Из чего изготавливают железобетонные изделия (ЖБИ) (29 Мая 2012) Бетон, ЖБИ, кирпич
Материал, соединивший в себе свойства бетона и стальной арматуры, носит название железобетон и широко применяется в строительстве. За свойства стпротивления сжатию в этом сочетании отвечает бетон, отчасти сберегающий металл от повреждений, а за растягивающие - арматура, хорошо работающая на растяжение за счёт свойств металла.
Основные составляющие части бетона - вода и цемент. Эти два компонента образуют, в результате происходящей между ними реакции, цементный монолит, скрепляющий частицы заполнителей между собой. Сами по себе заполнители в химическое взаимодействие не вступают, оставаясь инертными к сторонним материалам. Правда разность структур заполнителей мелкого (кварцевый, он же речной песок) и крупнофракционного (щебень известняка либо горных пород) может довольно существенно изменить свойства и структуру самого бетона.
Как правило принято использовать пучки проволоки или стальные (металлические) прутки, в качестве армирующих элементов, классифицируя арматуру как монтажную или рабочую.Применяемая в нижней, работающей на сгиб, части изделий: в подошвах блоков фундаментов, плит перекрытий, балок, - арматура называется рабочей. А та, что помогает закрепить стержни своей рабочей разновидности, фиксирует и закрепляет монтажные петли и закладные детали, позволяет придать объём каркасу изделия,называется монтажной.
Также среди множества разновидностей этого материала выделяется напряжённый железобетон, отличающийся тем, что при изготовлении из него строительных материалов арматура заливается бетоном в несколько более растянутом виде. Этого эффекта удаётся достичь благодаря применению специальных технологий, с учётом особенностей применяемых материалов.
Рассмотрим применение данной технологии более детально. Известно, что основные (несущие) балки конструкций, как и плиты перекрытий в основном работают на изгиб. Именно на эти элементы ложится основная нагрузка конструкции пола (включая и свою собственную массу), а также нагрузка расположенных на этой поверхности предметов быта, (в том числе и тяжёлой бытовой техники) и та нагрузка, что перераспределяется со стен на основной каркас здания. Фактически же из-за постоянного пребывания несущих балок и плит перекрытия (их нижних слоёв) в состоянии натяжения, может произойти утрата надёжности всей конструкции.
В случае, когда в строительстве применяется "напряжённый бетон", балки и нижние слои перекрытий подвергаются сжатию искусственно, ещё на стадии изготовления, поэтому конструкционные и бытовые нагрузки переносятся изделиями гораздо легче, благодаря минимализации напряжения в процессе эксплуатации. Конструктивные элементы при этом пребывают в нейтральном состоянии, что позволяет свести возможные трудности, обычно выявляемые непосредственно в процессе эксплуатации, к минимуму.
Процесс изготовления изделий из железобетона
Применение железобетона в изготовлении разнообразных изделий представлено максимально широко. Это и плиты дорожных покрытий, и ребристые, а также пустотные плиты перекрытий, детали колодцев, перемычки, столбы освещения, элементы фундаментов, оград и подвалов. При этом для каждого конкретного случая применяется своя, особая рецептура бетона, технология производства и система армирования.
Работающие на изгиб перемычки и плиты перекрытия, производят применяя технологию напряжённого железобетона. На специально предназначенных для этого упорах, в заранее подготовленной форме ставятся стержни арматуры, впоследствии подвергающиеся механическому натяжению, и закрепляются в таком положении на оснастке борта формы. Процесс натяжения арматуры в этом случае выполняется с применением домкратов либо, при использовании термомеханического способа, путём её разогрева электротоком.
При применении в производстве железобетонных изделий технологии виброуплотнения заливаемой бетонной смеси, процесс заливки допустимо осуществлять на стендах (вводя дополнительно пустотообразователи) либо на линиях конвейера, например путём роликого формования или проката. Залитые таким способом изделия в формах помещают в специальные камеры для тепловой обработки. Метод тепловой обработки бетона применяется в производстве с целью ускорения его отвердения. Это даёт изделию возможность уже спустя 8..12 часов пребывания в термокамере набрать 65..75% прочности, заявленной при маркировке, что соответствует 28 суткам, необходимым материалу в случае его замоноличивания в естественных условиях. При этом температура в процессе пропаривания должна достигать 80..95 градусов Цельсия. Освобождать напряжённые подобным способом стержни арматуры от креплений, расположенных по краям формы, можно лишь после полного застывания изделия. Напряжённое состояние в прилегающих к арматуре участках бетона формируется за счёт частичного сжатия стержней по их длине, благодаря чему изделию передаётся их напряжение.
