Железобетонные изделия для промышленного и гражданского строительства

Железобетонные изделия, как можно догадаться из названия, состоят из металлического каркаса жесткости и объемообразующего бетонного монолита. Армирование не позволяет твердому, но хрупкому бетону фрагментироваться, бетон защищает армирование от коррозии и создает эксплуатационные плоскости строений.

В России традиционно используется металлическая стержневая арматура и бетон на основе затворенного водой цемента.

ЖБИ были придуманы многие десятилетия назад, но и по сей день они рассматриваются как наиболее перспективные строительные материалы. Их преимущества неоспоримы: низкая себестоимость производства, простота применения и обусловленная ей высокая производительность строительных операций, нетребовательность к хранению и транспортировке, а также многообразие типоразмеров.

За долгие годы серийного выпуска советские ученые смогли так усовершенствовать технологические процессы производства ЖБИ, что их достижения используются и теперь, причем выглядят вполне себе современно, даже на фоне западных инноваций. Именно прочный научно-технический задел прежних лет позволил отечественному промышленному и жилищному строительству достигнуть своих нынешних масштабов.

Штучные и поточные железобетонные изделия

Железобетонные изделия производятся двумя способами – штучным и поточным. В первом случае каждое отдельно взятое изделие проходит через весь технологический цикл производства в собственной форме, во втором – укрупненные изделия формуются на стационарных стендах, каждый из которых представляет собой одну длинную форму, оборудованную средствами вибрационного или механического уплотнения бетонной массы.

Поточный способ производства разнообразных железобетонных изделий больше распространен на Западе, считаясь технологически и, как следствие, эко6номически более эффективным. В России, где производство осуществляется по советским технологиям, повсеместно распространен штучный способ. Его главным преимуществом является простота организации, что особенно важно для малого бизнеса.

Поточный же способ производства ЖБИ сложен и требователен к техническому обеспечению. Наиболее часто трудности возникают с набором прочности. Поскольку формовочный стенд невозможно поместить в пропарочную камеру (он слишком велик и тяжел), приходится вводить в состав бетонной смеси специальные реагенты – катализаторы твердения, ускоряющие набор прочности.

Классические блоки ФБС в современных реалиях

Самым ярким примером изделий, которые производятся штучно, являются блоки ФБС. Их конструкция такова, что производить данные изделия поточно не представляется возможным. Для этого необходимо изменить их форму, а также форму совместимых с ними изделий и многие строительные стандарты. Задача эта непростая, поэтому сегодня удобнее производить по старинке, тем более, что технология практически не имеет слабых сторон.

При этом стоит заметить, что блоки ФБС всегда были и остаются самыми сложными в производстве изделиями из железобетона, для работы с которыми требуется довольно мощное крановое оборудование, применяемое как для отправки блоков в пропарочную камеру, так и для их погрузки на транспортные средства.

Формы для блоков ФБС изготавливаются из толстостенной стали, их днища и стенки укрепляются ребрами жесткости из полос той же толстостенной стали или толстой арматуры. От петель в любом виде приходится отказываться, борта устраиваются по гильотинному принципу, и удерживаются толстыми уголками. Отдельного слова заслуживает напряжение арматуры для фундаментных блоков.

Механическое напряжение арматуры для строительных изделий из железобетона

Предварительное напряжение используемой для армирования ЖБИ прутковой стали есть неотъемлемая составляющая их производства. Оно выполняется в пределах механических параметров используемой арматуры, самым значимым из которых является ее упругость. Превышать этот параметр нельзя, поэтому воздействие, оказываемое на ту или иную арматуру, рассчитывается индивидуально.

Напряжение металлических прутков для армирования плит перекрытия чаще производится методом их растяжения специальными домкратами. Поскольку для плит используются не очень толстые прутки, их растягивают в холодном состоянии, укладывая в форму сразу же после напряжения. Применение более толстой арматуры делает холодное напряжение невозможным.

Арматура, используемая для армирования блоков ФБС и подобных им изделий, которые в процессе эксплуатации должны сталкиваться с высокими нагрузками, отличается на порядок большим диаметром, из-за чего ее трудно бывает растянуть. Приходится нагревать прутки перед их деформацией. В электрической печи, что предпочтительнее, или пропановой горелкой, хотя это и связано с неравномерностью прогрева.

Особенности производства многопустотных плит перекрытия

А вот пустотные плиты перекрытия могут производиться как штучно, так и поточно. Конструкция многопустотных плит превосходно сочетается с обеими технологиями. Для поточной же она хороша сравнительно небольшой толщиной плит и их линейной совместимостью. Кстати, к ребристым, канальным и дорожным плитам, а также плитам лоджий все вышесказанное тоже относится.

Конкретно для плит перекрытия данная технология удобна тем, что изъятый со стенда монолит можно резать на отдельные конструкционные единицы нужного размера. Это дает возможность выпускать небольшие серии нестандартных строительных плит без необходимости проводить дорогостоящее перевооружение производства.

Впрочем, поточное производство удобно не только для плит перекрытия, но и для таких изделий, как перемычки, лотки, ленточные фундаменты, прогоны, опоры освещения, балки, бордюры и некоторые другие. Возвращаясь к сказанному, стоит заметить, что организовать поточное производство изделий из железобетона не получится без использования передовых технологий набора прочности.

