип основания постройки подходит под любой почвенно-грунтовой слой. Главное — это грамотный расчет величины траншеи и заполнение ее основания более подходящим грунтом.

Схема монолитного фундамента.

Следует учитывать, что окончательное решение об использовании фундамента принимает только высококвалифицированный архитектор, поскольку потребуется с высокой точностью рассчитать свойства земли и климатические условия данного региона.

Разметка углубления под фундамент

После одобрения архитектора и подбора участка под возведение дома, прежде всего, потребуется грамотно разметить место расположения основания постройки. Это делается при помощи полуметровых арматурных обрезков, которые вбиваются в поверхность земли на 100-150 мм по намеченному периметру. Для снижения вероятности допущения ошибок рекомендуется прибегнуть к использованию более точных методов.

Например, используя качественную леску и деревянные колышки, можно разметить всю зону под основание постройки. При этом необходимо применять рулетку для точности. В процессе работ нежелательно растягивать леску, иначе ошибки в разметке периметра неизбежны.

Разметка фундамента.

По завершении разметки потребуется по второму разу измерить длину всех протянутых лесок. При этом все стороны должны быть параллельны друг другу. Обязательно измерьте периметр по диагонали с обеих сторон. Если они не будут совпадать, у постройки образуются неравномерные углы.

Величина траншеи должна превышать запланированные размеры фундамента на 45-55 см в поперечном сечении. Необходимо добавить еще около 25 см, которые потребуются для размещения опалубки и создания дренажа для грунтового наполнителя. При этом вглубь траншея должна превышать размеры фундамента минимум на 20 см. Это необходимо для засыпки щебенки.

Завершив все работы, связанные с подготовкой к возведению фундамента, можно приступать к выбору типа монолитного железобетонного основания. Фундамент подразделяется на 2 разновидности:

• сборный;
• ленточный.

Вернуться к оглавлению

Сборный монолитный железобетонный фундамент

Схема устройства сборного монолитного фундамента.

В этом случае обязательно понадобится спецтехника с большой грузоподъемностью. При этом потребуется нанять четырех опытных строителей:

• крановщик;
• 2 монтажника;
• помощник.

Возведение фундамента начинается с угловой части будущей постройки. Слой бетонной смеси нужно заливать перед размещением каждой плиты, которая устанавливается при помощи грузового крана. Необходимо соблюдать постоянный интервал между плитами размером в 1,5 см. После успешного размещения каждой плиты потребуется залить ее бетонной смесью.

Сборные железобетонные основания широко распространены при возведении многоэтажных построек.

Для небольших частных домов они используются гораздо реже, поскольку стоимость установки такого фундамента довольно высока.

Кроме того, его надежность не будет использоваться в полной мере, так как он рассчитан на большие нагрузки.

Вернуться к оглавлению

Монолитный ленточный фундамент

Схема ленточного монолитного фундамента.

Для небольших загородных участков лучше всего подходит ленточный монолитный тип железобетонного основания. Он представляет собой замкнутый контур (лента) из железобетона, который укладывается под опорными стенами постройки. Его возведение начинается с обустройства обрешетки на основе арматуры.

Прежде всего, потребуется подготовить своеобразные кольца из арматурных стержней с поперечным сечением в 0,8 см. Для этого необходимо взять часть швеллера, а затем выпилить насечки на его реберных сторонах при помощи болгарки.

Внутрь насечек вставляется один конец арматурного стержня, а другой сгибается при помощи металлической трубы подходящего размера, которая выступает в роли рукоятки. Стержни нужно согнуть до образования колец, не обязательно, чтобы они были равномерно круглыми. Для работы подойдут даже прямоугольники. После подготовки колец необходимо накрутить на них вязальную проволоку.

Теперь можно приступать к изготовлению обрешетки. Для этого потребуются 4 арматурных стержня с поперечным сечением в 12 мм. При этом их величина должна равняться длине каждой стороны постройки. Каждый стержень нужно вдеть в готовые кольца и подвязать к углам. 5-й стержень подвязывается в середину верхнего края прямоугольника.

Создав обрешетку при помощи данного метода, потребуется спустить ее в траншею, где предварительно выложены кирпичи. При этом угловая часть обрешетки связывается проволокой, после чего у краев углубления вбиваются стержни, выполняющие роль колышков, к которым в дальнейшем привязывается обрешетка. По завершении в траншею заливается бетонный раствор, который образует монолитный фундамент.

