Бетон и железобетон в индустриальном строительстве

Римский бетон

Римский бетон укладывался слоями в виде раствора вручную между камнями различных размеров. Этот раствор обкладывали глиняными камнями с обеих сторон, если это была нижняя часть строения, а для создания стен камни служили формой для «бетона». Известно, что эти кирпичи имели не конструктивное значение а использовались для облегчения строительства и, как элементы декора. Нет сомнений, что материал «пуццолан» сделал этот тип конструкций возможным, так как он был использован во всем Риме и районе Неаполя, но не встречался в северной Италии, и в других местах в Римской империи.

Большинство общественных зданий, в том числе Пантеон, и модные резиденции в Риме использовали бетонные кирпичи для возведения стен и сводов. Купол Пантеона, построенный во втором веке нашей эры, несомненно, является одним из строительных шедевров всех времен. Это очень сложная конструкция с большим количеством уменьшающих вес пустотами, нишами, и небольшими сводчатыми потолками. Строители Пантеона знали достаточно, чтобы использовать очень тяжелые элементы на уровне земли и уменьшали плотность конструкции выше в стенах и в самом куполе, чтобы уменьшить вес конструкции. Большой пролет Пантеона в 142 фута затмил маленькие предыдущие пролеты и создал эффект не меньше, чем архитектурная революции с точки зрения восприятия внутреннего пространства.

Вероятно, из-за отсутствия и недоступности пуццолана во всем мире, этот вид бетона не использовался в других местах и камне-кирпичная кладка по прежнему была доминирующим строительным материалом для большинства значительных строений в мире на протяжении многих веков. Еще один вид бетона был использован в восемнадцатом веке во Франции, где стены из оштукатуренного щебня эмитирующего каменную кладку стали модными. Франсуа Куантеро, каменщик в Лионе, искал экономичный способ создания несгораемых стен с помощью цементного раствора в сочетании с очень древней глинобитной техникой или «спрессованной землей». Глинобитная техника подразумевает использование древесной опалубки заполняемой глиной с землей или соломой с последующей утрамбовкой, но использование новых и сильных цементов сделало процесс утрамбовки ненужным. В 1824г. Джозеф Аспдин, английский каменщик, запатентовал улучшенный цемент, который он назвал Портлендским цементом, поскольку он напоминает природный камень который добывали на соседнем острове Портленд.

Считается, что Аспдин был первым, кто использовал высокие температуры для нагрева глинозема и кварцевых материалов до точки стеклования, в результате чего происходило сплавление. Цемент все еще таким же методом делается и сегодня. В девятнадцатом веке бетон был использован в Европе для зданий, в основном промышленного характера, так как этот «новый» материал не имел социальной преемственности как камень или кирпич.

Классификация изделий

Основополагающим документом, регламентирующим использование подобных изделий, является СНиП по железобетонным конструкциям (2.03.01-84). Этот норматив, а также другие документы, регламентирующие отдельные аспекты применения железобетона в строительстве, определяют его состав и ключевые требования к характеристикам.

Согласно данным нормативам, железобетон представляет собой композит, состоящий из цементного или аналогичного по свойствам связующего, плотного наполнителя и металлической арматуры. Такое сочетание позволяет объединить массивность и стойкость настоящего бетона с достаточной прочностью на изгиб и сжатие, которой обладает сталь.

Для облегчения ориентации в разнообразии железобетонных конструкций существует несколько вариантов их классификации. В основе каждого варианта лежит тот или иной фундаментальный признак.

Так, по принципу возведения ж/б изделия делятся на:

Сборные – состоят из отдельных элементов, производимых в заводских условиях и собираемых в единую систему на объекте.
Монолитные – обустраиваются путем заливки непосредственно на месте. Для изготовления монолитных конструкций чаще всего применяются опалубки различных форм.

Монолитное строительство

Классификация по конфигурации обычно включает в себя такие разновидности:

Блочные — наиболее распространенные и простые в изготовлении. Представляют собой полнотелые или пустотелые блоки правильной геометрической формы.
Линейные – разновидность блочных модулей, вытянутых в длину. К линейным конструкциям обычно относят балки, сваи, столбы, фермы и т.д.
Плоские – плиты и перекрытия разного размера и прочности. Как и блоки, могут делаться пустотелыми для уменьшения массы при незначительном снижении прочности.
Пространственные изделия – лотки, трубы, кольца для колодцев и т.д. Основной отличительной чертой подобных модулей является наличие внутренней функциональной полости.

