Почему железо укрепляется сталью

Большинство бетонных конструкций построены со стальными подкреплениями. Почти во всех случаях невозможно увидеть сталь, потому что она находится внутри бетона. Бетонные конструкции, построенные без стальной арматуры, не будут длиться долго под действием сил, которые будут воздействовать на нее в течение всего срока службы.

Состав бетона

В обычных условиях бетон обычно состоит из таких материалов, как песок, щебень или гравий, обычно называемые агрегатами, и цемент для их связывания. Затем добавляют воду, чтобы сделать смесь достаточно пластичной для работы в форме. Для того чтобы бетон надлежащим образом сформировался, он должен быть в пластмассовом состоянии во время перемешивания. Затем смесь помещают в формы в зависимости от желаемой формы. Эти формы могут быть изготовлены из дерева или стали. Внутри форм стальная арматура может быть установлена ​​в зависимости от требуемой прочности. Затем цементирующий материал затвердеет, чтобы придать бетону внешний вид натурального камня. Цементирующий материал представляет собой мелкодисперсный порошок, производимый цементными компаниями. Благодаря химической реакции с водой цемент затвердевает. Масса начинает напрягаться примерно через 45 минут,

Стальная арматура

Бетонные балки, армированные сталью или колонны жби можно рассматривать как пучок двух материалов. Чтобы понять, как два материала будут вести себя под напряжением или деформацией, необходимо преобразовать составной пучок в эквивалентный пучок одного материала. Важно знать, что прочность бетона намного выше при сжатии, чем при растяжении. Он силен в сопротивлении сжимающим силам (тем, которые склонны раздавить его), но слабым в сопротивлении растягивающим усилиям (те, которые стремятся разделить его). Следовательно, бетон является лучшим материалом для использования для элементов, которые подвергаются сжимающим усилиям, таким как столбы или балки. Когда загружается сляб или пучок, он изгибается или отклоняется, поэтому он имеет одну выпуклую поверхность и одну вогнутую поверхность. Для балок, поддерживаемых на обоих концах, таких как напольная плита, верхняя поверхность будет вогнутой стороной, а нижняя поверхность будет выпуклой стороной. В любом балке материал на выпуклой стороне будет растягиваться, следовательно, растягиваться, в то время как материал на вогнутой стороне будет укорочен и, следовательно, сжат. Сжимающие силы будут действовать на вогнутой стороне бетонной плиты, в то время как силы растяжения будут действовать на выпуклую сторону. Следовательно, из растягивающих напряжений на выпуклой стороне будет возникать прямоугольная пучка бетона. Луч может быть усилен путем вставки стальных стержней на выпуклую сторону. Так как бетонные захваты стали сильно, при изгибе не будет скольжения стальных стержней относительно бетона. На практике, площадь поперечного сечения стальных стержней обычно такова, что предел прочности бетона на выпуклой стороне преодолевается до того, как начинается сталелитейная сталь, и при больших нагрузках сама сталь принимает практически все натяжение. Следовательно, при установлении изгибных напряжений в железобетонных балках предполагается, что все натяжение производится сталью и все сжатие бетоном.

Чтобы бетон сопротивлялся силам, которые будут воздействовать на него, в него встроена сталь с целью противодействия растягивающим усилиям. Железобетон это сочетание бетона и стали. Сталь устроена так, что два материала действуют вместе как единое целое для переноса нагрузок. Чтобы защитить сталь от повреждения огнем, арматуру в балки и колонны нельзя размещать ближе к открытой поверхности. Желательно оставить зазор около 1,5 дюйма или примерно 4 см. Эта спецификация устанавливает нижний предел глубины бетона под арматурными стержнями.