Как ясно из данного руководства, ленточный монолитный тип железобетонного основания можно возвести самостоятельно, если приложить определенные усилия.

Фундамент монолитный железобетонный

Строительство любого дома начинается с закладки фундамента. Важно подобрать тип фундамента с учетом плотности грунта, степени промерзания и близости грунтовых вод. Наиболее распространенный в наших климатических условиях фундамент – монолитный железобетонный или сборный железобетонный. Даже если строительство ведется на пучинистом грунте достаточно правильно рассчитать ширину траншеи и обеспечить обратную засыпку из непучинистого грунта.Помните, что решение о выборе типа фундамента должен принимать опытный архитектор, который сможет учесть все характеристики почвы и климата, а так же рассчитать проектную нагрузку.

Содержание

Когда расчеты готовы и пора приступать к действию, в первую очередь необходимо правильно произвести разметку участка. Места, где будет проходить траншея для фундамента удобнее всего помечать небольшими обрезками арматуры, вбитыми в землю на 10-15 см. Конечно, разметка ведется в соответствии с технической документацией, но есть несколько приемов, которые помогут вам избежать ошибки:

• При помощи колышков и прочной нити отмечаем периметр фундамента, отмеряя расстояния длинной рулеткой. Если в вашем распоряжении нет рулетки нужной длины, используйте ту же нить. Важно чтобы нить не растягивалась, иначе ошибки в разметке не избежать.
• После окончания разметки еще раз вымеряйте длины сторон – параллельные стороны должны быть одинаковыми. Обязательно померяйте диагонали – они должны быть равны. В противном случае ваш фундамент будет иметь непрямые углы.
• Ширина траншеи должна быть на 40-60 см больше проектной ширины фундамента. Дополнительные 20-30 см с каждой стороны необходимы для установки опалубки и обустройства защитной дренажной засыпки. К глубине фундамента указанной в проекте необходимо добавить 20 см для дренажной «подушки» из щебня и песка. Если все сделано правильно, можно приступать к рытью траншеи.

Разметка траншеи под монолитный железобетонный фундамент

Вырыть траншею под железобетонный фундамент можно как с помощь экскаватора, так и вручную.

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

Безусловно, применение техники значительно ускорит процесс, но и «ручная работа» имеет свои преимущества:

• Меньший объем извлеченного грунта
• Более ровные стенки траншеи;
• Экономия бетона (при заливке без опалубки) – вручную легче корректировать ширину траншеи, а, следовательно, объем используемого бетона.

На расстоянии около 30 см от дна траншеи необходимо сделать небольшое расширение – «пятку». Это позволит увеличить площадь опоры и распределить нагрузку. На дно траншеи укладывается слой песка или мелкого щебня и обильно поливается водой для усадки.

Если проектом вашего дома предусмотрен сборный железобетонный фундамент, можно начинать его укладку. К сожалению, здесь не обойтись без использования грузоподъемной машины (крана). Оптимальное количество рабочих в этом случае 4 человека: крановщик, подсобник и два монтажника.

Готовый сборный железобетонный фундамент для дома с цокольным этажом

Работу начинают с угла здания. «Постель» из  раствора выкладывают непосредственно перед установкой каждого блока, при помощи крана укладывают блок и проверяют правильность его расположения по осям при помощи уровня и отвеса. Затем укладывают следующий блок. Допустимый вертикальный зазор между блоками – 15 мм. После установки блоков его  заливают бетоном, а иногда, для улучшения гидроизоляции предварительно законопачивают.

Сборные железобетонные фундаменты в малоэтажном строительстве используются достаточно редко. Дело в том, что при относительно небольшой нагрузке на фундамент, несущая способность блоков используется лишь на 10-15%, а вот стоимость закладки сборного фундамента значительно выше, чем цена заливки ленточного.

Если же проектом предусмотрен  железобетонный монолитный ленточный фундамент, начинать следует с устройства арматурного каркаса.