Метод центрифугирования применяется при изготовлении изделий, имеющих форму цилиндра (кольца, стойки и т.п.).
Перед началом работ необходимо сформировать каркас изделия - навить на натянутые (при необходимости) стержни арматуры, уложенные в полуформу, проволоку из металла. А уже потом, распределив по всем участках полуформы бетонную смесь, заливаемую бетонораздатчиком ложкового типа, полуформы соединяют между собой и центрифуга начинает работу. Первым этапом происходящих внутри центрифуги процессов становится распределение бетонной смеси ближе к поверхности формы, достигаемое благодаря действию центробежной силы. Далее вращение центрифуги меняет свою частоту, за счёт чего бетонная смесь уплотняется и изделие обретает необходимую форму. И лишь по окончанию процесса формовки, изделия (распалубленные либо в прессформах) подвергают тепловой обработке.
Распространённые ошибки, допускаемые при монтаже ЖБИ
Самой распространённой ошибкой, совершаемой при монтаже ЖБИ, является превышение допустимых нагрузок, предусмотренных для данного типа строительных материалов. В частности, допустимые нормативы нагрузок, регламентированные для работающих на изгиб изделий строительными правилами и нормами. Необходимо уточнить, что при выдаче подобных рекомендаций всегда закладывается немалый запас прочности, позволяющий, при соблюдении технологии монтажа, практически исключить разрушение конструкции.
Также следует учитывать, что схемы монтажа строительных конструкций индивидуальны и рассчитаны отдельно для каждого изделия, включая и плиты перекрытия. Строителям известны различные виды таких схем, а вот несоблюдение технологии монтажа дилетантом может привести к непоправимым либо трудноустранимым последствиям. Ещё нужно помнить, что полезный эффект "преднапряжения", в случае нарушения целостности арматурного каркаса, либо при повреждении заложенных в панели перекрытия стержней арматуры, произошедшего вследствие неправильного проделывания отверстий, может быть сведён к нолю. Повреждённая таким образом панель никак не сможет выдержать допустимые нормативами нагрузки, изначально заложенные в шкале соответствия.
Чтобы избежать подобных ошибок, при проделывании отверстий рекомендуется заранее консольно закрепить предназначенные к разрезанию панели на перемычку либо на одну из несущих стен внутри здания, выполняющие в данном случае роль некой промежуточной опоры. Далее необходимо сделать из металлического профиля, по краям изъятой части плиты, обвязку, закрепив на нём концы стержней арматуры с помощью сварки либо резьбового соединения.
О доставке и хранении ЖБИ в условиях складов и перевалочных баз
Изначально, изготовленные в заводских условиях железобетонные изделия отличаются от прочих высокой степенью надёжности и то, сохранится ли эта надёжность впоследствии, уже при эксплуатации изделий, по большей части зависит от добросовестности людей, участвующих в процессе доставки и промежуточного хранения. Ведь зачастую, до попадания изделий на предназначенное для них в конструкции место, они хранятся в условиях, где влажность превышает необходимые пределы, либо подвергаются излишнему воздействию извне, поступающему в виде совсем не обязательных механических нагрузок. К тому же, при хранении бетона, необходимо помнить о его слабую сопротивляемость биологической коррозии (появлению грибка, плесени и др.).
Изделия могут повреждаться как при промежуточном хранении (складировании), так и при нарушении условий транспортировки. К появлению на изделии патогенной микрофлоры, способной привести к коррозии либо изменению его механических характеристик не в лучшую сторону, может привести попадание влаги (т.н. "капиллярный подсос"), обычно происходящее при непосредственном контакте изделия с почвой.
Механические повреждения железобетонных изделий встречаются наиболее часто. К примеру, на плиты перекрытия (изначально уложенные, согласно технологии транспортировки, на деревянные бруски - прокладки), в процессе перевозки установили бетонные блоки. Вследствие этой ошибки изделия были доставлены заказчику имея явные признаки деформации: с обнажённой арматурой, с раскрытием по нижней части трещин, более 1 мм шириной и со сколами по поверхности бетона. При условии, что правила транспортировки были нарушены поставщиком, подобные дефектные изделия, безусловно, должны заменяться на соответствующие нормам поставки. Но, как показывает практика, обычно поставщики строго соблюдают условия транспортировки грузов и подобные ситуации крайне редки.
