Удельный вес железобетона

При проектировании конструкций, выборе грузоподъемных и транспортных средств учитывают одну из важнейших характеристик – плотность железобетона. Методика расчета этого показателя проста, она позволяет быстро получить результат и применить его на практике.

Особенности и виды железобетона

Обычный бетон хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, а растягивающие, изгибающие, крутящие напряжения (даже незначительные) он выдерживает плохо. Совсем другие качества демонстрирует железобетон – искусственный камень, усиленный стальными прутьями: растяжение воспринимают стальные стержни, а сжатие – бетонная составляющая.

Металлическая арматура способна повысить механическую прочность и устойчивость конструкции к трещинам на 200 %, увеличив тем самым сроки ее эксплуатации. Для равномерного распределения нагрузки прутья в теле ЖБИ располагают в виде трехмерного сетчатого каркаса с размером ячейки 10-20 см. Иногда в качестве поперечных связующих элементов в нем используют не отрезки арматуры, а более тонкую стальную проволоку.

Во многом способность выдерживать нагрузки определяет плотность ЖБИ. В зависимости от нее армированный железобетон бывает нескольких типов:

Следует обращать внимание и на метод изготовления железобетона. При использовании вибрационных столов для уплотнения свежей смеси каждый ее куб становится тяжелее примерно на 100 кг.

Плотность и вес

Значение плотности бетонной части можно определить по упрощенной методике. Обычно при составлении смеси задается вес каждого ее компонента. Сложив эти показатели и исключив из суммы воду (она постепенно испаряется при застывании), получают искомую плотность. Для приблизительных расчетов пользуются справочными данными в зависимости от марки бетона для изготовления ЖБИ. Характеристики и сфера использования классического тяжелого бетона приведены в таблице.

На вес 1 м3 бетона оказывает влияние и схема армирования. В это понятие входит диаметр армирующих стержней либо проволоки, а также расстояния между ними (шаг). Вес металлического каркаса в 1 м3 железобетонных изделий невелик: это видно из справочной таблицы:

*Удельный вес арматурной стали – 7850 кг/м3.

Зная показатели плотности бетонной и стальной части, нетрудно определить итоговую плотность железобетонной конструкции. Для примера приводится схема расчета для перекрытия, изготовленного из бетона М350 с усилением из прутьев диаметром 18 мм. Во второй таблице берется суммарная длина стальных стержней – 49 м.

1. Определяется объем арматуры в 1 м3 железобетона по формуле:

После подстановки получается: Vа= (3,14*0,018 2 /4)*49 = 0,012 м3.

2. Вычисляется объем бетонного компонента, который содержит железобетон: Vб = 1-Vа = 1-0,012 = 0,088 м3.

3. Масса арматуры вычисляется как произведение ее объема на удельный вес стали: mа = 7850 * 0.012 = 94.2 кг.

4. Масса объемной доли бетона составляет: mб = 2412 * 0,988 = 2384 кг.

5. Суммируются масса арматуры и бетона: 94,2 + 2384 = 2476,2 кг.

Железобетон при заданных условиях имеет плотность 2476,2 кг.

Зная, сколько весит 1 м3 ЖБИ, определяют общую массу конструкции, разложив ее при необходимости на составные элементы. Подобные расчеты обязательно выполняют во время проектирования сооружения: считают весовую нагрузку, чтобы выяснить, выдержит ли ее фундамент.

Удельный вес и общую массу ЖБИ желательно посчитать при закупке материалов для строительных работ, чтобы включить расходы на их приобретение и доставку в общую калькуляцию. При разборке железобетонных конструкций, исходя из веса разбираемых частей здания, определяется объем работ по демонтажу и вывозу строительного мусора. Обычно расчет выполняют специалисты специальных сервисных компаний по результатам замеров. Посчитать приблизительный вес мусора самостоятельно не составит труда. Плотность железобетонных изделий условно принимают за 2500 кг/м3 и умножают на объем – произведение измеренных габаритов всех узлов. Итоговый тоннаж перемножается на тарифы за разборку, погрузку, транспортировку, утилизацию соответствующих изделий.

Как рассчитать плотность и удельный вес железобетона

Процесс проектирования связан с расчетом и учетом огромного числа различных показателей. Один из наиболее важных параметров в процессе проектирования — это вес куба железобетона. Данное значение необходимо для производства расчетов нагрузки на фундамент строения, для определения трудоемкости строительных работ и времени эксплуатации строительной техники и транспортных средств.

Виды железобетона

Вес 1 м3 железобетона может быть различным в зависимости от того, какой из следующих типов раствора был применен:

Заливка тяжелого состава

На фото- легкие блоки

Обратите внимание! Данные весовые показатели указывают только вес самого раствора без включения в значение массы арматурного каркаса.

Такой разброс массовых показателей вызван тем, что в различных смесях присутствуют различной плотности наполнители, вес которых и оказывает основополагающее влияние на данное значение.

