Как производят ЖБИ

Что такое ЖБИ

ЖБИ, или железобетонные изделия – один из самых популярных материалов для возведения очень долговечных, устойчивых к любым воздействиям построек. Номенклатура железобетонных изделий крайне широка. Это могут быть:

• Различные виды балок, в том числе подкрановые, обвязочные, стропильные, подстропильные, балки перекрытий коммуникационных тоннелей и каналов.
• Бордюры различных длин и объемов, а также бортовые камни. К разделителям между проезжей частью и пешеходной зоной предъявляются повышенные требования. Железобетон вполне им соответствует, поэтому его используют как материал для прямых рядовых или лоточных, прерывистых, въездных и других типов бортовых камней.
• Колонны.
• Железобетонные коробы.
• Стеновые кольца, которые используются для ограждения колодцев.
• Колонны эстакады.
• ЖБИ для мостов.
• Несущие элементы лестниц (косоуры), балки для лестничных площадок.
• Лотки для каналов.
• Стеновые блоки, в том числе цокольные. Именно они используются при строительстве жилых домов.
• Плиты для подоконников, парапетов и лоджий.
• Лестничные площадки, а также ступени в многоквартирных домах.
• Днища колодцев, а также крышки и плитки.
• Железобетонные трубы и шпалы.
• Множество других.

Все ЖБИ относятся к одному из трех типов по методу изготовления. Монолитные сразу отливаются в необходимую форму, как правило, прямо на месте проведения работ. Сборные изготавливаются в заводских условиях заранее, чтобы затем соединиться уже на стройке. Третий вариант промежуточный – сборно-монолитные железобетонные изделия. Одна часть отливается на месте, а другая привозится на стройку в готовом виде.

Из железобетона строят основательные и массивные конструкции. Чего стоит только тот факт, что первыми зданиями из железобетона в России стали огромные Волховская, Днепровская, и Нижнесвирская ГЭС еще в 20-х годах ХХ века.

Поэтому принципы и технологии производства ЖБИ строго регламентируются различными нормативно-правовыми актами. Актуальны ГОСТ 13015-2012 (изделия бетонные и железобетонные для строительства), ГОСТ 23009-78 (Конструкции и изделия бетонные, железобетонные, сборные, условные обозначения), ГОСТ 22904-93 (Конструкции железобетонные), а также ряд других ГОСТов, регулирующих процессы приемки, маркировки, составления документов о качестве, транспортировки, хранения и других вопросов производства данного материала.

Разберемся в основных свойствах, которые принесли железобетону такую популярность.

Плюсы и минусы ЖБИ

Начнем с положительных моментов, ведь именно они позволили этому материалу стать основным в строительстве жилых домов каждого современного мегаполиса:

• Долговечность. В Российской Федерации выдается официальная сертификации на срок службы 50+ лет. В действительности же такие дома способны простоять более 130 лет.
• Экологическая безопасность. Железобетон не выделяет никаких вредных веществ, которые могли бы оказать воздействие на организм человека. При любом нагревании и самых высоких температурах.
• Полная защищенность от грызунов. Мыши не способны прогрызть стены снаружи, поэтому единственный способ для них оказаться внутри – только через двери, окна и т.д. Это огромное преимущество перед деревянными домами.
• Огнеупорность и устойчивость к любым атмосферным воздействиям. Железобетон совершенно не пропускает воду и не реагирует ни на какую ветровую нагрузку.
• Практически абсолютная сейсмостойкость. Ученые из Тайвани называют железобетон, стянутый стальными арматурами, самым сейсмостойким материалом для строительства домов из всех существующих.

Разумеется, не все так однозначно. У этого материала есть и безусловные недостатки:

• Очень большой вес. Это затрудняет как доставку железобетонных изделий до места стройки и увеличивает стоимость таких услуг, так и самостоятельное строительство из этого материала на дачном участке. Для этого подойдут только самые прочные фундаменты, вроде глубокозаглубленного ленточного.
• Высокая звукопроводимость. Избавиться от пресловутого соседского шума за стенкой или детских криков снаружи получится только за счет дополнительной звукоизоляции.
• Высокая теплопроводимость. Некоторые строительные компании изготавливают железобетонные блоки с уже заложенными внутрь утеплителями из минеральной ваты или других веществ. В противном же случае в средней полосы и севернее жить в таком доме без серьезного отопления будет весьма прохладно.
• Трудность с поверхностными работами. Вкрутить в стену шуруп, вмонтировать полку или вовсе произвести какие-то серьезные изменения в планировке комнат будет очень затруднительно. Здесь прочность материала выступает не плюсом, а недостатком.

