Strutture in cemento armato: un'analisi completa del

Le strutture in cemento armato nella costruzione moderna sono, senza esagerazione, una componente chiave di quasi tutte le strutture. Tali prodotti sono caratterizzati da una varietà estremamente ampia, che consente loro di essere utilizzati per risolvere i compiti più diversi.

Qui di seguito descriviamo le caratteristiche principali delle parti in cemento armato, descriviamo le sottigliezze della loro produzione e consideriamo i principali vantaggi e svantaggi di questo tipo di materiale.

Classificazione del prodotto

Il documento di base che regola l'utilizzo di tali prodotti è un SNiP su strutture in cemento armato (2.03.01-84). Questo standard, così come altri documenti che governano determinati aspetti dell'uso del cemento armato nella costruzione, ne determinano la composizione e i requisiti chiave di prestazione.

Secondo questi standard, il cemento armato è un composito costituito da un cemento o simile in legante, riempitivo denso e rinforzo metallico. Questa combinazione consente di combinare la solidità e la durabilità del calcestruzzo reale con una resistenza alla flessione e alla compressione sufficiente, che l'acciaio possiede.

Per facilitare l'orientamento nella diversità delle strutture in cemento armato, ci sono diverse opzioni per la loro classificazione. Al centro di ogni opzione c'è una o un'altra caratteristica fondamentale.

 Quindi, dal principio di costruzione di prodotti in cemento armato si dividono in:

• Prefabbricati: sono costituiti da singoli elementi prodotti in fabbrica e raccolti in un unico sistema presso la struttura.
• Monolitico - sono risolti versando direttamente sul posto. Per la fabbricazione di strutture monolitiche, viene spesso utilizzata la cassaforma di varie forme.

Fai attenzione! A volte distinguono anche i tipi di prodotti intermedi, prefabbricati e monolitici, combinando entrambe le tecnologie descritte.

La classificazione della configurazione di solito include le seguenti varietà:

• blocco - il più comune e facile da produrre. Rappresenta i blocchi corpulenti o vuoti di forma geometrica regolare.
• lineare - un tipo di moduli di blocco allungati in lunghezza. Le strutture lineari di solito comprendono travi, pile, montanti, tralicci, ecc.
• piatto - lastre e pavimenti di diverse dimensioni e resistenza. Come i blocchi, possono essere resi cavi per ridurre la massa con una leggera diminuzione della forza.
• Prodotti spaziali - vassoi, tubi, anelli per pozzi, ecc. La caratteristica principale di tali moduli è la presenza di una cavità funzionale interna.

Naturalmente, qui è solo una panoramica dei principali tipi di prodotti. SNiP su strutture in cemento armato contiene una classificazione più dettagliata con caratteristiche precise e, pertanto, quando si progetta, gli specialisti fanno riferimento a questo standard.

Componenti principali e produzione

legante

La fabbricazione di strutture in cemento armato comporta l'uso di quattro componenti principali: legante, riempitivo, rinforzo e acqua. Inoltre, per migliorare la qualità del materiale nella materia prima, vengono spesso aggiunti i modificatori - sostanze che ottimizzano la composizione, migliorano la plasticità, accelerano l'indurimento, ecc.

Binder è uno dei componenti più importanti:

• Il cemento Portland è comunemente usato come legante che indurisce dopo l'idratazione (interazione con l'acqua). È caratterizzato da alta resistenza e prezzo abbastanza ragionevole.

Fai attenzione! Un gruppo separato consiste di cosiddetti cementi non restringenti, il cui volume non cambia in seguito all'idratazione. Con il loro aiuto, solitamente eseguono riparazioni di strutture in cemento armato.

• Per la produzione di calcestruzzi, che vengono utilizzati nella costruzione di massa, viene solitamente utilizzato il cemento M400 o M500. Questi tipi di materiali sono generalmente orientati al calcolo delle proporzioni di altri componenti della miscela per la produzione di prodotti in bianco e nero.

• Tuttavia, in alcuni casi, il design richiede maggiori caratteristiche meccaniche. Allo stesso tempo, è possibile utilizzare cemento di qualità superiore (M600 - M800). Tuttavia, va ricordato che l'uso di tali composizioni aumenta significativamente il costo di costruzione. Inoltre, dopo la solidificazione, tali prodotti sono meno suscettibili alla lavorazione.

riempitivo

Il secondo componente più importante è il riempitivo. E se una varietà di materiali può essere utilizzata per la costruzione di calcestruzzo senza rinforzo interno, fino a polimeri espansi, quindi nella produzione di strutture in cemento armato, solitamente vengono usate solo quelle sostanze che garantiranno la composizione ad alta densità e resistenza.

