Проблемы в строительстве. Бетонные и железобетонные конструкции

 Непроизводительные  потери теплоты уменьшаются при  повышении теплового сопротивления  пропарочных камер с помощью  различных теплоизоляционных материалов и легких бетонов. Более экономичными по сравнению с наиболее распространенными явными пропарочными камерами являются   вертикальные,   туннельные, щелевые, малонанорные камеры. В последних, например, расход пара на 30—40 % ниже, чем в ямных.

 Наряду  с уменьшением тепловых потерь  важнейшее значение для экономии топливно-энергетических ресурсов в производстве сборного железобетона приобретает развитие энергосберегающих технологий: применение высокопрочных и быстротвердеющих   цемситов, введение химических добавок, снижение температуры и продолжительности нагрева, нагрев бетона электричеством и в среде продуктов сгорания природного газа и др. Ускорению тепловой обработки способствуют способы формования, обеспечивающие применение более жестких смесей и повышение плотности бетона, использование горячих смесей, совмещение интенсивных механических и тепловых воздействий на бетон. Ускорение тепловой обработки достигается при изготовлении конструкций из высокопрочных бетонов. Длительность тепловой обработки бетонов марок М 600—М 800 можно снизить с 13 до 9—10 ч без перерасхода цемента. Эффективной технологией ускоренного твердения является бескамерный способ, основанный на создании искусственного массива бетона пакетированием. Перспективны способы тепловой обработки бетона в электромагнитном поле и с применением инфракрасных лучей. В южных районах страны удельные затраты теплоты на ускорение твердения бетона можно существенно снизить, используя солнечную энергию.

  В производстве керамических стеновых материалов и пористых заполнителей эффективным  направлением экономии кондиционного топлива является применение топливосодержащих  отходов промышленности. Так, применение в качестве топливосодержащей добавки отходов углеобогащения позволяет экономить при получении стеновых керамических изделий до 30 % топлива, исключает необходимость введения в шихту каменного угля.

  Наряду  с экономией топлива снижение материалоемкости  строительных изделий  в большой мере достигается рациональным использованием исходных компонентов и в особенности таких, как цемент, сталь, древесина, асбест и др. Экономия этих материалов достигается на всех этапах их производства и применения.

 Основным  источником потерь цемента при  его производстве является вынос в результате несовершенства пылеулавливающих устройств помольных агрегатов. Перевозка цемента должна осуществляться в специализированных транспортных средствах. При транспортировании  в цементовозах потери цемента при погрузочно-разгрузочных работах в среднем в 10 раз меньше, чем в крытых вагонах, в 40 раз меньше, чем в открытом подвижном составе. Одна из причин перерасхода — смешивание используемых цементов различных марок и видов при отсутствии достаточного количества емкостей для их хранения. В этих случаях вынужденно применяют расходные нормы для худшего из смешанных цементов, что приводит к их перерасходу на 6—8 %. Важное значение имеет применение кондиционных заполнителей бетона. Каждый процент загрязненности щебня равнозначен дополнительному расходу примерно 1 % цемента. В табл.2  приведено возможное снижение расхода цемента при обогащении мелкозернистых песков укрупняющими добавками.

  Нерационально применение цемента марки 400 для изготовления бетонов марок М 100 и М 150, а также растворов марок 50 и 75. В этих случаях значительное снижение расхода цемента можно достичь введением в бетонные и растворные смеси минеральных дисперсных добавок, например, золы-уноса ТЭЦ.

  Большое значение для экономного использования  цемента имеет обоснованный выбор области наиболее эффективного применения цемента с учетом его минералогического состава и физико-механических характеристик. Например, для сборного железобетона, подвергаемого тепловой обработке, наиболее пригодны цементы с содержанием СзА до 8%. Расход цемента увеличивается по мере роста его нормальной густоты (табл.3), поэтому желательно его применение с минимальной нормальной густотой.

  На  предприятиях по производству бетона и сборного железобетона значительная экономия цемента может быть достигнута при оптимизации составов бетонов, применением смесей повышенной жесткости с уплотнением на резонансных и ударных виброплощадках, предварительным разогревом бетонных смесей и выдерживанием изделий после тепловой обработки, увеличением продолжительности тепловой обработки, расширением объема изготовления конструкций с минусовыми допусками, совершенствованием технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры.

