Профилактика и противоэпидемические мероприятия как и при ВГА.

3.

2.

1.

Бетон – это композитный материал, приготавливаемый из смеси вяжущего (портланднцемент), заполнителей природного и искусственного происхождения (щебень, песок, шлак, зола и т.д.), а при необходимости химических и минеральных добавок.

Затвердевший бетон обладает наперед заданными свойствами.

Бетон может иметь прочность на сжатие до 300МПа. Бетон – это искусственный камень, для которого прочность и деформативность при растяжении примерно в 10…20 раз меньше, чем при сжатии. Бетон – неармированный и армированный.

Поэтому из неармированного бетона выполняют конструкции, которые при эксплуатации работают на восприятие сжимающих усилий: массивные фундаменты, сваи, стены, колонны, подпорные стены и др. В редких случаях допускается работа бетона в элементах с незначительным растягиванием σ, которые не должны превышать его предела прочности на растяжение.

Исследования показали, что разрушение изгибаемой бетонной балки начинается с крайних растянутых волокон, в то время когда в сжатой зоне σ составляют не более 5 – 10% от предела прочности при сжатии. Разрушение балки происходит хрупко по сечению, в котором появилась первая трещина. При этом прочность бетона при сжатии оказывается недоиспользованной.

Рис.1. Характер образования трещин и разрушения бетонной (а) и железобетонной (б) изгибаемых балок

.

Если растянутую зону сечения (рис. 1.б) усилить с помощью стальных стержней, проволоки или прокатного профиля балки можно значительно (в 15…20 раз) повысить ее несущую способность. Это связанно с тем, что сталь имеет в десятки раз больше сопротивление растяжению, чем бетон. Поэтому основная идея объединения названных материалов в едином сечении заключена в том, чтобы максимально использовать бетон для восприятия сжимающих усилий, а арматуру – растягивающих.

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал в виде рационально объединенных для совместной работы в конструкции бетона и стальных стержней.

Для обозначения стальных стержней, проволоки, канатов, будем пользоваться общепринятым в отечественной технической литературе термином “арматура” (от латинского слова “armatura” – вооружение).

Наиболее эффективным видом армирования является стальная арматура, которая одинаково хорошо сопротивляется растяжению и сжатию. Поэтому часто, что бы повысить несущую способность балок не изменяя геометрических размеров ее сечения, стержневую арматуру устанавливают не только в растянутой зоне сечения, но и в сжатой.

Наличие арматуры в растянутой зоне сечения железобетонного изгибаемого или внецентренно сжатого элемента кардинально меняет картину трещинообразования растянутой зоны. В железобетонном элементе раскрытию трещин препятствует арматура, количество трещин увеличивается. Кроме того, в приопорных зонах балки, работающих в условиях плоского напряженно-деформируемого состояния, при совместном действии изгибающих моментов и поперечных сил возможно образование наклонных трещин. В момент образования трещин нагрузка на балку составляет всего 15…20% от предельной, при которой наступает ее разрушение. В сечениях с трещиной бетон выключается из работы, а растягивающие усилия воспринимает арматура.

Изменяя количество арматуры, располагаемой в растянутой зоне сечения балки можно легко изменить характер ее разрушения: добиться разрушения по сжатой зоне сечения при достижении бетоном предельных деформаций растянутой арматурой (сечения с низким и нормальным содержанием растянутой арматуры).

Рассмотрим, какие же преимущества способствовали столь широкому и эффективному применению железобетона.

Работа бетона и арматуры, материалов с различными свойствами и характеристиками, стала возможной благодаря хорошему сцеплению арматуры с бетоном. Бетон и сталь при изменении температуры в пределах 100˚С имеют близкие коэффициенты температурного линейного расширения.

Бетон надежно защищает арматуру от воздействия агрессивных сред, которые способны вызвать ее коррозию, предохраняет от воздействия огня при пожаре. Щелочной характер химической реакции твердения вяжущего, с образованием поверхности стальной арматуры пассивирующей пленки, уменьшает опасность ее коррозии.

