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.