В первую очередь изготовим так называемые «кольца» из арматуры толщиной 8мм. Для этого небольшой кусок швеллера нужно жестко закрепить и сделать на двух его ребрах канавки (болгаркой). В эти канавки вставляем арматуру толщиной 8мм, на другой ее конец надеваем трубу большего диаметра и получаем некое подобие рычага. Таким способом достаточно легко можно изготовить одинаковые прямоугольники. Это и будут наши «кольца».

Монолитный фундамент ленточного типа

Готовые кольца связываем вязальной проволокой и приступаем к изготовлению каркаса.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

Для этого 4 куска арматуры, толщиной 12 мм и длиной, равной длине стороны дома, с помощью вязальной проволоки пропускам через «кольца» и привязываем к углам. Пятый прут привязываем посередине верхней грани  прямоугольника.

Обратите внимание, если вы связываете несколько кусков арматуры, для получения необходимой длины, нахлест должен быть не менее 1 м.

Технологию заливки ленточного фундамента в деревянную опалубку с арматурой поможет представить видео-ролик.

Изготовив таким образом каркас для всего фундамента, опускаем его в траншею, укладывая на кирпичи на расстоянии около 10 см от дна, и скрепляем  по углам вязальной проволокой. Затем вбиваем в стены траншеи штыри и привязываем к ним каркас.

Важно! Каркас должен быть уложен строго по уровню.

Примерно по такому же принципу изготавливается еще один фундамент — монолитная железобетонная плита, только в этом случае заливка располагается в котловане по всей площади дома. Такой фундамент часто служит полом цокольного этажа.

Заливка монолитной плиты — приоритетного типа фундамента для строительства на пучинистых и просадочных грунтах

Как видите, соорудить фундамент для дома или гаража своими руками не так уж трудно, главное приложить желание и некоторые усилия и все обязательно получится.

проектирование, маркировка и этапы строительства

Монолитный железобетонный фундамент сегодня является наиболее распространенным решением при строительстве частных домов. За многие десятилетия эксплуатации он хорошо зарекомендовал себя, так как достаточно прост в устройстве, не требует использования специального оборудования и особо сложных устройств.

Технологии

Чтобы конструкция была прочной и надежной, необходимо соблюдать технологию.Он предусматривает создание проекта фундамента, рытье траншей, установку опалубки, укладку арматуры и работы по гидроизоляции. В основном ленточный фундамент представляет собой монолитную полосу из бетонного раствора, на которой возводятся несущие стены дома. Такое основание актуально, если предлагается построить частный дом из материалов с внушительной массой, среди которых следует отметить:

• шлакоблоков;
• кирпич;
• бетон;
• камень.

Проект фундамента может быть создан для зданий, генплан которых представляет собой подвал, цокольный этаж или подземный гараж. Такую основу можно использовать и в том случае, если в доме будет мансарда или тяжелое перекрытие. Обычно такой тип строительства выбирают для регионов, где грунт преимущественно неоднородный. В целом ленточное основание подходит практически для всех типов грунтов, кроме торфяников и просадочных грунтов.

Разновидности монолитного ленточного фундамента

Ленточный монолитный железобетонный фундамент представлен несколькими разновидностями, которые можно классифицировать по нескольким факторам, в том числе по глубине залегания залежи.Для массивных построек из тяжелых строительных материалов применяется заглубленный фундамент, который располагается на глубине от 250 до 300 мм.

Укладывать такой фундамент необходимо ниже уровня промерзания грунта. Еще один вид ленточного фундамента — это неглубокая конструкция, которая подходит для каркасных легких конструкций. Глубина в этом случае может равняться пределу от 550 до 600 мм.

Подготовка материалов

Ленточный монолитный железобетонный фундамент возводится после подготовки некоторых инструментов и материалов.Среди последних следует отметить:

• рубероид;
• проволока стальная;
• арматура;
• саморезы или гвозди;
• щебень и песок;
• бетон.

Монолитный железобетонный ленточный фундамент можно заполнить самоподготовленным бетоном. Для этого потребуется цемент марки М-400 и выше. Для раствора необходимо приготовить также щебень средней фракции, песок и гравий.