Possono essere divisi in diversi gruppi, che sono elencati nella tabella seguente:

Quando si sceglie un riempitivo di solito seguire queste regole:

• Per la produzione di calcestruzzo M400 e sotto ghiaia viene utilizzato, per materiali più durevoli - pietrisco.
• Sia la pietra frantumata che la ghiaia vengono sottoposte a frazionamento prima di entrare nella composizione, separazione in base alla dimensione delle particelle. L'uso di materiali di una frazione aiuta a migliorare l'uniformità della composizione e a migliorarne le proprietà.
• Nel calcolo delle caratteristiche meccaniche, è necessario tenere conto del fatto che la resistenza dell'aggregato lapideo dovrebbe essere circa 1,5-2 volte superiore alla resistenza della composizione del cemento.

Telaio dell'armatura

Infine, un elemento importante è la gabbia di rinforzo:

• Per migliorare le caratteristiche meccaniche del materiale, viene utilizzato un rinforzo in acciaio - filo, barre, tubi o altri elementi, collegati in cornici di una certa forma. La configurazione del telaio è determinata dai contorni e dalle dimensioni della struttura stessa, nonché dai requisiti di progettazione per la resistenza.
• L'istruzione consente sia la connessione saldata degli elementi del telaio che la loro rilegatura usando un filo speciale. Il secondo metodo è meno affidabile, ma è più semplice da implementare in modo indipendente, poiché è ampiamente utilizzato nella costruzione privata.

• Secondo le caratteristiche del segnalibro, il rinforzo è diviso in teso e non accentato. Lo stress di rinforzo è chiamato allungamento preliminare con l'ausilio di dispositivi speciali: dopo la polimerizzazione del calcestruzzo, tale struttura mantiene la sua elasticità e la sua capacità di compensare i carichi aumenta molte volte.

Tecnologia di produzione

Articoli prefabbricati

Lo schema con cui la produzione di strutture in cemento armato dipende da quale risultato si prevede di ottenere.

Allo stesso tempo, le tecniche per la colata di singoli blocchi e strutture monolitiche differiscono in modo significativo:

• Per la produzione di moduli prefabbricati, abbiamo bisogno di moduli. Se è necessario realizzare solo pochi pezzi (ad esempio per formare una sovrapposizione), è possibile assemblare una forma di pannelli e compensato spesso. In caso contrario, la scelta migliore sarebbe quella di acquistare una struttura metallica prefabbricata con un adeguato margine di sicurezza.
• Dall'interno elaboriamo il modulo con olio per macchine. Le strutture in legno possono anche essere rivestite con polietilene per prevenire il gonfiore da umidità.

• Successivamente, raccogliere la gabbia di rinforzo, che è installata nel serbatoio ad una distanza di circa 30-50 mm dal piano inferiore. Per il distanziamento è meglio usare supporti speciali.

Fai attenzione! Non dimenticare le ipoteche per il fissaggio e il trasporto di moduli utilizzando una gru autocarro!

• Quindi versare la soluzione preparata a base di cemento, sabbia e aggregato. Le proporzioni dei componenti principali sono determinate in base alla forza desiderata del calcestruzzo.
• Utilizzando un vibratore profondo o un tavolo vibrante, compattare il materiale. Allo stesso tempo, viene rimosso l'eccesso di aria da esso, a causa del quale aumenta la densità e l'adesione del cemento idrato al rinforzo e ghiaia è migliorata.

Nell'ultima fase, il prodotto viene essiccato e nell'industria vengono utilizzate speciali camere ad alta temperatura. Il riscaldamento costante superiore a 500 ° C contribuisce a una maggiore resistenza. Nella vita di tutti i giorni è necessario resistere al blocco prima di usarlo per almeno 28 giorni.

Prima dell'uso nella costruzione di prodotti industriali deve passare un test a più stadi. Test su strutture in cemento armato ci permettono di determinare la conformità dei parametri di resistenza con quelli pianificati, nonché di individuare possibili difetti.

