В середине 1800-х годов строители начали применение железобетона в строительстве для усиления несущей способности фундамента. Сегодня же, чтобы купить ЖБИ изделия в Челябинске, можно заглянуть сюда. Железобетон стал феноменально популярным. Есть несколько причин, почему сочетание арматурной стали и бетона так хорошо работает.
Коэффициент теплового расширения одинаков как для бетона, так и для стали, таким образом, когда усиленный бетон замерзает или нагревается, контакт двух материалов расширяется и сужается аналогичным образом. Если бы коэффициент был разный, такое сочетание разорвало бы со временем бетон.
Связь между армирующими стальными стержнями (арматурой) и бетоном является довольно сильной и эффективной. Арматурный стержень имеет поверхностные деформации (гребни) для улучшения сцепки с бетоном. Из-за сильной связки бетон эффективно переносит нагрузку в сталь, и наоборот.
Когда «цементное тесто» контактирует со стальной арматурой, она образует химически неактивную поверхностную пленку, которая предотвращает коррозию. Этот процесс помогает арматурным стержням избежать коррозии металла.
Положение арматурных стержней в конструкции зависит от использования. Простые балки и плиты часто имеют арматурные стержни только на растяжение (нижней) стороны.
Многие люди не знают, с какой стороны поверхность работает на сжатие, а с какой на растяжение. Самый простой способ запомнить: вытяните левую руку ладонью вверх, теперь возьмите указательный палец правой руки и надавите в середину протянутой ладони. Ладонь начнет изгибаться, реагируя на направленное вниз усилие указательного пальца. Легко заметить, что кожа в нижней части левой руки становится тугой (переходит в напряженность), а кожа на верхней части руки получается морщинистой (переходит в сжатие). Таким образом, нижняя часть простой бетонной плиты находится в напряжении на растяжение, а верхняя — на сжатие. Значит, арматурный стержень должен быть вблизи нижней части плиты. Примерно то же происходит и с фундаментом.
Важно, что усиливающий стальной стержень должен быть хорошо утоплен в бетоне, чтобы бетон и арматурный пруток действовали вместе как монолитная структурная единица. То есть, не будет никакого смысла закладывать арматуру в фундаменте в 1 — 2 см от верха залитого бетона (как минимум 4-5 см). Бетонное покрытие также защищает арматурную сталь от чрезмерной влажности или химической коррозии.