Щільність залізобетону, питома вага в 1 м3, нюанси розрахунку і приклади

При проектуванні конструкцій, виборі вантажопідйомних і транспортних засобів враховують одну з найважливіших характеристик - щільність залізобетону. Методика розрахунку цього показника проста, вона дозволяє швидко отримати результат і застосувати його на практиці.

Зміст:

1. Класифікація залізобетону
2. Середня щільність і вага
3. Розрахунок загальної маси

Особливості та види залізобетону

Звичайний бетон добре пручається стискає навантажень, а розтягують, згинальні, що крутять напруги (навіть незначні) він витримує погано. Зовсім інші якості демонструє залізобетон - штучний камінь, посилений сталевими прутами: розтягнення сприймають сталеві стрижні, а стиснення - бетонна складова.

Металева арматура здатна підвищити механічну міцність і стійкість конструкції до тріщин на 200%, збільшивши тим самим терміни її експлуатації. Для рівномірного розподілу навантаження прути в тілі ЗБВ розташовують у вигляді тривимірного сітчастого каркаса з розміром осередку 10-20 см. Іноді в якості поперечних сполучних елементів в ньому використовують не відрізки арматури, а більш тонку сталеву дріт.

Багато в чому здатність витримувати навантаження визначає щільність ЗБВ. Залежно від неї армований залізобетон буває декількох типів:

• особливо важкий - в якості наповнювачів для нього вибирають барити, магнетити, металеві скрапи, гематиту, лімоніти; щільність композитного матеріалу вище 2500 кг / м3 (для цивільних споруд особливо важкі різновиди не застосовуються);
• важкий - зі звичайними наповнювачами у вигляді гранітного, вапняного, гравійного щебеню, вага куба - 1800-2500 кг;
• полегшений - той же важкий армований, питома вага бетонного складу (1800 кг / м3) зменшується за рахунок особливостей конструкції (в ЗБВ є технологічні наскрізні щілини);
• легкий - він представлений різновидами з комірчастою структурою (перліто-, керамзито-, полістиролбетон), які теж іноді армуються; вага кубометра такого матеріалу в середньому становить 500 кг.

Слід звертати увагу і на метод виготовлення залізобетону. При використанні вібраційних столів для ущільнення свіжої суміші кожен її куб стає важче приблизно на 100 кг.

Значення щільності бетонної частини можна визначити за спрощеною методикою. Зазвичай при складанні суміші задається вага кожного її компонента. Склавши ці показники і виключивши з суми воду (вона поступово випаровується при застиганні), отримують шукану щільність. Для приблизних розрахунків користуються довідковими даними в залежності від марки бетону для виготовлення ЗБВ. Характеристики та сфера використання класичного важкого бетону наведені в таблиці.

Бетон, марка Середня щільність, кг / м3 Застосування М200 2390 Стяжка підлоги, вимощення, тротуарні доріжки, стрічкові фундаменти для невеликих споруд, сходи, підпірні стіни М250 2397 Монолітний фундамент, вимощення, паркани, сходи, ненавантажуваних перекриття М300 2407 Монолітні фундаменти, стіни, плити перекриттів М350 2412 Всі види фундаментів, плити перекриття, колони, балки, ригелі, басейни, злітні смуги М400 2420 Мости, гідротехнічні споруди (в приватному будівництві не використовується)

на вага 1 м3 бетону впливає і схема армування. У це поняття входить діаметр армирующих стрижнів або дроту, а також відстані між ними (крок). Вага металевого каркаса в 1 м3 залізобетонних виробів невеликий: це видно з довідкової таблиці:

Вид ЗБВ Діаметр прутів, мм Крок осередку арматурної сітки, см Сумарна довжина прутів, м / м3 Загальна вага сталевих деталей * в кубометрі залізобетону, кг Отмостка будівлі, бетонне покриття доріжок 8 20 16 6,5 Плитної і стрічковий фундамент, горизонтальні плити, опорні балки 12-16 18 16 14-25 Перекриття, безопорний балки (консолі) 16-18 13 49 77-97 Несучі і ненесучі стіни, колони 14-18 13 48 59-97

* Питома вага арматурної сталі - 7850 кг / м3.

розрахунок маси

Знаючи показники щільності бетонної і сталевої частини, неважко визначити підсумкову щільність залізобетонної конструкції. Для прикладу наводиться схема розрахунку для перекриття, виготовленого з бетону М350 з посиленням із прутів діаметром 18 мм. У другій таблиці береться сумарна довжина сталевих стрижнів - 49 м.

1. Визначається обсяг арматури в 1 м3 залізобетону за формулою:

Vа = (D2 / 4) * L, де:

• D - діаметр прута (18 мм = 0,018 м);
• L - сумарна довжина стрижнів (49 м).

Після підстановки виходить: Vа = (3,14 * 0,0182 / 4) * 49 = 0,012 м3.

2. Обчислюється обсяг бетонного компонента, який містить залізобетон: Vб = 1-Vа = 1-0,012 = 0,088 м3.

3. Маса арматури обчислюється як твір її обсягу на питому вагу стали: mа = 7850 * 0.012 = 94.2 кг.

4. Маса об'ємної частки бетону становить: mб = 2412 * 0,988 = 2384 кг.

5. Підсумовуються маса арматури і бетону: 94,2 + 2384 = 2476,2 кг.

Залізобетон при заданих умовах має щільність 2476,2 кг.

Знаючи, скільки важить 1 м3 ЗБВ, визначають загальну масу конструкції, розклавши її при необхідності на складові елементи. Подібні розрахунки обов'язково виконують під час проектування споруди: вважають вагове навантаження, щоб з'ясувати, чи витримає її фундамент.

Питома вага і загальну масу ЗБВ бажано порахувати при закупівлі матеріалів для будівельних робіт, щоб включити витрати на їх придбання та доставку в загальну калькуляцію. При розбиранні залізобетонних конструкцій, виходячи з ваги розбираємо частин будівлі, визначається обсяг робіт по демонтажу і вивозу будівельного сміття. Зазвичай розрахунок виконують фахівці спеціальних сервісних компаній за результатами замірів. Порахувати приблизна вага сміття самостійно не складе труднощів. Щільність залізобетонних виробів умовно приймають за 2500 кг / м3 і множать на обсяг - твір виміряних габаритів всіх вузлів. Підсумковий тоннаж перемножується на тарифи за розбирання, навантаження, транспортування, утилізацію відповідних виробів.