Преимущества и недостатки железобетонных изделий

Долговечность

Железобетон отличается исключительной долговечностью благодаря тому, что арматура, заключенная в бетон, обладает надежной сохранностью. Железобетон отлично сопротивляется атмосферным воздействиям, что во время строительства открытых инженерных сооружений особенно важно.

Пожаростойкость

Конструкции из железобетона обладают повышенными свойствами огнестойкости. Как показывает практика, защитный слой бетона толщиной около двух сантиметров является достаточным для того, чтобы обеспечить огнестойкость железобетонных конструкций при пожарах. В целях еще большего роста жаростойкости применяются специальные заполнители, и толщина защитного слоя увеличивается до 3-4 сантиметров.

Сейсмостойкость

Железобетонные изделия, благодаря их монолитности и гораздо большей жесткости по сравнению с конструкциями из других материалов, отличаются весьма высокой сейсмостойкостью.

Высокие эксплуатационные качества

Железобетону легко придаются любые из целесообразных конструктивных и архитектурных форм. Эксплуатационные расходы по уходу за конструкциями из ЖБИ и их содержанию весьма невысокие. По затратам времени на монтаж и изготовление сборные конструкции из железобетона могут составлять конкуренцию стальным, особенно во время изготовления железобетонных конструкций методикой проката, кассетным способом, во время монтажа с колес и применения прочих прогрессивных видов монтажа и изготовления.

Бетон для железобетонных и бетонных изделий должен иметь высокую прочность, хорошее сцепление с арматурой и плотность, благодаря которой обеспечивается не только долговечность конструкции, но и сохранность арматуры от коррозии.

7. Твердение железобетонных изделий

Наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, который позволяет получить в короткие сроки изделия с отпускной прочностью, является тепловая обработка.

Величина отпускной прочности бетона в изделиях зависит от времени года и условий работы изделия в конструкции, но во всех случаях должна быть не менее 70% от проектной. В зимних условиях отпускную прочность принимают, как правило, равной 100% проектной прочности. На полигонах изделия пропаривают в камерах при атмосферном давлении и применяют электропрогрев или обогрев теплым воздухом. Экономически целесообразно ускорять твердение бетона, применяя жесткие бетонные смеси, быстроотвердеющие цементы (БТЦ) и химические ускорители твердения. При этом через сутки твердения на воздухе можно получить бетон прочностью до 150— 200 кг/см².

В качестве химического ускорителя твердения бетона обычно используют хлористый кальций или другие добавки. Нормы добавок приведены на странице Условия твердения бетона и уход за ним. Ускорение твердения без тепловлажностной обработки позволяет снизить себестоимость изделий на 3—5%.

Пропариванию предшествует период предварительного выдерживания свежеотформованных изделий при температуре окружающей среды. Длительность этого периода может быть различной. Обычно изделия из бетона на портландцементе выдерживают до пропаривания при положительной температуре в течение 3—4 и более часов. При этом изделия из жестких смесей выдерживают в зависимости от времени схватывания цемента не менее 1—2, а из особо жестких смесей — не менее 2—4 ч.

Изделия из бетона на шлако- и пуццолановом портландцементах пропаривают без предварительного выдерживания. Цикл тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий в камерах пропаривания состоит из периодов подъема температуры, изотермического прогрева и остывания.

Подъем температуры в камере осуществляют постепенно с учетом массивности прогреваемых элементов. Скорость подъема температуры не должна превышать для крупноразмерных тонкостенных изделий (например, многопустотных плит перекрытий, ферм) 25, для более массивных элементов — 20° С в час; для изделий из жестких смесей она может составлять 30—35° С в час.

Оптимальная температура прогрева изделий может быть принята в пределах 70—90° С в зависимости от вида цемента. Отклонения от оптимальной температуры не должны превышать ±5°С.

Изотермический прогрев осуществляют при относительной влажности среды пропаривания 90—100%. Длительность изотермического прогрева предварительно намечают по специальным графикам, составленным для бетонов на различных цементах, и уточняют опытным путем.

