Żelbet

Z Wikipedii

Żelbet (niewłaściwie: żelazobeton) – beton wzmocniony wkładkami stalowymi, materiał stosowany powszechnie w budownictwie. Beton jest materiałem doskonale przenoszącym naprężenia ściskające. Jednak jego wytrzymałość na siły naprężenia rozciągające jest bardzo mała. Wzmocnienie stalą, która znakomicie przenosi siły rozciągające daje materiał, z którego można budować konstrukcje różnego typu. Do wzmacniania betonu stosuje się wkładki w postaci prętów, lin, strun i siatek. Można spotkać także konstrukcje z „sztywnym zbrojeniem”, tzn. takie, w których elementy stalowe o dużych przekrojach (np. dwuteowniki, ceowniki) są wykorzystane jako rdzeń w np. słupie z betonu.

Do zalet żelbetu, jako materiału konstrukcyjnego, należą: ogniotrwałość, odporność na znaczne obciążenia statyczne i dynamiczne, swoboda w kształtowaniu elementów, duża odporność na korozję (przy zachowaniu właściwej otuliny wkładek stalowych i poprawnym zagęszczeniu układanej mieszanki betonowej). Odporność na wpływy atmosferyczne można łatwo podnieść wykonując stosunkowo tanie zabezpieczenie powłokowe. Zabezpieczenia te stosuje się przede wszystkim w konstrukcjach mostów i wiaduktów.

[edytuj] Podział

Ze względu na sposób współpracy wkładek stalowych z betonem rozróżnia się:

• żelbet – szkielet z prętów stalowych układa się w deskowaniu (szalunku) na miejscu wbudowania elementu (na budowie) lub formie (w wytwórni prefabrykatów) i zalewa mieszanką betonową. Po uzyskaniu przez beton wymaganej wytrzymałości otrzymuje się element, w którym stal przejmuje naprężenia rozciągające a beton ściskające. Współpraca tych materiałów opiera się na przyczepności betonu do stali i bardzo zbliżonej wartości współczynników rozszerzalności termicznej.
• siatkobeton - zbrojenie ma postać siatek - tkanych lub zgrzewanych, o kwadratowych oczkach o wymiarach 6-12mm. Charakteryzuje się zwiększoną odpornością na obciążenie dynamiczne, dużą jednorodnością, zwiększonym wydłużeniem względnym i wytrzymałością na rozciąganie, dobrą szczelnością i odpornością na powstawanie rys.

BGPŁ - była fabryka Scheiblera to jeden z pierwszych budynków żelazobetonowych w Europie

• beton sprężony – zbrojenie wykonuje się z stali o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie (stale wysokogatunkowe). Do elementu betonowego wprowadza się wstępne naprężania ściskające przez rozciągnięcie zbrojenia przed zabetonowaniem. Wprowadzone naprężenia są przeciwne do naprężeń powstających od naprężeń użytkowych. Zatem część obciążeń równoważy naprężenia wstępne. Ze względu na sposób wprowadzenia naprężeń sprężających rozróżnia się:
  • strunobeton – struny (pojedyncze druty lub ich wiązki złożone z kilku strun) napręża się w formie i stabilizuje na naciągu. Po zalaniu formowanego elementu i uzyskaniu przez beton przynajmniej 70% wymaganej wytrzymałości naciąg jest zwalniany. Stal wprowadza do betonu naprężenia ściskające – w ten sposób uzyskujemy beton sprężony.
  • kablobeton – w deskowaniu (formie) układa się kanały wzdłuż tras przebiegu kabli sprężających. Deskowanie wypełnia się mieszanką betonową. Po uzyskaniu przez beton min. 70% wartości wymaganej wytrzymałości wprowadza się kable do kanałów i naciąga się je. Kable są mocowane na końcach a kanały wypełniane zawiesiną – zaczynem cementowo – wodnym. Po związaniu zaczynu otrzymuje się element monolityczny, w którym beton i stal współpracują ze sobą. Elementy kablobetonowe można sprężać w miejscu ich wbudowania.

[edytuj] Historia

Historia żelbetu rozpoczyna się w XIX w. Jako pierwszy beton połączył ze zbrojeniem Joseph-Louis Lambot, który z tego materiału zbudował barkę w 1848 r.zaprezentowaną na wystawie w Paryżu w 1855 r. W 1867 r. francuski ogrodnik Joseph Monier wykonał z betonu zbrojonego siatką doniczki na kwiaty. Gdy zauważył, że nie popękały na mrozie, pomysł opatentował. Koncepcję zbrojenia betonu uzasadnił naukowo w 1892 r. francuski inżynier Francois Hennebique, w 1894 r. powstał w oparciu o jego teorię i jego projekt pierwszy żelbetowy most w Viggen w Szwajcarii i drugi, w 1898 r., w Chaterallerault we Francji. Elementy sprężone jako pierwszy zastosował w 1920 r. Eugene Leon Freyssinet.