Stahlbeton ist konkret, in dem die unerwünscht niedrige Zugbelastung und Elastizität des konkreten Bestandteils durch das Umfassen von Verstärkungsstrukturen der hohen Zugbelastung in der Masse des Betons abgewendet werden. Solche Strukturen gewöhnlich, obwohl nicht notwendigerweise, verstärken Bars von Stahl (Wiederbar) und auch gewöhnlich, obwohl auch nicht notwendigerweise, passiv im Beton eingebettet werden, bevor es untergeht. Solche Verstärkungsstrukturen werden entworfen, um Arbeitsbetonungen aufzunehmen, die sonst die konkrete Masse unter der unannehmbaren Spannung gelegt hätten. Moderne konkrete Verstärkungsstrukturen jedoch, können Nichtstahlmaterialien mit der hohen Zugbelastung enthalten, und können auch vorher oder nach den Massensätzen dauerhaft betont werden, um das Verhalten der Endstruktur unter Arbeitslasten zu verbessern.

Für einen starken, hämmerbaren und haltbaren Aufbau muss die Verstärkung die folgenden Eigenschaften haben:

• Hohe Kraft
• Hohe dehnbare Beanspruchung
• Gutes Band zum Beton
• Thermalvereinbarkeit
• Beständigkeit in der konkreten Umgebung

In den meisten Fällen verwendet Stahlbeton Stahlwiederbars, die eingefügt worden sind, um Kraft hinzuzufügen.

Verwenden Sie im Aufbau

Beton wird verstärkt, um ihm Extrazugbelastung zu geben; ohne Verstärkung wären viele konkrete Gebäude nicht möglich gewesen.

Stahlbeton kann viele Typen von Strukturen und Bestandteilen, einschließlich Platten, Wände, Balken, Säulen, Fundamente, Rahmen und mehr umfassen.

Stahlbeton kann als vorgefertigt oder geworfen in - situ Beton klassifiziert werden.

Das Entwerfen und das Einführen des effizientesten Fußboden-Systems sind Schlüssel zum Schaffen optimaler Baustrukturen. Kleine Änderungen im Design eines Fußboden-Systems können bedeutenden Einfluss auf materielle Kosten, Bauliste, äußerste Kraft, Betriebskosten, Belegungsniveaus haben und Gebrauch eines Gebäudes beenden.

Verhalten von Stahlbeton

Materialien

Beton ist eine Mischung von rauen (Stein oder Ziegelchips) und fein (allgemein Sand oder zerquetschter Stein) Anhäufungen mit einem Binder-Material (gewöhnlich Zement von Portland). Wenn gemischt, mit einem kleinen Betrag von Wasser, das Zementhydrat, um mikroskopische undurchsichtige Kristallgitter kurz zusammenfassend und schließen lassend der Anhäufung in eine starre Struktur zu bilden. Typische konkrete Mischungen haben hohen Widerstand gegen Druckbetonungen (darüber); jedoch wird jede merkliche Spannung (z.B, wegen des Verbiegens) das mikroskopische starre Gitter brechen, auf das Knacken und die Trennung des Betons hinauslaufend. Deshalb muss typischer Nichtstahlbeton gut unterstützt werden, um die Entwicklung der Spannung zu verhindern.

Wenn ein Material mit der hohen Kraft in der Spannung, wie Stahl, in den Beton gelegt wird, dann widersteht das zerlegbare Material, Stahlbeton, nicht nur Kompression sondern auch dem Verbiegen und den anderen direkten dehnbaren Handlungen. Eine Stahlbeton-Abteilung, wo der Beton der Kompression und dem Stahl widersteht, widersetzt sich die Spannung kann in fast jede Gestalt und Größe für die Bauindustrie gemacht werden.

Schlüsseleigenschaften

Drei physische Eigenschaften geben Stahlbeton seine speziellen Eigenschaften.

Erstens ist der Koeffizient der Thermalvergrößerung des Betons diesem von Stahl ähnlich, große innere Betonungen wegen Unterschiede in der Thermalvergrößerung oder Zusammenziehung beseitigend.

Zweitens, wenn der Zementteig innerhalb des Betons hart wird, passt sich das den Oberflächendetails des Stahls an, jeder Betonung erlaubend, effizient zwischen den verschiedenen Materialien übersandt zu werden. Gewöhnlich Stahlbars werden angeraut oder gewellt, um weiter das Band oder die Kohäsion zwischen dem Beton und Stahl zu verbessern.