Разнообразие форм

Естественно, здесь приводится лишь обзор основных типов изделий. СНиП на железобетонные конструкции содержит более подробную классификацию с точными характеристиками, и потому при проектировке специалисты обращаются именно к этому нормативу.

Сфера использования зданий из металлоконструкций

Быстровозводимые здания полностью отвечают сегодняшним потребностям рынка. Данная технология строительства позволяет быстро и качественно создать прочные сооружения, отвечающие запросам клиентов. Главное отличие быстровозводимых сооружений от обычных — это скорость, с которой строители справляются со своей задачей. При этом применяются особые конструкторские решения, отличающиеся своей практичностью и простотой исполнения. Особую роль играют материалы, которые используются при строительстве. Технология быстрой постройки применяется при возведении таких объектов:

Крытых бассейнов,
Автостоянок,
Выставочных центров,
Складских помещений.

Промышленные здания из металлоконструкций: наши предложения

Мы осуществляем строительство промышленных объектов и готовы предложить:

Цеха для основного производства;
Вспомогательные помещения для складирования и хранения готовой продукции;
Административные комплексы заводоуправления и строительных площадок;
Холодильное оборудование для агропромышленной сферы;
Иные сооружения промышленного назначения, необходимые для обеспечения непрерывного цикла производства — подсобки для рабочих, гаражи и пр.

Мы готовы предложить готовые проекты производственных конструкций. При необходимости изготовления нестандартных объектов нашими проектировщиками разрабатываются индивидуальные параметры задания под необходимое технологическое оборудование. Если у Вас имеется готовый проект, он станет основой при производстве составных частей металлоконструкции.

Что собой представляет промышленное здание из металлоконструкций

Быстровозводимое промышленное здание из металлоконструкций состоит из:

Несущего карк аса, представляющего собой единый комплекс из несущих колонн, ферм (балок) перекрытия, связей и блоков;
Опоры под оборудование;
Площадки обслуживания;
Переходы;
Ограждающие конструкции, представленные в виде панелей, профильных металлических листов.

Основной элемент здания – несущий металлический каркас. При его изготовлении мы руководствуемся следующими правилами:

Для производства колонн используется горячекатаная или сварная двутавровая балка, спаренный швеллер.
Для ферм покрытия используется в комплексе профильная труба, металлические уголки и двутавровая балка.
Обязательна установка связей и связевых блоков, если необходимо обеспечить дополнительную жесткость каркаса. Это актуально, например, при высоких ветровых нагрузках или использовании тяжелых грузоподъемных механизмов.

Что нужно учитывать при строительстве промышленных объектов

Возводимые нами промышленные здания из металлоконструкций надежны и долговечны, так как в процессе строительства мы:

Используем безопасные для окружающей среды методы и своевременно утилизируем появляющиеся на разных этапах работ отходы;

Выполняем установленные нормы пожаро- и взрывобезопасности;

Уделяем внимание на удобство подъездных путей к объекту;

Используем «чистые» материалы без вредных примесей;

Осуществляем работы по изоляции здания от шума, вибрации и влияния электромагнитного поля;

Используем качественные инженерные элементы для обслуживающих систем;

В каждом случае изучается специфика работы предприятия, что напрямую влияет на результат.

Преимущества промышленных объектов из металлоконструкций

При строительстве объектов из легких конструкций стоит учитывать следующие выгоды:

Работы будут закончены в короткий срок, при этом качество конструкции останется высоким;
Использование металла сделает объект устойчивым и надежным;
Итоговая стоимость работ по возведению объекта окажется в разы ниже, чем при другом виде строительства;
Проведение работ возможно без большегрузной строительной спецтехники.

Наша компания предлагает комплексные услуги: от создания проекта до сдачи в эксплуатацию. При этом Вы получите высокое качество за короткий срок.

Технология изготовления

Сборные элементы

Схема, по которой осуществляется производство железобетонных конструкций, зависит от того, какой результат мы планируем получить.