Для примера рассмотрим некоторые коэффициенты плотности железобетона, при использовании заполнителей разного типа:

Плотность и удельный вес 1 м3 железобетона

Железобетон и изделия из него (ЖБИ) – особо прочный строительный материал. У него есть масса достоинств и только один недостаток – очень большой вес. С этим приходится мириться и на стадии проектирования или возведения объектов, и при разборке железобетонных конструкций в процессе демонтажа.

Вес изделий из железобетона напрямую зависит от плотности самого материала. Поскольку бетон, основной их компонент, имеет свою классификацию по плотности, ЖБИ также принято делить на несколько видов:

1. Особо тяжелые – высокий удельный вес более 2500 кг/м3 им обеспечивают магнетитовые, лимонитовые, баритовые и прочие тяжелые заполнители. В гражданском строительстве не применяются.

2. Тяжелые – плотность от 2200 кг/м3 и выше имеют привычные нам составы с добавлением щебня или гравия.

3. Облегченные – как правило, это те же тяжелые бетоны с металлической арматурой, но со сквозными полостями, уменьшающими средний вес конструкции до 1800 кг на каждый 1 м3.

4. Легкие – удельный вес от 500 кг/м3 имеют ячеистые, керамзитовые, перлитовые и полистиролбетоны, которые тоже могут усиливаться арматурой.

Следует помнить, что фактическая плотность бетона в армированной конструкции будет зависеть не только от состава раствора, но и от способа его заливки. Уплотнение еще не застывшей смеси вибрационными машинами делает железобетон тяжелее примерно на 100 кг/м3.

Особенности армирования

Обычный бетон, хоть и обладает высокой прочностью, остается довольно хрупким материалом. Отлично справляясь с нагрузками на сжатие, он легко разрушается при изгибании и кручении. А ведь именно такое воздействие испытывают балки, пролеты мостов и панели перекрытий. Чтобы конструкция приобрела необходимую прочность еще и на изгиб, в железобетоне применяется армирование стальными стержнями.

Благодаря металлической арматуре трещиностойкость и механическая прочность ЖБИ вырастает втрое, увеличивая срок службы всей системы. Но чтобы улучшенные характеристики железобетона были равномерно распределены, упрочнение выполняют по определенным схемам. Как правило, стержни располагают в теле в виде трехмерной сетки с размером ячеек 100-200 мм.

Прутья могут увязываться друг с другом более тонкой стальной проволокой, и тогда ее присутствием при расчете плотности железобетона можно пренебречь. Но в крупных конструкциях, вместо катанки используются отрезки той же арматуры. В этом случае дополнительные элементы придется учитывать.

Чтобы определить ее, можно взять за основу пропорции раствора в единицах массы. Достаточно исключить из расчета воду, которая через месяц полностью уйдет из массива, чтобы получить вполне точную плотность монолита. Разрешено воспользоваться и приблизительными данными, если известна марка бетона, применяемая в ЖБИ:

На вес 1 м3 ЖБИ влияет и выбранная схема армирования. Здесь свою роль играет количество прутьев в теле железобетона и их сечение. Эти параметры позволяют узнать внутренний объем, который занимает стальная арматура, а затем рассчитать ее массу.

В зависимости от формы и назначения конструкции из железобетона, применяют стержни разного диаметра и укладывают их с определенным шагом. Для определения плотности ЖБИ особая точность не нужна, поэтому количество арматуры в кубе железобетона можно взять ориентировочно из таблицы:

Когда известно количество внутренней арматуры и все показатели плотности, несложно определить вес 1 м3 железобетона. Из куба вычитаем средний объем, занятый стальными стержнями, чтобы получить объем самого бетона. После этого останется только перемножить цифры на удельный вес для каждого материала и сложить результаты.

Ленточный фундамент из бетона марки М300 усиливается стержнями диаметром 16 мм. Объем, который займет арматура в кубе железобетона:

Тогда масса арматурных прутьев составит 0,003х7850 = 23,6 кг, а бетона 0,997х2400 = 2392,8 кг. Суммируем значения и получаем искомую плотность железобетона: 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м3.

Такие расчеты необходимо производить на стадии проектирования нагрузок на фундамент еще до начала строительства.

Еще один случай, когда требуется знать удельный вес железобетонных конструкций, это снос здания с последующим вывозом строительного мусора. Специалисты компаний, оказывающих подобные услуги, высылают своих замерщиков на объект, чтобы оценить объемы предстоящих работ. Но приблизительные вычисления можно сделать и самому, если вооружиться рулеткой и калькулятором.

Объемный вес для конструкций из железобетона в этих случаях принимается равным 2500 кг/м3 и умножается на данные замеров. Полученный тоннаж мусора и нужно будет оплатить, то есть рассчитаться за демонтаж, погрузку, вывоз автотранспортом и утилизацию.

Влияние арматуры на массу

Пруты разного диаметра

Вес м3 железобетона — это величина равная сумме массовых долей бетонного раствора и металлического арматурного каркаса. Масса стали также будет оказывать серьезное влияние на удельный вес армированного бетона.

Для того чтобы монолитная конструкция обладала прекрасными показателями прочности применяются различные виды арматурных прутов.