Сырье и материалы

Скажем пару слов о технологии производства ЖБИ, а точнее о том сырье, которое используется при изготовлении самого материала. В качестве сырья используют два основных элемента – железо и сталь в виде строительной арматуры. Такое сочетание появилось неслучайно. Чтобы лучше понять суть этого материала, на минуту погрузимся в историю.

В XIX веке, во Франции, садовник по имени Жозеф Монье продавал пальмы. В поисках лучшего материала для горшков он перепробовал многое – от обычного дерева до глины и бетона. Глина легко разбивалась, а бетон начинал трескаться после того, как корни деревьев разрастались до определенного размера.

Обыкновенный бетон был достаточно прочным материалом, выдерживал внешние воздействия, но непрерывная нагрузка (такую же испытывают, к примеру, здания из бетона), постепенно разрушала его и приводила в негодность. Тогда Монье поступил следующим образом: укрепил бетонные горшки металлическими прутьями, по типу того, как бочары стягивают стальными обручами деревянные бочки.

Так появился прототип современного железобетона. Прутья играли роль фиксирующей арматуры, так что даже при появлении мелких трещин конструкция полностью сохраняла свою целостность. Увидев, что эстетические качества бетонного горшка, закованного в сталь, оставляют желать лучшего, он залил его бетоном еще в один слой, уже поверх стали.

В целом технология производства ЖБИ изделий не претерпела существенных изменений с тех пор. Из железобетона начали создавать все те прочные и долговечные конструкции, о которых мы писали выше. Однако существуют некоторые различия в методах изготовления этого материала.

Типы производств

Теперь, когда мы узнали, что это такое, мы расскажем о том, как же производят железобетонные изделия.

• Кассетная технология производства ЖБИ. Как следует из названия, в этом методе используется так называемая кассетная установка. Это большой заводской станок, в котором находятся перемещающиеся кассетные формы. В зависимости от того, какое именно изделие требуется изготовить, рабочие наполняют цементным раствором соответствующую форму. Как правило, их используют для изготовления железобетонных стенных блоков. Они имеют очень ровную и гладкую поверхность, достигается высокая точность в размерах. Также этот способ очень производительный и подходит для серийного производства ЖБИ. Однако такие блоки имеют неодинаковую прочность в разных участках, кроме того, расходуется очень много материала.
• Стендовая технология производства ЖБИ по своим принцип прямо противоположна кассетной. Здесь подвижным звеном выступает не станок, а само будущее изделие. Производство осуществляется на большой открытой площади, где бетоноукладчик и заливает цемент в форму.

Особого упоминания заслуживает технология производства так называемых предварительно напряженных, или преднапряженных ЖБИ. Она позволяет сберечь большое количество стали, которую используют при создании арматур, а также существенно увеличить прочность железобетона и его сопротивляемость к прогибам, трещинам и деформации под различными воздействиями.

Сам метод состоит в том, что нагретая до высокой температура стальная арматуры натягивается на опалубку будущего изделия еще до заливки бетоном, а после застывания – отпускаются. Именно за счет этого формируется то самое «предварительное напряжение». Оно может реализовываться за счет натягивания арматур на упоры, либо на каналы или пазы, проделанные в самом бетонном изделии.

Преднапряженные железобетонные изделия позволяют компенсировать естественную изменения в структуре бетона, поэтому постройки из этого материала гораздо более устойчивы к износу. Однако со временем напряженность арматуры может упасть (в диапазоне от 20 до 35%).

Однако это не единственный способ «напряжения» железобетона. Существуют и так называемые постнапряженные ЖБК. Здесь арматура устанавливается уже после заливки бетоном и его затвердевания. То есть арматуры не закладывается заранее, как в преднапряженных изделиях. Натягиваются они также в условиях полностью застывшего бетона. Это более продвинутый и многофункциональный метод, поскольку он дает возможность для прямо- и криволинейного расположения напрягаемой арматуры.

Кроме того, даже по истечении большого времени использования напряжение арматуры практически не падает, то есть уровень ее релаксации крайне низок, что также можно отнести к плюсам.

Последняя технология – изготовление так называемых самонапряженных железобетонных конструкций. В таком случае, как и с предварительным напряжением, арматуры закладывается до заливки бетона. Суть метода состоит в особенном бетоне, содержащем так называемый напрягающий бетон, в составе которого – напрягающий цемент, или другая расширяющая добавка, которая заставляет материал расширяться и увеличиваться в объеме при твердении.

За счет этого и обеспечивается напряжение арматуры. Из плюсов – для такой методики не нужны специальные заводские условия. Кроме того, напряжение всей арматурной конструкции происходит равномерно. Минусы – нужен специальный напрягающий бетон, за которым требуется особый уход в процессе твердения.