Stahlbetonkonstruktionen - eine umfassende analyse des

Stahlbetonkonstruktionen in modernen Bauten sind ohne Übertreibung ein Schlüsselbestandteil fast jeder Konstruktion. Solche Produkte zeichnen sich durch eine extrem große Vielfalt aus, so dass sie zur Lösung unterschiedlichster Aufgaben eingesetzt werden können.

Im Folgenden beschreiben wir die Hauptmerkmale von Teilen aus Stahlbeton, beschreiben die Feinheiten ihrer Herstellung sowie die wichtigsten Vor- und Nachteile dieses Materials.

Produktklassifizierung

Das grundlegende Dokument, das die Verwendung solcher Produkte regelt, ist ein SNiP für Stahlbetonkonstruktionen (2.03.01-84). Diese Norm sowie andere Dokumente, die bestimmte Aspekte des Einsatzes von Stahlbeton im Bauwesen regeln, bestimmen die Zusammensetzung und die wichtigsten Leistungsanforderungen.

Stahlbeton ist nach diesen Normen ein Verbundwerkstoff, bestehend aus Zement oder ähnlichem in Bindemittel, dichtem Füllstoff und Metallbewehrung. Diese Kombination ermöglicht es Ihnen, die Massivität und Haltbarkeit von echtem Beton mit ausreichender Biege- und Druckfestigkeit zu kombinieren, die der Stahl besitzt.

Um die Orientierung in der Vielfalt der Stahlbetonkonstruktionen zu erleichtern, gibt es mehrere Optionen für ihre Einstufung. Im Kern jeder Option steht das eine oder andere grundlegende Merkmal.

 Nach dem Konstruktionsprinzip von Stahlbetonerzeugnissen werden also unterteilt:

• Vorgefertigt - bestehen aus einzelnen Elementen, die in der Fabrik hergestellt und in einem einzigen System in der Anlage gesammelt werden.
• Monolithisch - werden durch Gießen direkt vor Ort erledigt. Bei der Herstellung monolithischer Strukturen werden am häufigsten Schalungen verschiedener Formen verwendet.

Beachten Sie! Manchmal unterscheiden sich auch Zwischenprodukte des vorgefertigten monolithischen Typs, wobei beide beschriebenen Technologien kombiniert werden.

Die Konfigurationsklassifizierung umfasst normalerweise die folgenden Varianten:

• Blockieren - am häufigsten und einfach zu fertigen. Stellen Sie korpulente oder hohle Blöcke von regelmäßiger geometrischer Form dar.
• Linear - eine Art von Blockmodulen, deren Länge verlängert ist. Lineare Strukturen umfassen normalerweise Balken, Pfähle, Pfosten, Fachwerke usw.
• Flach - Platten und Böden unterschiedlicher Größe und Stärke. Wie Blöcke können sie hohl gemacht werden, um die Masse bei einer leichten Abnahme der Festigkeit zu reduzieren.
• Räumliche Produkte - Tabletts, Rohre, Ringe für Brunnen usw. Das Hauptmerkmal solcher Module ist das Vorhandensein eines internen Funktionshohlraums.

Hier ist natürlich nur ein Überblick über die wichtigsten Produktarten. SNiP für Stahlbetonkonstruktionen enthält eine detailliertere Klassifizierung mit genauen Eigenschaften. Daher wird bei der Planung von Fachleuten ausdrücklich auf diese Norm Bezug genommen.

Hauptkomponenten und Produktion

Binder

Bei der Herstellung von Stahlbetonkonstruktionen werden vier Hauptkomponenten verwendet: Bindemittel, Füllstoff, Bewehrung und Wasser. Um die Qualität des Materials im Rohmaterial zu verbessern, werden häufig Modifizierungsmittel zugesetzt - Substanzen, die die Zusammensetzung optimieren, die Plastizität verbessern, das Aushärten beschleunigen usw.

Binder ist eine der wichtigsten Komponenten:

• Portlandzement wird üblicherweise als Bindemittel verwendet, das nach der Hydratisierung (Wechselwirkung mit Wasser) aushärtet. Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit und einen recht günstigen Preis aus.

Beachten Sie! Eine separate Gruppe besteht aus sogenannten Nicht-Schrumpfzementen, deren Volumen sich bei der Hydratisierung nicht ändert. Mit ihrer Hilfe führen Sie in der Regel eine Reparatur von Stahlbetonkonstruktionen durch.

• Für die Herstellung von Betonen, die im Massenbau eingesetzt werden, wird üblicherweise Zement M400 oder M500 verwendet. Diese Arten von Materialien orientieren sich üblicherweise an der Berechnung der Anteile anderer Komponenten der Mischung für die Herstellung von w / w-Produkten.

• In einigen Fällen erfordert die Konstruktion jedoch erhöhte mechanische Eigenschaften. Gleichzeitig kann Zement höherer Qualität (M600 - M800) einbezogen werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Verwendung solcher Zusammensetzungen die Baukosten erheblich erhöht. Außerdem sind solche Produkte nach der Verfestigung für die Verarbeitung weniger geeignet.