Обратите внимание! Класс арматуры AII I является наиболее часто применяемым на практике. Плотность такой стали равна 7 850 кг за 1 кубический метр, что в разы выше, чем удельный вес любого из видов бетонного раствора.

В зависимости от расчетов, применяемых при проектировании, и необходимого уровня прочности сооружаемой конструкции используется различное количество прутов для армирования с различным диаметром сечения.

Содержание стали в бетонном растре — это показатель, который должен варьироваться от 70 до 320 кг.

Обратите внимание! Производя расчет прочности конструкции, следует учитывать объем раствора, который вытеснит сталь, применяемую для сооружения каркаса. Таким образом, необходимо будет из общего объема вычесть этот вытесненный объем и прибавить сталь. Полученный показатель и будет являться расчетной объемной плотностью строительного материала.

Состав и свойства

Железобетон состоит из железа и бетона. Однако эти две его составляющиеся распределены неравномерно.

Кавабанга! Подвижность бетонной смеси и факторы, влияющие на ее показатели

Виды арматуры

По назначению арматуру разделит на следующие группы:

Кроме того, устройство каркаса должно учитывать температурные, усадочные, транспортные и другие нагрузки.

По технологии изготовления

По технологии изготовления используют следующую классификацию:

Также может использоваться и канатная проволока, свитая из 2 или 3 прядей.

Особая категория

Химические и многие физические характеристики железобетона определяет марка используемой смеси. Для заливки применяют практически все существующие виды.

По нормативной плотности

По нормативной плотности выделяют следующий железобетон.

По типу заполнителя

По типу заполнителя выделяют самые разные виды:

По величине зерна

По величине зерна выделяют такие виды:

По условиям твердения

Различают материал и по условиям твердения.

Бетон имеет неоднородный состав, что одновременно является и достоинством, и недостатком материала. В целом его стойкость к сжатию становится выше, при как можно более однородном составе.

И бетон, и арматура подбирают для каждого объекта с учетом всех возможных нагрузок.

А теперь поговорим про объемный и удельный вес (кг/м3) бетона и железобетона, его плотность,

Отличия расчетной и реальной плотности

На практике значение плотности конструкции оказывается немного ниже рассчитанного в проектной документации. Причиной таких обстоятельств становится наличие в монолите небольшого количества пустот.

Заливка бетонных конструкций на строительной площадке или заливка сборных конструкций в производственных условиях — это процессы, непосредственно связанные с образованием в толще раствора пустот различного размера.

Возникновение воздуха в монолите процесс неизбежный, но его количество можно сократить, применяя метод уплотнения раствора после заливки строительной массы в форму или опалубку. Но даже после уплотнения некоторое количество воздуха все же останется в толще раствора.

Обратите внимание! Объем воздуха в растворе не должен превышать значения в 1% от общей массы. Такой объем несущественно влияет на показатели прочности конструкции.

Инструкция по изготовлению железобетонных изделий своими руками предусматривает необходимость снижения количества полостей в бетонной массе. Таким образом, можно существенно повысить прочность и долговечность готового изделия.

Плотность легкого бетона

Легкие бетоны обладают плотностью от 500 кг/м3. Этот параметр свойственен керамзитовым, ячеистым, перлитовым и полистирольным бетонам. Данный материал усиливается арматурой. Средняя плотность железобетона зависит не только от состава, но и от способа заливки. Если еще жидкую смесь уплотнить с помощью вибрационных машин, то плотность увеличится на 100 кг/м3.

Расчет массы железобетонной конструкции

Для расчета удельного веса конструкции из армированного бетона просто суммируются весовые коэффициенты металла и бетонного раствора. Результат данного суммирования делится на объем полученной конструкции. Применение такого упрошенного расчета позволяет исключить сложные математические вычисления, в которых неопытные строители могут допустить серьезные ошибки.

Пример

Рассмотрим подсчет веса на примере тяжелого бетона. В таком растворе используются наполнители, в роли которых выступает щебень и гравий. Именно они обладают достаточно большой массой, поэтому такой бетон весит от 1,8 до 2,5 тонны за один кубометр.

Состав данного растра в массовых долях будет следующим:

Если суммировать массу всех этих наполнителей, то вес получится 2 тонны 700 кг. Такое значение является верным, потому что в процессе высыхания вода испарится, и масса как раз поучится равной 2,5 тонны.

Самые тяжелые виды растворов обладают массой, превышающей 2,5 тонны благодаря тому, что в их составе присутствуют магнетиты, скрапы, бариты и гематиты. Такие растворы используются для создания бронеколпаков в местах радиоактивного заражения.

Производство и области применения

Особо тяжелые бетоны, имеющие вес кубометра более 2500 кг/м 3 , – специфические материалы, в рядовом гражданском строительстве не используемые. Они востребованы для сооружения объектов, связанных с воздействием радиоактивных излучений.

Кавабанга! Пенобетонные блоки — характеристики их достоинства, недостатки, критерии выбора и советы по использованию

Для увеличения плотности материала в качестве заполнителей используют магнетиты, красный и бурый железняк, бариты. При производстве особо тяжелых бетонных смесей востребованы: чугунная дробь, лом, крошка.

