При транспортировке и грузоподъемных операциях железобетонных конструкций учитывают важнейший параметр — плотность ж/б изделия. Несложная методика выполнения расчета данного показателя позволяет быстро применить его буквально в «полевых условиях».
Виды железобетона и его особенности
Бетонные конструкции отлично выдерживают сжимающие нагрузки. Недаром этот материал является самым популярным стройматериалом для возведения зданий и сооружений. Однако бетон недостаточно устойчив даже к незначительным растягивающим, скручивающим и изгибающим нагрузкам.
Для этих целей дополнительно применяют стальную или пластиковую арматуру, которая значительно повышает устойчивость всей конструкции к различным механическим воздействиям. В этом случае бетонная составляющая хорошо держит сжатие, а прутки отлично справляются с растяжением и скручиванием.
Арматура повышает механическую прочность и стойкость к трещинам в несколько раз, тем самым продлевая срок службы всей конструкции. Для оптимального распределения внутренних напряжений в ж/б изделии каркас из прутьев выполняют по форме объемного сетчатого каркаса, ширина ячейки которого лежит в пределах от 10 до 20 см.
Плотность ЖБИ определяет его прочность — по этому показателю различают следующие виды железобетона:
- Особо тяжелый. Как правило, имеет узконаправленную сферу применения — например, востребован в атомной энергетике, металлургии, тяжелой промышленности. В его состав входят такие материалы, как барит, гематит, металлические скрапы, магнетит. Плотность такого бетона может превышать 2500 кг/м³.
- Тяжелый. В состав его наполнителя входят гравийный, гранитный и известковый щебень. Плотность такого материала лежит в пределах 2–2,5 т/м³.
- Облегченный. Практически тот же тяжелый вид железобетона, имеющий технологические щели, снижающие вес конструкции.
- Легкий. Имеет ячеистую структуру, иногда армируется. Куб такого бетона весит порядка 500 кг.
Следует помнить, что при уплотнении бетонной смеси на вибрационном столе каждый залитый куб тяжелеет приблизительно на 100 кг.
Плотность и вес
Простейший способ вычислить плотность можно применять непосредственно при изготовлении смеси. Просуммировав массы кубического метра всех компонентов и исключив воду (она со временем испарится), можно получить точное значение плотности стройматериала. Также можно воспользоваться различными справочными данными, в которых помимо плотности указаны сферы использования того или иного вида бетона и его марка
В качестве примера рассмотрим таблицу плотности для тяжелого бетона.
| Марка бетона | Среднее значение плотности, кг/м³ | Область применения |
|---|---|---|
| M200 | 2390 | Отмостки, ленточный фундамент небольших строений, стяжка пола |
| M250 | 2397 | Заборы, лестницы, монолитный фундамент, ненагружаемые перекрытия |
| M300 | 2407 | Монолитные фундаменты, плиты перекрытий, стены |
| M350 | 2412 | Плиты, колонны, балки, бассейны, ригели, взлетно-посадочные полосы |
| M400 | 2420 | Плотины, мосты |
Также на плотность бетона влияет схема армирования. Сюда относятся диаметр связующих прутков, их шаг. Вес металла в ж/б-конструкциях невелик, однако его тоже следует учитывать.
В таблице ниже приведена справочная информация о массе металлического каркаса в составе того или иного ЖБИ.
| Вид изделия | Диаметр прутков, мм | Расстояние между прутками (шаг ячейки), см | Общая длина арматуры, м | Суммарная масса металла в одном кубическом метре бетона, кг |
|---|---|---|---|---|
| Отмостки, бетонные покрытия дорожек | 8 | 20 | 16 | 6,5 |
| Опорные балки, плитный и ленточный фундамент | 12–16 | 18 | 16 | 14-25 |
| Безопорные балки и перекрытия | 16-18 | 13 | 49 | 77-97 |
| Несущие конструкции | 14-18 | 13 | 48 | 59-97 |
Расчет массы бетона
А как в полевых условиях рассчитать массу потенциального изделия, имея при себе только простейший канцелярский набор?
На небольшом примере рассмотрим бетон марки М350 с армирующими прутьями 18 мм и их суммарной длиной 49 м.
- Определим объем арматуры в одном кубе железобетона по формуле:
Vа = (D2/4) *L, где:
D — диаметр прутка;
L — суммарная длина прутков.
После подстановки числовых значений получаем:
Vа = (3,14*0,0182/4) *49=0,012 м3 - Вычисляем объем бетонной составляющей изделия:
Vб=1–Va=1-0,012=0,088 м3 - Определяем массу арматуры:
ma=7850*0,012=94,2 кг - Масса бетона составляет:
mб=2412*0,988=2384 кг - Выводим значение итоговой массы конструкции:
mж/б=mб+mа=2384+94,2=2476,2 кг
Определив массу кубического метра бетона, также не составит труда определить плотность любой конструкции. Для этого необходимо лишь знать ее объем. Если конструкция имеет сложную форму, то можно разбить это изделие на простые элементы (параллелепипеды, кубы, конусы, призмы и т.д). Выполнение подобного расчета крайне важно на начальном этапе проектирования какого-либо сооружения. Считать весовую нагрузку необходимо для определения, выдержит ли ее будущий фундамент.
Вес и итоговую массу ЖБИ лучше считать на этапе закупки необходимых материалов, чтобы включить стоимость доставки в общую сметную стоимость. Также подобные расчеты важны при осмечивании демонтажных работ. Специалисты выезжают на предварительные замеры и оценивают, какой объем строительного мусора необходимо вывезти с конкретной площадки.
Для ориентировочного расчета принимают плотность бетона 2,5 т/м3, а затем умножают это значение на измеренный объем демонтируемых конструкций. Это позволит точно рассчитать стоимость самого демонтажа, загрузку, транспортировку, разгрузку строительного мусора и его дальнейшую утилизацию при необходимости.
Продвижение сайта –