О создании ЖБИ
С учетом сферы использования каждое железобетонное изделие имеет свою личную систему армирования, технологию производства. Бетон для каждого вида изделия готовится по специальному рецепту.
Плиты перекрытия и другие детали, работа которых сконцентрирована в точке изгиба, делают из железобетона. Последний предварительно подвергают напряжению. Другими словами, на упоры в форму кладется арматура. Механическим методом, подразумевающим использование тока, ее растягивают и фиксируют на концах формы.
Бетон заливают и уплотняют путем особой вибрации на стендах или конвейерах. Когда бетон будет залит и утрамбован, форму подвергают тепловой обработке в печке. Там бетон твердеет за довольно короткий период времени. После этого с металлических стержней снимают крепления. В результате этого они сжимаются, передавая свое напряжение бетонной массе. Те изделия, которые имеют форму цилиндра, делают путем центрифугования. В половину формы, расположенной на центрефужном стенде, помещают арматурные стержни. При необходимости их натягивают. Затем их обвивают стальной проволокой, чтобы сформировать каркас. После этого бетон тщательно распределяют по всей полуформе, которую потом сверху накрывают точно такой же полуформой и включают центрифугу. На начальном этапе бетонная смесь просто равномерно распределяется по всей форме. Затем центрифуга начинает крутиться с разной скоростью. В результате этого происходит уплотнение смеси на стенках формы и формирование самого изделия. Процесс сушки бетона также происходит в печке.
Виды ЖБИ и правила маркировки
Система классификации ЖБИ довольно обширна. Изделия отличаются по толщине, структуре, размерам и другим параметрам. Основными считаются 3 вида: с пустотами внутри, ребристые и монолитные.
Пустотные ЖБИ отличаются небольшой массой. Они имеют низкий уровень теплопроводности, снижают давление на фундамент и помогают уменьшить затраты на строительные работы. Строения из ЖБИ такого типа называют тепло эффективными. Нижняя часть плиты сразу после изготовления готова к отделке. Это будет потолок. Верхняя часть станет полом.
Из-за своих конструктивных особенностей ребристые ЖБИ используются редко. При строительстве производственных зданий, гаражей и ангаров плиты укладываются ребрами вниз. Если же нужно сделать пол, плиты лучше укладывать ребрами вверх.
Также редко используются и монолитные ЖБИ. Они отличаются большим весом и сферой применения. В большинстве случаев их используют при строительстве многоэтажных домов. Плиты такого типа намного прочнее остальных. Кроме того, они способны выдерживать силовую нагрузку. Помимо перечисленных, можно встретить многопустотные ЖБИ и корытного профиля.
ЖБИ колонны используются в каркасном строительстве промышленных и др. зданий. Они имеют специальные крепления, которые легко соединятся с другими видами железобетонных изделий, таких как ригели, балки, плиты. Также легко крепятся к основанию здания — фундаменту.
В зависимости от толщины различают 3 вида ЖБИ. Сплошные, изготовленные в один слой. Толщина таких изделий 120 и 160 мм. Они обозначаются как 1П и 2П. Пустотные с толщиной или внутренним диаметром 220/159 и 220/140 (1ПК и 2ПК) Плиты с несколькими пустотами. Их толщина 220 мм (ПБ).
В маркировке ЖБИ, согласно требованиям, заявленным в документах, используются буквы и цифры. Они несут в себе информацию о свойствах и назначении того или иного изделия. Обозначения делятся на З части. Они сообщают о габаритах и виде изделия, о нагрузках, которые оно способно выдержать, о дополнительных особенностях.
Характеристики железобетонных конструкций
ЖБИ конструкции применяются в строительстве жилых и промышленных зданий, инженерных объектов и производственных сооружений. Чаще всего применяется сборный железобетон, но также конструкции бывают монолитными, сборно-монолитными. Для получения изделия небольшого веса с сохранением свойств и показателей в создании элементов применяют высококачественный прочный бетон и стальную арматуру.
Большая часть конструкций эксплуатируются в оптимальном температурном режиме (от -70 до +50 градусов по Цельсию), точные характеристики изделия зависят от сферы использования.
Какие объекты строят из железобетона:
- Жилое строительство – фундаменты, стены, перекрытия и т.д.
- Объекты особого назначения – аэродромы, бункера, атомные реакторы, морские конструкции.
- Коммерческие и промышленные объекты – склады, цеха, ангары, производственные помещения.
