Составляющие производства железобетонных изделий (ЖБИ) (16 Февраля 2012) Бетон, ЖБИ, кирпич
В состав железобетона входит стальная арматура, замоноличенная в бетон. В этом дуэте бетон играет защитную антикоррозионную функцию. Арматура, как любой металл, способствует растяжению материала. Ей противостоит бетон. Являясь, по сравнению с металлом, относительно хрупким материалом, он «сжимает» напряжение.
В состав бетона входят цемент и вода. Соединяясь химическим путем, они образуют цементный камень. Цементный камень призван соединить частицы заполнителей в единую плотную массу. В качестве заполнителей бетона используют известняк и щебень горных пород. Они считаются крупными заполнителями. В качестве мелкого заполнителя используется кварцевый или речной песок. Он является химически инертными материалом и, поэтому, не взаимодействует с цементом. Структура заполнителя определяет строение и свойства бетона.
Арматура является составной часть железобетонных конструкций. Она представляет собой металлические (чаще стальные) прутья и проволоку. На основании расположения и назначения, арматуру принято делить на монтажную и рабочую.
Монтажная арматура выполняет функцию скелета изделия, фиксирует и закрепляет стержни рабочей арматуры, монтажные петли и закладные детали.
Рабочая арматура располагается, как правило, в нижней части изделия: балки, подошвы фундаментных блоков, плиты перекрытий. Она способствует их «изгибу».
Напряженный железобетон считается одним из видов железобетона. Он отличается особой структурой арматуры. При изготовлении наряженного железобетона, в ходе применения специальных технологических операций, арматура заливается в нем в растянутом состоянии.
Напряженный железобетон широко используется для изготовления несущих балок и плит перекрытий, которые воспринимают всю нагрузку конструкции. Кроме этого, в будущем, они должны будут выдержать нагрузку бытовых предметов, а так же нагрузку от стен на сам каркас здания. В результате действия этих нагрузок, несущие балки и плиты перекрытий приобретают некоторый изгиб, что негативно сказывается на их надежности и может привести к проблемам при дальнейшей эксплуатации помещения.
Если бетон, из которого произведены несущие балки и плиты перекрытий, был предварительно напряжен (искусственно сжат), то их состояние не изменится. Изгиб (напряжение) будет минимальным. Это означает, что несущие конструкции будут обладать хорошей надежностью и проблем, связанные с эксплуатацией здания не возникнет.
Технология изготовления железобетонных изделий
Из железобетона производят компоненты оград, определенные части фундаментов и подвалов, плиты перекрытий, перемычки, дорожные покрытия, части столбов, детали колодцев и многое другое. Для каждого изделия необходимо подобрать свою рецептуру бетона, систему армирования и технология производства. Несущие детали конструкций, выдерживающие большие нагрузки, производят из искусственно напряженного железобетона. Предварительному натяжению подвергается арматура – одна из составляющих железобетона. Она помещается в заранее подготовленные формы, на специальные упоры и натягивается. Натяжение осуществляется механически, с помощью специальный приспособлений (например, домкратов), или термомеханически, с предварительным разогревом электротоком.
В натянутом положении арматуру закрепляют на бортоснастке формы.
Затем осуществляется заливка арматуры бетонной смесью. Процесс заливки может осуществляться на стендах, с введением пустообразователей, или на конвейере, способом проката или роликового формования. Затем изделия в формах перемещают в специальные камеры для проведения тепловой обработке. Многочасовая (8-12 часов) обработка паром при температуре порядка 80-95°C способствует быстрому затвердению бетона. За это время бетон приобретает от 65 до 75% своей прочности. Обработка паром значительно ускоряет процесс затвердевания бетона: в естественных условиях этот процесс длится около месяца.
После затвердения изделия, его арматуру освобождают из креплений. Стержни арматуры частично сжимаются по своей длине, следствие этого напряжение от них передается бетонному изделию и концентрируется в близь лежащих к арматурным стержням областях.
Для изготовления железобетонных изделий, имеющих цилиндрическую форму, используют метод центрифугирования. Арматурные стержни размещают в полуформе, находящейся на стенде центрифуги. При необходимости, арматуру натягивают. Затем, путем навивания поволоки на стержни арматуры, формируется каркас изделия.
Далее, с использованием ложкового бетонораздатчика, каркас заливается бетонной смесью. Затем полуформы устанавливаются в два ряда, одна накрывает другую, и помещаются в центрифугу. В начале центрифугирования бетонная смесь концентрируется у внешних стенок полуформ. При использовании разных скоростей вращения центрифуги, происходит уплотнение смеси и формирование самого изделия. После центрифугирование изделия подвергаются тепловой обработке.
