Железобетонные дорожные плиты. Железобетон

Постройки из железобетона являются долговечными и огнестойкими. К тому же, они не требуют применения защитных мер от атмосферных воздействий. Со временем прочность бетона только повышается, а арматура, защищенная окружающим ее бетоном, не подвергается коррозии.

Этот материал обладает достаточно высокой несущей способностью, а также хорошо переносит как статические, так и динамические (в том числе сейсмические) нагрузки. Термин «железобетон» часто используется для собирательного обобщения железобетонных конструкций и изделий (ЖБИ). Из железобетона достаточно просто возводить конструкции и сооружения разнообразной формы, отличающиеся большой архитектурной выразительностью.

Из чего изготавливают ЖБИ

Активными составляющими бетона являются вода и цемент. Вступая в реакцию, они образуют цементный камень, который скрепляет зерна наполнителей в цельный монолит. Между заполнителем и цементом не может происходить химическое взаимодействие, поэтому нередко заполнители называют инертными материалами. Но, при этом, мелкий заполнитель (речной, он же кварцевый песок) и крупный заполнитель (известковый щебень или щебень горных пород) сильно влияют на свойства и структуру бетона.

В качестве арматуры применяются пучки проволоки или стальные прутки. Арматура бывает двух видов: рабочая и монтажная. В нижней части изделий, работающих на изгиб (балках, плитах перекрытий, подошвах блоков фундамента) находится рабочая арматура. За счет монтажной арматуры создается объемный скелет здания. Кроме того, она фиксирует стержни рабочей арматуры, закрепляет монтажные петли и закладные детали.

Одним из видов железобетона является напряженный железобетон. Благодаря использованию специальной технологии, в процессе его изготовления арматура фиксируется в бетоне в частично растянутом виде. Компания ООО "ПЛУТОН-ИНВЕСТ" гарантирует высокое качество поставляемой продукции, её соответствию ГОСТам и ТУ.

Дело в том, что несущие балки и плиты перекрытий в конструкции работают на изгиб. Они воспринимают не только нагрузку конструкции пола (собственный вес в том числе), но и нагрузку от размещенных на этаже бытовых приборов, а также нагрузку, которая передается на каркас здания от его стен. В результате этого нижние слои несущей балки или плиты перекрытия находятся в немного растянутом виде, а это пагубно сказывается на надежности конструкции. Но если нижние слои балки или панели были искусственно сжаты в процессе изготовления, то под конструкционной и бытовой нагрузкой они будут находиться в нейтральном состоянии. Напряжение в них при этом будет минимальным, за счет чего минимальными окажутся и проблемы в эксплуатации конструкции.

Как изготавливают ЖБИ

Из железобетона изготавливаются ребристые и пустотные плиты перекрытий, элементы оград, фундаментов и подвалов, перемычки, детали колодцев, плиты дорожных покрытий и осветительные столбы. Каждое из перечисленных изделий обладает своей рецептурой бетона, системой армирования и технологией изготовления. Перемычки и плиты перекрытия, которые работают на изгиб, делают из напряженного железобетона. Арматурные стержни устанавливаются на специальные упоры в подготовленной форме, после чего натягивают их термомеханически (разогревая электрическим током) или механически (при помощи специальных домкратов), после чего закрепляют в натянутом состоянии на бортоснастке формы.

Заливку бетонной смеси и последующее виброуплотнение можно выполнять на стендах, вводя постообразователи или на линиях конвейра, в том числе и способами роликового формирования или проката. Затем изделия в формах отправляются в специальные камеры для тепловой обработки. Ее целью является ускорение затвердевания бетона. Всего за 8-12 часов прогревания при температуре 80-95 градусов по Цельсию, изделие получает около 65-75% своей марочной прочности, что равносильно двадцати восьми суткам затвердевания в естественных условиях. После того, как изделие затвердеет, арматурные стержни снимаются с креплений на стенках формы. В результате они частично сжимаются, передавая напряжение бетону в изделии. Таким образом, в областях бетона, которые прилегают к арматурным стержням, создается напряженное состояние.

Для изготовления изделий, имеющих цилиндрическую форму (колец, стоек и т.п.) применяется метод центрифугирования. Для этого на стенде центрифуги размещается полуформа, в которую укладываются арматурные стержни (если есть необходимость, их натягивают). Для формирования каркаса изделия на арматуру навивается металлическая проволока. По всей длине полуформы распределяется бетонная смесь (для этого используется ложковый бетонораздатчик), после чего одна полуформа накрывается второй. При включении центрифуги, бетонная смесь изначально распределяется у внешней поверхности формы. После этого, за счет изменения частоты вращения центрифуги, смесь уплотняется, формируется изделие. После центрифугирования изделие отправляется на тепловую обработку.

Чего нельзя делать при монтаже ЖБИ

Железобетонные изделия, как и прочие строительные изделия, рассчитаны на определенные нагрузки, которые недопустимо или нежелательно превышать. Для работающих на изгиб изделий строительные правила и нормы предусматривают нормативно-допустимые нагрузки. Стоит сразу оговориться, что величина данных нагрузок обеспечивает очень и очень значительные запас надежности. При правильном монтаже разрушение изделия является практически невозможным.

Плиты перекрытия, как и любая другая строительная конструкция, рассчитаны на определенные схемы монтажа. Строители знают эти схемы, и их нарушение может вызвать очень нежелательные последствия. Очень часто появляется необходимость выполнить отверстие в панели перекрытия. Если при этом нарушится целостность арматурного каркаса изделия или, что еще хуже, будут разрезаны стержни арматуры, то эффект «перенапряжения» почти полностью сойдет на нет. Поврежденная таким образом панель перестанет соответствовать шкале нормативно-допустимых нагрузок.