Основные преимущества, которые демонстрируют монолитные и сборные железобетонные элементы – высокая прочность (увеличивается с течением времени), длительный срок эксплуатации (минимум 50 лет), стойкость к огню и морозу, оптимальная стоимость, возможность сделать или собрать самостоятельно (но с применением спецтехники), стойкость к сейсмической активности, возможность создавать любые архитектурные формы из бетона.
Недостатки железобетона: большая масса, необходимость проведения дополнительных теплоизоляционных мероприятий, риск появления трещин, важность правильных расчетов (в противном случае плита или колонна, фундамент или перекрытие не будут служить, а могут стать причиной разрушений даже под воздействием собственного веса). Все свойства, которые демонстрирует монолитный или сборный железобетон, напрямую зависят от качества вяжущего и наполнителей для приготовления бетона.
Итоговое качество бетона также во многом зависит от его пористости и плотности. Чем меньше пор и больше плотность – тем прочнее бетонный монолит.
Все свойства, которые демонстрирует монолитный или сборный железобетон, напрямую зависят от качества вяжущего и наполнителей для приготовления бетона.
Благодаря стойкости к огню бетонные сооружения часто эксплуатируют в строительстве промышленных предприятий и производств, где отмечена высокая температура.
Немаловажно и то, что бетон обладает прекрасными показателями морозостойкости, успешно выдерживает резкие перепады, понижение/повышение температур.
Ввиду того, что при всех своих преимуществах бетон обладает неспособностью выдерживать сопротивление на растяжение, его укрепляют армированной сталью и другими материалами. Тандем металла и бетона гарантирует самые высокие показатели и характеристики.
Классификация строительных конструкций по материалу
Выбор подходящего типа строительного материала определяется рентабельностью проекта, требуемой долговечностью сооружения и граничной величиной эксплуатационных нагрузок на здание.
Металлические
Металл используется в качестве структурного каркаса для больших и высотных зданий, либо в качестве внешнего покрытия поверхности. Для строительства используются металлоконструкции из стали, а также сплавов некоторых цветных металлов, чаще меди и алюминия.
Стальные изделия отличаются прочностью, твёрдостью, технологической гибкостью, и – при условии надлежащей обработки, например, антикоррозионного покрытия – долговечностью.
Важно: более низкая плотность и лучшая коррозионная стойкость алюминиевых сплавов иногда превосходят их более высокую стоимость.
В особых случаях (в основном для сооружения представительских объектов) проектируются металлоконструкции из латуни и титана.
Деревянные
Виды строительных конструкций из дерева характерны в основном для малоэтажного строительства жилых объектов. В деревянной конструкции различные конструктивные элементы (стойки, стропила, прогоны) в основном изготавливаются из пород древесины, которые обладают хорошей прочностью на сжатие, растяжение и изгиб.
Важно: используются два типа деревянных каркасных конструкций – баллонная и каркасная.
Вторая считается более прочной и долговечной, в то время как баллонная применяется лишь по данным инструментальной оценки.
Древесина может быть очень гибкой, сохранять прочность при изгибе и вертикальном сжатии. Определенные виды деревьев лучше подходят для заданных целей, чем другие, причём для определения качества важны также район и условия выращивания древесины.
Железобетонные
Находят применение при строительстве промышленных и высотных гражданских объектов. Отличаются малой себестоимостью, поскольку производятся по индустриальным технологиям: в формы устанавливаются армирующие стальные стержни, после чего производится заливка бетона.
Чтобы свести к минимуму наличие пузырьков воздуха, которые могут ослабить конструкцию, для его удаления воздуха используются вибраторы. Железобетон по- прежнему является преобладающим строительным материалом из-за его долговечности, формуемости и простоты транспортировки. Вместе с тем изделия из железобетона отличаются громоздкостью и плохо работают на растяжение.
Бетонные
Технология их изготовления схожа с конструкциями из железобетона, однако армирующие элементы в форму не устанавливаются. Прочность и, соответственно, эксплуатационные возможности бетонных элементов ниже, чем железобетонных.
Алюминиевые
Являются разновидностью металлических (особенности см. в подразделе выше), но отличаются меньшим собственным весом.
Важно: в последнее время возрастает доля строительных конструкций, для изготовления которых используются композитные материалы, керамика, стеклопластик.
Нетрадиционные материалы разнообразят внешний облик здания, снижают трудоёмкость монтажных работ, позитивно сказываются на себестоимости проекта.
Как производят ЖБИ
Производство железобетонных изделий и деталей для строительных работ осуществляется промышленным способом на специализированных предприятиях.
