Армиран бетон

Армиран бетон, или железобетон (|reinforced concrete |cemento armato; |béton armé; |hormigón armado |Eisenbeton) — состав во кој релативно ниската цврстина на истегнување и спроводливост на бетонот се дополнети со вклучување на арматура од железо или челик, која има поголема цврстина на истегнување или спроводливост. Рамката обично се состои од челични армирачки шипки или железна мрежа (арматура) и прво се поставува рамка, во или врз која потоа се истура течен бетон, кој се спојува со нив во нов состав за време на стврднувањето. Затоа, преднапрегнат бетон се користи за зајакнување на „обичниот“ бетон. Со оглед на количината што се користи годишно, тој е еден од најчестите градежни материјали во светот. Познато е дека бетонот не 'рѓосува и затоа, кога е правилно прокетиран, може да ја заштити челичната арматура од корозија или 'рѓосување.
Челичната рамка во текот на произвдоството се вметнува или вградува во бетонот на таков начин што производот се „растегнува“ кога е оптоварен. Причината за вметнување арматура во бетонот се посебните својства на бетонот, т.е. висока цврстина на притисок и многу ниска цврстина на истегнување. Спротивно на тоа, арматурата има висок капацитет на истегнувачко оптоварување.
''Недостатоците на класичниот армиран бетон'', како што се корозијата, како и негативното влијание на цементот и неговите производи врз животната средина, постепено почнаа да излегуваат на виделина. Со внимателно следење на стручните упатства, ризиците во голема мера можат да се избегнат. Постојат и „еколошки цементи“ од кои се прави ''зелен бетон.'' Поради сè понагласената заштита на животната средина, тие се подобар избор и развојот се движи во оваа насока. Истото важи и за обновата и одржувањето на армиранобетонските згради и конструкции, каде што се бараат и користат нови, потрајни и „чисти“ решенија.
1 Составни делови на армираниот бетон
Бетонот е сложен материјал и се состои од агрегати (мешавина од одредени гранулации на чакал и песок), цемент и вода, или три елементи. Агрегатот е инертен материјал, додека песокот и водата се активни материјали. Армираниот бетон е многу сложен материјал и се состои од бетон и арматура (бетон или профилиран челик).
Челичните шипки што продираат во бетонската маса се нарекуваат арматура, а процесот на нивно вградување се нарекува процес на армирање или едноставно армирање. Нивнот заедничко делување е овозможено од фактите дека:
:* бетонот и челикот реагираат приближно исто на температурни промени
:* бетонот добро се лепи на арматурата
:* бетонот добро ја штити арматурата од корозија
:* бетонот ја штити арматурата од ефектите на пожар.
2 Историја
2.1 Пронајдокот и употребата на армираниот бетон
Францускиот градител Коање користел бетон армиран со железо како градежна техника. Во 1853 година, Коање ја изградил првата армирано-бетонска конструкција за себе, четирикатна куќа на ''улицата Шарл Мишел број 72'' во париското предградие. Описите на Коање за армиран бетон кажуваат дека тој го направил ова не за да додаде цврстина на бетонот, туку за да ги заштити ѕидовите во монолитната конструкција од уривање. Зградата Пипен во Бруклин, изградена во 1872–73 година, ја прикажува неговата техника, иако не била проектирана од Коање.
Во 1854 година, англискиот градител Вилкинсон го зајакнал бетонскиот покрив и подот на двокатна куќа што ја градел. Неговото поставување на арматурата покажало дека, за разлика од неговите претходници, тој бил свесен за затегнувачките напрегања.
Помеѓу 1869 и 1870 година, Хенри Итон го проектирал, а „В и Т Филипс“ од Лондон го изградиле мостот Хомерсфилд - мост од армирано-бетонски материјал - од ковано железо лиено во бетон - со распон од 15,25 метри преку реката Вејвни помеѓу англиските грофовии Норфолк и Сафолк.
Во 1877 година, Хајат објавил извештај насловен како ''„Резултатот од некои опити со портландски цемент и бетон во врска со железото како градежен материјал, со осврт на економичноста на металот во градежништвото и за противпожарна безбедност во изградбата на покриви, подови и патеки“'', во кој ги прикажал резултатите од своите опити за однесувањето на армираниот бетон. Неговата работа одиграла важна улога во развојот на бетонските конструкции како испробана и тестирана наука. Без работата на Хајат, напредокот на технологијата можеби ќе зависела од поопасни обиди и грешки.
Францускиот градинар Моние не бил задоволен од постојните материјали за изработка на трајни саксии за цвеќе. Станал пионер во развојот на конструктивен, префабрикуван и армиран бетон. Тој поднел патент за армирани бетонски саксии за цвеќе со мешање на жичана мрежа и малтер. Во 1877 година, Моние добил уште еден патент за понапредна техника за армирање на бетонски столбови и греди со употреба на железни шипки поставени во мрежеста шема. Иако Моние несомнено знаел дека армираниот бетон ќе ја подобри својата внатрешна кохезија, веројатно не сфатил колку ова армирање ја подобрува ''крајната затегнувачка цврстина на бетонот''.