 В случае, если сделать отверстие необходимо, нужно обязательно выполнить консольное закрепление панелей на промежуточную опору (в качестве опоры может быть использована перемычка или внутренняя несущая стена) и по периметру вырезанной части плиты сделать обвязку из металлического профиля с закреплением (сваркой или резьбой) на профиле концов стержней арматуры.

О доставке и складировании ЖБИ

Как уже говорилось ранее, заводские изделия из железобетона обладают очень высокой степенью надежности. То, сохранится ли эта надежность в дальнейшем, зависит только от самих потребителей. До того, как занять нужное место в конструкции, изделия могут быть подвержены условиям повышенной влажности или воздействию сильных механических нагрузок. Кроме того, при хранении бетона необходимо учитывать, что он подвержен биологической коррозии (возникновению грибка, плесени и т.д.).

Повреждения изделий могут иметь место как при их промежуточном хранении (складировании), так и при доставке (транспортировке). Обычно влага попадает в изделия с атмосферными осадками или при контакте с землей. Это может привести к развитию в изделии корродирующей микрофлоры и к ухудшению его механических характеристик.

Механические повреждения являются наиболее распространенными. К примеру, при перевозке плит перекрытия (согласно правилам, положенных на деревянные прокладки), поверх низ поставили бетонные блоки. В результате этого, изделия были доставлены на объект деформированными: с отколами бетона, раскрытием трещин и обнаженной арматурой. Если в этом виноват поставщик, то такие изделия должны быть заменены. Но, подобные ситуации очень редки, так как поставщики обычно соблюдают условия транспортировки.

Но если изделия поступают на место складирования, когда они приняты заказчиком и когда изделия оплачены, хозяин должен заботиться о них сам. Даже в том случае, если изделия были куплены для использования в течение нескольких недель или месяцев, необходимо обеспечить для них правильные условия хранения. Не должно быть контакта изделий с землей, площадка для складирования должна быть выровнена. Желательно наличие пленки, укрывающей изделия или навеса. Желательно хранить плиты перекрытий в горизонтальном, «рабочем», положении, проложив между ними деревянные бруски для снятия возникающих напряжений и проветривания.

О дефектах, явных и неявных

Случается так, что в приобретенной партии попадаются изделия с явными дефектами. Некоторые из них не влияют на качество изделий и являются легко устранимыми, некоторые устранить нельзя, так как они носят «летальный» характер. Одни дефекты возникают в процессе производства, а другие – при некорректной транспортировке изделий.

Если само изделие осталось целым, но в нем присутствуют небольшие сколы, то их относительно легко устранить, заделав специальными ремонтными смесями или цементно-песчаным раствором. Если дефект оказался более серьезным (неправильная анкеровка монтажных петель и закладных деталей, смещение арматурного каркаса, слишком тонкий защитный слой бетона), то такие изделия должны быть возвращены производителю и заменены новыми. Но чаще всего такие дефектные изделия выявляются на стадии технического контроля и если они покидают завод, то только как некондиционные.

Некоторые из заводских дефектов (к примеру, поверхностные тонкие трещины) не являются «летальными» и не могут повлиять на несущую способность и надежность изделии. Такие дефекты устраняются в процессе монтажа.

В числе достоинств конструкций из железобетона можно назвать следующие качества:

• огнестойкость (по сравнению, например, со сталью, которая теряет свою прочность при высоких температурах),
• долговечность и высокая прочность,
• технологичность (с помощью бетонирования нетрудно изготовить конструкцию любой формы),
• водонепроницаемость,
• невысокая цена (в сравнении со стальными конструкциями),
• биологическая и химическая стойкость (железобетон не подвержен гниению, старению и коррозии).

Основными недостатками железобетонных конструкций считают:

• невысокую прочность при значительной массе (в среднем, бетон в десять раз менее прочный, чем сталь. В крупных конструкциях железобетон «несет» больше собственной массы, а не полезной нагрузки),
• электрические поля, которые могут возникнуть из-за присутствия в бетоне металлической арматуры (этот факт может негативно отразиться на здоровье человека).

Есть ряд факторов, обеспечивающих прочность железобетона. Во-первых, это прочность сцепления бетона со стальной арматурой, обеспечивающая их совместную работу. Во-вторых, это защита арматуры от коррозии. И, в-третьих, совпадение коэффициентов бетона и стали, придающее железобетону монолитность.

Виды ЖБИ

Существует два вида железобетонных изделий, в зависимости от способа армирования и состояния арматуры: предварительно напряженные и с обычным армированием.

Даже изделия из бетона, армированного стальными каркасами, стержнями или сетками, не защищены от трещин при работе на изгиб. Для того, чтобы избежать возникновения трещин, бетон необходимо предварительно сжать в местах, которые подвержены растяжению. Это выполняется путем растяжения арматуры, которое необходимо выполнять до того, как бетон затвердеет и после того, как он приобретет предельную прочность.

По виду бетона и вяжущих компонентов, железобетонные изделия классифицируются на: изделия из легких и тяжелых цементных бетонов, из ячеистых бетонов (на смешанных составах, извести или цементе), из тяжелых или легких силикатных бетонов, из специальных бетонов (декоративных, жаростойких, химически стойких и других).

Плиты дорожных покрытий и плиты перекрытия изготавливаются на основе тяжелого силикатного бетона.