Чертеж

Проектирование фундамента может осуществляться на основании Данных, которые диктуют глубину залегания оснований в зависимости от грунта.Например, в случае каменистого грунта глубина составляет 200 мм, а нагрузка на грунт составит 20 кН / м ² . Эти цифры актуальны для хозяйственных построек, бань и сараев. Нагрузка увеличится до 30 кН / м ² , а глубина насыпи составит 300 мм, если это одноэтажный загородный дом с мансардой. Параметры будут составлять 50 кН / м ^{, 2,} и 500 мм соответственно, если вы планируете строительство двухэтажного коттеджа.

Трехэтажный особняк будет иметь фундамент, углубленный на 650 мм, а нагрузка составит 70 кН / м. ² .Если это территория с преобладанием глины или плотной глины, то глубина сваи под хозпостройку составит 300 мм. Одноэтажный дом отдыха или двухэтажный коттедж заглубляется в подвальную площадь на 350 мм и 600 мм соответственно. Трехэтажный особняк будет иметь фундамент на высоте 850 мм.

Реализуя проектирование фундамента, можно столкнуться с тем случаем, когда территория представляет собой мягкий песок или зольную супесю. В первом случае глубина фундамента хозпостройки составит 450 мм, во втором — 400 мм.Если планируется построить одноэтажный дачный дом, то на мягком песке его основание следует заделать на 650 мм. Мутный грунт в случае сарая или бани требует основания, которое углубляют на 650 мм. Торфяники требуют другого типа фундамента.

Расчет нагрузки на фундамент

Нагрузка на фундамент рассчитывается по нескольким параметрам. Для этого нужно знать площадь стен, рассчитанную путем умножения высоты постройки на периметр дома.Объем стен рассчитывается путем умножения площади на толщину. Также важно определить вес стен, умножив удельный вес материала на объем.

Определить площадь сторон фундамента можно методом умножения периметра на толщину. Удельная нагрузка на фундамент будет равна цифре, которая будет получена путем деления веса стен на площадь всех сторон фундамента.

Ориентир

Строя ленточный фундамент для дома, на первом этапе необходимо осуществить разметку.Участок перед его очисткой от мусора и посторонних предметов, с поверхности снимается верхний плодородный слой почвы, толщина которого равняется пределу от 120 до 150 мм.

Если не позаботиться об удалении органических остатков, это может вызвать возникновение процессов биологического разложения, которые нежелательны для подвалов. На участке необходимо разметить углы при помощи колышков. Плавность их установки следует уточнить, проверив диагонали.При необходимости колышки можно переставить. Между ними протягивается прочный шнур, с помощью которого можно контролировать углы и определять направление подвала.

Перед тем, как приступить к возведению ленточного фундамента под дом, для обозначения углов можно использовать подготовленные деревянные детали в виде прямоугольников. Один из них устанавливается в нужной точке и фиксируется. На него следует приклеить два шнура, взяв за основу расстояние ширины желоба за основание. Протяните шнуры до следующего места, где будет располагаться второй угол.К этому элементу прикрепляются натянутые шнуры. Это позволит разметить 4 угла.

Если несущие стены располагаются неподвижно и внутри здания, важно выполнить их разметку по той же технологии. Как только все углы обнажены, вы должны проверить диагонали квадрата или прямоугольника. Они должны быть равны, это будет свидетельствовать о правильной установке углов. Перед тем как сделать фундамент, важно разметить территорию. По ходу шнура можно сделать присыпку с сухой известью, это даст возможность понять направление ленты и выявить ошибки.После того, как внутренние стены и очертание завершены, нужно положить фундамент под террасу, веранду или крыльцо.

Подготовка траншеи

Если вы задались вопросом, как сделать фундамент, то необходимо вырыть траншею по размеченным линиям, углубляясь в грунт согласно проектным параметрам. Начинайте рытье котлована с нижнего угла фундамента, это обеспечит разную глубину траншеи по всей длине.

Стены при выкапывании почвы следует стараться сделать вертикальными и ровными. Когда грунт проливается, в уязвимых местах устанавливают временные опоры. При работе над траншеей следует производить периодические замеры уклона и глубины. Если фундамент должен располагаться на склоне, дно траншеи должно иметь одинаковую глубину по периметру. Иногда в доме бывает камин, печь или другая кирпичная конструкция. На этом этапе важно позаботиться о фундаменте для таких конструкций.