Drittens veranlasst die alkalische chemische Umgebung, die durch die alkalische Reserve (KOH, NaOH) und der portlandite (Kalzium-Hydroxyd) zur Verfügung gestellt ist, enthalten im gehärteten Zementteig einen passivating Film, sich auf der Oberfläche des Stahls zu formen, es viel widerstandsfähiger gegen die Korrosion machend, als es in neutralen oder acidic Bedingungen sein würde. Wenn der Zementteig, der zur Luft und dem meteorischen Wasser ausgestellt ist, mit dem atmosphärischen CO reagiert, werden portlandite und Calcium Silicate Hydrate (CSH) des gehärteten Zementteigs progressiv mit Kohlensäure behandelt, und der hohe pH nimmt allmählich von 13.5 - 12.5 zu 8.5 ab, der pH von Wasser im Gleichgewicht mit Kalkspat (Kalzium-Karbonat) und der Stahl ist nicht mehr passivated.

Als Faustregel, um nur eine Idee auf Größenordnungen zu geben, wird Stahl am pH oben ~11 geschützt, aber fängt an, unten ~10 abhängig von Stahleigenschaften und lokalen physikochemischen Bedingungen zu korrodieren, wenn Beton kohlensäurehaltig wird. Carbonation des Betons zusammen mit dem Chlorid-Eingang sind unter den Hauptgründen für den Misserfolg von Verstärkungsbars im Beton.

Die Verhältnisquerschnittsfläche von für typischen Stahlbeton erforderlichem Stahl ist gewöhnlich ziemlich klein und ändert sich von 1 % für die meisten Balken und Platten zu 6 % für einige Säulen. Verstärkende Bars sind normalerweise im Querschnitt rund und ändern sich im Durchmesser. Stahlbeton-Strukturen haben manchmal Bestimmungen wie ventilierte hohle Kerne, um ihre Feuchtigkeit & Feuchtigkeit zu kontrollieren.

Der Vertrieb des Betons (trotz der Verstärkung) Kraft-Eigenschaften entlang dem Querschnitt durch vertikale Stahlbeton-Elemente ist inhomogeneous.

Mechanismus der zerlegbaren Handlung der Verstärkung und des Betons

Die Verstärkung in einer RC-Struktur, wie eine Stahlbar, muss dieselbe Beanspruchung oder Deformierung wie der Umgebungsbeton erleben, um Diskontinuität, Gleiten oder Trennung der zwei Materialien unter der Last zu verhindern. Das Aufrechterhalten der zerlegbaren Handlung verlangt Übertragung der Last zwischen dem Beton und Stahl. Die direkte Betonung wird vom Beton bis die Bar-Schnittstelle übertragen, um die dehnbare Betonung in der Verstärkungsbar entlang seiner Länge zu ändern. Diese Lastübertragung wird mittels des Bandes (Ankerplatz) erreicht und wird als ein dauerndes Betonungsfeld idealisiert, das sich in der Nähe von der stahlkonkreten Schnittstelle entwickelt.

Ankerplatz (Band) im Beton: Codes von Spezifizierungen

Weil sich die wirkliche Band-Betonung entlang einer in einer Zone der Spannung verankerten Bar ändert, verwenden aktuelle internationale Codes von Spezifizierungen das Konzept der Entwicklungslänge aber nicht Band-Betonung. Die Hauptvoraussetzung für die Sicherheit gegen den Band-Misserfolg soll eine genügend Erweiterung der Länge der Bar außer dem Punkt zur Verfügung stellen, wo der Stahl erforderlich ist, seine Ertrag-Betonung zu entwickeln, und diese Länge mindestens seiner Entwicklungslänge gleich sein muss. Jedoch, wenn die wirkliche verfügbare Länge für die volle Entwicklung unzulänglich ist, müssen spezielle Ankerplätze, wie Zähne oder Haken oder mechanische Endteller zur Verfügung gestellt werden. Dasselbe Konzept gilt für die in den Codes erwähnte Runde-Verbindungslänge, wo Verbindungen (Überschneidung) zwischen zwei angrenzenden Bars zur Verfügung gestellt haben, um die erforderliche Kontinuität der Betonung in der Verbindungszone aufrechtzuerhalten.

Antikorrosionsmaßnahmen

In nassen und kalten Klimas kann der Stahlbeton für Straßen, Brücken, Strukturen und andere Strukturen abstellend, die zum Enteisen von Salz ausgestellt werden können, aus Gebrauch des Epoxydharz-gekleideten, heißen kurzen Bades galvanisierte oder Wiederbar des rostfreien Stahls einen Nutzen ziehen, obwohl gutes Design und eine treffende Zementmischung genügend Schutz für viele Anwendungen zur Verfügung stellen können. Angestrichene Wiederbar von Epoxydharz kann durch die hellgrüne Farbe seines Epoxydharz-Überzugs leicht identifiziert werden. Galvanisierte Wiederbar des heißen kurzen Bades kann helles oder dummes Grau abhängig von der Länge der Aussetzung sein, und fleckenlose Wiederbar stellt einen typischen weißen metallischen Glanz aus, der von der Flussstahl-Verstärkungsbar sogleich unterscheidbar ist. Verweisung ASTM Standardspezifizierungen A767 Standardspezifizierung für das Heiße Kurze Bad Galvanisierte Verstärkungsbars, A775 Standardspezifizierung für Epoxydharz Gekleidete Stahlverstärkungsbars und A955 Standardspezifizierung für Verformte und Einfache Fleckenlose Bars für die Konkrete Verstärkung.