Таблица зависимости между классами прочности бетона и весом одного куба

Виды бетона по плотности

Сколько весит куб бетона, кг

Что такое удельный вес строительных материалов

За последнее время в практику внедрено множество различных строительных материалов. Рынок данной продукции постепенно растет. Самыми востребованными и распространенными при проведении строительных и ремонтных работ являются следующие материалы: древесина и пиломатериалы, бетон, цементный раствор, кирпич, теплоизоляционные средства и многие другие. При выборе того или иного сырья учитывается такой признак, как удельный вес строительных материалов. Справочные таблицы весов строительных материалов обязательно должны иметься под рукой самих работников. Все дело в том, что каждый из вышеперечисленных средств подходит для той или иной сферы деятельности.

Бетон делится на несколько классов: особо тяжелый, тяжелый, легкий, особо легкий.

Список материалов с их строительными характеристиками обязательно должен иметься под рукой самих работников. В большей степени это требуется при возведении каких-либо ответственных зданий и сооружений. Интересен тот факт, что в зависимости от марки строительных материалов одного вида величина этого показателя может уменьшаться или увеличиваться. Рассмотрим более подробно, что представляет собой таблица плотности для дерева, бетона и некоторых других особо востребованных материалов.

Плотности различных материалов

Таблица средней плотности бетона.

Чтобы дать оценку имеющемуся сырью, рекомендуется разобраться, что такое удельный вес. Синонимом его является плотность, которая показывает массу того или иного сырья на единицу объема. Удельный вес исчисляется в кг/м³. Особую ценность имеет удельная масса бетона. Последний используется практически повсеместно. На его основе возводят фундаменты для жилых зданий, бань, гаражей. Простая масса бетона определяется его типом. Решающую роль в данной ситуации играют добавки (заполнители), которые придают бетону нужную структуру. Беря во внимание удельную массу, бетон можно подразделить на несколько классов:

Масса каждого из них имеет свой показатель. Особо тяжелый бетон отличает то, что он изготовлен из крупного заполнителя. Плотность его колеблется от 2500 до 3000 кг/м³. Такой материал применяется в качестве защитного покрытия от радиационного излучения. Что же касается тяжелого бетона, то в его составе имеется гравий или щебень. Плотность его равна 1800-2500 кг/м³. Это самый распространенный тип бетона. Он используется даже в частном строительстве непрофессионалами. Такой удельный вес связан с присутствием в нем щебня, песка, цементного порошка и воды. Легкие и особо легкие материалы имеют высокую пористость. При этом чем больше поры, тем плотность ниже. Вес особо легкого материала менее 500 кг/м³.

Плотность древесины

Плотность древесины различных пород.

Масса строительных материалов различается. Большой интерес представляет удельный вес древесных строительных материалов. Дерево используется уже очень давно и является одним из самых востребованных товаров. Древесина не всегда берется в чистом виде. Чаще всего из нее делают самые разные пиломатериалы. Вес их, как и самой древесины, во многом зависит от породы дерева и показателя влажности. Справочные таблицы весов строительных материалов на основе дерева несложные.

Немаловажен тот факт, что вес дерева способен изменяться. Древесина с одного дерева или куста может иметь разную плотность в зависимости от участка расположения. Структура дерева состоит из множества волокон, при этом каркасом являются клеточные стенки. Последние построены из особого древесного вещества. Его удельный вес равен 1540 кг/м³. Последний показатель практически идентичен для всех пород дерева. Разница лишь в форме и размерах самих клеток. Если они небольшие, то клетки плотнее прилегают друг другу, в результате чего увеличивается их плотность. На плотность древесины оказывает влияние и климатический район. В более сухих регионах удельный вес материала возрастает. Немаловажное значение имеет и возраст дерева. Чем оно моложе, тем вес ниже.

Плотность является определяющим фактором разделения древесины на 3 категории: с высокой, средней и низкой плотностью.

К первой группе относится акация, дуб, береза железная, фисташка, граб и некоторые другие. Породы, имеющие средний вес, включают в себя лиственницу, некоторые разновидности берез (черную, белую, повислую), вяз, клен, лещину, рябину, орех. Их масса в удельном отношении составляет от 550 до 740 кг/м³. Наиболее рыхлыми считаются хвойные породы. В эту группу включена ель, сосна, кедр. Вес их равен 540 кг/м³ и менее.

Характеристика кирпича

Свойства и характеристики кирпича.

При использовании кирпича в ходе возведения любых конструкций учитываются не только на такие свойства, как устойчивость к морозам, теплопроводность, но и на удельную плотность. Габариты этого камня могут быть стандартными и нет. За стандарт принято брать кирпич длиной 250 мм, шириной 120 мм и высотой 65 мм. Вес такого камня в среднем равен 4,3 кг. Что же касается каменных блоков, то они весят в несколько раз больше. В зависимости от вида кирпича технология его изготовления может быть разной. Кроме того, кирпичи бывают пустотелыми и полнотелыми. В первом случае в них имеются сквозные отверстия (пустоты). Простой вес пустотелого кирпича составляет 2,5 кг. В пересчете на 1 м³ кирпича с учетом цементного раствора для его укладывания удельный вес получается около 1700 кг/м³.