Заводы ЖБИ, как правило, производят продукцию, предназначенную для строительства жилых домов и промышленных объектов. Это плиты перекрытия, перегородки, панели стен, фундаментные блоки, фермы, лестничные марши, колонны. На отдельных заводах выпускают шпалы, шахтные крепи и другие железобетонные изделия специального назначения. Для каждого изделия разработана своя технология и система армирования. К примеру, при производстве плит перекрытия и перемычек используют предварительно напряженный железобетон.
Методы изготовления ЖБИ изделий
Постараемся в общих чертах рассказать довольно сложный технологический процесс изготовления железобетонных изделий (ЖБИ). Изделия, работающие на изгиб создают из предварительно напряженного железобетона. В специальную форму устанавливают стержни из стальной арматуры и заливают туда бетон. Эти стержни предварительно растягивают разогревая их, либо просто растягивая домкратом. Далее наступает довольно сложный процесс- выпаривание железобетона в специальных термокамерах. Выпаривание ведется при температуре 85-90 градусов, в течении 7-12 часов. Изделие при этом приобретает 70 процентную прочность. Только после всего этого стержни ослабляют. Они соответственно сжимаются и создают напряжение внутри конструкции в прилегающих к арматуре участках.
Описание и свойства
Железобетонные изделия (ЖБИ) состоят из бетона двух видов:
- плотный бетон (тяжелый или легкий);
- силикатный бетон (В 15 и выше).
Для большей прочности они укрепляются арматурой (напряженной или обычной).
К полезным свойствам ЖБИ можно отнести:
- длительный срок эксплуатации;
- высокую прочность;
- устойчивость перед огнем;
- способность сохранять свойства при землетрясении (до 9 баллов);
- способность поглощать звук;
- устойчивость к разрушению:
- возможность использовать ЖБИ как в горизонтальном, так и вертикальном положении;
- точные размеры;
- доступную цену.
Не стоит забывать и о довольно простом монтаже.
В большинстве случаев он проводится с помощью подъемного крана.
Неоспоримым преимуществом является защита арматуры от коррозии и целостность конструкции. Эти параметры не зависят от погоды и климата.
Виды железобетонных конструкций
ЖБК можно классифицировать по многим параметрам. За 150 лет непрерывного совершенствования было придумано множество методов создания железобетонных конструкций с применением разных технологий и сортов бетона.
Сборные железобетонные конструкции
Их производят на строительной площадке из заранее подготовленных элементов. При этом СЖК создаются на специализированных предприятиях, где есть необходимое оборудование и высокий уровень автоматизации труда. Это позволяет добиться уменьшения себестоимости и максимальной продуктивности.
В своё время создание СЖК крайне позитивно повлияло на всеобщую индустриализацию и механизацию сферы строительства. Сборные железобетонные конструкции позволяют возводить здания в любые погодные условия. Можно осуществлять постройку зимой и летом, в дождь, ветер и жару.
Тем не менее сборные железобетонные конструкции имеют один существенный недостаток, а именно высокую трудоёмкость. К тому же создание стыков имеет большую металлоёмкость и соответствующую стоимость.
Монолитные железобетонные конструкции
Эти изделия создаются непосредственно на строительной площадке путём укладки бетона в опалубку. Как результат снижения стоимости МЖК можно добиться за счёт уменьшения расходов на бетон, арматуру, опалубочные материалы и оплату труда.
Застройщик сам определяет обоснованность использования того или иного количества материалов в зависимости от степени сложности объекта и его назначения. Это позволяет создавать более гибкую смету, реально оценивая потребности производства.
Главное достоинство монолитных железобетонных конструкций — их пространственная целостность. Если брать профессиональную терминологию, то это высокая статическая неопределённость. За счёт этого монолитные конструкции имеют малую материалоемкость.
МЖК использую как для возведения типичных, так и для создания уникальных зданий. Эти изделия позволяют строить объекты, применяя разные виды опалубки, среди которых:
- несъёмная,
- передвижная,
- щитовая,
- блочная.
Также при создании монолитных железобетонных конструкций применяются крупные блоки арматуры и пространственные армированные каркасы. Также данная технология позволяет наладить механизированную подачу и укладку бетона. Есть ряд сооружений, которые создаются только при помощи МЖК, к ним относят:
- бассейны,
- фундаменты,
- сооружения с мощными динамическими нагрузками.
В каждом из вышеперечисленных вариантов применение монолитных железобетонных конструкций экономически выгодно. Несмотря на серьёзные преимущества, данная технология имеет свои недостатки, среди которых:
- трудоёмкая опалубка;
- сезонность работ;
- сроки строительства во многом зависят от скорости затвердевания смеси.