При этом методики заливки отдельных блоков и монолитных конструкций существенно различаются:

Для производства сборных модулей нам понадобятся формы. Если нужно сделать только несколько штук (например, для формирования перекрытия), то можно собрать форму из досок и толстой фанеры. В противном случае оптимальным выбором будет покупка сборной металлической конструкции с достаточным запасом прочности.
Изнутри обрабатываем форму машинным маслом. Деревянные конструкции также можно выстелить полиэтиленом во избежание набухания от влаги.

Промышленная формовка блоков

Далее собираем арматурный каркас, который устанавливаем в емкости на расстоянии примерно 30-50 мм от нижней плоскости. Для дистанцирования лучше всего использовать специальные стойки.

Затем заливаем подготовленный раствор на основе цемента, песка и заполнителя. Пропорции основных компонентов определяем в зависимости от требуемой прочности бетона.
Используя глубинный вибратор или вибростол, уплотняем материал. При этом из него удаляется лишний воздух, за счет чего плотность повышается и улучшается сцепление гидратированного цемента с арматурой и гравием.

На последнем этапе выполняется сушка изделия, причем в промышленности для этого используют специальные высокотемпературные камеры. Постоянный нагрев выше 500С способствует более быстрому набору прочности. В быту же придется выдерживать блок до использования минимум 28 суток.

Перед использованием в строительстве изделия промышленного производства обязательно проходят многоступенчатую проверку. Тесты по железобетонным конструкциям позволяют определить соответствие параметров прочности запланированным, а также выявить возможные дефекты.

Инструментальное обследование железобетонных конструкций для контроля качества

Заливка монолита

Производство монолитных конструкций является более быстрым, но в то же время – более трудоемким:

Вначале собирается арматурный каркас, который устанавливается на определенном заранее участке и сварным способом крепится к уже возведенным элементам.
Затем вокруг каркаса возводится опалубка, мощность которой позволяет выдерживать массу залитого раствора без деформации и разрушения.

Заливка монолита по арматуре

В опалубку заливаем бетон, распределяя его таким образом, чтобы избежать образования «воздушных карманов». Уплотняем материал, повышая его прочность.
Далее выполняем просушивание бетона, следя за тем, чтобы он сохранял достаточное количество жидкости для гидратации. Для этого покрываем материал полиэтиленом, периодически увлажняя поверхность.

После набора прочности желательно выполнить инструментальный контроль качества материала. Это позволит нам с уверенностью использовать его расчетную несущую способность, не опасаясь обрушения.

Улучшенное оборудование и меры безопасности

В отрасли, где больше несчастных случаев и несчастных случаев на производстве, чем в любой другой , существует повышенная потребность в более эффективных мерах безопасности. Следуя этим знаниям, возникла новая волна технологий, позволяющая сделать строительные площадки более безопасными.

Ожидайте увидеть дома, которые могут подключаться к Wi-Fi и отправлять GPS-координаты, если владелец упал или попал в беду. Технология, используемая в рабочих жилетах и одежде, также повышает комфорт и безопасность рабочих, благодаря влагоотводящей и охлаждающей ткани, чтобы сохранять их прохладными при воздействии на них элементов.

Интеграция Технологических Достижений В Процесс Строительства

Технология постоянно развивается, и это, безусловно, тенденция, которую мы никогда не увидим. В настоящее время строительная отрасль, как и многие решения по управлению проектами начинают интегрировать технологии для достижения более разумного и лучшего способа планирования.

Помимо программного обеспечения, строительная индустрия видит большие преимущества в использовании дронов. Эти беспилотники полезны для получения аэрофотоснимков и видеозаписей ландшафта и строительных конструкций. Это также может быть полезно при устранении проблем безопасности и рисков.

Еще одним технологическим достижением, делающим строительные работы проще и безопаснее, является 3-D принтер . Это умное устройство обеспечивает повышенную гибкость конструкции без ущерба для целостности конструкции. Он может быть использован для тест-драйва или изменения дизайна и позволяет упростить конструирование прототипов, форм и разнообразных материалов.

Бетонные купола и своды

Железобетон позволял делать здания новой формы – с тонкими стенами. В 1930 году Эдуардо Торроха, блестящий испанский инженер, разработал невысокий купол 3,5-по толщине и 150-футов шириной для рынка в Альхесирасе, используя стальные тросы для растяжки. Торроха также был автором элегантной консольной крыши стадиона в Мадридском ипподроме в 1935 году.

