Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта. Сцепление арматуры с бетоном зависит от прочности бетона, величины его усадки, возраста бетона и от формы сечения арматуры и вида ее поверхности.
Возможны пять видов контакта арматуры с бетоном:
· соединения на связях сдвига;
· трение;
· сцепление (соединение с помощью бетонирования стального элемента арматуры);
· обжатие арматуры бетоном после его усадки;
· электрохимическое взаимодействие стальной арматуры и цементного раствора.
Если арматура была подвергнута предварительному натяжению, то её называют напрягаемой. Натяжение служит для увеличения прочности железобетонной конструкции путём предотвращения образование трещин, уменьшения прогибов и снижения собственной массы конструкции — поскольку по весу требуется значительно меньше арматуры.
Ликвидировать образование трещин можно несколькими способами, например, вторичным армированием, которое в конструкционном бетоне осуществляется стальной арматурой, а в плитах перекрытия — сваренным проводом или сеткой, модифицированием вяжущего вещества с помощью полипропиленовых, стеклянных, базальтовых волокон, металлических волокон. Последний способ более прогрессивен. Он устраняет конструкционные проблемы, связанные с использованием сварной проволочной арматуры в перекрытиях, а также решает задачи ее размещения и позволяет сэкономить на приобретении металла.
Основными условиями, обеспечивающими надежную совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетонных конструкциях, являются:
1) сцепление арматуры с бетоном по площади их контакта, исключающее продергивание (сдвиг) арматуры в бетоне;
2) примерное равенство коэффициентов температурного удлинения (укорочения) бетона аЬ = 0, 000007...0, 00001 град-1 и стальной арматуры ast = 0, 000012 град-1.
Материалы с разными коэффициентами линейных температурных деформаций независимо от надежного сцепления между ними работают в усложненных условиях, так как при перепадах температуры возникают собственные натяжения, снижающие сцепление между материалами; небольшая разница коэффициентов линейных температурных деформаций бетона и стали исключает появление собственных напряжений в них и надежное сцепление арматуры с бетоном сохраняется при изменениях температуры до 100 С;
3) способность бетона при соответствующей его плотности, достаточной толщине защитного слоя, кратковременном раскрытии трещин не более 0, 4 мм и содержании цемента более 250 кг/м3 надежно предохранять арматуру от коррозии и непосредственного действия огня.