Как применяются бетон и железобетон в строительстве?

Строительство – дело весьма трудоемкое, требующее огромных ресурсов. Результат строительства – это новая среда обитания для человека, дома, дороги, заводы и коммуникации, плотины и атомные станции. Нет ничего удивительного в том, что инженеры всех времен и народов искали или изобретали материалы более прочные, более надежные и вместе с тем, более удобные в использовании и дешевые. Пожалуй, такой материал на сегодня найден:

 

Железобетон

Многоплановый материал, обладающий разнообразными свойствами: самый прочный или самый теплый, фактурный или даже прозрачный – современный бетон может обладать любым из этих качеств, поэтому он может применяться в самых разных ситуациях. Сегодня разработаны различные типы конструкций из бетона. В зависимости от конструктивных и прочностных свойств бетон классифицируется на следующие виды:

  • Сборные или монолитные конструкции.
  • Изделия из тяжелого (плотного), облегченного, ячеистого бетона, а также специальные виды бетонов: устойчивые к агрессивным средам, отделочные, морозоустойчивые и другие.

Особенности бетона

Главным положительным качеством бетона является его прочность. Только с появлением бетона стало возможно строительство высотных зданий. Прочность материала такова, что он может выдерживать колоссальные нагрузки, не разрушаясь при этом. Без бетона было бы невозможно существование не только высоток, но, к примеру, таких гигантских сооружений, как плотины ТЭЦ, которые способны на протяжении десятилетий выдерживать неимоверное давление воды.

Прочность бетона очень высока за счет кристаллической решетки, которая образуется в результате затвердения. Когда вода вступает в реакцию с компонентами смеси, образуется монолитный камень, не имеющий конструктивных швов, трещин и прочих изъянов. Но прочность бетона проявляется лишь при его сжатии. На изгиб материал не работает, он очень быстро разрушается. Для этого бетон армируют – объединяют в одном изделии прочность бетона и гибкость стали. В таком тандеме эти два материала составляют основу для самых популярных строительных конструкций – железобетонных изделий.

Особенности железобетонных конструкций

Абсолютное большинство зданий и инженерных сооружений построено с использованием железобетонных изделий. В зависимости от особенностей конструкции, от структуры грунтов основания, от особенностей местности и климата выбирается наиболее целесообразный вариант: использование сборных конструкций или возведение монолитных.

Как ясно из названия, сборные конструкции собираются на месте из заранее изготовленных и привезенных типовых элементов. Это плиты, балки, фермы, колонны, панели, элементы фундамента. Строить типовые здания из типовых же элементов быстро и очень экономично. Но сборные здания подходят только для равнинных местностей, где исключена сейсмическая активность.

В сложных геологических условиях, а также в случаях, когда проект здания очень индивидуален, и типовые изделия не подходят, используется метод монолитного строительства. В этом случае опалубка ставится на месте, и здание буквально вылепливают, отливают по частям. При этом необходимо обеспечить твердеющему бетону соответствующие влажностные и температурные условия, иначе процесс образования кристаллической решетки пройдет неправильно, и конструкция может рухнуть. Монолитное строительство — очень дорогое удовольствие, но, к примеру, в болотистой местности с текучими грунтами никакой другой фундамент, кроме монолитного свайного не обеспечит должной устойчивости. А построить здания по одиночному, не типовому проекту без монолитных деталей и вовсе невозможно.

Разумная экономия бетона в строительстве

Бетон изготавливают по традиционному неизменному рецепту: вяжущий компонент (различные виды цемента), наполнитель и вода. Соотношение воды и вяжущих элементов – это химия, важнейшие компоненты должны быть точно сбалансированы, ведь именно на них держится вся прочность бетона. А что касается наполнителей и присадок – здесь допустимо множество вариантов. В традиционных железобетонных конструкциях используются в качестве наполнителей щебень, песок и керамзит. Они дешевы, заполняют собой пространство, увеличивают выход готовых изделий, не снижая прочностных характеристик.

Многие наполнители придают бетону повышенные тепло- и звукоизоляционные свойства. В бетон, предназначенный для навесных стен (тех, что не испытывают на себе нагрузку вышестоящих деталей), а также в одноэтажном строительстве часто применяют пенобетон. Для его производства в смесь добавляют пенообразователь. Получившиеся пустоты прекрасно сохраняют тепло. Также, например, более полувека применяются пустотные плиты – специально разработанные конструкции, где внутри плиты проходят сквозные пустоты. Они не влияют на прочность, а экономия бетона составляет 20 — 35%. Введение в бетон арматуры – неизбежная процедура для большинства случаев. Использование стали приводит к повышению стоимости, при этом разумная экономия бетона может уравновесить цену строительства.

На сегодняшний день продолжаются поиски новых вариантов, которые помогут снизить стоимость и повысить качество бетона. Решение этой задачи – дело очень важное, поэтому на разработки денег не жалеют – ни бизнесмены, ни государство.

director-bsu