Силикатный кирпич весит еще больше. Это способствует большой нагрузке на основание здания или другого сооружения. Наряду с кирпичом в настоящее время применяются каменные блоки. Они имеют высокую пористость, что уменьшает вес на 1 м³. При этом плотность снижается до 800 кг/м³.

Другие материалы

В повседневной жизни успешно используется не только бетон, кирпич и дерево. Имеется большое количество других строительных материалов. Среди них различные растворы (цементный), засыпки, полимерные материалы.

Например, плотность гравия из керамзита составляет 200-800 кг/м³, строительного песка — 1600 кг/м³, многослойного линолеума — 1600-1800 кг/м³, пеностекла — от 200 до 400 кг/м³.

Таким образом, в зависимости от типа ремонтно-строительных работ требуется подбирать материал с нужным удельным весом. При этом важно помнить, что повышенная плотность создает немалую нагрузку на рабочую поверхность. Интересно то, что плотность дерева может изменяться в зависимости от внешних условий.

Пример расчета ленточного и столбчатого фундаментов

Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать пример расчета ленточного фундамента с помощью программы ФОК Комплекс, в этот раз мы рассмотрим расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Перед вводом данных в программу ФОК-Комплекс я стараюсь придерживать такого порядка действия:

1. Определяюсь с отметками, прорисовываю расположения фундаментов, ниже приведен пример:

2. Вычисляю расчетное сопротивление грунта (вручную или по программе), для того что бы проверить совпадает ли данное значение с результатом в программе ФОК Комплекс, ниже приведен пример:

СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*

Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

где gс1и gс2– коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k – коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (jII и сII) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

k z – коэффициент, принимаемый равным единице при b 3 ;

g’II – то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

Время на чтение:
3 минуты

Плотность и удельный (объемный) вес бетона

Плотность бетона выражает отношение массы материала к его объему в кг/м3. Данная величина указывает на область применения цементной смеси и ее эксплуатационные свойства.От чего зависит плотностьСредняя плотность обуславливается совокупностью показателей. В первую очередь — физическими характеристиками ингредиентов, входящих в состав стройматериала, и их пропорциями.В качестве второстепенных факторов выступают:расход воды;зернистость песка;количество и фракция примесей;способ загустения (естественный или в условиях нагревания).Значение имеет и пористость: чем больше в бетоне пустот, тем ниже его масса.Классификация по плотностиВ зависимости от средней плотности выделяют 5 типов бетона. Их отличает друг от друга назначение, вид и удельный вес наполнителей.Таблица плотности с разным составом для бетонаВидео по теме:Классификация по маркамМарка бетона как основной показатель его нормативной прочности обозначается буквой «М», после которой указана цифра от 50 до 1000.Особо легкий бетон маркируется литерой М50: он хрупкий, имеет пористую структуру с большим количеством воздушных ячеек. Его назначение ограничено заливкой дренажных слоев в грунте, укладкой кирпича, изготовлением бордюров, черновыми отделочными работами в помещениях, заполнением пустот в конструкциях, не испытывающих нагрузок.Цементная смесь М100 относится к легкому типу: она востребована в дорожно-транспортном строительстве, при создании подстилающих оснований под ленточные и столбчатые фундаменты, в производстве стеновых блоков.Универсальная марка — М200: она применяется при строительстве тротуаров и садовых дорожек, в изготовлении перекрытий и лестниц, при закладке фундаментов под жилые здания.Марки М300-М350 подходят для возведения стен, заборов, монолитных нагружаемых конструкций и капитальных строений, оснований под бассейны.Сравнение плотности.Высокой прочностью обладает тяжелый бетон марок М400-М450: он используется в строительстве туннелей, мостов и технических сооружений, фундаментов под высотные здания.Марка М500 и выше относится к узкоспециализированному классу бетона, который применяется в строительстве дамб и плотин, объектов стратегического значения, защитных сооружений от радиоактивного излучения.Как повлиять на объемный вес?Желаемый вес бетонного раствора на выходе достигается изменением его рецептуры или пропорций компонентов.Прибавлению веса на 1м3 способствует применение в производстве строительного материала безусадочного или расширяющегося цемента, а также добавление жидкого стекла.Снижение веса происходит при вводе в состав большего количества воды или легких пористых заполнителей — перлита, керамзита.Как увеличить плотностьСуществует несколько методов, за счет которых повышается плотность бетона. Самый распространенный — сокращение объема воды при сохранении оптимальной текучести цементного раствора.добавление пластификаторов или гидравлических примесей в виде пемзы, бентонитовой глины;искусственный подогрев, ускоряющий затвердевание смеси;использование наполнителей с мелкой фракцией.В промышленных масштабах задействуют вакуумирование — технологию уплотнения уложенной бетонной смеси путем разряжения и последующего заглаживания ее поверхности.