Подготовка дна

Фундамент дома обязательно предусматривается за

Железобетонные конструкции

• Ресурс исследования
• Проводить исследования
  • Искусство и гуманитарные науки
  • Бизнес
  • Инженерная технология
  • Иностранный язык
  • История
  • Математика
  • Наука
  • Социальная наука

  Лучшие подкатегории

  • Продвинутая математика
  • Алгебра
  • Базовая математика
  • Исчисление
  • Геометрия
  • Линейная алгебра
  • Предалгебра
  • Предварительный расчет
  • Статистика и вероятность
  • Тригонометрия
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • Науки о Земле
  • Наука об окружающей среде
  • Науки о здоровье
  • Физика
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Антропология
  • Закон
  • Политология
  • Психология
  • Социология
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Бухгалтерский учет
  • Экономика
  • Финансы
  • Менеджмент
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Аэрокосмическая техника
  • Биоинженерия
  • Химическая инженерия
  • Гражданское строительство
  • Компьютерные науки
  • Электротехника
  • Промышленное проектирование
  • Машиностроение
  • Веб-дизайн
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Архитектура
  • Связь
  • Английский
  • Гендерные исследования
  • Музыка
  • Исполнительское искусство
  • Философия
  • Религиоведение
  • Письмо
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Древняя история
  • Европейская история
  • История США
  • Всемирная история
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Хорватский
  • Чешский
  • Финский
  • Греческий
  • Хинди
  • Японский

Монолитное купольное строительство | Преимущества и недостатки | Материалы | Профили | PPT

Введение

Монолитный купол представляет собой тонкостенную железобетонную оболочку. Сооружение обеспечивает безопасное укрытие для людей в зоне ураганов и землетрясений. Этот метод — эффективная альтернатива обычным методам. Монолитный купол — это монолитное сооружение. Кривая, повернутая вокруг центральной оси для образования поверхности, создает купол. Монолитные купола не только уникальны и привлекают внимание, но и исследования показали их экспоненциальную энергоэффективность.Они потребляют на 50% меньше энергии, чем традиционные конструкции аналогичного размера.

Купола определены как убежища от торнадо. Три брата Дэвид, Барри и Рэнди построили и запатентовали первый монолитный купол в 1975 году. Конструкция монолитного купола с надлежащим укрытием земли более эффективно выдержит взрыв бомбы. Размеры: очень маленькие 2,5 м — очень большие купола диаметром 80 м. В состав здания входят:

• внешняя воздухонепроницаемая форма
• пенополиуритан
• железобетон

Используемые материалы

1. Комплекты воздушной формы — Комплект воздушной формы был получен от монолитных конструкторов, Италия.Комплект состоял из формы диаметром 40 футов и усиленных стальных якорей. Он заказывается в виде полусферы.
2. Пенополиуретан — Напыление на пенополиуретановую изоляцию было типа частичного процесса, в котором диафенилметан-4,4-диизоцинат был смешан со смешанной полиоловой смолой.
3. Арматурная сталь — Сталь в фундаменте и плите составляла 5/8 дюйма и арматурный стержень сорта 40. Использовалась оболочка купола 13 мм и арматура марки 60 9,5 мм.
4. Бетон — Фундамент и плита использовалась стандартная мешковидная бетонная смесь для фундамента.Бетон, использованный в оболочке купола, составлял 9 мешков на кубический ярд смеси.

Конструкция монолитного купола

Монолитный купол — это округлая конструкция здания, обычно сделанная из бетона и жестких стальных стержней. Он состоит из внешней герметичной формы, пенополиуретановой изоляции и железобетона. Процесс строительства монолитных куполов повлек за собой: —

1. Заложить фундамент купола, обычно из железобетона.
2. Над фундаментом надувается воздушная форма или ткань.
3. Затем внутрь формы добавляется пенополиуретан.
4. К внутренней части пенопласта прикрепляются специальные зажимы и устанавливается арматура. Наконец, бетон заливается на воздушную форму, арматуру и опоры из пенопласта, и возникает куполообразная форма.

Этапы строительства

Шаг 1

1. Фундамент с кольцевыми балками
2. Монолитный купол начинается с бетонного кольцевого фундамента.
3. Сплошные арматурные стержни закладываются в фундамент кольцевой балки.
4. Кольцо создает прочную основу для построения купола.

