Beton a železobeton jsou v současnosti nejpoužívanějšími stavebními materiály na světě. Vyrábějí se téměř v jakémkoli tvaru: dlouhé ploché desky, konstrukční sloupy a nosníky podpírající vysoké budovy nebo mosty nebo trupy lodí.
Definice pojmů
Beton je kompozitní materiál, který funguje dobře v tlaku, ale ne v tahu. Když beton kolem tyčí tuhne a tvrdne, vytváří nový kompozitní materiál, vyztužený beton, který dobře funguje jak v tahu, tak v tlaku.
Beton
Beton je cementová směs, obvykle s přídavkem portlandského cementu, s hrubým a jemným kamenivem (hrubý je štěrk a jemný je písek, i když lze použít i jiné materiály). Když se cement smísí s vodou a vhodným plnivem, stane se plastickým (tekutým) a umístí se do forem, aby se vytvořila požadovaná konfigurace. Beton se vyrovná potěrem a uhladí špachtlí nebo hladítkem. Obvykle se nalije do dřevěné formy a poté se zpracovává. Hydratace, reakce mezi suchými složkami cementu a vodou, způsobuje tvrdnutí betonu na kámen.
Beton je tedy vynikající stavební materiál starý více než tisíc let. Ve výchozím stavu má tekutou povahu, což umožňuje jeho nalití do formy. Beton se skládá ze 3 prvků:
- voda;
- kamenivo (písek, štěrk, kámen);
- cement.
Tento stavební materiál umožňuje stavět mosty, tunely, budovy a letiště.
Železobeton
Vyrábí se ze směsi cementu a kameniva, které po přidání vody tvoří tuhou strukturu. Když je vysokopevnostní ocel (pevnost v tahu) zapuštěna do betonu, kompozitní komponent se vyrovnává s napětím (tlakem, ohybem a tahem). Tento stavební materiál lze vyrobit do jakékoli velikosti a tvaru a použít jej ve stavebnictví. Klíčovou charakteristikou vyztuženého betonu je blízkost jeho koeficientu tepelné roztažnosti koeficientu oceli, což pomáhá eliminovat vnitřní pnutí.
Za druhé, tvrdnutí cementové pasty v betonu odpovídá povrchovým vlastnostem oceli, což umožňuje efektivní přenos napětí mezi těmito dvěma materiály. Vlastnosti vazby mezi ocelí a betonem jsou zlepšeny zdrsněním ocelových tyčí.
Za třetí, vlivem alkalického prostředí vytvářeného vápnem se na oceli vytváří film, díky kterému se stavební materiál stává obzvláště odolným vůči korozi.
U některých projektů je životnost konstrukce důležitější než její pevnost, proto se používají výztuhy, které dokážou odolat korozi a zvyšují životnost konstrukce. Tyto konstrukce využívají plastovou výztuž, která je pevná jako ocel a nevyžaduje ochrannou vrstvu na ochranu proti korozi. Taková provedení jsou lehká, mají dlouhou životnost a jsou mnohonásobně hospodárnější.
Železobeton je dodáván s vloženými ocelovými tyčemi, deskami nebo vlákny, které zpevňují materiál. Schopnost odolávat zatížení pomocí těchto stavebních materiálů je posílena. Proto se železobeton používá při všech stavebních pracích. Vyztužené komponenty jsou zapuštěny do budoucího produktu tak, aby měl dobrou odolnost. Stlačení výrobku a pevnost oceli v tahu vytváří silnou vazbu, která umožňuje odolávat těmto namáháním po dlouhou dobu.
Železobeton se může zhoršit korozí. V přítomnosti vlhkosti bude koroze oceli zabudované do železobetonu vážným problémem, který bude vyžadovat vážnou pozornost, protože má vážné finanční důsledky. U velkých konstrukcí, jako jsou obytné budovy, mosty, tunely, může dojít k poškození v důsledku koroze výztuže, což může způsobit, že se stanou nebezpečnými, pokud nebudou přijata náležitá nápravná opatření. Proto byly vyvinuty metody pro měření síly korozního napadení výztuže na stávajících konstrukcích, jakož i pro predikci jejich zbývající životnosti. Měření se provádějí na výztuži nebo na vestavěných senzorech výztuže; Lze získat užitečné informace o rozsahu poškození korozí.
Porovnání
Beton se skládá z cementu a dalších pojivových stavebních materiálů, jako jsou:
- popílek a struskový cement;
- hrubé kamenivo z drceného kamene;
- jemné kamenivo (písek, voda a chemické nečistoty).
V železobetonu se do připraveného roztoku zavádí ocel. Ocelová výztuž se do běžného betonu nepřidává. Konvenční beton není vhodný pro mnoho stavebních projektů, protože nemůže snadno odolat zatížení způsobenému vibracemi, větrem nebo jinými silami. Obvykle se pevnost v tahu a tlaku bere z vyztuženého betonu a pevnost v tlaku se bere pouze z běžného betonu.
Závěry
Kamenné stavby mohou trvat stovky nebo dokonce tisíce let. Přestože je kámen jedním z nejstarších a nejodolnějších stavebních materiálů, práce s ním není tak snadná. Je těžký, obtížně se přepravuje a obvykle se dodává v obřích kusech, které vyžadují pečlivé řezání. Existuje však „tekutý kámen“ – beton. Při jeho výrobě se nejprve zadělá jakési těsto. A pak beton ztvrdne. Je to velmi pohodlné. Železobeton se vyrábí podobným způsobem jako beton, ale přidávají se do něj ocelové komponenty.