Одним из самых популярных стройматериалов является железобетон. За счет универсального назначения, особых эксплуатационных свойств и доступности он применяется для реализации различных строительных проектов. Но чтобы постройка была долговечной и надежной, важно изучить особенности материала и грамотно рассчитать его плотность.

Основным критерием, разделяющим материал на несколько типов, является плотность железобетона.

В зависимости от этой характеристики выделяют такие группы:

Специалисты рекомендуют использовать для возведения двухэтажного частного дома армированные и легкие разновидности.

Традиционные разновидности бетонов отличаются хорошими эксплуатационными свойствами и устойчивостью к большим нагрузкам. Однако они не способны выдержать растяжение, изгибы и прочие деформационные воздействия, что лишает их практической ценности при возведении тяжелых конструкций, таких как железнодорожные и автомобильные мосты, несущие балки и перекрытия. С целью повышения пригодности материала его подвергают армированию. Для этой цели используется арматура разного диаметра.

С помощью металлического армирования можно повысить прочностные свойства конструкции из бетона, сделать ее защищенной от растрескивания и продлить эксплуатационный срок в 2-3 раза. Классический способ армирования предусматривает установку железных прутьев в виде трехмерной сетки. Нередко на рынок выпускаются блоки с чередующимися тонкими и толстыми деталями.

Составить универсальное описание характеристик железобетона нельзя, поскольку каждый тип обладает разными параметрами. Однако такие свойства, как длительный срок службы и дешевизна присущи всем разновидностям.

Еще архитекторы ценят комфортный удельный вес железобетона и возможность придавать ему любую геометрию или архитектурную форму. К ключевым минусам железобетонных конструкций относят недостаточно высокую прочность при объемном весе железобетона.

Среди основных характеристик материала следует выделить:

Несмотря на высокие прочностные свойства, традиционные разновидности бетона являются достаточно хрупкими и уязвимыми к большим нагрузкам. Любое деформационное воздействие, изгиб или кручение повлечет к непоправимому процессу разрушения. А в таких условиях постоянно эксплуатируются балки, пролеты и панельные перекрытия. Чтобы защитить их от деформации, внутрь блоков помещаются армированные элементы — стальные стержни.

Наличие металлических вставок обеспечивает устойчивость к трещинам, механическую прочность и длительный эксплуатационный срок всей конструкции. Чтобы повысить эксплуатационные свойства материала, процедуру армирования выполняют по некоторым принципам и правилам. Специалисты устанавливают стержни в форме трехмерной сетки с размером ячеек 100-200 мм.

Иногда прутья соединяются с помощью стальной проволоки, но для обустройства крупногабаритных построек ее заменяют той же стальной арматурой.

Наличие армированных элементов придает бетону следующие преимущества:

Однако кроме плюсов, армирование способствует появлению некоторых минусов. Во-первых, вес куба сильно повышается, что вызывает ряд дополнительных сложностей в реализации проекта. Во-вторых, процесс монтажа арматуры в готовую постройку становится достаточно сложным.

Существует несколько типов армирования:

Чтобы самостоятельно выполнить армирование бетонного блока, нужно знать об основных этапах процедуры. Несмотря на схожесть алгоритма заливки разных поверхностей, некоторые отличия существуют.

Первый этап заключается в визуальном осмотре и предварительной подготовке покрытия к армированию. Важно точно рассчитывать контуры и наклоны, измеряя их с помощью строительного уровня.

Следующий этап подразумевает возведение деревянной опалубки. Дальше нужно установить доски в землю и закрепить их кольями. Высота опалубки должна превышать высоту заливки смеси. Внутреннюю поверхность досок можно оклеить пергамином, который будет удерживать влагу и обеспечивать ровность поверхности материала.

Дальше начинается подготовка элементов армирования. Осмотрев их на наличие неровностей и дефектов, можно начинать укладывать сетку или прутья на горизонтальную поверхность.

Дистанция между каждой металлической добавкой определяется заранее и делается одинаковой. Для соединения арматуры используется как сварочное оборудование, так и проволока.

После этого начинается процесс заливки объекта с предварительным расчетом объема. Бетон дополнительно утрамбовывается для исключения образования воздушных пустот. Остается дождаться, пока бетон окончательно затвердеет и выполнить демонтаж опалубки.

Для расчета удельного веса железобетона и плотности, необходимо учитывать пропорции смеси в составе массы. Еще необходимо исключить воду из расчета, поскольку она самостоятельно уйдет через месяц. В таком случае показатели плотности будут максимально точными. Специалисты допускают применение приблизительных данных, если есть информация о марке бетона.

Вес 1 м3 железобетона определяется и схемой армирования. В этом случае нужно учитывать число прутьев в теле блока и их диаметр. В зависимости от этих параметров определяется внутренний объем стальной арматуры и ее масса.

В железобетонной конструкции могут присутствовать разные стержни, а шаг их монтажа может отличаться. Чтобы получить представление о количестве арматуры в 1 м³ блока, можно воспользоваться сведениями из таблицы.