Нельзя забывать и о том, что когда заказ оплачен и изделия приняты на хранение самим заказчиком, они перевозятся в место временного размещения и тогда уже сам владелец должен заботиться об их сохранности. Необходимо создать достаточно удобные условия для их складирования, особенно если после приобретения им придётся за ненадобностью некоторое время пролежать в хранилище, в ожидании применения. Предназначаемая под эти цели площадка предварительно выравнивается, с целью исключения соприкосновения изделия с грунтом, а во избежание попадания в бетон влаги желательно соорудить над хранилищем крытый навес либо использовать укрывную плёнку. Прокладывая плиты перекрытия уложенные, согласно рекомендациям, в "рабочем" положении (горизонтально), брусками из дерева мы снимаем возникающее в плитах напряжение и обеспечиваем проветривание материалов.
О выявлении скрытых и явных дефектов
К сожалению, изредка явно дефектные изделия всё же могут попасть в приобретённую покупателем партию товара. Разница лишь в том, что некоторые дефекты невозможно устранить, и тогда они выбраковываются, но большая их часть легко устранима и никак не влияет на качество самих изделий. Одни дефекты могут возникать из-за нарушении правил транспортировки изделий заказчиком, другие имеют заводское происхождение.
Небольшие сколы на изделии, не носящем иных следов внешнего разрушения легко устранить, заделав их предназначенными для подобного ремонта смесями либо приготовленным самостоятельно раствором из песка и цемента. Возврату производителю, с обязательной последующей заменой, подлежат изделия, имеющие серьёзные дефекты: проведена ошибочная анкеровка монтажных петель и закладных деталей, защитный бетонный слой чрезмерно тонок либо у изделия смещён каркас арматуры. Вот только в продажу такие дефектные экземпляры поступают нечасто, обычно выбраковываясь ещё на этапе приёмки отделом технического контроля, а если и реализуются, то в качестве заведомо некондиционных.
Не влияющие на несущую способность и прочность изделия заводские дефекты (к примеру, на поверхности плиты перекрытия присутствует сетка тонких трещин) признаются допустимыми и в выбраковку не попадают, так как легко устранимы при монтаже изделий.
О классификации и свойствах бетона
Бетоны могут подразделяться по плотности: особо лёгкие, лёгкие тяжёлые (плотностью 1800..2500 кгм3) и особо тяжёлые. Тяжёлые бетоны в свою очередь делятся на мелкозернистые и бетоны на крупных заполнителях. Взяв за основу тяжёлый бетон производятся столбы освещения, детали колодцев, плиты перекрытий, элементы фундаментов, подвалов и оград, а также плиты для покрытия дороги.
По прочности на растяжение при сгибе (Btb), сжатие (B), осевое сжатие (Bt), классы бетона зависят от необходимой прочности в регламентированном проектном возрасте (обычно это 28 суток) бетонов базового размера. Таблица зависимости от класса тяжёлого бетона данных его прочности прилагается ниже.
По плотности бетоны подразделяют на особо тяжёлые, тяжёлые (плотность D = 1800..2500 кг/м?), легкие и особо легкие. По размерам заполнителя тяжелые бетоны подразделяют на бетоны на крупных заполнителях и мелкозернистые бетоны. Плиты перекрытий, плиты дорожных покрытий, перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, детали колодцев и столбы освещения изготавливают на основе тяжёлого бетона.
По средней плотности (D) марка бетона выявляется по реальному показателю массы бетона в обезвоженном виде в единице объёма контрольных образцов (кг/м3).
Морозостойкость (F) бетона и определение его марки по этому критерию выявляется с помощью неоднократной попеременной заморозки и оттаивания, где влияние смены этих циклов отслеживается на контрольных образцах, без потери при этом прочности на внешнее сжатие (по регламенту, принятому в Московском регионе эта цифра (F) не должна быть ниже 35).
Для определения марки бетона по водонепроницаемости (W) необходимо найти значение давления жидкости, которое даёт воде возможности просачиваться сквозь контрольные образцы.
