Появление и распространение бетона и железобетона

Трудно точно определить эпоху начала применения бетона. Материал типа бетона знали и применяли еще жители Вавилона и Карфагена, этруски, древние греки, римляне. Сейчас бетон­ные основания под здания археологи нашли даже в дебрях лесов Мексики.

По свидетельству историка Плиния, колонны египетского ла­биринта за 3600 лет до н.э. были сделаны из бетона, водоем в Спарте сооружен из гравия на очень прочном растворе, гробни­ца Порсены — из монолитного бетона.

Главным образом из бетона построена Великая Китайская сте­на, датированная началом 241 г. до н. э.

Однако наибольшего развития искусство бетонных построек получило у римлян. Дошедшие до нас технические условия Вит-рувия рекомендуют вполне современные составы из щебня, изве­сти и пуццоланы, но особое внимание обращается на качество приготовления растворной части: «...три дня и три ночи беспре­рывно должны перемешиваться растворы до употребления их в дело...».

В результате кусками отбитой штукатурки пользовались как сто­лами, а римские постройки, возведенные еще до новой эры, даже сейчас поражают своей смелостью и тщательностью исполнения (например, купол Пантеона в Риме, порты в Англии и других колониях).

Но в средние века из бетона уже не строили. Люди забыли о нем. Современное название этот материал получил в честь фран­цузского садовника Бетона, повторно его открывшего.

В России бетон начал применяться с начала XIX в., когда были построены первые цементные заводы. В середине XIX в. бетон при укладке стали трамбовать, а для улучшения его прочности (усиле­ния) — армировать.

Сейчас бетонные конструкции без армирования применяются редко (полы, отмостки и подобные элементы, в которых бетон подвергается только сжатию).

Бетонные армированные (железобетонные) конструкции бы­вают сборными, монолитными и сборно-монолитными (рис. 10.1).

Сборные конструкции изготавливают на заводах и полигонах и устанавливают на место монтажными методами; монолитные — укладкой подвижной бетонной смеси на месте в специально под­готовленные формы (опалубку); сборно-монолитные — с приме­нением монолитной смеси и сборных элементов.

В современном строительстве бетон является доминирующим материалом для несущих конструкций. Комплексный процесс воз­ведения монолитных железобетонных конструкций состоит из сле­дующих рабочих процессов: установка опалубки; армирование; укладка и уплотнение бетона; уход за бетоном и снятие опалубки (распалубливание).

В состав заготовительных процессов входят: изготовление опа­лубки и арматуры, заготовка заполнителей, приготовление бе­тонной смеси.

Трудоемкость возведения 1 м³ монолитных железобетонных конструкций составляет 4...8 человеко-часов (чел.-ч), в том чис­ле на опалубочные работы приходится 25.„35%, арматурные — 15...25%, бетонные— 20.„30%, распалубливание 20...30%.

WWVvWWMvv

1С

Рис. 10.1. Железобетонное балочное перекрытие:

а — сборное; 6 — монолитное; в — сборно-монолитное; / — конструкция из сборного железобетона; 2 — конструкция из монолитного железобетона; 3 — опа­лубка; 4 — арматура

10.2. Назначение и области применения опалубки

Назначение опалубки — придание требуемой формы и разме­ров будущей бетонной конструкции, поэтому внутренние разме­ры опалубки должны строго соответствовать размерам будущего изделия. Элементами опалубки являются: опалубочные щиты или отдельные элементы; крепежкые устройства; поддерживающие элементы (леса).

По материалу опалубка бывает: деревянной нестроганной, стро­ганной и с набрызгом синтетической пленки; стальной; комби­нированной; железобетонной; пластмассовой; фанерной и кар­тонной. Две последние разновидности должны обладать водостой­кими качествами.