Расчет веса куба железобетона

Если есть информация о количестве армированных элементов в составе ЖБИ, определить массу железобетона (1 куб) будет несложно — она будет определяться разницей между объемом конструкции и объемом арматуры, умноженной на удельный вес всех используемых материалов.

При разборке или при демонтаже постройки с целью повторного задействования узлов важно учитывать удельную массу ЖБИ, чтобы определить, сколько материала можно удалить. Поскольку подобная задача требует особых навыков и обладает техническими сложностями, ее лучше доверить обученному специалисту. Примерные расчеты делаются самостоятельно, исходя из свойств объекта и стройматериалов, на основе которых он возведен.

Показатели объемной массы ж/б в разобранном виде составляет 2,5 тонны на м/3. Потом значение умножается на результаты замеров. Полученный результат будет указывать на объем строительного мусора, который понадобится удалить с площадки.

Отличие расчетной и практической плотности

Точные показатели плотности постройки из железобетона отличаются от расчетных параметров, поскольку возведенный объект обладает множеством пустот и зазоров, которые нельзя предвидеть на этапе проектирования. Любой бетонный монолит подвергается проблеме закупоривания воздуха, однако его количество можно сократить путем виброуплотнения бетона в опалубке или заготовке.

Допустимый объем воздуха, который не повлияет на прочностные свойства и плотность блока, не должен превышать 1% от общего объема. Отклонение от этой нормы повлечет за собой быструю деформацию элементов из железобетона, развитие трещин и деформаций, способствующих необратимому разрушению.

Для грамотного определения удельной массы армированного бетона коэффициенты бетона и арматуры нужно совместить. Полученный результат делится на полный объем конструкции. С помощью простой математической формулы можно лишить себя необходимости проводить сложные расчеты и задействовать компьютерные программы.

Показатели средней плотности железобетона тяжелого типа составляют 2500 кг/м³. Если используется метод укладки без внедрения вибрационного оборудования, они опускаются до 2400 кг/м³. Если в составе присутствует большое количество арматуры, плотность определяется в виде суммы масс бетона и арматуры.

Особенности расчета плотности

Существует ряд формул и принципов, по которым рассчитывается плотность железобетонных конструкций.

Показатели определенной марки бетона

Чтобы определить степень плотности бетона, необязательно владеть сложными навыками или информацией.

Достаточно ознакомиться с маркой материала и его свойствами:

В зависимости от типа исходного сырья заполнители для бетонного состава бывают органическими, которые добываются из природных пород и отходов обогащения, промышленными и искусственными.

Доля заполнителей в составе материала может достигать 80% от общего объема, что сокращает расходы на покупку цементной смеси.

Существует несколько критериев, по которым разделяются заполнители:

Определить, сколько весит куб ж/б достаточно просто. В зависимости от удельного веса бетон может разделяться на такие группы:

Показатели удельного веса определяются маркой материала. Вес 1 м³ блока будет определяться массой факторов, которые указываются в специальных таблицах.

Применение в строительстве

Применение железобетонных конструкций в современном строительстве пользуется большой популярностью. На основе этого материала создаются помещения промышленного назначения с любой этажностью, общественные заведения, жилые постройки, сельскохозяйственные здания и другие объекты.

Ж/б эффективен при обустройстве тонкостенных покрытий в промышленных и общественных помещениях, в транспортном строительстве, кораблестроении, возведении мостов и гидроэлектростанций.

Готовые сборные конструкции используются при частном строительстве, поскольку они обладают всеми требуемыми параметрами.

При проектировании любого сооружения из сборного или монолитного железобетона учитываются не только особенности этого материала, но и такие характеристики, как плотность и объемный вес. Без этих показателей и учета особенностей технологии по работе с железобетоном не получится корректно соблюсти все нормативы.

Особенности железобетона

Разобраться с тем, что такое железобетон, будет проще, если понять из чего он состоит. Строители называют железобетоном все конструкции, которые создают из стальных стержней и бетонной смеси. В данном случае железо выступает арматурой, которая влияет на прочность сооружения.

Какие металлы не магнитятся читайте в отдельном материале

Для этого материала используется бетон, поэтому железобетон получается таким прочным и устойчивым к напряжению. Искусственный камень остается хрупким, но это не критично при наличии высокой плотности и армирующей сетки железобетона.

Состав и основные свойства

Дома и другие жилые помещения строят из железобетона, но иногда он подходит и для промышленных масштабов. Для конструкций берут разные виды арматуры : проволочная, стержневая, соединенная сетка. Бетон защищает сталь от влаги и реакции с другими веществами благодаря своей плотности. Теплопроводность у этого материала тоже достаточно низкая, поэтому он защищает сталь от моментального нагрева при резком изменении температуры.

Для армирования конструкции используется метод предварительного натяжения, чтобы уменьшить массу изделий и повысить плотность стали. Также после предварительного обжатия не появляются трещины, поэтому здание реже нуждается в ремонте.

Железобетон выпускают монолитным или сборным. Второй вид привозят в разобранном виде на стройку, его предварительно изготавливают на заводе. Монолитный железобетон заливают на месте возведения конструкции. Это удобней, но тогда материал получается не таким прочным. Устройство монолитного железобетона считается более простым, поскольку для него достаточно подготовить каркас, опалубку и железный каркас.

