Երկաթբետոն

Երկաթբետոն, բետոնի և պողպատի ամրանի միաձույլ զուգակցում, որոնք կոնստրուկցիայում աշխատում են համատեղ։ «Երկաթբետոն» տերմինը հաճախ օգտագործվում է որպես երկաթբետոնե կոնստրուկցիաների և շինվածքների հավաքական անվանում։ Երկու՝ բոլորովին տարբեր հատկություննևրով նյութերի զուգակցումը երկաթբետոնում պայմանավորված է նրանով, որ բետոնի ձգման ամրությունը զգալի չափով (10-20 անգամ) փոքր է սեղմման ամրությունից, ուստի երկաթբետոնե կոնստրուկցիաներում բետոնը նախատեսվում է սեղմող ճիգերը ընդունելու համար։ Իսկ պողպատը, որն ունի ձգման բարձր ժամանակավոր դիմադրություն, գլխավորապես օգտագործվում է ձգող ճիգերը ընդունելու համար։ 

Բետոնի ու պողպատի փոխազդեցությունը չափազանց արդյունավետ Է․ բետոնը պնդանալիս ամուր շաղկապվում է պողպատե ամրանին և հուսալիորեն պաշտպանում այն կոռոզիայից, քանի որ ցեմենտի հիդրատման պրոցեսում առաջանում է հիմնային միջավայր։ Բետոնի ու ամրանի միաձուլությունն ապահովվում է նաև դրանց գծային ընդարձակման գործակիցների հարաբերական մոտիկությամբ (բետոնի համար՝ 7,5·10−6-ից մինչն 12·10−6, պողպատե ամրանի համար՝ 12·10−6)։ Երբ ջերմաստիճանը փոփոխվում է -40-ից մինչև 60 °C միջակայքում, բետոնի և ամրանի հիմնական ֆիզիկամեխանիկական բնութագրերը գործնականում չեն փոխվում, որը թույլ է տալիս երկաթբետոն կիրառել բոլոր կլիմայական գոտիներում։ Պարբերական պրոֆիլի ամրանի, եռակցովի կարկասների ու ցանցերի կեռերի ու որմնակապերի կիրառումը նպաստում է բետոնի և ամրանի ավելի լավ շաղկապմանը ու համատեղ աշխատանքին։ Բետոնի կառուցվածքը խախտվում է և ամրություևը զգալի չափով իջնում՝ 60 °C ից բարձր ջերմաստիճանում։ 200 °C ջերմաստիճանի կարճատն ներգործության դեպքում բետոնի ամրությունը իջնում է 30%, իսկ երկարատև ազդեցությաև դեպքում՝ 40% ֊ով։ 500—600 °C ջերմաստիճանը սովորական բետոնի համար կրիտիկական է, որի դեպքում այն քայքայվում Է։ Ուստի սովորական երկաթբետոն հանձնարարվում է կիրառել 200 °C-ից ոչ բարձր ջերմաստիճաևում։ Մինչև 1700°С ջերմաստիճանների պայմաններում աշխատող ջերմային ագրեգատնևրում օգտագործվում է կրակակայուն բետոնը։ 

Երկաթբետոնի համար մեծ նշանակություն ունեն բետոնի կծկվածքն ու սողքը։ Շաղկապման հետևանքով ամրանը խանգարում է բետոնի ազատ կծկմանը, որը հանգեցնում է բետոնում ձգման, իսկ ամրանում՝ սեղմման սկզբնական լարումների առաջացմանը։ Բետոնի սողքը առաջացնում է ճիգերի վերաբաշխում ստատիկորեն անորոշելի համակարգերում, ճկվածքների մեծացում ծռվող տարրերում, բետոնի ու ամրանի միջև լարումների վերաբաշխում սեղմված տարրերում և այլն։ Բետոնի այս հատկությունները հաշվի են առնվում երկաթբետոնե կոնստրուկցիաներ նախագծելիս։ Բետոնի կծկվածքն ու Փոքր սահմանային ձգվածություեը (1 մ-ի վրա 0,15 մմ ) անխուսափելիորեն հանգեցնում են կոնստրուկցիաների ձգված գոտում ճաքերի առաջացմանը՝ շահագործման բեռնվածքների դեպքում։ Գործնականում, շահագործման նորմալ պայմաններում, մինչն 0,3 մմ բացվածքով ճաքերը չեն փոքրացնում երկաթբետոնի կրող հատկություններն ու երկարակեցությունը։ Սակայն ցածր ճաքակայունություևը սահմանափակում է երկաթբետոնի հետագա կատարելագործման և, մասնավորապես, ամրանի համար ավելի տնտեսողաբեր բարձրամուր պողպատների օգտագործման հնարավորությունները։ 