Продолжительность пропаривания изделий, изготовленных из подвижных и малоподвижных бетонных смесей с добавкой хлористого кальция, составляет примерно 16, из жестких бетонных смесей — 12 ч; без добавок хлористого кальция продолжительность цикла возрастает. После окончания прогрева изделия из подвижных бетонных смесей охлаждают со скоростью не более 30—35, из жестких смесей— не более 40°С в час. В летних условиях тепловую обработку изделий на полигоне производят различными способами:

для изделий толщиной не более 15 см - подогревают бетонный пол стенда (или матрицы) паром или водой, пропускаемым через проложенные в нем трубы или через специальные полости;

для массивных изделий — пропаривают изделия острым паром под брезентовыми укрытиями или колпаками, а также в камерах;

подогревают пол стенда или матрицы и одновременно пропаривают изделие.

В зимних условиях тепловую обработку изделий производят комбинированным способом, т. е. одновременно подогревают снизу и пропаривают сверху.

Брезентовые укрытия делают в виде одеял из двух слоев брезента с прослойкой из минеральной ваты. Края одеял прижимают к стенду металлическими накладками. Колпаки для покрытия отформованных на стенде изделий изготовляют из металлического каркаса и двух слоев теса с прокладкой между ними толя. По контуру опирания колпака устраивают гидравлический или песчаный затвор, а также резиновую или войлочную нашивку, обеспечивающую прилегание колпака к стенду.

Для тепловой обработки изделий обычно применяют напольные и ямные пропарочные камеры.

Напольные камеры устраивают глубиной 0,5—0,8 м на полу стенда, ограждая стенками места изготовления изделий. Стенки камер делают из бетона, бетонных камней или кирпича или в виде одной железобетонной конструкции лоткового сечения. В камерах формуют и затем пропаривают тяжелые длинномерные (колонны, балки) и плоские (плиты) элементы, укладываемые в один ярус. Закрывают камеры чаще всего колпаками.

Ямные камеры располагают обычно ниже уровня пола. Стены 4 камеры делают бетонными или кирпичными. Формы и размеры камер устанавливают с учетом номенклатуры вы пускаемых изделий и требуемой производительности полигона. Чаще всего камеры объединяют в блоки, состоящие из 4—8 камер, что уменьшает охлаждение стен. Загружают изделия в камеры и разгружают кранами.

Ямные камеры закрывают съемными деревянными крышками 5 с металлическим каркасом и хорошей тепло- и пароизоляцией по контуру и по поверхности. Пар под покрытие и колпаки подают гибким шлангом с наконечником из перфорированной трубы. Остывает изделие в камере после прекращения подачи пара.

Расход пара на полигонах при пропаривании бетона в летних условиях на стенде и в напольных камерах 400—500 и в ямных камерах 300—400, а в зимних условиях соответственно 700—800 и 500—600 кг на 1 м3 изделия.

Для уменьшения расхода пара и обеспечения заданного режима подогрева применяют пропарочные полуавтоматические камеры ямного типа с повышенной герметичностью конструкции проф. Л. А. Семенова. Перфорированные трубы 2 и 10 для подачи пара расположены в верхней и нижней частях камеры. Обратная выходная труба 8 расположена у пола. Из нее паровоздушная смесь по трубе 6 через клапан 3 выпускается в атмосферу.

В этой камере пропаривают при температуре 100° С и при 100%-ной относительной влажности. Благодаря равномерной и высокой температуре выдерживания срок пропаривания сокращается до 6—8 ч при расходе пара на 1 м3 изделий не более 150—250 кг.

После тепловлажностной обработки изделия распалубливают. Разборку сборно-разборных форм начинают с удаления схваток, фиксаторов и клиньев, подъема накладных скоб и других закрепляющих приспособлений. После этого снимают или отодвигают в сторону (при шарнирном креплении к поддону) торцевые и боковые стенки формы при помощи рычагов. Изделия с поддона формы снимают краном или каким-либо другим подъемным механизмом.