Мастер панельных конструкций, безусловно, был математик-инженер-архитектор Феликс Кандела испанского происхождения. Практикуя в основном в Мехико, он разработал лабораторию космических излучений, с 5/8 дюймовой толщиной крыши, для университета Мехико. Он сделал параболоидную форму свода, своим товарным знаком и, пользуясь дешевизной рабочей силы, построили много заводов и церквей в окрестностях Мехико, используя эту форму. Его наиболее ярким строением стало здание ресторана в Хочимилко, построенное в 1958 году, состоящее из шести одинаковых параболоидных сводов.

Что нужно учитывать при строительстве промышленных объектов

Выполняем установленные нормы пожаро- и взрывобезопасности;

Уделяем внимание на удобство подъездных путей к объекту;

Используем «чистые» материалы без вредных примесей;

Осуществляем работы по изоляции здания от шума, вибрации и влияния электромагнитного поля;

Используем качественные инженерные элементы для обслуживающих систем;

В каждом случае изучается специфика работы предприятия, что напрямую влияет на результат.

Сокращение рабочей силы

Нехватка рабочих мест по-прежнему вызывает беспокойство у всей строительной индустрии. Сокращение объемов инвестирования в недвижимость представляет собой серьезную проблему для многих руководителей рабочих мест. Недостаточная техническая подготовка усугубляет эту проблему, наряду с увеличением числа молодых людей, которые ищут другие пути карьерного роста вместо строительства.

Чтобы бороться с этим, строительные компании и менеджеры должны обратить внимание на то, чтобы предлагать текущее обучение на месте для повышения квалификации и компетенций. В то время как строительная отрасль постоянно растет и пользуется спросом, рост будет медленнее, чем ожидалось. Также стоит отметить серьезное влияние коронавируса на строительную отрасль

Пандемия привела к ряду негативных моментов в сфере девелопмента:

Также стоит отметить серьезное влияние коронавируса на строительную отрасль. Пандемия привела к ряду негативных моментов в сфере девелопмента:

Остановка строительства ряда объектов в период изоляции. Согласно опросов, у каждой пятой компании был остановлен хотя бы один объект.
Рост цен на многие группы стройматериалов до 25%. Во множестве случаев такой рост ценя связан со спекуляциями в связи с дефицитом товара на рынке.
Нехватка трудовых ресурсов также обострилась из-за COVID. Так, каждый второй опрошенный руководитель компании отметил проблему с обеспечением строек работниками.

Возможности алмазной резки

Резка проёмов

Алмазная резка проемов — наиболее востребованный, но в то же время сложный тип работ, зачастую требующий согласования перепланировки. Для компенсации прочностных характеристик стены требуется усиление проема, представляющее собой конструкцию из металлического уголка или швеллера, установленное при устройстве проёма в несущей стене. С помощью инструмента с вкраплениями алмазов мы быстро выполним проёмы для дверей и окон, под системы вентиляции, например, стандартный проём с усилением выполняется в течении рабочего дня. Также возможно расширение проёмов, которые уже существуют.

Демонтаж железобетонных конструкций

В процессе нового строительства или капитального ремонта зачастую не обойтись без сноса строений, демонтажа стен, перекрытий, фундаментов и других железобетонных конструкций. Алмазное оборудование позволяет произвести демонтаж точно, без пыли и вибраций, которые могут привести к трещинам и ослаблении конструкции.

Технологические работы

Нарезка тепловых и деформационных швов;
нарезка штроб в бетоне;
исправление брака при строительстве;
алмазная резка под непрямым углом;
алмазная резка вплотную к стене;
перепланировка помещений.

Как происходит строительство быстровозводимого здания из металлоконструкций?

Схема строительства быстровозводимого здания из металлоконструкций стандартная, как и для любого другого объекта. Не лучшим вариантом будет разделение всего процесса по компаниям, которые не имеют опыта совместной работы. Нередко разработанные проекты в рамках «теоретиков» требуют переделки поступая зону ответственности «практиков».