Երկաթբետոնում ճաքերի գոյացումից կարելի է խուսափել նախնական լարման մեթոդով, երբ բետոնը կոնստրուկցիայի ձգված գոտիներում ամրանի նախնական ձգման հաշվին արհեստականորեն շրջասեղմվում է։ Բարձր տեխնիկատնտեսական ցուցիչների շնորհիվ նախալարված երկաթբետոն կիրառվում է շենքերի ն ինժեներական կառույցների կրող կոնստրուկցիաներում։ Երկաթբետոնի հիմնական թերությունը մեծ ծավալային զանգվածն է, որը զգալի չափով կարելի է վերացնել՝ օգտագործելով թեթև բետոն և բջջավոր բետոն, ինչպես նաև կոմպոզիտային (ապակե, բազալտե) ամրաններ։ 

ժամանակակից շինարարության մեջ երկաթբետոնի լայն տարածումը պայմանավորված է այլ նյութերի համեմատությամբ նրա բարձր տեխնիկական ու տնտեսական առավելություններով։ Երկաթբետոնից պատրաստված կառույցները հրակայուն ու երկարակյաց են, չեն պահանջում հատուկ պաշտպանական միջոցներ մթնոլորտի քայքայիչ ներգործությունների նկատմամբ, բետոնի ամրությունը ժամանակի ընթացքում մեծանում է, իսկ բետոնով շրջափակված ամրանը կոռոզիայի չի ենթարկվում։ Երկաթբետոն ունի մեծ կրողունակություն, լավ է ընդունում ստատիկական ու դինամիկական (այդ թվում՝ սեյսմիկ) բեռնվածքները։ Երկաթբետոնից համեմատաբար ավելի հեշտ է ստեղծել ամենատարբեր ձևերի ճարտապետական արտահայտիչ կառույցներ ու կոնստրուկցիաներ։ Երկաթբետոնի հիմնական ծավալը կազմում են շատ տարածված խիճը, կոպիճը, ավազը։ Հավաքովի երկաթբետոնի կիրառումը զգալիորեն բարձրացնում է շինարարության ինդուստրացման մակարդակը։ Կոնստրուկցիաները նախօրոք պատրաստվում են լավ հանդերձված գործարաններում, իսկ շինհրապարակներում մոնտաժում են պատրաստի տարրերը մեքենայացված միջոցներով։ 

Երկաթբետոնի առաջին կիրառողը համարվում է ֆրանսիացի այգեպան ժ․ Մոնիեն, ով Ֆրանսիայում և այլ երկրներում ստացավ երկաթբետոնի գյուտի մի շարք արտոնագրեր։ Պողպատե ամրանով բետոնից կոնստրուկցիաներ կիրառվել են նաև ավելի վաղ շրջանում։ Ռուսաստանի, Արևմտյան Եվրոպայի և Ամերիկայի շինարարական տեխնիկայում երկաթբետոն զգալի դեր սկսեց կատարել միայն 19-րդ դարի վերջին։

Գրականություն 
 Мурашев В․ И․, Трещиноустойчивость, жесткость и прочность железобетона» Москва, 1949
 Берг О․ Я․, Физические основы теории прочности бетона и железо** бетона, Москва, 1961

Շինարարական նյութեր