Füller

Die zweitwichtigste Komponente ist der Füllstoff. Wenn verschiedene Materialien für den Bau von Beton ohne Innenverstärkung bis hin zu geschäumten Polymeren verwendet werden können, werden bei der Herstellung von Stahlbetonkonstruktionen normalerweise nur die Substanzen verwendet, die für die Zusammensetzung eine hohe Dichte und Festigkeit gewährleisten.

Sie können in mehrere Gruppen unterteilt werden, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind:

Beachten Sie bei der Auswahl eines Füllers normalerweise folgende Regeln:

• Für die Herstellung von Beton wird M400 und darunter Kies verwendet, für dauerhaftere Materialien - Schotter
• Sowohl Bruchstein als auch Kies werden vor dem Eintritt in die Zusammensetzung einer Fraktionierung unterzogen - Trennung nach Korngröße. Die Verwendung von Materialien einer Fraktion hilft, die Einheitlichkeit der Zusammensetzung zu verbessern und ihre Eigenschaften zu verbessern.
• Bei der Berechnung der mechanischen Eigenschaften muss berücksichtigt werden, dass die Festigkeit von Steinaggregat etwa 1,5 - 2-fach höher sein sollte als die Festigkeit der Zementzusammensetzung.

Armaturenrahmen

Schließlich ist der Verstärkungskäfig ein wichtiges Element:

• Um die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern, werden Stahlverstärkungen verwendet - Draht, Stäbe, Rohre oder andere Elemente, die in Rahmen einer bestimmten Form verbunden sind. Die Konfiguration des Rahmens wird durch die Umrisse und Abmessungen der Struktur selbst sowie die Konstruktionsanforderungen an die Festigkeit bestimmt.
• Die Anweisung erlaubt sowohl die Schweißverbindung der Rahmenelemente als auch deren Verbindung mit einem speziellen Draht. Die zweite Methode ist weniger zuverlässig, lässt sich jedoch einfacher unabhängig voneinander implementieren, da sie im privaten Bereich weit verbreitet ist.

• Je nach den Merkmalen des Lesezeichens ist die Verstärkung in angespannt und entspannt. Die Bewehrungsspannung wird als vorläufige Dehnung mit speziellen Vorrichtungen bezeichnet: Nach der Polymerisation von Beton behält ein solches Gerüst seine Elastizität, und seine Fähigkeit, Lasten zu kompensieren, steigt um ein Vielfaches.

Fertigungstechnologie

Vorgefertigte Artikel

Das Schema, nach dem die Stahlbetonkonstruktionen hergestellt werden, hängt davon ab, welches Ergebnis wir erzielen möchten.

Gleichzeitig unterscheiden sich die Techniken zum Gießen einzelner Blöcke und monolithischer Strukturen erheblich:

• Für die Herstellung von vorgefertigten Modulen benötigen wir Formulare. Wenn Sie nur wenige Teile herstellen müssen (z. B. um eine Überlappung zu bilden), können Sie eine Form aus Brettern und dickem Sperrholz zusammenstellen. Ansonsten wäre es am besten, eine vorgefertigte Metallstruktur mit einem ausreichenden Sicherheitsspielraum zu erwerben.
• Von innen verarbeiten wir die Form mit Maschinenöl. Holzstrukturen können auch mit Polyethylen ausgekleidet werden, um ein Anschwellen durch Feuchtigkeit zu verhindern.

• Sammeln Sie anschließend den Verstärkungskäfig, der in einem Abstand von ca. 30-50 mm von der unteren Ebene im Tank installiert ist. Zur Distanzierung ist es am besten, spezielle Ständer zu verwenden.

Achtung! Vergessen Sie nicht die Hypotheken zum Befestigen und Transportieren von Modulen mit einem Autokran!

• Dann gießen Sie die vorbereitete Lösung auf Basis von Zement, Sand und Zuschlag. Die Anteile der Hauptkomponenten werden in Abhängigkeit von der gewünschten Betonfestigkeit bestimmt.
• Das Material mit einem tiefen Vibrator oder einem Rütteltisch verdichten. Gleichzeitig wird dabei Luftüberschuss entfernt, wodurch die Dichte zunimmt und die Haftung von Zementhydrat an Bewehrung und Kies verbessert wird.

In der letzten Stufe wird das Produkt getrocknet, und in der Industrie werden hierfür spezielle Hochtemperaturkammern verwendet. Konstante Erhitzung über 500 ° C trägt zu einer schnelleren Festigkeit bei. Im Alltag muss der Block vor der Verwendung für mindestens 28 Tage standgehalten werden.

Vor dem Einsatz im Bau von Industrieprodukten muss ein mehrstufiger Test bestanden werden. Tests an Stahlbetonkonstruktionen ermöglichen es, die Übereinstimmung der Festigkeitsparameter mit den geplanten Parametern zu ermitteln und mögliche Fehler zu identifizieren.