Недопустимые действия при монтаже ЖБИ
Железобетонные изделия, как и любые другие строительные изделия, способно выдержать определенные нагрузки. Превышение этих нагрузок в одних случаях нежелательно, в других - недопустимо. Предельно допустимые нормы нагрузок для ЖБИ, работающих под напряжением, определены Строительные Нормы и Правила (СНиП). При их соблюдении, проблемы с эксплуатацией строения и его разрушение исключены.
Любая строительная конструкция, даже плиты перекрытия, монтируется по определенной схеме. Нарушения схем монтажа крайне нежелательно, т.к. может привести к негативным последствиям. Иногда, в панели перекрытия, требуется сделать отверстие. Если при его формировании нарушится целостность каркаса арматуры, то панель будет просто повреждена и отверстие утратит свою актуальность.
Для того, что бы этого не случилось, и при острой необходимости в отверстии, нужно продумать, каким образом осуществить консольное закрепление разрезаемых панелей на какую-либо промежуточную опору. Роль этой промежуточной опоры может выполнить внутренняя несущая стена или перемычка. В этом случае обязательным является выполнение по периметру вырезаемой части обвязки из металлического профиля с последующим закреплением на этом профиле концов арматуры.
Рекомендации по транспортировке и хранению изделий из железобетона
Железобетонные изделия от заводского производителя отличаются высокой надежностью. В ходе их неправильной транспортировки, хранения или применения эта надежность может снизиться.
К нежелательным факторам, способствующим снижению надежности бетона, относятся условия повышенной влажности: хранение изделий на земле, под открытым небом. Влага, проникая в бетон, способствует развитию на его поверхности плесени, грибка и появлению так называемой биологической коррозии.
Недопустимыми является механические воздействия и нагрузки на железобетонные изделия при их транспортировке.
Например, транспортировку плит перекрытий осуществляют с помощью специальных приспособлений – на деревянных брусках-прокладках. Поверхность плит, во избежание появлении трещин и сколов, не следует дополнительно нагружать.
Если при транспортировке изделий, по вине поставщика, все же произошла деформация, то изделия с дефектами должны быть заменены.
Когда изделия оплачены и уже приняты заказчиком, он обязан сам позаботиться о его сохранности, обеспечив им надлежащее хранение.
К «комфортным» условиям хранения относятся: ровная площадка, отсутствие контакта между землей и изделием, наличие укрывающего материала или укрытия в виде навеса.
Плиты перекрытий нужно хранить горизонтально, используя для прокладок деревянные бруски, способствующие снятию напряжений и проветриванию.
Дефекты: серьезные и не очень
Встречаются случаи, когда в приобретенной партии все же встречается изделие с изъяном. Могут, например, «прокрасться» дефекты фабричного происхождения. Бывает, что изделия приобретает дефект в ходе неправильной транспортировки, особенно часто это случается в случаях самовывоза. Нескорые из дефектов достаточно серьезны и их уже невозможно устранить. К ним относится: неудачная анкеровка монтажных петель или закладных деталей, смещение арматурного каркаса, чересчур тонкий слой защиты бетона. Эти изъяны, чаще всего, выявляются техническим контролем еще на этапе приемки и забраковываются как некондиционные.
Есть не столь серьезные дефекты, не влияющие на несущую способность изделия и не снижающие ее надежность. Например, поверхностные трещины на плите перекрытия, незначительные сколы. Их устранение возможно в процессе монтажа. Для коррекции сколов будет достаточным проведение заделки изделия особыми ремонтными смесями или цементно-песчаным раствором.
Классы и свойства бетона.
На основании плотности бетон подразделяют на несколько видов:
- легкий и особо легкий;
- особо тяжелый бетон и тяжелый, характеризующийся плотностью 1800-2500 кг/м³.
Бетоны делят на мелко- и крупнозернистые в зависимости от размеров заполнителей.
Плиты дорожных перекрытий, элементы оград, части фундаментов и подвалов, детали столбов освещения и колодцев производят на основе тяжелого бетона.
На основании свойств бетон делят на несколько классов.
Класс В характеризует бетон по реакции прочности на сжатие.
Класс Вt - по осевому растяжению.
Btb - характеризует бетон по растяжению при изгибе.
Все перечисленные выше классы отличаются прочностью бетонов начального размера в установленном проектном возрасте (28 суток).
Наряду с классами, плотность бетона так же задается марками. Действительным показателем массы бетона в единице объема образцов (кг/м³) по средней величине плотности (D) в сухом состоянии задается марка бетона.
Марка бетона на основании его морозостойкости – F. Она определяется общим числом чередующихся процессов оттаивания и замораживания, без снижения прочности на сжатие более чем регламентировано (для Московской области F должен быть не меньше 35) произведенных в разных средах для контрольных образцов.
Марка бетона по водонепроницаемости – W. Она определяется величиной водного давления, при котором через контрольные образцы не происходит просачивания воды.