Riempimento del monolito

La produzione di strutture monolitiche è più veloce, ma allo stesso tempo più laboriosa:

• In primo luogo, la gabbia di rinforzo è assemblata, che è installata su una sezione predeterminata ed è saldata agli elementi già eretti.
• Quindi viene costruita una cassaforma attorno al telaio, la cui potenza gli consente di resistere alla massa della soluzione riempita senza deformazioni e distruzioni.

• Versiamo il cemento nella cassaforma, distribuendola in modo tale da evitare la formazione di "sacche d'aria". Condensiamo il materiale, aumentandone la durata.
• Successivamente, eseguire l'asciugatura del calcestruzzo, assicurandosi che mantenga una quantità sufficiente di liquido per l'idratazione. Per fare questo, coprire il materiale con polietilene, inumidendo periodicamente la superficie.

Fai attenzione! L'asciugatura dovrebbe avvenire a temperature positive. Se si prevede di riempire il monolite durante il periodo invernale, i cavi elettricamente conduttivi per riscaldare la miscela vengono inoltre posizionati nella costruzione o la cassaforma termoisolante è dotata.

Dopo una serie di forze, è auspicabile eseguire il controllo di qualità strumentale del materiale. Questo ci consentirà di usare la sua capacità portante calcolata con sicurezza, senza timore di collassare.

Punti di forza e punti deboli

Parlando di questa varietà di materiali, non bisogna perdere di vista l'analisi dei loro punti di forza e di debolezza. Come sappiamo, il cemento armato nella costruzione di capitali è molto richiesto, quindi è logico che abbia dei meriti piuttosto oggettivi.

Tra loro ci sono:

• Lunga durata. GOST per le strutture in cemento armato utilizzate nella costruzione implica una divisione in tre categorie di durabilità: la prima ha più di 100 anni, la seconda ha 50-100 anni e la terza ha 30 anni.

Fai attenzione! Documenti normativi limitati alla vita minima consentita della struttura. Soggetto alle regole di funzionamento, prevenzione e riparazione tempestive, questo periodo può essere ripetutamente aumentato.

• Costo relativamente basso. Se prendiamo in considerazione solo la componente finanziaria, la struttura in cemento armato uscirà molto più economica di quella in acciaio con gli stessi indicatori di prestazione.
• Resistente alle alte temperature Tenendo conto della bassa conduttività termica del calcestruzzo, è sicuro dire che una tale struttura sarà molto più resistente al fuoco di un prodotto di travi di acciaio.
• Resistenza a fattori chimici e biologici. Il calcestruzzo inerte isola in modo affidabile il telaio in acciaio dall'ambiente esterno, grazie al quale la struttura viene distrutta più volte più lentamente a causa della corrosione. Sì, e le lesioni batteriche del calcestruzzo si trovano solo in condizioni eccezionali (costante alta umidità a temperatura elevata).

• Buona resistenza al carico - statico e dinamico. Questo vantaggio è dovuto alla combinazione ottimale di proprietà di rinforzo in calcestruzzo e acciaio.
• lavorabilità - Se necessario, e la disponibilità delle risorse necessarie di cemento armato, è possibile realizzare quasi tutte le forme architettoniche. Nell'edilizia privata, è anche possibile riempire le strutture con le proprie mani: naturalmente, i costi di manodopera saranno sostanziali, ma per niente trascendenti.

Tuttavia, le strutture in cemento armato presentano diversi svantaggi:

• Innanzitutto, paradossalmente, il segno negativo è considerato di bassa forza con una massa significativa. Secondo questo indicatore, il cemento armato è gravemente inferiore a tralicci e travi in ​​acciaio, poiché il prodotto trasporta un carico utile significativamente inferiore per unità di massa.
• In secondo luogo, le prestazioni del materiale (conducibilità termica, isolamento acustico, ecc.) Rendono impossibile l'utilizzo in edilizia residenziale senza ulteriori finiture.

Tuttavia, questi svantaggi non sono fatali, e quindi questo tipo di materiali da costruzione sarà ampiamente utilizzato, apparentemente per un bel po 'di tempo. Inoltre, non è ancora previsto che siano comparabili nelle caratteristiche.

conclusione

Quando si producono strutture in cemento armato secondo SNiP, occorre prestare attenzione a tutte le sfumature, iniziando dalla composizione della soluzione e terminando con la modalità di polimerizzazione. Solo in questo caso, la struttura eretta avrà tutte le qualità positive caratteristiche del materiale descritto.

Il video in questo articolo contiene informazioni aggiuntive su questo argomento, quindi per i principianti (e non solo!), Ti consigliamo vivamente di leggerlo.