Простой пример: заказчик приносит проект, по которому намерен построить здание. Изучив раздел КМ (конструкции металлические) мы видим, что общую массу металлоконструкций можно снизить на 25%, сэкономив внушительную часть средств заказчика. Экономия покрывает расходы на переработку проекта, но ранее разработанный раздел — зря потраченные деньги. Нередки случаи, когда согласовать новую редакцию одного из альбомов чертежей невозможно и приходится нести неоправданные расходы.

Размещать заказ на строительство быстровозводимого здания лучше в компании с комплексной схемой работы.

Такие компании выполняют или контролируют проектирование, оказывают помощь в получении разрешения на строительство, разрабатывают рабочую документацию, изготавливают и поставляют металлоконструкции, закладывают в здание проверенные практикой комплектующие.

Строительство быстровозводимого здания по этапам:

Проектирование стадии «П»
Получение разрешения на строительство в надзорных органах
Разработка рабочей документации
Изготовление комплектующих
Земляные работы
Устройство фундамента, прокладка коммуникаций
Возведение несущих конструкций
Монтаж ограждающих конструкций
Монтаж и наладка воротных систем
Внутренняя чистовая отделка
Ввод здания в эксплуатацию

Использование армирования

Существует разногласие среди исследователей, относительно первого реального использования армирования в бетоне. Скорее всего в качестве первого успешного примера был господин Лэмбот крупный землевладелец на юге Франции.

При строительстве нескольких небольших гребных лодок Жан-Луи Ламбо в начале 1850-х годов, укрепил свои лодки железными прутьями и проволочной сеткой.

У него появились планы по использованию этого материала в строительстве, поэтому он подал заявку на патент во Франции и Бельгии в 1856 году, описывая бетон следующим образом:

В 1854 году штукатур, Уильям Б. Уилкинсон Ньюкасл-апон-Тайн, возвел небольшой двухэтажный коттедж, укрепляя бетонный пол и крышу железными прутьями и проволочным тросом, и получил патент на этот вид строительства в Англии. Он построил несколько таких конструкций и таким образом стал прародителем первых железобетонных зданий.

В 1867 году Джозеф Монье, французский садовник, получил патент на некое усиление садовых ванн, а позже запатентовал некие усиленные балки и сваи используемые для ограждения дорог и железных дорог. В последствии было доказано, что Монье никогда не знал, как Уилкинсон, сделал свое армирование, чтобы увеличить сопротивление балки.

Происхождение бетона

Много было написано о большом количестве значимых зданий Римской империи построенных с использованием «бетона» в качестве основного конструкционного материала. Многие исследователи полагают, что первое использование настоящих цементных связующих (в отличие от обычной извести, обычно используемой в древних сооружениях) произошло в южной Италии в о втором веке до нашей эры.

Особый тип вулканического пепла называемый «пуццолан», сначала использовали около Поццуоли в заливе Неаполя, он широко использовался римлянами в их цементе. Совершенно очевидно, что при строительстве Порта Aemelia, большое сооружение построенное в 193 г. до н.э., пуццолан был использован для связывания камней вместе, чтобы получить «бетон». Этот необычный пепел реагирует химически с известью и водой, укрепляясь в твердую как скала массу, даже при полном погружении в воду. Римляне использовали его для мостов, доков, ливневых стоков и водопроводов, а также для зданий.

Особенности быстровозводимых зданий из металлоконструкций

Быстровозводимые здания имеют множество достоинств, что привело к активному интересу со стороны строительных компаний. Металлоконструкции пользуются популярностью благодаря таким качествам:

время, необходимое для возведения сооружения, значительно короче, чем при строительстве капитального здания;
обширная сфера применения благодаря качественным характеристикам;
надежность, прочность и незначительный вес конструкции;
устойчивость к нагрузкам и перепадам температур;
отсутствие необходимости рыть котлован для устройства фундамента;
металл не подвержен горению;
материалы, из которых изготавливаются быстровозводимые сооружения, могут применяться в любых погодных условиях;
отсутствие необходимости привлекать габаритную технику, дополнительные бригады рабочих и устраивать капитальный фундамент приводит к удешевлению проектов;
здания из металлоконструкций можно разобрать и перевезти на другой участок.

При этом существует возможность реализации любой архитектурной задумки. В зданиях монтируются окна, а также разнообразные светопрозрачные конструкции, ворота и двери.