Шаг 2

1. Надувная форма для воздуха
2. Изготовлен из прочного, непроницаемого для погодных условий материала.
3. Воздушная форма надувается двумя вентиляторами.
4. Определяет окончательную форму купола.

Шаг 3

1. Полиуретановая пена
2. Пена наносится внутри для придания жесткости воздушной форме и обеспечения надежной поверхности, к которой крепится арматурный стержень.
3. Он затвердевает и создает превосходный изоляционный слой.

Шаг 4

1. Стальная арматура
2. Стальная арматурная арматура прикрепляется к пенопласту с помощью специально разработанной схемы обруча и вертикального стального стержня.
3. Для малых куполов нужны стержни малого диаметра с большим расстоянием между ними.
4. Для больших куполов требуются стержни большего размера с меньшим расстоянием между ними.

Шаг 5

1. Торкрет-бетон
2. Это специальная бетонная смесь, наносимая методом распыления на внутреннюю поверхность купола.
3. Стальная арматура заделывается в бетон и при нанесении примерно трех дюймов торкретбетона.

Профиль и формы монолитного купола

Профиль купола определяет размер его площади поверхности или оболочки купола, а величина площади поверхности влияет на стоимость строительства. Площадь поверхности купола полусферы в два раза больше площади его пола, то есть 2 * пи * радиус * радиус. Большая часть монолитного купола имеет сплюснутый эллиптический профиль.

Формы монолитного купола

Низкопрофильный сферический сегмент

• Наиболее эффективная форма.
• Используется для больших куполов.

Полусфера

• Площадь поверхности в два раза больше площади пола.
• Используется для больших складских зданий и небольших строений, таких как дома.

Высокопрофильный сферический сегмент

• Максимальный объем при минимальной площади пола.
• Используется для резервуаров для воды, складских зданий, домов и т. Д.

Сплюснутый эллипсоид

• Очень эффективен для одиночных конструкций.
• Стены имеют максимальный вертикальный уклон в зависимости от размера конструкции.

Вытянутый эллипсоид (длинная ось по горизонтали)

• Эллиптическое основание создает очень уникальное пространство

Вытянутый эллипсоид (длинная ось вертикально)

• Он очень высокий.
• Используется для бестарного хранения и подземных сооружений.

Купольные профили

• Чем ниже профиль, тем меньше затраты.
• Окна и двери на втором этаже можно дополнить.
• Если земля — ​​это премиум, поднимитесь со встроенной стенкой ствола

Многокупольная комбинация

Гусеница — отличная конструкция. Он может охватывать 60 футов в ширину и 300-500 футов в длину. Его легко построить и учесть линейные функции.

Преимущества монолитного купола

Преимущества монолитного купола делятся на три основные категории:

1. Экономика
2. Безопасность
3. Эстетика и комфорт

1.Экономия в строительстве

• Стоимость купола меньше.
• Оптимизированный процесс строительства и использование всего четырех ингредиентов вносят вклад в экономию купола.
• Требуют меньше обслуживания.

2. Безопасность

• Способность пережить торнадо, ураганы и землетрясения.
• Обеспечивает противопожарную защиту.

3. Эстетика и комфорт

• Любая конструкция выглядит голой и непривлекательной в момент ее постройки.
• Но так же улучшение может смягчить и украсить прямые линии и углы.

Недостатки монолитного купола

Инжиниринг

1. Только специально обученные строительные бригады.
2. Используя современные технологии.
3. Пустое место в узких углах.
4. Отсутствие швов.

Социальные сети

1. Различный внешний вид куполов снижает привлекательность их использования в качестве частных резиденций, а странный внешний вид и дизайн могут противоречить условиям строительства в районе.
2. В зависимости от ситуации большое разнообразие вариантов стандартной круглой формы позволяет избежать некоторых из этих проблем.
3. Разрешение на строительство может быть затруднено, если местные власти не знакомы с монолитным куполом.
4. Перепродажа монолитного купольного дома может быть затруднена из-за его нетрадиционного внешнего вида.

Заключение

• Монолитное строительство купола является эффективной альтернативой традиционным методам.
• Монолитные купола устойчивы к бедствиям, энергоэффективны и экономичны.
• Самые безопасные здания, которые можно построить и спроектировать для многих целей.
• Монолитные купола предназначены для укрытий от смерчей.
• Монолитные купола используются в США, России и Индонезии.