К основным недостаткам железобетонных конструкций следует отнести большой собственный вес, раннее образование трещин в растянутой зоне сечения, что способствует быстрому росту прогибов элементов.

В обычном железобетоне не рационально применять высокопрочную арматурную сталь.

Предварительное напряжение позволило повысить трещиностойкость, жесткость и значительно уменьшить собственный вес конструкций (вес уменьшается за счет уменьшения сечения).

Идея предварительно напряженного железобетона заключается в том, что в процессе изготовления конструкции до приложения нагрузки в бетоне создается искусственное напряженное состояние, которое можно целенаправленно регулировать. Как правило, предварительное напряжение элемента выполняют таким образом, что бы бетон, который в процессе эксплуатации будет работать на растяжение, имел начальные сжимающие напряжения.

Например, в изгибаемых элементах, наиболее рационально напрягаемую арматуру размещать в растянутой при эксплуатации зоне сечения балок (рис.2)

Рис.2. Стадии изготовления и работы предварительно напряженной балки: напряжение арматуры на упоры (a); передача усилия и возможные эпюры напряжений в бетоне (б); стадия разрушения (в).

После того как бетон конструкции набирает необходимую прочность натянутую арматуру освобождают с упоров и она, стремясь возвратиться в начальное состояние, создает обжатие элемента. Такой способ преднапряжения принято называть “с натяжением на упоры”.

Если предварительное напряжение конструкции создают при натяжении арматуры, располагаемой в ранее выполненных каналах, то такой способ принято называть “натяжением на бетон”. Усилие обжатия передается на элемент при помощи специальных анкерных устройств, либо посредствам сил сцепления, возникающих при последующем инъецировании каналов цементным раствором.

Эффект предварительного напряжения может быть обеспечен только при применении высокопрочной арматурной стали, так как после передачи усилия обжатия и при эксплуатации развиваются потери напряжений в арматуре от упругого обжатия бетона, усадки, ползучести, релаксации стали и т.д.

Предварительное напряжение в 2…3 раза повышает трещиностойкость и жесткость конструкций по сравнению с обычным железобетоном без предварительного напряжения.

Прочность предварительно напряженных конструкций практически не зависит от величины предварительного напряжения арматуры. Однако в случае постановки напрягаемой арматуры в сжатой при эксплуатации конструкции зоне сечения предварительное напряжение может отрицательно повлиять на прочность конструкции в случае ее разрушении по бетону сжатой зоны.

Как свидетельствуют результаты экспериментальных исследований, в изгибаемых железобетонных элементах сжатия зона составляет примерно 1/3 высоты сечения. Составляющей 2/3 ее высоты, является по существу, балластом, имеющим второстепенное значение. В предварительно напряженных изгибаемых элементах сечения внецентренно обжаты, в силу чего на значительной части высоты конструкции действуют сжимающие напряжения. Это позволяет эффективно использовать в таких конструкциях материалы, обладающие высокой прочностью.

Так, прочность арматуры достигает 2500МПа, а при сжатии до 100МПа. С одной стороны допущение более высоких напряжений в арматуре железобетонных конструкций в эксплуатационной стадии не оправдано с точки зрения чрезмерного раскрытия трещин и развития прогибов.

Предварительно напряженные конструкции позволяют за счет применения высокопрочной арматуры получить экономию стали в среднем до 70%, особенно при применении в качестве напрягаемой арматуры высокопрочной проволоки и канатов, отдалить момент образования трещин, повысить жесткость элементов и уменьшить их прогибы, повысить выносливость и сейсмостойкость конструкций.

Основными недостатками предварительно напряженных конструкций являются:

1) Повышенная трудоемкость и металлоемкость оснастки для их изготовления.

2) Несколько понижается, по сравнению с ненапрягаемым железобетоном, огнестойкость конструкции, хотя и этот недостаток может быть практически полностью исключен при применении специальных конструктивных мероприятий, например путем увеличения защитного слоя бетона.

3) Повышается чувствительность к воздействию агрессивной среды, влияющей на коррозионную стойкость предварительно напряженной конструкции.

Широко применяется и так называемая вторичная защита бетона путем пропитки поверхности мономерами и полимерными материалами.