Ein anderer ist preiswertere Weise, Wiederbars zu schützen, Überzug sie mit Zinkphosphat. Zinkphosphat reagiert langsam mit Kalzium cations und der hydroxyl Anion-Gegenwart im Zementporenwasser und bildet eine stabile hydroxyapatite Schicht.

Das Eindringen in Dichtungsmaterialien muss normalerweise eine Zeit nach dem Kurieren angewandt werden. Dichtungsmaterialien schließen Farbe, Schaumstoffe, Filme und Alufolie, felts ein, oder Stoff-Matten, die mit dem Teer und den Schichten von bentonite Ton gesiegelt sind, haben manchmal gepflegt, Straßenbettungen zu siegeln.

Korrosionshemmstoffe, wie Kalzium nitrite [Ca (NICHT)], können auch zur Wassermischung vor dem strömenden Beton hinzugefügt werden. Allgemein, 1-2 wt. % [Ca (NICHT)] in Bezug auf das Zementgewicht ist erforderlich, um Korrosion der Wiederbars zu verhindern. Das nitrite Anion ist ein mildes Oxydationsmittel, das die auflösbaren und beweglichen Eisenionen (Fe) Gegenwart an der Oberfläche von korrodierendem Stahl oxidiert und es veranlasst, sich als ein unlösliches Eisenhydroxyd (Fe (OH)) niederzuschlagen. Das verursacht die Passivierung von Stahl an den anodic Oxydationsseiten. Nitrite ist ein viel aktiverer Korrosionshemmstoff als Nitrat, ein weniger starkes Oxydationsmittel von divalent Eisen.

Verstärkung und Fachsprache von Balken

Ein Balken biegt sich unter dem Biegemoment, auf eine kleine Krümmung hinauslaufend. Am Außengesicht (dehnbares Gesicht) der Krümmung erfährt der Beton dehnbare Betonung, während am inneren Gesicht (Druckgesicht) es Druckbetonung erfährt.

Ein einzeln verstärkter Balken ist derjenige, in dem das konkrete Element nur in der Nähe vom dehnbaren Gesicht verstärkt wird und die Verstärkung, genannt Spannungsstahl, entworfen wird, um der Spannung zu widerstehen.

Ein doppelt verstärkter Balken ist derjenige, in dem außer der dehnbaren Verstärkung das konkrete Element auch in der Nähe vom Druckgesicht verstärkt wird, um dem Beton zu helfen, Kompression zu widerstehen. Die letzte Verstärkung wird Kompressionsstahl genannt. Wenn die Kompressionszone eines Betons unzulänglich ist, um dem Druckmoment zu widerstehen (positiver Moment), muss Extraverstärkung zur Verfügung gestellt werden, wenn der Architekt die Dimensionen der Abteilung beschränkt.

Unter - ist verstärkter Balken derjenige, in dem die Spannungskapazität der dehnbaren Verstärkung kleiner ist als die vereinigte Kompressionskapazität des Betons und des Kompressionsstahls (unter - verstärkt am dehnbaren Gesicht). Wenn das Stahlbeton-Element der Erhöhung des Biegemoments, die Spannungsstahlerträge unterworfen ist, während der Beton seine äußerste Misserfolg-Bedingung nicht erreicht. Da der Spannungsstahl trägt und sich "unter streckt - trägt verstärkter" Beton auch auf eine hämmerbare Weise, eine große Deformierung ausstellend und vor seinem äußersten Misserfolg warnend. In diesem Fall regelt die Ertrag-Betonung des Stahls das Design.

Ein überverstärkter Balken ist derjenige, in dem die Spannungskapazität des Spannungsstahls größer ist als die vereinigte Kompressionskapazität des Betons und des Kompressionsstahls (überverstärkt am dehnbaren Gesicht). So scheitert der "Überstahlbeton"-Balken durch das Zerknittern des Druckzonenbetons und vor den Spannungszonenstahlerträgen, der keine Warnung vor dem Misserfolg zur Verfügung stellt, weil der Misserfolg sofortig ist.

Ein erwogener - verstärkter Balken ist derjenige, in dem sowohl die zusammenpressenden als auch dehnbaren Zonen das Tragen an derselben auferlegten Last auf dem Balken erreichen, und der Beton zerknittern wird und der dehnbare Stahl zur gleichen Zeit tragen wird. Dieses Designkriterium ist jedoch so unsicher wie Überstahlbeton, weil Misserfolg plötzlich ist, weil der Beton zur gleichen Zeit der dehnbaren Stahlerträge zerknittert, der ein bisschen Warnung vor der Qual im Spannungsmisserfolg gibt.