Monolithfüllung

Die Herstellung monolithischer Strukturen ist schneller, gleichzeitig aber arbeitsintensiver:

• Zunächst wird der Bewehrungskorb zusammengebaut, der an einem vorgegebenen Abschnitt installiert und mit den bereits aufgerichteten Elementen verschweißt wird.
• Dann wird um den Rahmen herum eine Schalung aufgestellt, deren Kraft es erlaubt, die Masse der gefüllten Lösung ohne Deformation und Zerstörung auszuhalten.

• Wir gießen Beton in die Schalung und verteilen ihn so, dass sich keine Lufteinschlüsse bilden. Wir kondensieren Material und erhöhen so die Haltbarkeit.
• Führen Sie anschließend die Trocknung des Betons durch und stellen Sie sicher, dass ausreichend Flüssigkeit für die Hydratation vorhanden ist. Bedecken Sie dazu das Material mit Polyethylen und befeuchten Sie die Oberfläche regelmäßig.

Beachten Sie! Die Trocknung sollte bei positiven Temperaturen erfolgen. Wenn der Monolith im Winter gefüllt werden soll, werden zusätzlich die elektrisch leitenden Kabel zum Aufheizen des Gemisches in die Konstruktion gelegt oder die Wärmedämmschalung ausgerüstet.

Nach einem Satz von Festigkeit ist es wünschenswert, instrumentelles Qualitätskontrollmaterial durchzuführen. Dies erlaubt uns, die berechnete Tragfähigkeit sicher und ohne Angst vor dem Zusammenbruch zu nutzen.

Stärken und Schwächen

Wenn man von dieser Vielfalt an Materialien spricht, sollte man die Analyse ihrer Stärken und Schwächen nicht aus den Augen verlieren. Wie wir wissen, ist Stahlbeton im Kapitalbau sehr gefragt, daher ist es logisch, dass er durchaus sachliche Vorzüge hat.

Unter ihnen:

• Lange Lebensdauer. GOST für Stahlbetonkonstruktionen im Bauwesen setzt eine Unterteilung in drei Kategorien der Dauerhaftigkeit voraus: Die erste ist über 100 Jahre alt, die zweite ist 50-100 Jahre alt und die dritte ist 30 Jahre alt.

Beachten Sie! Regulierungsdokumente, die auf die Mindestlebensdauer der Struktur begrenzt sind. Vorbehaltlich der Betriebsregeln, rechtzeitiger Vorbeugung und Reparatur kann diese Zeitspanne wiederholt verlängert werden.

• Relativ geringe kosten. Wenn wir nur die finanzielle Komponente berücksichtigen, wird die Stahlbetonstruktur deutlich günstiger als die Stahlkonstruktion mit den gleichen Leistungsindikatoren.
• Hochtemperaturbeständig In Anbetracht der geringen Wärmeleitfähigkeit von Beton kann man mit Sicherheit sagen, dass eine solche Struktur viel feuerfester ist als ein Produkt aus Stahlträgern.
• Beständigkeit gegen chemische und biologische Faktoren. Inertbeton isoliert den Stahlrahmen zuverlässig von der äußeren Umgebung, wodurch die Struktur durch Korrosion um ein Vielfaches langsamer zerstört wird. Ja, und bakterielle Läsionen von Beton treten nur unter außergewöhnlichen Bedingungen auf (konstant hohe Luftfeuchtigkeit bei hohen Temperaturen).

• Guter Lastwiderstand - statisch und dynamisch. Dieser Vorteil beruht auf der optimalen Kombination von Beton- und Stahlbewehrungseigenschaften.
• Herstellbarkeit - Bei Bedarf und der Verfügbarkeit der erforderlichen Ressourcen aus Stahlbeton können Sie nahezu jede architektonische Form annehmen. Im privaten Bau ist es auch möglich, Strukturen mit eigenen Händen zu füllen: Die Lohnkosten sind natürlich beträchtlich, aber nicht transzendent.

Stahlbetonkonstruktionen haben jedoch mehrere Nachteile:

• Zunächst wird paradoxerweise das Minus als geringe Stärke mit einer signifikanten Masse angesehen. Nach diesem Indikator ist Stahlbeton Stahlbalken und -trägern ernsthaft unterlegen, da das Produkt wesentlich weniger Nutzlast pro Masseneinheit trägt.
• Zweitens machen die Eigenschaften des Materials (Wärmeleitfähigkeit, Schalldämmung usw.) den Einsatz im Wohnungsbau ohne zusätzliche Nachbearbeitung unmöglich.

Diese Nachteile sind jedoch nicht fatal, weshalb diese Art von Baumaterialien offenbar schon seit geraumer Zeit weit verbreitet ist. Darüber hinaus wird noch nicht erwartet, dass sie in ihren Eigenschaften vergleichbar sind.

Fazit

Bei der Herstellung von Stahlbetonkonstruktionen nach SNiP sollte auf alle Nuancen geachtet werden, angefangen bei der Zusammensetzung der Lösung bis hin zur Aushärtung. Nur in diesem Fall hat die errichtete Struktur alle positiven Eigenschaften, die für das beschriebene Material charakteristisch sind.

Das Video in diesem Artikel enthält zusätzliche Informationen zu diesem Problem. Für Anfänger (und nicht nur!) Empfehlen wir Ihnen dringend, es zu lesen.