Композиционные материалы — железобетон
Бетон производится из песчано — цементной смеси мелких камней и гравия и воды. Небольшой по диаметру камень и гравий усиливают прочность бетона, образуя узлы матрицы, которые связываются вместе цементным раствором. Бетон обладает хорошей «силой» при сжатии, но он слаб при приложении напряжений растяжения и сдвига. Этот недостаток можно эффективно побороть, если добавить в массу бетона армирующие элементы — металлические стержни, провода, сетку или композитные волокна. Наибольшее распространение получил бетон, усиленный скобо-гибочными изделиями на основе стали.
Бетон является «сильным» материалом, когда на него действуют сжимающие силы. Это имеет место в большинстве зданий, например, при создании фундамента здания. Вес стен давит на бетонное основание, сжимая материал. Бетон является идеальным материалом для создания площадки, на которой будет размещаться здание, так как он может выдерживать этот тип сжимающего усилия.
Однако бетон очень слаб, когда повергается усилиям натяжения (также известного, как растягивающее усилие). Если конкретный элемент должен был быть использован в качестве перемычки над дверью, то он не сможет выдержать вес кирпича, который расположен выше. Следовательно, если не принять дополнительных мер, такая конструкция рухнет на своего создателя.
Тем не менее, бетон может быть усилен добавлением стальных стержней, лягушек, каркасов, хомутов, скоб и других армирующих элементов перед заливкой бетонной смеси, что позволяет получить высокопрочное изделие. Стальные прутки внутри бетона гарантируют, что железобетонная конструкция выдержит растягивающие усилия. Это делает железобетон универсальным композитным материалом, который широко используется в строительной отрасли.
Использование различных видов стали для производства скобо-гибочных изделий, а также предварительный расчет растягивающих напряжений, позволяет создавать на основе железобетона строительные объекты любого уровня сложности, как по геометрической форме, так и по предельно допустимым нагрузкам.