Stahlstahlbeton-Elemente des Moment-Tragens sollten normalerweise entworfen werden, um unter zu sein - hat verstärkt, so dass Benutzer der Struktur Warnung vor dem drohenden Zusammenbruch erhalten werden.

Die charakteristische Kraft ist die Kraft eines Materials, wo weniger als 5 % des Musters niedrigere Kraft zeigen.

Die Designkraft oder nominelle Kraft sind die Kraft eines Materials einschließlich eines Faktors der materiellen Sicherheit. Der Wert des Sicherheitsfaktors erstreckt sich allgemein von 0.75 bis 0.85 im Zulässigen Betonungsdesign.

Der äußerste Grenze-Staat ist der theoretische Misserfolg-Punkt mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit. Es wird unter Factored-Lasten und factored Widerständen festgesetzt.

Vorgespannter Beton

Vorgespannter Beton ist eine Technik, die außerordentlich loadbearing Kraft von konkreten Balken vergrößert. Der Verstärkungsstahl im untersten Teil des Balkens, der dehnbaren Kräften unterworfen wird, wenn im Betrieb, wird in die Spannung vor dem Beton gelegt, der darum wird gießt. Sobald der Beton hart geworden ist, wird die Spannung auf dem Verstärkungsstahl veröffentlicht, eine eingebaute Druckkraft auf dem Beton legend. Wenn Lasten angewandt werden, übernimmt der Verstärkungsstahl mehr Betonung, und die Druckkraft im Beton wird reduziert, aber wird keine dehnbare Kraft. Da der Beton immer unter der Kompression ist, ist es weniger Thema dem Knacken und Misserfolg.

Allgemeine Misserfolg-Weisen von Stahlstahlbeton

Stahlbeton kann wegen der unzulänglichen Kraft scheitern, zu mechanischem Misserfolg, oder wegen der Verminderung seiner Beständigkeit führend. Korrosion und Zyklen des Stopps/Tauens können schlecht entworfenen oder gebauten Stahlbeton beschädigen. Wenn Wiederbar korrodiert, breiten sich die Oxydationsprodukte (Rost) aus, und neigt zur Flocke, den Beton knackend und die Wiederbar vom Beton unverpfändend. Typische Mechanismen, die zu Beständigkeitsproblemen führen, werden unten besprochen.

Mechanischer Misserfolg

Das Knacken der konkreten Abteilung kann nicht verhindert werden; jedoch können die Größe und Position der Spalten beschränkt und von der Verstärkung, dem Stellen von Kontrollgelenken, der Kurieren-Methodik und dem Mischungsdesign des Betons kontrolliert werden. Das Knacken von Defekten kann Feuchtigkeit erlauben, in die Verstärkung einzudringen und sie zu zerfressen. Das ist ein Brauchbarkeitsmisserfolg im Grenze-Zustanddesign. Das Knacken ist normalerweise das Ergebnis einer unzulänglichen Menge der Wiederbar oder Wiederbar, die in einer zu großen Entfernung unter Drogeneinfluss ist. Der Beton kracht dann entweder unter dem Überladen, oder wegen innerer Effekten solcher als früh Thermalzusammenschrumpfen, wenn es heilt.

Äußerster Misserfolg, der führt, um zusammenzubrechen, kann durch das Zerknittern des Betons verursacht werden, wenn Druckbetonungen seine Kraft überschreiten; durch das Tragen oder Misserfolg der Wiederbar, wenn man sich biegt oder Scherspannungen, überschreiten die Kraft der Verstärkung; oder durch den Band-Misserfolg zwischen dem Beton und der Wiederbar.

Carbonation

Carbonation oder neutralisation, ist eine chemische Reaktion zwischen Kohlendioxyd in der Luft mit Kalzium-Hydroxyd und hydratisiertem Kalzium-Silikat im Beton.

Wenn

man eine konkrete Struktur entwirft, ist es normal festzustellen, dass der Beton die Wiederbar vertritt (die Tiefe innerhalb des Gegenstands, dass die Wiederbar sein wird). Der minimale konkrete Deckel wird normalerweise durch das Design oder die Gebäudecodes geregelt. Wenn die Verstärkung zu nahe zur Oberfläche ist, kann frühzeitiger Betriebsausfall wegen der Korrosion vorkommen. Die konkrete Deckel-Tiefe kann mit einem Deckel-Meter gemessen werden. Jedoch wird kohlensäurehaltiger Beton nur ein Beständigkeitsproblem, wenn es auch genügend Feuchtigkeit und Sauerstoff gibt, um electro-potenzielle Korrosion des Verstärkungsstahls zu verursachen.