Бетон должен обладать вполне определенными заданными наперед свойствами (физико-механическими):

- необходимой прочностью;

- хорошим сцеплением с арматурой;

- достаточной плотностью (непроницаемостью для защиты арматуры от коррозии).

В зависимости от назначения и условий эксплуатации бетон должен еще удовлетворять специальным требованиям:

- морозостойкости при многократном замораживании – оттаивании (стены);

- жаростойкости при длительном воздействии высоких температур;

- коррозионной стойкости при агрессивном воздействии среды.

Бетоны подразделяют по ряду признаков:

- структуре;

- средней плотности;

- виду заполнителей;

- зерновому составу;

- условиям твердения.

По структуре:

- плотной структуры (у которых пространство между зернами заполнителя полностью занято затвердевшим вяжущим);

- крупнопористые малопесочные и беспесочные;

- поризованные (с заполнителями и искусственной пористостью затвердения вяжущего);

- ячеистые с искусственно созданными замкнутыми порами.

По средней плотности:

- особо тяжелые со средней плотностью более 2500;

- тяжелые - с плотностью более 2200 до 2500;

- облегченные – с плотностью более 1800 – 2200;

- легкие – более 500 – 1800.

По виду заполнителей:

- на плотных заполнителях;

- на пористых заполнителях;

- на специальных заполнителях, удовлетворяющих требованиям биологической защиты, жаростойкости и др.;

По зерновому составу:

- крупнозернистые, с крупными и мелкими элементами;

- мелкозернистые, с мелкими элементами.

По условиям твердения:

- бетон естественного твердения;

- бетон, подвергнутый тепловлажностной обработке при атмосферном давлении (40, 60, 80˚t);

- подверженный автоклавной обработке при высоком давлении (200˚С).

Сокращенные наименования бетонов:

Тяжелый бетон – бетон плотной структуры на плотных заполнителях, крупнозернистый, на цементе вяжущем, при любых условиях твердения.

Мелкозернистый – бетон плотной структуры, тяжелый на мелких заполнителях, на цементе вяжущем, при любых условиях твердения.

Мягкий – плотной структуры, на пористых заполнителях, при любых условиях твердения.

Плотные заполнители для тяжелых бетонов: щебень (из дробленых горных пород – песчаника, гранита и др.) и природный кварцевый песок.

Пористые заполнители – могут быть естественными – перлит, пемза, ракушечник; - могут быть искусственными – керамзит, шлак.

В зависимости от пористых заполнителей различают керамзитобетон, шлакобетон, перлитобетон и т.д.

Для ограждающих конструкций – используют бетоны поризованные, ячеистые, на пористых заполнителях плотностью 1400 и менее.

Для защиты от излучений – особо тяжелые.

Что бы бетон удовлетворял специальным требованиям – подбирают его состав: - цемент (различного вида);

- крупные и мелкие заполнители;

- добавки.

Повышение прочности ведет к росту плотности.

На прочность оказывают влияние многие факторы:

- зерновой состав (объем пустот должен быть минимальным);

- прочность заполнителей и характер поверхности заполнителей (шероховатые).

Виды железобетона:

Армоцемент – приготавливают на цементно-песочном бетоне, армированный из сетки из тонкой проволоки ячейкой до 10х10 мм, расстояние между сетками 3 – 5 мм, что позволяет получить достаточно однородный материал. Изготавливают конструкции с малой толщиной стенок 10 – 30 мм. Применяется при нормальной влажности и отсутствии агрессивной среды.

Армополимербетон – из полимербетона со стальной или неметаллической арматурой. Обладает высокой коррозионной стойкостью. Применение целесообразно в агрессивных средах.

Фибробетон – мелкие 1-2-3 мм иглы, которые добавляются в бетон и перемешиваются.

Вопросы для закрепления:

1. Классификация гепатитов

2. Возбудитель и источник инфекции при вирусном гепатите А и Е.

3. Механизм и пути передачи вирусных гепатитов А и Е.

4. Клинические проявления вирусных гепатитов А и Е.

5. Профилактика вирусных гепатитов А и Е.