Опалубка должна удовлетворять следующим требованиям:

прочность, неизменяемость, правильность формы и размеров;

надежное восприятие вертикальных (собственная масса, масса бетона, арматуры, людей и транспорта) и горизонтальных (боко­вое давление бетона, давление от сотрясения при выгрузке и виб­рировании) нагрузок;

плотность поверхности (отсутствие щелей), исключение про­сачивания через нее цементного молочка;

способность обеспечивать требуемое качество бетонной повер­хности;

возможность многократного использования (оборачиваемость); чем выше оборачиваемость опалубки, тем ниже ее стоимость в расчете на единицу объема готовой продукции;

технологичность — удобство в работе, возможность быстрой установки и разборки (распалубливания).

В отечественном строительстве в основном применяется раз-борно-переставная опалубка из мелких (площадью до 3 м²) и бо­лее крупных деревянных, металлических или комбинированных рамных щитов.

Мелкощитовая опалубка может устанавливаться вручную при бетонировании фундаментов, колонн, перекрытий и других кон­структивных элементов. При необходимости из мелких щитов мож­но собирать крупноразмерные опалубочные панели или простран­ственные блоки и монтировать их с помощью кранового оборудо­вания.

Особой популярностью сейчас пользуются мелкощитовые опа­лубки фирм PERI, NOE, DOKA, различия между которыми в основном заключаются в конструкциях соединительных элемен­тов: замковых, клиновых, стяжных, винтовых и др.

Крупнощитовая опалубка размером 3... 20 м² применяется при бетонировании стен и других монолитных конструкций с боль­шой площадью опалубливания. При установке щитов увеличенно­го размера существенно снижается трудоемкость опалубочных работ

и улучшается качество поверхностей конструкций за счет умень­шения количества сопряжений.

Крупнощитовая опалубка размером на высоту помещения на­шла широкое распространение при строительстве жилых и граж­данских бескаркасных зданий с несущими стенами из монолит­ного железобетона. Установка и снятие такой опалубки осуще­ствляется с помощью кранов, обслуживающих строительный объект.

	/ /			р >,/
\ Д".		\
				Si
1-
			ш
IS				ж

и

ж

и

Рис. 10.2. Схемы различных опалубок, применяемых в строительстве: а — подвесная; 6— катучая; в— пневматическая; г — скользящая; д — подъемно-переставная; е — блочная; ж — объем но-переставная; з — армоопалубка; и — несъемная; / — опалубка; 2 — бетон; 3 — металлический профиль; 4 — метал­лический стержень; 5 — домкратная рама; 6 — тележка; 7 — воздух; 8 — лебед­ка; 9 — металлическое опорное кольцо; 10 — складная рама; // — сопло; 12 —

растяжка

Рассмотрим остальные виды опалубок и области их примене­ния (рис. 10.2).

Подвесная опалубка применяется для конструкций, армирован­ных жесткими металлическими профилями или несущими арма­турными каркасами.

Катучая (передвижная) опалубка используется для линейно-протяжекных конструкций (своды, оболочки, туннели и т.д.). Та­кая опалубка возводится поэтапно: передвижение, подъем опа­лубки, опускание после бетонирования.

Для тонких и сложных по форме конструкций применяют пнев­матическую опалубку, выполняя операции в такой последователь­ности: перемещение, накачивание, выпуск воздуха после бетони­рования.

Высокие сооружения со стенками постоянного сечения требу­ют применения скользящей опалубки; опалубка постоянно «под­нимается», опираясь на арматурные стержни.

Для высоких сооружений со стенками переменного сечения ис­пользуют подъемно-переставную опалубку, выполняя работы в та­ком порядке: бетонирование яруса, подъем опалубки с уменьше­нием количества наружных щитов, бетонирование следующего яруса и т. д.

Блочная опалубка обычно применяется в виде стального не­разъемного блока при устройстве отличающихся значительной мас­сивностью конструкций.

В монолитном домостроении применяют объемно-переставные П- и Г-образные опалубки (горизонтально и вертикально переме­щаемые).

Армоопалубка применяется в виде мелкоячеистых сеток, на ко­торые наносят раствор или бетон под давлением. Сетки являются арматурой.

Конструкции, в которых бетонный массив облицовывают опа­лубкой, возводят с применением несъемной опалубки.