История использования железобетона

Принято считать, что начало применения железобетона связано с именем парижского садовника Монье, получившего ряд патентов на изобретения по железобетону во Франции и в др. странах; первый его патент на цветочную кадку из проволочной сетки, покрытой цементным раствором, относится к 1867. Фактически конструкции из бетона со стальной арматурой возводились и раньше. Заметную роль в строительной технике России, Западной Европы и Америки железобетон начал играть лишь в конце 19 в. Большая заслуга в развитии железобетона в России принадлежит профессору Н. А. Белелюбскому, под руководством которого был возведён ряд сооружений и проведены испытания различных железобетонных конструкций. В начале 20 в. вопросы технологии бетона, бетонных и железобетонных работ, проектирования сооружений с применением железобетона разрабатывали видные русские учёные - профессора И. Г. Малюга, Н. А. Житкевич, С. И. Дружинин, Н. К. Лахтин. Появились оригинальные конструкции, предложенные инженерами Н. М. Абрамовым, А. ф. Лолейтом и др. Первым крупным сооружением, выполненным из бетона и железобетона в Советском Союзе, была Волховская ГЭС, явившаяся большой практической школой для советских специалистов по железобетону. В последующие годы железобетон применялся во всё возрастающих размерах. Расширению производства железобетона способствовали серьёзные достижения в развитии теории расчёта конструкций из этого нового строительного материала. В СССР с 1938 получил практическое применение прогрессивный метод расчёта железобетона на прочность по стадии разрушения, разработанный советскими учёными А. А. Гвоздевым, Я. В. Столяровым, В. И. Мурашёвым и др. на основе предложений А. Ф. Лолейта. Всестороннее развитие этот метод получил в расчёте железобетонных конструкций по предельным состояниям. Достижения советской школы теории железобетона получили всеобщее признание и используются в большинстве зарубежных стран. Дальнейшее совершенствование железобетона и расширение областей его применения связаны с проведением широкого круга научно-исследовательских работ.

Технологии изготовления железобетонных изделий

Любые отдельно взятые железобетонные изделия - фундаментные блоки, плиты и перемычки, столбы и заборы - изготавливаются по специфической технологии с определенной системой армирования, рецептурой бетона и т. д.Однако в общем технологический процесс производства складывается из следующей последовательности операций:

приготовление бетонной смеси;

армирование ЖБИ изделий;

формование;

твердение;

обработка поверхности готовых изделий.

Приготовление бетонной смеси

Рецептура бетонной смеси включает следующие элементы:

вода;

заполнители - разного рода сыпучие материалы (песок, гравий, керамзит, шлак и др.);

вяжущее вещество (преимущественно цемент, реже - полимеры, дегти и битумы);

специфические добавки - для усиления тех или иных свойств (прочности, декоративности и т. д.) по необходимости.

Соотношение элементов определяется требованиями ГОСТ к эксплуатационным качествам готовых изделий, а потому для каждого из ЖБИ оно будет различным.

Армирование ЖБИ

На данном этапе производства железобетонных изделий на заводах применяют один из двух принципиально различных способов: ненапряженное и предварительно напряженное армирование.

Ненапряженное армирование. Производится с использованием объемных каркасов и плоских сеток. Для этих целей применяют арматуру двух типов: основную и вспомогательную. Основная помещается в тех частях изделия, в которых под нагрузкой в дальнейшем будут возникать растягивающие напряжения. Вспомогательная арматура размещается в ненапряженных или сжатых местах изделия.

Предварительно напряженное армирование. Применяется для производства конструкционных элементов, ориентированных под изгибающие нагрузки. В бетоне по всей площади сечения создается предварительное обжатие, у напорных труб железобетонных оно может достигать показателя в 120 кг/кв. см. В качестве базовой напрягаемой арматуры, как правило, используют высокопрочную проволочную или упрочненную сталь.

Формование

Один из важнейших этапов в процессе производства ЖБИ изделий. Различают три основных способа формования:

Стендовый. Изделия изготавливаются в неперемещаемых формах. К этому способу относится формование на плоских стендах, в кассетах и матрицах.

Производство ЖБИ в перемещаемых формах. При таком способе изделие вместе с формой перемещается на специализированных постах по мере выполнения отдельных операций.

Непрерывное формование. Один из самых современных способов, который предполагает использование вибропрокатного стана. Данный метод формования наиболее производительный.

Твердение

Для затвердевания железобетонных изделий применяют три различных режима:

нормальный - при температуре от 15 до 20оС;

тепловая обработка - при температуре до 100оС;

автоклавная обработка - пропаривание при температуре свыше 100оС и повышенном давлении.

Выбор температурного режима твердения зависит от требований к прочности железобетонных изделий.

Обработка поверхности

Способ отделки ЖБИ выбирается с учетом предполагаемых условий эксплуатации и типа изделий. Так, например, стеновые блоки могут обрабатывать с использованием алюминиевых листов и цветных цементных плиток.

На завершающем этапе все ЖБИ изделия проходят контроль качества.