Работы с монолитными железобетонными конструкциями осуществляют только в тёплое время года. Для ускорения процесса применяют специальные сорта цемента, которые застывают чрезвычайно быстро.
Сборно-монолитные железобетонные конструкции
Это целый комплекс элементов. Согласно данной технологии сборный и монолитный железобетон укладывается вместе.
Главную роль в данной технологии играет качество сцепления сборных элементов с монолитными. Чтобы достичь нужного результата сборные конструкции могут иметь разную форму и размер. В комплексах такого рода может использоваться напрягаемая и ненапрягаемая арматура. Всё зависит от конкретной ситуации и назначения объекта.
Если поверхность сборно-монолитных железобетонных конструкций имеет высокий уровень шероховатости, то можно обойтись без шпонок. В местах, где сборные элементы контактируют с бетоном, предусматривается выпуск поперечной арматуры. Анкеровка укладывается в монолитном бетоне дополнительно.
Важно! Сборный железобетон в данных конструкциях является опалубкой для монолитной составляющей. Сборно-монолитные железобетонные конструкции сочетают в себе достоинства обоих предыдущих видов.
Они весьма экономичны и позволяют строить здания посредством современных методов быстро и качественно.
Важно! Монолитный железобетон гарантирует высокую пространственную жёсткость. Это снижает материалоемкость.
В монолитных элементах широко применяются лёгкие и ячеистые бетоны. Допускается использование искусственных пористых заполнителей. Из-за чего значительно уменьшается удельный вес конструкции.
Какие требования к ЖБИ находятся в приоритете?
Благодаря прочным каркасным изделиям можно реализовать любой строительный проект с самыми замысловатыми конструкциями. Но без выполнения требований к плитам и иным бетонным форматам сделать это невозможно. Базовыми характеристиками являются следующие параметры:
- использование соответствующих марок бетонов;
- армирование каркасами с натяжением и без него;
- параметры износостойкости и долговечности.
Продолжают список требований такие качества, как экологичность, стойкость к нагрузкам и воздействию извне, а также совместимость с отделочными материалами и смесями, изоляционные и контактные свойства. Часто железобетонная продукция становится единственным вариантом при строительстве, не имеющим альтернативы, так как нужным набором характеристик не обладает ни один существующий материал.
Сборные железобетонные конструкции
Ключевой особенностью сборных жб конструкций является то, что их изготавливают в виде отдельных железобетонных изделий (ЖБИ), транспортируют на стройплощадку и уже здесь собирают в единую конструкцию. Возведение инженерных сооружений при использовании готовых сборных железобетонных конструкций в конечном итоге сводится к последовательному монтажу отдельных жб элементов сборной системы.
Примеры сборных железобетонных конструкций:
- сборные железобетонные лестницы;
- блок-комнаты и блок-квартиры;
- конструкции для устройства канализации;
- шахты лифтов;
- железобетонные стеновые блоки;
- фундаменты;
- каркасы зданий.
Сборный железобетон, а точнее жб изделия, из которых состоят сборные ЖБК конструкции, скрепляются сваркой или проволочной скруткой. Для этого в ЖБИ предусмотрены специальные выступы арматуры — стальные проушины. С их помощью железобетонные элементы надежно скрепляются друг с другом, обеспечивая прочное соединение.
Достоинства железобетонных сборных конструкций
- сжатые сроки возведения, сокращение времени и трудовых затрат на стройплощадке;
- строительство железобетонных конструкций практически не зависит от погодных условия;
- сборные ж б конструкции возможно изготовить с внешней отделкой (придать фактуру, отделать плиткой) в заводских условиях и не проводить отделочные работы на объекте;
- конструкции из сборного железобетона можно оперативно вводить в эксплуатацию, так как время на набор прочности бетона не требуется.
Недостатки сборных жб конструкций
- стоимость сборных конструкций из железобетона на 60-100% дороже, чем монолитное строительство;
- при возведении железобетонных зданий требуется тяжелая грузоподъемная техника;
- необходимость заделки стыков и швов при строительстве здания из сборных железобетонных изделий;
- возведение конструкций из жби имеет ограничения по массе и размерам;
- сборный железобетон в строительстве отличается низкой устойчивостью к динамической нагрузке.
Сборные бетонные сооружения оправданы в случае, если в конкретных условиях строительства конструкции из ЖБИ — максимально эффективный вариант; если требуется большое количество однотипных элементов, а максимальная масса каждого не превышает 10 тонн; если сроки строительства поджимают.