 Одно  из наиболее перспективных направлений  снижения расхода цемента — применение химических добавок. Такие традиционные химические добавки, как СДБ, позволяют снижать расход цемента на 5—10%. Возможное снижение расхода цемента при применении новейших  добавок суперпластификаторов составляет 15-25'%.Дополнительный источник экономии цемента при высоком качестве бетона — применение статистического контроля прочности. Назначение требуемой прочности бетона с учетом его однородности обеспечивает при повышенной культуре производства снижение расхода цемента на 5—10 %.

 Экономия  металла — важнейшая народнохозяйственная  задача. В настоящее время в строительстве ежегодно используется 31—33 млн. т. черных металлов, из которых 12—13 млн. т. расходуется на арматуру для железобетонных конструкций, около 8 млн. т. на фасонный и листовой прокат для изготовления металлоконструкций и опалубочных форм и 11—12 млн. т. на трубы.

 Самое  эффективное направление снижения  расхода металла в железобетоне—применение для арматуры высокопрочной стали. Арматурная сталь разных классов и видов является в известных пределах взаимозаменяемой.

  Значительный  резерв по экономии металла обеспечивается при изготовлении напряженной арматуры из высоко прочной  проволоки и канатов. Экономия металла достигается также при более точных расчетах конструкций в соответствии с действительными условиями их работы под нагрузкой, приближением армирования к требованиям расчета, оптимизацией конструктивных решений.

 При  изготовлении арматурных изделий  для сборного железобетона экономию  стали получают при сварке  сеток и каркасов на автоматических линиях с продольной и поперечной подачей стержней из бухт, при расширении всех видов контактной сварки, безотходной стыковке стержней, в том числе разных диаметров, изготовлении закладных деталей методом штамповки.

  Существенная  экономия металла достигается при  рациональном проектировании и использовании стальных форм в промышленности сборного железобетона. На 1 м^3 железобетона в год на металлические формы затрачивается 6—35 кг стали. Для интенсификации использования форм необходимо ускорение их оборачиваемости в технолегияеском потоке.

  Освоение  бетона высоких марок — еще  один важный резерв снижения расхода  металла при производстве железобетона. Повышение марки бетона на одну ступень снижает расход стали примерно на 50 кг/м^3.

 При  изготовлении металлических конструкций  эффективно применение легированных сталей, экономичных профилей металлопроката. Применение трубчатых профилей в строительных конструкциях по сравнению с уголковыми дает экономию до 30 %.

ТАБЛИЦА 1.

РАСХОД  УСЛОВНОГО ТОПЛИВА НА ПРОИЗВОДСТВО ОСНОВНЫХ ВИДОВ     СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЯ.

ТАБЛИЦА 2.

СНИЖЕНИЕ РАСХОДА  ЦЕМЕН ТА ПРИ ВВЕДЕНИИ УКРУПНЯЮЩИХ  ДОБАВОК

ТАБЛИЦА 3.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЦЕМЕНТА (%) В БЕТОНЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТА

ТАБЛИЦА 4.

ЭКОНОМИЯ МЕТАЛЛА  ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРЫ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ

3. ПРОГРЕССИВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  И КОНСТРУКЦИИ. Бетон, железный бетон и газобетон.

На данный момент самыми перспективными и массовыми  направлениями применения наночастиц в строительстве является производство бетонов и стальных конструкций. Благодаря нанометровым размерам стало  возможным создание порошковых бетонов  с прочностью 500　– 600　Мпа, в десять раз превосходящих по этому показателю обычные бетоны, а также увеличение прочности фибробетонов на растяжение до 70　– 80% против 10　– 15% у обычных бетонов. В целом применение модификаторов позволяет создавать бетоны и строительные растворы различного функционального назначения с широким спектром заданных свойств.

Одним из новейших строительных материалов, превосходящим  по качественным характеристикам привычные  стеновые материалы, является газобетон. Газобетон - это искусственный камень. Изготовление его сродни выпеканию  хлеба: в воде замешивается цемент, молотый кварцевый песок, тщательно  размельченная извесь и гипсовый камень, добавляется алюминиевая "пудра" - и тесто готово. В теплой влажной  камере тесто поднимается и превращается в "буханку" газобетона, которую  разрезают на блоки. Их, в свою очередь, отправляют в автоклавную печь, где  они подвергаются закалке водяным  паром при давлении 8-12 атмосфер и  температуре 2000С. И материал готов  к работе. В нашем городе газобетон  отличного качества по описанной  технологии производит 211 КЖБИ - на оборудовании и по технологии немецкой фирмы "Hebel". Данная технология обеспечивает высокую  геометрическую точность блоков, равномерную  плотность массива и наилучшие, среди газобетонов, показатели прочности  готовых блоков и армированных плит.