Химический и физический (термический) способы набора прочности

Естественный набор прочности железобетонными изделиями – процесс длительный и очень чувствительный к условиям окружающей среды, вследствие чего эту важную стадию производства принято максимально сокращать, конечно, без ущерба эксплуатационным характеристикам продукции. Сделать это можно двумя способами – физическим и химическим.

В СССР и России ЖБИ производились и производятся с их принудительным отвердеванием под действием физических факторов, что предполагает выдержку уплотненных и уже схватившихся изделий при высокой температуре (в зависимости от технологических норм температура варьируется между 60 и 120 градусами) в течение 12-20 часов. Этот метод считается устаревшим, зато он весьма надежен!

Химическое упрочнение ЖБИ достигается за счет ранее упомянутых катализаторов твердения, которые эффективны практически при любых значениях влажности и температуры. Слабой стороной этого метода является то, что вносить реагенты нужно равномерно, иначе изделие будет неоднородным по своим характеристикам, что негативно скажется на его эксплуатации.

Технические характеристики и их влияние на область эксплуатации

Даже у железобетонных изделий и то существуют свои эксплуатационные ограничения, которые затрагивают параметры температуры и влажности окружающего воздуха, критических нагрузок, воздействующих на изделие и всю конструкцию в целом, а также химической активности и концентрации агрессивных сред.

Взять, к примеру, те же самые блоки ФБС. По области применения они делятся на нормальные (для нормальных условия влажности и температуры), арктические (для районов крайнего севера) и коррозионностойкие (для сооружений химической промышленности). Отличаются они физико-химическими свойствами арматуры (чаще всего используется сталь, но в некоторых случаях просто нет альтернативы пластику) и компонентным составом бетона.

Компонентный состав бетона для блоков ФБС за последние десятилетия не претерпел больших изменений. Одним из тех немногочисленных новшеств, что в значительной мере поспособствовали улучшению советского бетона, стало дисперсное армирование бетонной смеси. Оно позволило сделать блоки и прочие подверженные высоким статическим нагрузкам изделия более пластичными.

Производственные и приобретенные дефекты железобетонных изделий

Производственные дефекты железобетонных изделий отличаются своими критическими масштабами и невозможностью устранения, в то время как приобретенные дефекты имеют незначительные размеры и легко устраняются. Впрочем, не всегда. Механические повреждения, полученные изделиями при транспортировке, устраняются действительно быстро, а вот длительное и неправильное хранение очень часто сопровождается потерей прочности бетона.

Взять, к примеру, сколы плит перекрытия – они являются приобретенными дефектами, да к тому же и легко устраняемыми (замазал раствором – и готово!), поэтому не относятся к категории «критических». Плиты, у которых обнаружены незначительные сколы, могут использоваться по назначению без ограничений.

А вот неправильное положение армирующего каркаса в плитах перекрытия уже серьезно – это производственный дефект, который невозможно исправить, поэтому имеющие его плиты считаются бракованными. Им можно найти альтернативное применение, но в строительстве бракованные изделия использовать не стоит.

Транспортировка изделий из железобетона

Упомянутые выше сколы чаще всего приобретаются железобетонными изделиями при неправильной транспортировке. Главное отличие неправильной транспортировки это отсутствие деревянных подкладок между перевозимыми изделиями, а также перевозимыми изделиями и стенками грузового отсека. Вторым важным отличием является превышение числа ярусов уложенных друг на друга изделий. И это все!

Как видите, чтобы избежать порчи тех же плит перекрытия во время их доставки, нужно совсем немного, но некоторые поставщики умудряются «изобрести велосипед» даже здесь! Отсюда трещины, сколы, а иногда и деформации армирующего каркаса, которые неизбежно возникают при превышении допустимого количества ярусов. Но если трещины и сколы еще можно устранить, то деформации арматуры нет.

Впрочем, блоки ФБС и прочие тяжелые строительные изделия из железобетона редко когда возят в несколько ярусов. Грузоподъемность большинства транспортных средств, пригодных для их перевозки, не позволяет. А вот менее увесистые изделия перевозятся. И очень часто с нарушениями. Впрочем, снижение технических характеристик ЖБИ может наступать не только при неправильной транспортировке, но и при неправильном хранении.

Хранение изделий из железобетона

Железобетонные изделия должны храниться на деревянных подкладках, в качестве которых можно использовать отрезки брусков и досок. Они нужны не только для того, чтобы предотвратить контакт изделий между собой, но и для того, чтобы не допустить их контакта с землей. Последнее чревато капиллярным подсосом, который способствует потере прочности бетонного монолита и его фрагментации.

Для того чтобы на ЖБИ не воздействовала капельная влага, необходимо соорудить навес, который защищал бы их от дождя. Если капитального навеса нет, можно обойтись полумерой – достаточно разместить на штабеле изделий необходимое количество листов шифера, подложив с одной стороны несколько кирпичей (для уклона). Не лишним будет укрыть ЖБИ усиленным ПВХ брезентом или пленкой.

И, конечно же, нельзя допускать, чтобы на ЖБИ появлялась плесень. Она называется «биологической коррозией» и крайне опасна для бетона, поскольку способствует снижению его прочности. Изделия, пораженные плесенью, после ее удаления могут выглядеть вполне себе нормально, но их несущая способность будет снижена. Чтобы предотвратить появление плесени, нужно позаботиться о защите от влажности.