Eine Methode, eine Struktur für carbonation zu prüfen, soll ein frisches Loch in der Oberfläche bohren und dann die Schnittstelle mit der phenolphthalein Anzeigelösung behandeln. Diese Lösung wird [rosa] wenn im Kontakt mit dem alkalischen Beton werden, es möglich machend, die Tiefe von carbonation zu sehen. Ein vorhandenes Loch nutzt nichts, weil die ausgestellte Oberfläche bereits mit Kohlensäure behandelt wird.

Chloride

Chloride, einschließlich des Natriumchlorids, können die Korrosion der eingebetteten Stahlwiederbar wenn Gegenwart in sufficienty hohe Konzentration fördern. Chlorid-Anionen veranlassen beide lokalisierte Korrosion (Korrosion entsteinend), und verallgemeinerte Korrosion von Stahlverstärkungen. Deshalb sollte man nur frisches rohes trinkbares oder Wasserwasser verwenden, um Beton zu mischen, sicherstellen, dass die rauen und feinen Anhäufungen Chloride nicht enthalten, und Mischungen nicht verwenden, die Chloride enthalten.

Es war für das Kalzium-Chlorid einmal üblich, verwendet zu werden, als eine Mischung, um schnelle Einstellung des Betons zu fördern. Es wurde auch irrtümlicherweise geglaubt, dass es verhindern würde zu frieren. Jedoch ist diese Praxis ins Missfallen gefallen, sobald die schädlichen Effekten von Chloriden bekannt geworden sind. Es, sollte wenn jemals möglich, vermieden werden.

Der Gebrauch, Salze auf Straßen, verwendet zu enteisen, um den Gefrierpunkt von Wasser zu reduzieren, ist wahrscheinlich eine der primären Ursachen des Frühmisserfolgs von verstärkten oder vorgespannten konkreten Brücke-Decks, Straßen und Parkhäusern. Der Gebrauch von Epoxydharz-gekleideten Verstärkungsbars und die Anwendung des cathodic Schutzes haben dieses Problem einigermaßen gelindert. Wie man bekannt, sind auch FRP Wiederbars gegen Chloride weniger empfindlich. Richtig entworfene konkrete Mischungen, denen erlaubt worden ist, richtig zu heilen, sind zu den Effekten von Enteisungsmitteln effektiv undurchdringlich.

Eine andere wichtige Quelle von Chlorid-Ionen ist von Seewasser. Seewasser enthält durch das Gewicht etwa 3.5 wt. %-Salze. Diese Salze schließen Natriumchlorid, Magnesium-Sulfat, Kalzium-Sulfat und Bikarbonat ein. In Wasser trennen sich diese Salze in freien Ionen (Na, Mg, Colorado, also, HCO) ab und wandern mit dem Wasser in die Haargefäße des Betons ab. Chlorid-Ionen sind für die Korrosion der Flussstahl-Verstärkungsbars besonders aggressiv und setzen ungefähr 50 % dieser Ionen zusammen.

In den 1960er Jahren und 1970er Jahren war es auch für den Magnesit, ein Chlorid reiches Karbonat-Mineral relativ üblich, als ein Fußboden übersteigendes Material verwendet zu werden. Das wurde hauptsächlich als ein Planieren und gesunde Vermindern-Schicht getan. Jedoch ist es jetzt bekannt, dass, als diese Materialien in Kontakt mit der Feuchtigkeit eingetreten sind, es eine schwache Lösung von Salzsäure wegen der Anwesenheit von Chloriden im Magnesit erzeugt hat. Über eine Zeitdauer von der Zeit (normalerweise Jahrzehnte) hat die Lösung Korrosion der eingebetteten Stahlwiederbars verursacht. Das wurde meistens in nassen Gebieten oder zur Feuchtigkeit wiederholt ausgestellten Gebieten gefunden.

Alkalische Kieselerde-Reaktion

Das eine Reaktion der amorphen Kieselerde (Chalzedon, chert, kieselhaltiger Kalkstein) präsentiert manchmal in den Anhäufungen mit den hydroxyl Ionen (OH) von der Zementporenlösung. Schlecht kristallisierte Kieselerde (SiO) löst sich auf und trennt sich am hohen pH (12.5 - 13.5) in alkalischem Wasser ab. Das auflösbare hat sich abgetrennt silicic Säure reagiert im porewater mit dem Kalzium-Hydroxyd (portlandite) Gegenwart im Zementteig, um ein mitteilsames Kalzium-Silikat-Hydrat (CSH) zu bilden. Die alkalische Kieselerde-Reaktion (ASR), Ursachen haben Schwellung lokalisiert, die der dehnbaren Betonung und des Knackens verantwortlich ist. Die für die alkalische Kieselerde-Reaktion erforderlichen Bedingungen sind dreifach:

(1) Anhäufung, die einen mit dem Alkali reaktiven Bestandteil (amorphe Kieselerde), (2) genügend Verfügbarkeit von hydroxyl Ionen (OH), und (3) genügend Feuchtigkeit über relativer 75-%-Feuchtigkeit (RH) innerhalb des Betons enthält. Dieses Phänomen wird manchmal populär "konkreten Krebs" genannt. Diese Reaktion kommt unabhängig von der Anwesenheit von Wiederbars vor: Massive konkrete Strukturen wie Dämme können betroffen werden.

