Показатели плотности и удельного веса 1 м3 железобетона

При проектировании конструкций, выборе грузоподъемных и транспортных средств учитывают одну из важнейших характеристик – плотность железобетона. Методика расчета этого показателя проста, она позволяет быстро получить результат и применить его на практике.

Обычный бетон хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, а растягивающие, изгибающие, крутящие напряжения (даже незначительные) он выдерживает плохо. Совсем другие качества демонстрирует железобетон – искусственный камень, усиленный стальными прутьями: растяжение воспринимают стальные стержни, а сжатие – бетонная составляющая.

Металлическая арматура способна повысить механическую прочность и устойчивость конструкции к трещинам на 200 %, увеличив тем самым сроки ее эксплуатации. Для равномерного распределения нагрузки прутья в теле ЖБИ располагают в виде трехмерного сетчатого каркаса с размером ячейки 10-20 см. Иногда в качестве поперечных связующих элементов в нем используют не отрезки арматуры, а более тонкую стальную проволоку.

Во многом способность выдерживать нагрузки определяет плотность ЖБИ. В зависимости от нее армированный железобетон бывает нескольких типов:

• особо тяжелый – в качестве наполнителей для него выбирают бариты, магнетиты, металлические скрапы, гематиты, лимониты; плотность композитного материала выше 2500 кг/м3 (для гражданских сооружений особо тяжелые разновидности не применяют);
• тяжелый – с обычными наполнителями в виде гранитного, известкового, гравийного щебня, вес куба – 1800-2500 кг;
• облегченный – тот же тяжелый армированный, (1800 кг/м3) уменьшается за счет особенностей конструкции (в ЖБИ имеются технологические сквозные щели);
• легкий – он представлен разновидностями с ячеистой структурой (перлито-, керамзито-, полистиролбетон), которые тоже иногда армируются; вес кубометра такого материала в среднем составляет 500 кг.

Следует обращать внимание и на метод изготовления железобетона. При использовании вибрационных столов для уплотнения свежей смеси каждый ее куб становится тяжелее примерно на 100 кг.

Плотность и вес

Значение плотности бетонной части можно определить по упрощенной методике. Обычно при составлении смеси задается вес каждого ее компонента. Сложив эти показатели и исключив из суммы воду (она постепенно испаряется при застывании), получают искомую плотность. Для приблизительных расчетов пользуются справочными данными в зависимости от марки бетона для изготовления ЖБИ. Характеристики и сфера использования классического тяжелого бетона приведены в таблице.

На оказывает влияние и схема армирования. В это понятие входит диаметр армирующих стержней либо проволоки, а также расстояния между ними (шаг). Вес металлического каркаса в 1 м3 железобетонных изделий невелик: это видно из справочной таблицы:

*Удельный вес арматурной стали – 7850 кг/м3.

Расчет массы

Зная показатели плотности бетонной и стальной части, нетрудно определить итоговую плотность железобетонной конструкции. Для примера приводится схема расчета для перекрытия, изготовленного из бетона М350 с усилением из прутьев диаметром 18 мм. Во второй таблице берется суммарная длина стальных стержней – 49 м.

1. Определяется объем арматуры в 1 м3 железобетона по формуле:

V а = (D 2 /4) *L, где:

• D – диаметр прута (18 мм = 0,018 м);
• L – суммарная длина стержней (49 м).

После подстановки получается: V а = (3,14*0,018 2 /4)*49 = 0,012 м3.

2. Вычисляется объем бетонного компонента, который содержит железобетон: V б = 1-V а = 1-0,012 = 0,088 м3.

3. Масса арматуры вычисляется как произведение ее объема на удельный вес стали: m а = 7850 * 0.012 = 94.2 кг.

4. Масса объемной доли бетона составляет: m б = 2412 * 0,988 = 2384 кг.

5. Суммируются масса арматуры и бетона: 94,2 + 2384 = 2476,2 кг.

Железобетон при заданных условиях имеет плотность 2476,2 кг.

Зная, сколько весит 1 м3 ЖБИ, определяют общую массу конструкции, разложив ее при необходимости на составные элементы. Подобные расчеты обязательно выполняют во время проектирования сооружения: считают весовую нагрузку, чтобы выяснить, выдержит ли ее фундамент.

Удельный вес и общую массу ЖБИ желательно посчитать при закупке материалов для строительных работ, чтобы включить расходы на их приобретение и доставку в общую калькуляцию. При разборке железобетонных конструкций, исходя из веса разбираемых частей здания, определяется объем работ по демонтажу и вывозу строительного мусора. Обычно расчет выполняют специалисты специальных сервисных компаний по результатам замеров. Посчитать приблизительный вес мусора самостоятельно не составит труда. Плотность железобетонных изделий условно принимают за 2500 кг/м3 и умножают на объем – произведение измеренных габаритов всех узлов. Итоговый тоннаж перемножается на тарифы за разборку, погрузку, транспортировку, утилизацию соответствующих изделий.