Употребата на бетон, иако потекнува од Римското Царство и била повторно воведена на почетокот на 19 век, не се темелела на научно докажана технологија пред 1870-тите.
Англискиот инженер Рансом бил првиот што открил нови техники за армиран бетон кон крајот на 19 век. Тој ги искористил откритијата од претходниот половина век за да ги подобри речиси сите стилови и методи на претходните пронаоѓачи. Неговата клучна новина била извиткувањето на челичната арматура, што го подобрило нејзиното врзување со бетонот. Тој станал познат по своите бетонски згради и изградил два од првите армирано-бетонски моста во Северна Америка. Еден од неговите мостови сè уште стои во Ист Енд во Њујорк. Една од првите американски бетонски згради била противпожарната зграда „Вардс“, изградена во 1876 година.
Германскиот градежен инженер Вајс бил зачетник во армирано-бетонските конструкции, откако ги купил патентите на Моние во 1879 година. Во 1884 година неговото претпријатие „Вајс и Фрајтаг“ за првпат користело армиран бетон и до 1890 година дало голем придонес во унапредувањето на армирано-бетонската арматура и развојот на научно заснована широка употреба.
Архитектот на владата на Квинсленд, Брејди, го засновал првиот голем армирано-бетонски патен мост во Австралија, мостот Ламингтон, во 1896 година. Во тоа време, тој бил најголемиот мост во светот, со единаесет распони од по 15,2 метри секој и вкупна должина од 187 метри.
2.2 Користење за градба отпорна на земјотреси
Во април 1904 година, американската архитектка Морган го завршила своето прво дело од армиран бетон, „Ел Кампанил“, камбанарија од 22 метри во колеџот за девојки Милс во заливот Сан Франциско. Две години подоцна, камбанаријата го преживеала земјотресот во Сан Франциско од 18 април 1906 година - највисоката магнитуда на Меркалиевата скала - без никаква штета и сè уште стои денес (2025). Ова ѝ донело голема репутација и со тоа започнала нејзината славна кариера. Земјотресот од 1906 година, исто така, го променил првичното противење на јавноста кон армираниот бетон како градежен материјал, кој бил омаловажуван поради неговата безбојност. Во 1908 година, Надзорниот одбор на Сан Франциско ги изменил градските прописи за да се фаворизира широката употреба на армираниот бетон.
3 Безбедносни прописи
Во 1906 година, се случила ужасна несреќа, за време на изградбата, хотелот „Биксби“ на Лонг Бич делумно се урнал и затрупал 10 работници. Градежната инспекција открила дека потпората била предвреме отстранета и дека зградата била изградена од армирано-бетонски рамки, но подот бил ребрест и исполнет со шупливи глинени плочки. На овој начин, стручњаците советувале и препорачале „чиста“ бетонска конструкција, каде што треба да се користи претходно напрегнат бетон за подови, ѕидови и рамки.
Истото лето, Националното здружение на корисници на цемент (NACU) објавило упатства за безбедна градба: Стандард бр. 1 и Стандардни градежни прописи од 1910 година за употреба на претходно напрегнат бетон.
Несреќи се случуваат и денес, најчесто, тие се предизвикани од непочитување на безбедносните прописи, несоодветно одржување и обновување без независен и стручен надзор.
4 Заштита на животната средина - „обновлив бетон“
Употребата на бетонот, иако потекнува од Римското Царство и повторно е воведена на почетокот на 19 век, пред 1970-тите не се темелела на научно докажана технологија. Постепено, со новите откритија, почнала да воспоставува научната основа. Во векот на пронајдоците, тие повеќе се осврнале на развојот на науката и технологијата, а помалку на загадувањето на животната средина што овој развој го донел со себе како вештачки производ.
Во последно време, напорите за заштита на животната средина сè повеќе доаѓаат до израз. За таа цел, тие барале решенија во нови технологии. Интересно е што со истражувањата на старите, римските и други методи, се пронашол патот до еколошки бетон. Неодамна, тие го „измислиле“ таканаречениот зелен бетон (бетокарб, обновлив бетон), за чие обновување се грижи самата природа, со што значително се придонесува за заштита на животната средина. Имено, тие ги проучувале старите римски дворци и откриле дека тие не биле оштетени од земјотреси или временски услови низ историјата, целосно отпорен на „кисел дожд“ и други непријатни придружници на брзиот развој. Тоа отворило нов правец дури и во градежништвото со еколошки армиран бетон.
Истото важи и за одржувањето и обновувањето на ваквите згради, што им поставува на стручњаците речиси нерешливи задачи, особено ако тие згради се изградени нелегално и се изложени на бројни надворешни деструктивни влијанија. Новите згради, како и постојните згради, можат да бидат импрегнирани со соодветна заштита. Се користат еколошки материјали за нови згради, меѓу другото, мешавина од цемент и глина, таканаречен лезоцемент, од кој се прави глинест бетон.
5 Поврзано
* Бетон