Konvertierung von hohem Tonerde-Zement

Widerstandsfähig gegen schwache Säuren und besonders Sulfate heilt dieser Zement schnell und erreicht sehr hohe Beständigkeit und Kraft. Es wurde nach dem Zweiten Weltkrieg außerordentlich verwendet, um vorgefertigte konkrete Gegenstände zu machen. Jedoch kann es Kraft mit der Hitze oder Zeit (Konvertierung), besonders wenn nicht richtig geheilt verlieren. Mit dem Zusammenbruch von drei aus vorgespannten konkreten Balken gemachten Dächern mit hohem Tonerde-Zement wurde dieser Zement im Vereinigten Königreich 1976 verboten. Nachfolgende Untersuchungen in die Sache haben gezeigt, dass die Balken unpassend verfertigt wurden, aber das Verbot ist geblieben.

Sulfate

Sulfate (SO) im Boden oder in Grundwasser, in der genügend Konzentration, können mit dem Zement von Portland im Beton reagieren, der die Bildung von mitteilsamen Produkten, z.B ettringite oder thaumasite verursacht, der zu frühzeitigem Betriebsausfall der Struktur führen kann. Der typischste Angriff dieses Typs ist auf konkreten Platten und Fundament-Wänden auf gleicher Höhe, wo das Sulfat-Ion, über die abwechselnde Befeuchtung und den Trockner, in der Konzentration zunehmen kann. Als die Konzentration zunimmt, kann der Angriff auf den Zement von Portland beginnen. Für begrabene Strukturen wie Pfeife ist dieser Typ des Angriffs besonders in der Osthälfte der Vereinigten Staaten viel seltener. Die Sulfat-Ion-Konzentration nimmt viel langsamer in der Boden-Masse zu und ist auf den anfänglichen Betrag von Sulfaten im heimischen Boden besonders abhängig. Die chemische Analyse von Boden borings sollte während der Designphase jedes Projektes getan werden, das Beton im Kontakt mit dem heimischen Boden einschließt, um für die Anwesenheit von Sulfaten zu überprüfen. Wenn, wie man findet, die Konzentrationen aggressiv sind, verschiedene Schutzüberzüge verwendet werden können. Außerdem im amerikanischen ASTM C150 Typ 5 Portland Zement kann in der Mischung verwendet werden. Dieser Typ von Zement wird entworfen, um gegen einen Sulfat-Angriff besonders widerstandsfähig zu sein.

Stahlteller-Aufbau

Im Stahlteller-Aufbau schließen sich Längsbalken parallelen Stahltellern an. Die Teller-Bauteile werden von der Seite fabriziert, und zusammen vor Ort geschweißt, um durch Längsbalken verbundene Stahlwände zu bilden. Die Wände werden die Form, in die Beton gegossen wird. Stahlteller-Baugeschwindigkeitsstahlbeton-Aufbau dadurch, die zeitaufwendigen manuellen Vor-Ort-Schritte der punktgleich seienden Wiederbar auszuschneiden und Formen zu bauen. Die Methode hat ausgezeichnete Kraft, weil der Stahl auf der Außenseite ist, wo dehnbare Kräfte häufig am größten sind.

Faserverstärkter Beton

Faser-Verstärkung wird in shotcrete hauptsächlich verwendet, aber kann auch im normalen Beton verwendet werden. Faserverstärkter normaler Beton wird größtenteils für den auf den Erdgeschossen und die Fahrbahnen verwendet, aber kann für eine breite Reihe von Bauteilen (Balken, Säulen, Fundamente, usw.), entweder allein oder mit handgebundenen Wiederbars betrachtet werden.

Beton hat mit Fasern verstärkt (die gewöhnlich Stahl sind, Glas oder Plastikfasern) ist weniger teuer als handgebundene Wiederbar, während man noch die Zugbelastung oft vergrößert. Gestalt, Dimension und Länge der Faser sind wichtig. Eine dünne und kurze Faser, zum Beispiel kurze, haargeformte Glasfaser, wird nur die ersten Stunden nach dem Strömen des Betons wirksam sein (reduziert das Knacken, während sich der Beton versteift), aber wird die konkrete Zugbelastung nicht vergrößern. Eine Faser der normalen Größe für europäischen shotcrete (1-Mm-Diameter, 45-Mm-Länge — Stahl oder Plastik) wird die Zugbelastung des Betons vergrößern.

Stahl ist die stärkste allgemein verfügbare Faser, und kommt in verschiedenen Längen (30 bis 80 Mm in Europa) und Gestalten (Endhaken). Stahlfasern können nur auf Oberflächen verwendet werden, die dulden oder Korrosion vermeiden und Flecke einrosten lassen können. In einigen Fällen konfrontiert eine Stahlfaser-Oberfläche mit anderen Materialien.

