Jak vypočítat hmotnost železobetonu?

Znalost hmoty železobetonových konstrukcí je pro projektanta naléhavou potřebou. Bez toho není možné vypočítat mnoho parametrů, které přímo ovlivňují stabilitu konstrukce, například nosná plocha základu nebo část sloupu.

1. Klasifikace směsí
2. Výztuž, hmotnost a hustota
3. Pravidla výpočtu

Z hlediska hustoty na metr krychlový se železobeton dělí do čtyř tříd:

1. Extra lehké. Buňka na ultralehkém kamenivu: vermikulit, perlit, stejně jako plastbeton na pěnovém plastu. Hustota – méně než D800 kg/m3. Anglické „D“ před číslem znamená průměrný stupeň hustoty a čísla označují hmotnost 1 m3 v kilogramech.

2. Plíce. V limitech D800-D2000 kg/m3 jsou plnivem struskové písky a drcené kameny, keramzit.

3. Těžký. S hmotností 2000-2500 kg/m3 mezi ně patří nejběžnější, nejběžnější železobeton na drcených horninách.

4. Zvláště těžké. Speciální materiály s přísadami kovů (olověné broky, litina). Takové železobetonové výrobky se používají pro konstrukce, kde jsou požadovány neobvyklé vlastnosti, např. ochrana před zářením, zejména vysoká pevnost konstrukce vč. poklep.

Betonové výrobky jsou ve většině případů vyztuženy. Výjimkou jsou kameny pro pokládku zdí, základové stěnové bloky (FBS) a vyrovnávací přípravky. Všechny ostatní konstrukce, dokonce i betonové podklady, kombinují umělý kámen s kovovými rámy a označují se zkratkou železobetonové výrobky.

Výztuž a hmotnost

V závislosti na vnímaném zatížení se procento vyztužení může pohybovat od 0,05 do 3 % a více u speciálních konstrukcí. V souladu s tím mohou být produkty obsahující významné množství kovu klasifikovány jako zvláště těžké. Lehké se používají pro stavbu plotů, samonosných podlah, jako izolace a zvuková izolace.

Takové architektonické prvky mohou vydržet pouze samy o sobě, plus náklady na údržbu a instalaci. Pro vyztužení se používají drátěné rámy tenké výztuže periodického profilu. Některé typy lehkého železobetonu kvůli vysoké absorpci vlhkosti nechrání kov dobře před korozí, proto se pro ně volí ocel se zinkovým nebo eloxovaným povlakem.

Hustota a hmotnost

Existují tři parametry, které tvoří počáteční data pro výpočty zatížení:

• hustota ukazuje poměr hmotnosti na jednotku objemu;
• Specifická hmotnost určuje, kolik váží objem zcela naplněný danou látkou;
• Objemová hmotnost, na rozdíl od specifické hmotnosti, říká, kolik bude vážit jednotka objemu.

Rozdíl ve druhém případě není zřejmý. Spočívá ve skutečnosti, že látka má jednotnou strukturu a materiál může uvnitř obsahovat jeden nebo jiný objem dutin.

Pozoruhodným příkladem je železobetonové kamenivo. Skutečná hustota písku je 2500-2700 kg/m3 a objemová (objemová) hmotnost pouze 1450-1550 kg/m3. Rozdílnou objemovou hmotnost vysvětluje počet dutin (vzduchových pórů).

Rozdíly budou i u monolitů vyráběných přímo na místě. Závisí nejen na hustotě výztuže, ale také na poměru voda-cement. Pro hydratační reakci cementu je zapotřebí pouze 15 % slínku. Ale z důvodů zpracovatelnosti a některých dalších parametrů se nalévá v množství dosahujícím 70-80%. Přebytek se odpaří a zanechá mezery.

Rozdíl mezi měrnou hmotností a hustotou je v tom, že v druhém případě máme co do činění s hmotností látky. Protože se jedná o charakteristiku setrvačnosti tělesa, přímo souvisí s gravitačním zrychlením. Hodnota posledně jmenovaného je na různých místech naší planety mírně odlišná (řekněme na pólu a na rovníku), což znamená, že měrná hmotnost a hustota se budou navzájem kvantitativně lišit.

Rozdíl ve vztahu k železobetonovým výrobkům je tak nepatrný, že se při výpočtech nebere v úvahu. Další věcí je objemová hmotnost, zde může být rozdíl velký. Stejný vermikulit – jeho kostka váží deset kilogramů a skládá se ze slídy o hustotě 1800 kg/m3.

Chcete-li vypočítat teoretickou specifickou hmotnost, musíte znát tento indikátor pro všechny složky obsažené ve složení: písek, drcený kámen, cementový kámen a také jejich proporce. V praxi není takový výpočet nutný.

Abychom mohli určit sílu působící na podpěru, potřebujeme znát hmotnost 1 m3 železobetonu, která se shoduje s jeho hmotností. Vynásobte objemovou hmotnost hotového (usazeného) železobetonu geometrickým objemem konstrukce, poté přidejte hmotnost výztuže.

Data se dozvídáme z laboratorních měření z testovacích prototypů, tzv. „kostek“. Jejich objem je přesně 1 metr krychlový. dm, vynásobením hmotnosti jedné 1000, vypočítáme hmotnost 1 m3 železobetonových výrobků. Hmotnost výztuže na kostku lze získat několika způsoby:

• Vynásobením procenta vyztužení měrnou hmotností železa.
• Při pohledu na specifikaci betonového zboží.
• Po sečtení počtu a druhů kovových výrobků na výkresu přepočteme jejich hmotnost podle sortimentních tabulek.
• Vydělením skutečné hmotnostní spotřeby oceli z faktury objemem konstrukce v kostkách.

V praxi, pokud jde o samostatnou výstavbu, se hmotnost 1 m3 běžného železobetonu ve výpočtech považuje za 2,5 tuny nebo dokonce s rezervou 2,7. Pokud jde o rozdíl mezi pojmy hustota a měrná hmotnost betonových výrobků, nehraje praktickou roli. Bude však užitečné vědět, že existuje.