Бетон и железобетон — Объясните это Stuff

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 17 ноября 2019 г.

Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет. Но хотя камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не работать с ним очень просто.Это тяжело, тяжело транспортировать и обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы был рецепт камня — вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить, где бы она ни была, просто нажав ее в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера? Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем бетон . Хотя иногда об этом плохо отзываются, потому что многие люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг. века, бетон — великий, невоспетый герой современности, материал Мир.От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой мосты, самые длинные шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но что это и как именно работает? Рассмотрим подробнее!

Фото: Бетон — сила практически любого современного здания и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают. Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона. блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.

Что такое бетон?

Таблица: рецепт бетона: ингредиенты типичной смеси.

Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus , означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы объедините три его ингредиента, а именно:

1. Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня, переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое. ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов.
2. Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
3. Вода — обычно 15–20 процентов.

Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий дополнительная прочность («арматура»).

Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: заполнитель более светлого цвета (камни различной формы и размера, который действует как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) . Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе возле моего дома.

Как образуется бетон из ингредиентов, не похожих на конечный продукт? Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны увлажнение бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания — это «питание» химические реакции, гидратирующие цемент. Мягкая слякоть, которая стекает с вашего бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну, искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти лет после этого.

Интересный факт, от Недавние научные исследования бетона показывают, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют некоторая случайная структура, которую вы можете найти в таких материалах, как стекло (научно известное как аморфное твердое тело). Бетон содержит довольно немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента кристаллы и песок и гравий между ними.И это в поворачивает, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься (во всяком случае, немного).

Как и любой рецепт, вы можете несколько разнообразить смесь для бетона (подробнее вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше быстро, погодостойкость, особый цвет или внешний вид. Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от тускло-серая штука, из-за которой у бетонных парковок плохая репутация.Другой вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией материал.

Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, а не медленно, бетономешалка, это называется торкрет-бетон. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).

Почему бетон — такой популярный строительный материал?

По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь — и это нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и доступных ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и оба огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина так широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, сложенному сверху. К сожалению, очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее при растяжении чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы согнете или растянете его, если вы не укрепить его сталью внутри, так что это в горизонтальных балках мало толку.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности свинец, третий как плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только немного плотнее стекла.

Хотя бетон часто смешивают на месте и из него формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном «модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка все можно сделать таким образом. Гигантский, современный сегментные мосты, для например, часто быстро и недорого собирают из идентичных бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную расположение.Благодаря этому их строить быстрее и проще, чем если бы весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях. Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.

Иллюстрации: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял великолепие бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно с небольшими затратами и в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый) и затем переносится шнековым шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1 219 272: Процесс строительства бетонных зданий Томаса Эдисона, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Железобетон

Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями. для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на напряжение.Мы можем решить эту проблему, залив бетон вокруг прочной стали. арматурные стержни (связанные вместе в клетку). Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней, получаем новый композитный материал железобетон (также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию (обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон становится матрицей, а стальные стержни или проволока обеспечивают армирование.

Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных нитей с благородными или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь потому что он расширяется и сжимается от жары и холода примерно на столько же сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные. пластиков.

Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя. Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон. с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры). Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность: бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено ВМС США.

Предварительно напряженный бетон

Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция материал, чем обычный материал, он все еще хрупкий и склонен к трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный бетон, находящийся в постоянном сжатии с помощью предварительного напряжения , (также называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную бетонные, как они есть, сначала натягиваем (натягиваем) их. Как бетон схватывается, тугие стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным. В качестве альтернативы арматура из железобетона может подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как пост-напряжение (последующее натяжение). В любом случае, держать бетон в сжатии — это хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше, более тонкие предметы для перевозки того же груза по сравнению с обычными, железобетон.

«Бетонный рак»

Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте, особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались? Есть несколько объяснений.Старые, римского типа, пуццолановые бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью распространение. Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое Вот почему внутри есть стальная арматура. Но, как мы уже видел, он все еще может треснуть, если он не подвергается предварительному напряжению.