Glasfaser ist billig und korrosionssicher, aber so nicht hämmerbar wie Stahl. Kürzlich ist gesponnene Basalt-Faser, die lange in Osteuropa verfügbar ist, verfügbar in den Vereinigten Staaten und Westeuropa geworden. Basalt-Faser ist stärker und weniger teuer als Glas, aber hat sich historisch nicht widersetzt die alkalische Umgebung von portland zementieren ganz gut, um als direkte Verstärkung verwendet zu werden. Neue Materialien verwenden Plastikbinder, um die Basalt-Faser vom Zement zu isolieren.

Die erstklassigen Fasern werden Plastikfasern Grafit-verstärkt, die fast so stark sind wie Stahl, leichteres Gewicht, und korrosionssicher. Einige Experimente haben das Versprechen gehabt früh resultiert mit Kohlenstoff nanotubes, aber das Material ist noch für jedes Gebäude zu teuer.

Nichtstahlverstärkung

Es gibt beträchtliches Übergreifen zwischen den Themen der Nichtstahlverstärkung und der Faser-reinforcment des Betons. Die Einführung der Nichtstahlverstärkung des Betons ist relativ neu; es nimmt zwei Hauptformen an: Nichtmetallische Wiederbar-Stangen und Nichtstahl (gewöhnlich auch nichtmetallisch) Fasern haben sich in die Zementmatrix vereinigt. Zum Beispiel dort vergrößert Interesse an Glasfaser-Stahlbeton (GFRC) und an verschiedenen Anwendungen von in den Beton vereinigten Polymer-Fasern. Obwohl zurzeit es nicht viel Vorschlag gibt, dass solche Materialien im Allgemeinen Metallwiederbar ersetzen werden, sind einige von ihnen im Vorteil in spezifischen Anwendungen, und es gibt auch neue Anwendungen, in denen Metallwiederbar einfach nicht eine Auswahl ist. Jedoch sind das Design und die Anwendung der Nichtstahlverstärkung von Herausforderungen voll; erstens einmal ist Beton eine hoch alkalische Umgebung, in der viele Materialien, einschließlich der meisten Arten des Glases, ein schlechtes Dienstleben haben. Außerdem unterscheidet sich das Verhalten solcher Verstärkungsmaterialien vom Verhalten von Metallen zum Beispiel in Bezug auf die Scherfestigkeit, kriecht und Elastizität.

Fibre-Reinforced Polymer (FRP) (Faser-verstärkter Plastik oder FRP) und Glasverstärkter Plastik (GRP) besteht aus Fasern von Polymer, Glas, Kohlenstoff, aramid oder anderen Polymern oder Faser-Satz der hohen Kraft in einer Harz-Matrix, um eine Wiederbar-Stange oder Bratrost oder Fasern zu bilden. Diese Wiederbars werden auf die ziemlich gleiche Weise als Stahl installiert. Die Kosten sind höher, aber, angemessen angewandt, sind die Strukturen im Vorteil, insbesondere die dramatische Verminderung von Problemen, die mit der Korrosion entweder durch die innere konkrete Alkalinität oder durch zerfressende Außenflüssigkeiten verbunden sind, die in den Beton eindringen könnten. Diese Strukturen können bedeutsam leichter sein und gewöhnlich ein längeres Dienstleben haben. Die Kosten dieser Materialien sind drastisch seit ihrer weit verbreiteten Adoption in der Raumfahrtindustrie und durch das Militär gefallen.

In besonderen FRP Stangen sind für Strukturen nützlich, wo die Anwesenheit von Stahl nicht annehmbar sein würde. Zum Beispiel haben MRI Maschinen riesige Magnete, und verlangen entsprechend nichtmagnetische Gebäude. Wieder brauchen Gebühr-Kabinen, die Radioanhängsel lesen, Stahlbeton, der zum Radio durchsichtig ist. Außerdem, wo das Designleben der konkreten Struktur wichtiger ist als seine anfänglichen Kosten, ist Nichtstahlverstärkung häufig im Vorteil, wo Korrosion, Stahl zu verstärken, eine Hauptursache des Misserfolgs ist. In solchen Situationen kann korrosionssichere Verstärkung ein Leben einer Struktur wesentlich zum Beispiel in der Zwischengezeitenzone erweitern. FRP Stangen können auch in Situationen nützlich sein, wo es wahrscheinlich ist, dass die konkrete Struktur in zukünftigen Jahren, zum Beispiel die Ränder von Balkons in Verlegenheit gebracht werden kann, wenn Balustraden ersetzt werden und Badezimmerböden im mehrstöckigen Aufbau, wo das Dienstleben der Fußboden-Struktur wahrscheinlich oft das Dienstleben des waterproofing Gebäude der Membran sein wird.

