Beton i stal – jak na siebie oddziaływują?

Beton to materiał stosowany już w starożytności (program uprawnienia budowlane na komputer). Przygotowywano go wówczas z cementu, który wytwarzany był m.in. z pyłu wulkanicznego. Nazywany jest kamieniem sztucznym, ale podobnie jak kamienie naturalne charakteryzuje się dużą wytrzymałością na ściskanie oraz małą na rozciąganie. Te właściwości sprawiły, że kiedyś służył on przede wszystkim do konstruowania elementów ściskanych, do których zalicza się słupy, ściany i kolumny. Wykonywano z niego także belki, ale najczęściej miały one łukowy kształt i niewielką rozpiętość. W przypadku, gdy beton przeznaczony był do przykrycia budowli, wykonywano z niego półkoliste kopuły lub sklepienia walcowate, które narażone są przede wszystkim na naprężenia ściskające (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Pomysł, polegający na tym, aby w miejscach narażonych na rozciąganie wzmocnić beton za pomocą niewielkiej liczby stalowych prętów, zupełnie zrewolucjonizował budownictwo. Rozwiązanie to zaczęto stosować zaledwie ponad 100 lat temu.

Obecnie nikt już nie wyobraża sobie współczesnego budownictwa bez zbrojonego betonu, nazywanego żelbetem lub żelbetonem. Żelbet to klasyczny kompozyt utworzony z dwóch składników, które różnią się od siebie właściwościami. Zarówno beton, jak i stal mają do spełnienia różne zadania. Z żelbetu można wykonywać m.in. budowle monolityczne, w których każdy element jest połączony z innym w sposób ciągły, niewymagający stosowania połączeń mechanicznych. Wykonane ze stali pręty (główne, rozdzielcze oraz strzemiona) w konstrukcjach żelbetowych przejmują wszelkie naprężenia rozciągające, na które beton jest mało wytrzymały. Zbrojenie skutecznie zwiększa nośność słupów podlegających osiowemu ściskaniu, a więc takich, w których przeważają naprężenia ściskające dobrze przenoszone przez beton. Zbrojenie jest także niezwykle istotne w zapobieganiu zarysowania (uprawnienia budowlane). Beton natomiast wytwarza na powierzchni stalowych prętów warstwę pasywną zapobiegającą korozji. Jest to bardzo ważne w przypadku w konstrukcji mających kontakt z wilgocią lub wodą, która dla betony jest niegroźna.