Современный бетон не выдерживает испытания, неофициально известного как рак бетона или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы.Во-первых, щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в заполнители, из которых сделан бетон. Это делает новые кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол») с поверхности, впуская воду извне. На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в также может быть щелочным из-за используемых солей обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяясь и вызывая смертельный исход слабые места в конструкции.Грязные коричневые пятна, которые вы видите на бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь бетон через трещины зимой может промерзать, а значит, расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды. проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.

Рисунок: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом в заполнителях, образуя более крупные кристаллы, которые раскалывают бетон отдельно от внутренней части (2).Вода течет по трещинам (3), ржавчину арматурного стержня (4), которая может разрушиться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещин нет обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может перемещаться по ним вверх по простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.

Воздействие бетона на окружающую среду

Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном: после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также, очень важно из-за огромного количества цемента и бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами. разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых, из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода. Бетон основан на цементе, поэтому он не является экологически безопасным. материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому что они быть очень экологически сознательным.

Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, Монтана, США, был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена ​​Бюро мелиорации США.

Поскольку при цементировании двуокись углерода выделяется производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что индустриальный Революция, большая часть энергии человечества получена от сжигания угля, который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов, например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это разработка бетона без карбоната кальция. Вместо этого карбонат получают путем барботирования диоксида углерода из электростанция через морскую воду.Это общая экологическая выгода, так как он снижает выбросы вредных отходов CO2 от энергии растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид улавливания и хранения углерода (CCS).

Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей (включая переработанный бетон из старых снесенных зданий) возможное решение здесь.

Краткая история бетона

Ранняя история

• ~ 7000 гг. До н. Э .: поселение эпохи неолита в В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки.
• ~ 5600 г. до н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на Лепенски Вир, в Сербии, на берегу реки Дунай.
• ~ 3000 гг. До н. Э .: Египтяне используют неочищенные формы цемента и бетона в пирамиды.
• ~ 200 г. до н. Э .: римляне использовали бетон, называемый пуццоланой (иногда называемый пуццолановым цементом), основанный на вулканическом пепле, полученном из Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как Колизей и Пантеон в Риме.
• 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретные Темные века: знания бетона полностью потеряно после падения Римской империи.

Повторное открытие

• 1750-е годы: Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия.
• 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия. Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона.
• 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
• 1867: француз Джозеф Монье патенты на железобетон для использования в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке тот же год.
• ~ 1850-е гг .: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в Париж, Франция.
• 1884: Англичанин, архитектор из Америки. Эрнест Лесли Рэнсом патентует скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому делая его сильнее.
• 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный процесс строительства зданий из железобетона, ведущий к его широкому распространению.
• 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не коммерчески развита.

Современная эпоха

Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны. которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с Книга Джонатана Липмана о здании, Райт Идея пришла в голову, когда он увидел официанта, несущего поднос на руке. Фотография любезно предоставлена ​​архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

• 1891: первая улица в США с бетонным покрытием. находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы этот день.
• 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею для серийного бетонного дома, но идея не прижилась.
• 1913 г .: Первая партия товарного бетона доставлена ​​на грузовике. на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд.
• 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго. Мейсон Скофилд.
• 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в коммерчески успешный строительный материал.
• 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера, самая большая бетонная конструкция из когда-либо построенных до того момента.
• 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовый Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона.
• 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Летного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди. Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — здание CBS.
• 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
• 2010-е — Воздействие бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность. Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически сократить срок службы бетонных зданий.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Инженерное дело

Архитектура

• Ээро Сааринен: Формируя будущее Ээро Сааринен и др.Издательство Йельского университета, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20 века.
• Бетонная архитектура Кэтрин Крофт. Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
• Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с упором на недавние проекты.

Статьи

• Бетон, материал столетней давности, получает новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г. Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
• Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
• Тим Боулер, Битва за обуздание нашего аппетита к бетону. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
• Мэтт МакГрат объясняет, почему в Древнем Риме был бетон долговечности.BBC News, 4 июля 2017 г. Минеральный алюминиевый тоберморит, похоже, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
• Эксперты предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем снизить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
• Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
• Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 г. В связи с разрушительным землетрясением 2011 г. японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
• Ученые разрабатывают эко-бетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
• Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье отдавал предпочтение бетонным зданиям; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
• Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд, 2006, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2018) Бетон. Получено с https://www.explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…