Plastikverstärkung ist häufig stärker, oder hat mindestens eine bessere Kraft, um Verhältnis zu beschweren, als Verstärkung von Stahlen. Außerdem, weil es Korrosion widersteht, braucht es keinen konkreten so dicken Schutzdeckel, wie Stahlverstärkung (normalerweise 30 bis 50 Mm oder mehr) tut. FRP-verstärkte Strukturen können deshalb leichter sein und letzte länger. Entsprechend für einige Anwendungen werden die Kosten des ganzen Lebens mit Stahlstahlbeton preiskonkurrenzfähig sein.

Die materiellen Eigenschaften von FRP oder GRP Bars unterscheiden sich deutlich von Stahl, also gibt es Unterschiede in den Designrücksichten. FRP oder GRP Bars haben relativ höhere Zugbelastung, aber niedrigere Steifkeit, so dass Ablenkungen wahrscheinlich höher sein werden als für gleichwertige stahlverstärkte Einheiten. Strukturen mit der inneren FRP Verstärkung haben normalerweise ein Gummiband deformability vergleichbar mit dem Plastik deformability (Dehnbarkeit) von Stahl hat Strukturen verstärkt. Misserfolg wird mit größerer Wahrscheinlichkeit in jedem Fall bei der Kompression des Betons vorkommen als durch den Bruch der Verstärkung. Ablenkung ist immer eine Hauptdesignrücksicht für Stahlbeton. Ablenkungsgrenzen werden festgelegt, um sicherzustellen, dass Sprungbreiten in Stahlstahlbeton kontrolliert werden, um Wasser, Luft oder andere aggressive Substanzen zu verhindern, die den Stahl erreichen und Korrosion verursachen. Für FRP-Stahlbeton, Ästhetik und vielleicht wird Wasserdichtkeit die Begrenzungskriterien für die Sprungbreite-Kontrolle sein. FRP Stangen haben auch relativ niedrigere Druckkräfte als Stahlwiederbar, und verlangen entsprechend verschiedene Designannäherungen für Säulen.

Ein Nachteil zum Gebrauch der FRP Verstärkung ist der beschränkte Feuerwiderstand. Wo Feuersicherheit eine Rücksicht ist, müssen Strukturen, die FRP verwenden, ihre Kraft und das Befestigen der Kräfte bei im Falle des Feuers zu erwartenden Temperaturen aufrechterhalten. Zum Zwecke, eine entsprechende Dicke des Zementbeton-Deckels oder der Schutzverkleidung feuerfest zu machen, ist notwendig. Die Nachteile sind nicht auf der Seite des FRP jedoch, wie man gezeigt hat, hat die Hinzufügung von 1 Kg/M von Polypropylen-Fasern zum Beton das Abplatzen während eines vorgetäuschten Feuers reduziert. (Wie man denkt, ist die Verbesserung wegen der Bildung von Pfaden aus dem Hauptteil des Betons, Dampfdruck erlaubend, sich zu zerstreuen.)

Ein anderes Problem ist die Wirksamkeit dessen scheren Verstärkung. FRP gebildete Wiederbar-Steigbügel durch das Verbiegen vor dem Härten leisten allgemein relativ schlecht im Vergleich mit Stahlsteigbügeln oder zu Strukturen mit geraden Fasern. Wenn gespannt, die Zone zwischen den geraden und gekrümmten Gebieten sind dem starken Verbiegen unterworfen, mähen und Längsbetonungen. Sonderanfertigungstechniken sind notwendig, um sich mit solchen Problemen zu befassen.

Dort baut Interesse an der Anwendung der Außenverstärkung von vorhandenen Strukturen mit fortgeschrittenen Materialien wie Kohlenstoff-Faser an, die außergewöhnliche Kraft geben kann.

Siehe auch

• Eisenzement
• Deckel-Meter
• Konkreter Deckel
• Falsework
• Formwork
• Typen des Betons

Weiterführende Literatur

• Threlfall A., u. a. Das Stahlbeton-Entwerfer-Handbuch von Reynolds - 11. internationale Hrsg.-Standardbuchnummer 978-0-419-25830-8.
• Newby F., Früher Stahlbeton, Ashgate Variorum, 2001, internationale Standardbuchnummer 978-0-86078-760-0.
• Kim, S., Surek, J und J. Baker-Jarvis. "Elektromagnetische Metrologie auf dem Beton und der Korrosion.", Vol. 116, Nr. 3 (Können-Juni 2011): 655-669.

Links

• Der kurze Film auf den frühen Stahlbeton-Gebäuden, die Tecton mit Ove Arup für Dudley Zoo in den 1930er Jahren entworfen

hat

• Konkrete Forschung: http://www.concreteresearch.org
• Stahlbeton Spructures Videovorträge durch Prof. N.Dhang, Abteilung des Hoch- und Tiefbau, IIT Kharagpur