Для сборного железобетона применяют тяжелый, легкий или ячеистый бетон. Обычно туда еще добавляют материалы специального назначения, чтобы повысить устойчивость.

Сборный и монолитный железобетон используют для возведения конструкций из-за долговечности, прочности, стойкости к химии, огню и сопротивляемости любым нагрузкам.

С учетом того, что железобетон — это универсальный материал для укрепления сооружений, он имеет несколько видов классификаций. В первую очередь рассматривают область применения и там определяют, сборный, монолитный или комбинированный вид железобетона подойдет для конструкции.

Внимание! Материал используют для общественных заведений, жилых домов и промышленных конструкций, поэтому перед выбором материала сначала определяют тип строения и его особенности.

Железобетон классифицируют по тому, напряженный он или нет. В первом случае сырье считается более прочным, поскольку оно сопротивляется даже растягивающему напряжению. Железобетонные конструкции производят разных форм, это в большей степени влияет на выбор материала.

Панели

Их выпускают в виде прямоугольника, иногда делают там выступы для подоконников, а также проем для окон и дверей. Если при транспортировке везут сразу несколько моделей, то их разделяют между собой, исключая любое соприкосновение.

Фермы

Они подходят для перекрытий любых производственных зданий. Сущность железобетона при этом не меняется, он также продается в виде прямоугольной конструкции со встроенной обрешеткой.

Балки

Плотность такого железобетона выше, чем у остальных форм, их в основном устанавливают в фундамент для создания дополнительного несущего элемента.

Сваи

Они подходят для жилых и промышленных сооружений. Их транспортируют только в горизонтальном положении, располагая элементы на специальную прокладку.

Совет! Сваи из железобетона незаменимы при возведении сооружений на неустойчивом грунте.

Колонны

Они подходят для любого вида построек, поскольку имеют прямоугольную форму и подходят даже для распределения тяжелой нагрузки. Колонны иногда используют в декоративных целях, но сущность при этом у них остается другой, поскольку железобетон делает постройку более устойчивой.

С определением плотности проблем не возникнет, поскольку для этого достаточно знать вес каждого компонента бетонной смеси. Все эти параметры складывают, а потом вычитают воду, поскольку по мере застывания состава она испаряется. После этого становится известна плотность. В некоторых случаях люди просто ориентируются на средние показатели, изучая марку используемого бетона.

Также дополнительно определяют удельный вес железобетона, поскольку это влияет на схему армирования и расположение блоков. Поскольку для каркаса используют облегченную сталь, сама решетка не так много весит.

После определения этих показателей занимаются расчетом массы железобетона. Но в этом случае также придется учитывать марку бетона, диаметр прутьев и длину стержней. Лучше поручить эту работу проектировщику, поскольку человек без опыта не сможет вычислить объемный вес железобетона. Средний показатель для этого материала — 2500 кг/м3.

Коэффициент теплопроводности

Если при сооружении здания учитывать коэффициент теплопроводности, то удастся более корректно более корректно подобрать теплоизоляцию и сократить потери. Люди экономят на обогреве помещения и при этом добиваются комфортного микроклимата.

Коэффициент теплопроводности указывает на объем энергии, которая способная пройти через материал. Этот показатель меняется в зависимости от наполнителя, который производитель добавил в бетонную смесь. Этот коэффициент, как и модуль упругости железобетона, указывается на упаковке.

Плюсы

Материал выбирают для строительства по нескольким причинам:

https://youtube.com/watch?v=Isam4dA1B-A%3Ffeature%3Doembed

Минусы

Основным недостатком железобетона считается его вес, поскольку для использования этого материала требуется особый фундамент, что в несколько раз повышает расходы на строительство. Также считается неудобным, что железобетон имеет высокую звукопроницаемость, поэтому для него требуется установка изоляции.

Железобетон подходит для любой отрасли строительства, но материал подбирают по штриховке в зависимости от целей и условий эксплуатации здания. Из него возводят новые сооружения, создают тонкостные покрытия или сложные по форме конструкции. Например, из него сооружают резервуары, печные дымоотводы, бункеры, мосты, тоннели и пр.

С железобетоном строителям требуется в 3 раза меньше металла, чем при возведении сооружений из стали, при этом остальные характеристик постройки почти не меняются.

Принципы строительства

Выбранный метод зависит от сооружения, условий его возведения, фундамента и других факторов. Однако, независимо от этого учитывается, какая нагрузка воздействует на объект: постоянная, длительная или кратковременная. С учетом этого продумывают конструкцию и берут для ее изготовления такой материал, который обеспечит ее устойчивое положение.

https://youtube.com/watch?v=S8mgRI4nRlI%3Ffeature%3Doembed

При использовании железобетона стоит учитывать не только плотность, но и удельный вес конструкции, условия ее эксплуатации, фундамент. Только после выполнения расчетов и подбора подходящих материалов удастся возвести конструкцию, которая соответствует нормативным требованиям.