Основные типы металлоконструкций

Существуют типовые конструкции из металла для возведения зданий различного назначения:

арочные — имеют полукруглую форму;
шатровые — стойки расположены под углом относительно основания;
вертикальные — конструкция расположена перпендикулярно поверхности пола.

Выбор типа металлоконструкции зависит от назначения сооружения и пожеланий заказчика.

Сферы применения быстровозводимых конструкций

Быстровозводимые металлические конструкции используются в различных сферах строительства. Их используют в тех метах, где возведение капитального строения не представляется возможным. Технология быстрого возведения применяется для таких зданий:

сооружения сельскохозяйственного назначения;
торговые склады или павильоны;
ангары;
производственные здания и цеха;
офисы;
автомойки, автосервисы и сооружения для шиномонтажа;
помещения для хранения автомобилей;
спортивно-оздоровительные комплексы;
посты охраны;
дачные домики для загородных участков.

Основные компоненты и производство

Связующее вещество

Изготовление железобетонных конструкций предполагает использование четырех основных компонентов: связующего, наполнителя, арматуры и воды. Кроме того, для улучшения качества материала в сырье часто добавляют модификаторы – вещества, оптимизирующие состав, улучшающие пластичность, ускоряющие отвердение и т.д.

Пропорции смесей для производства раствора

Связующе является одним из наиболее важных компонентов:

В качестве вяжущего материала, отвердевающего после гидратации (взаимодействия с водой) обычно используется портландцемент. Для него характерны высокие показатели прочности и вполне доступная цена.

Наиболее распространенные марки цемента

Однако в ряде случаев от конструкции требуются повышенные механические характеристики. При этом может быть задействован более высокомарочный цемент (М600 – М800). Однако следует помнить, что использование подобных составов существенно удорожает конструкцию. Кроме того, после застывания такие изделия хуже поддаются обработке.

Наполнитель

Вторым по важности компонентом является наполнитель. И если для строительного бетона без внутреннего армирования могут применяться самые разные материалы, вплоть до вспененных полимеров, то при производстве ж/б конструкций обычно задействуются только те вещества, которые обеспечат составу высокую плотность и прочность

Наполнители разного размера

Их можно условно разделить на несколько групп, которые приводятся в таблице ниже:

Группа наполнителей	Примеры и характеристики
Природные материалы	Наиболее часто применяемая группа. К ней относятся различные пески, гравий, щебень и т.д. Как правило, при заливке армированного бетона используются заполнители, полученные путем дробления отходов плотных горных пород — кварцитов, гранитов и т.д.
Искусственные материалы	Производятся путем совместной обработки природного сырья и синтетических компонентов. Для изготовления железобетона искусственные заполнители задействуются очень редко, исключение составляет лишь чугунная дробь для укрепления высокопрочных монолитных конструкций.
Отходы производства	Шлак, зола и т.д. Обычно не обладают достаточной прочностью, потому используются в качестве добавок.

Металлическая дробь для особо прочных конструкций

При выборе наполнителя обычно придерживаются таких правил:

Для производства бетона марки М400 и ниже используется гравий, для более прочных материалов – щебень.
И щебень, и гравий перед внесением в состав подвергают фракционированию – разделению в соответствии с размером частиц. Использование материалов одной фракции способствует повышению однородности состава и улучшению его свойств.
При расчете механических характеристик нужно учитывать, что прочность каменного заполнителя должна быть примерно в 1,5 – 2 раза выше, чем прочность цементного состава.

Арматурный каркас

Наконец, важным элементом является арматурный каркас:

Для улучшения механических характеристик материала используется стальная арматура – проволока, прутья, трубы или другие элементы, соединенные в каркасы определенной формы. Конфигурация каркаса определяется очертаниями и габаритами самого сооружения, а также расчетными требованиями по прочности.
Инструкция допускает как сварное соединение элементов каркаса, так и связывание их использованием специальной проволоки. Второй метод является менее надежным, однако его проще реализовать самостоятельно, потому он широко используется в частном строительстве.

Фото скобы для вязки арматуры

По особенностям закладки арматуру разделяют на напряженную и ненапряженную. Напряжением арматуры называют ее предварительно растягивание с помощью специальных устройств: после полимеризации бетона такой каркас сохраняет упругость, и его способность компенсировать нагрузки многократно повышается.

Устройство для предварительного напряжения каркаса