Роль бетона и железобетона в современном строительстве
По уровню технических и экономических показателей бетон и железобетон по-прежнему остаются основными конструкционными материалами, занимая приоритетные места в общей структуре мирового производства строительной продукции. Получив название «материал XX века» железобетон, благодаря уникальным свойствам, успешно занял свою нишу и постоянно расширяет ее границы в рядах строительной продукции, заменив собой в большинстве случаев дорогостоящий металл. Использование бетона и железобетона позволило сделать революцию в области технологии строительства, возводить долговечные, грандиозные и уникальные объекты и сооружения. По мнению специалистов, железобетон сохранит свою лидирующую роль в строительстве и в текущем столетии.
В докладе экспертной комиссии Европейского Союза о перспективах развития строительства в Европе до 2025 года даны критерии, которым должны отвечать прогрессивные строительные материалы. Это в частности:
• минимальное изъятие природных ресурсов для производства и максимальное использование продуктов и отходов других отраслей;
• более высокие по сравнению с применяемыми материалами показатели по прочности и долговечности;
• сочетаемость с другими видами материалов;
• перерабатываемость для вторичного использования;
• высокие эстетические и архитектурные качества,
• экологическая безопасность при производстве и эксплуатации.
За 150 лет своего существования бетон прошел серьезную эволюцию. Он перестал быть смесью цемента, воды и заполнителей и превратился в сложный композиционный материал, приготавливаемый по высоким технологиям. Последние этапы этого процесса можно проследить по мировой науке и практике.
Бетоны уже стандартизированы во всех технологически развитых странах мира. Споры о том, что это такое, уже прекратились и повсеместно выпускаются бетоны по этой технологии. В последние годы бетоноведение сделало следующий шаг вперед. Появились самоуплотняющиеся бетоны. Высокопластичные смеси при заполнении опалубочной формы обладают свойствами жидкости. Они отличаются повышенной устойчивостью к расслоению, высокой жизнеспособностью, перекачиваемостью и интенсивным набором прочности при твердении. Последнее устраняет необходимость тепловлажностной обработки конструкций, что особенно важно при монолитном строительстве. Важно также, что бетоны, полученные из таких смесей, отвечают требованиям, предъявляемым к бетонам.
Подход к бетоноведению с позиций высоких технологий вызвал бурный прогресс в этой области. Совсем недавно мы удивлялись прочности бетона в 200 МПа. А в октябре прошлого года фирма Lafarge представила материал под названием Ductal (дактал). Это самоуплотняющийся бетон с исключительно высокими техническими и потребительскими свойствами. Прочность этого бетона при сжатии превышает 200 МПа, а при изгибе достигает 50 МПа.
Для сравнения из обычного железобетона, из предварительно-напряженного железобетона, из бетона Ductal и из металла были изготовлены равнонесущие двутавровые балки. Их вес соответственно составил 530, 467, 140 и 112 кг.
Такие прочности далеко не предел. В Канаде построен экспериментальный пешеходный мост с пролетом 60 м из бетона прочностью 350 МПа, а в лабораторных условиях получены бетоны с прочностью 680 МПа.
Наверное здесь же следует сказать и об арматуре для железобетона. Наряду с тем, что постоянно совершенствуется металлическая арматура: появляются ее новые виды, все сложнее и эффективнее становятся способы ее защиты от коррозии, все шире применяется металлическая фибра промышленного производства – идет интенсивная работа над неметаллической арматурой, в том числе для внешнего армирования. В последние годы практика все более склоняется к использованию углепластиков, хотя по-прежнему применяются стеклопластики и базальтопластики. Неметаллическая арматура обладает высокой коррозионной стойкостью, электроизолирующей способностью, магнитной и радиопрозрачностью.
Перерабатываемость для вторичного использования у железобетона весьма высокая. Арматурная сталь и закладные детали идут в переплавку, а отходы бетона практически полностью могут быть применены повторно в качестве заполнителя для ординарных бетонов или как балласт в дорожно-транспортном строительстве. Кроме строительства, дробленый бетон применяют при рекультивации земель для засыпки выработок в грунте.
Современным бетонам можно придать практически любую форму, в том числе с обратными углами поверхности. Они имеют отличную наружную фактуру, через которую можно передать любые архитектурные и эстетические замыслы. Поэтому все шире применяется бетон для элементов архитектуры. Архитектурный бетон стал самостоятельным направлением в технологии бетона. Это связано с тем, что к этому виду бетона, по сравнению с конструкционным, предъявляется значительно больше различных требований (качество поверхности, цвет, поверхностная твердость, смачиваемость и др.)
Экологическая безопасность при производстве и эксплуатации железобетона не составляет проблемы, а является технической задачей, которая, к сожалению, решается по-разному. (Производство цемента; экологически чистые заполнители; соблюдение технологии изготовления изделий и правил техники безопасности). Современный бетон является вполне комфортной средой для жизнедеятельности человека. Представляя собой капиллярно-пористый композит, бетон вполне обеспечивает желательный температурно-влажностный режим в помещениях. А все несуразности в этом вопросе связаны не с материалом, а с некомпетентностью или безразличием тех, кто его применяет.
Подводя итоги, можно утверждать, что железобетон останется основным конструкционным материалом с широкими перспективами в строительстве будущего. Он применим в самых разных эксплуатационных условиях, гармонично сочетается с другими строительными материалами и окружающей средой, обладает высокой архитектурной выразительностью, отвечает современным требованиям экономики и эстетики, обеспечивая при этом экологическую безопасность и эксплуатационную надежность.