К списку статей

Д.т.н. А.И.Звездов

КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА.

Доля сборного и монолитного железобетона составляет более 40% стоимости валовой продукции и основных фондов промышленности строительных материалов России. В настоящее время в нашей стране производится за год около 17 млн. м3 сборных железобетонных конструкций, более 30 млн. м3 монолитного бетона и раствора и приблизительно 5 млн. м3 мелких бетонных блоков. Эта отрасль промышленности строительных материалов за первое полугодие текущего года по сравнению с тем же периодом прошлого года дала прирост в 2,1%.
В то же время материалам и технологиям в области строительства из железобетона должны быть присущи все признаки пятого технологического уклада в мировом развитии, который уже утвердился в развитых странах. Этот уклад предполагает гуманизацию и экологизацию технологий, высокий уровень автоматизации и компьютеризации процессов, ресурсо- и трудосберегающий тип воспроизводства, деконцентрацию производства.
Такому подходу отвечают ряд научно-технических разработок в области бетона и железобетона. Например, бетоны-утеплители, укладываемые монолитным способом. Их применение снимает проблему пожароопасности и долговечности полистирольных утеплителей и позволяет вести утеплительные работы индустриальными высокопроизводительными методами. При этом получается сплошная многослойная ограждающая конструкция без полостей и пустот, что существенно повышает ее теплотехнические характеристики, долговечность и эксплуатационную надежность.
Одна из проблем строительства во всем мире это усадка бетона при его твердении. Сегодняшние способы защиты от ее последствий требуют существенных материальных и трудовых затрат. Широкое применение в строительстве бетонов, не имеющих усадки, внесет вклад в решение не только экономических, но и социальных задач, повысив эксплуатационную надежность и долговечность сооружений.
Принципиальное значение для прогресса в области строительства из бетона и железобетона имеет разработка технологии проектирования состава бетона с заранее заданными свойствами. Она может быть создана с использованием компьютерной техники на базе массива данных, накопленных за годы научной и практической работы в отрасли. Появление такой технологии позволит не только проектировать составы известных видов бетонов по заранее заданным характеристикам, но и создавать новые, пока не известные бетоны.
Строительство из сборного железобетона во всем мире развивается быстрыми темпами. Свидетельство тому ряд специальных международных конгрессов, прошедших в последние годы во Франции, Англии, Финляндии и даже в США - стране традиционно ориентированной на монолитное строительство.
Эта тенденция не случайна. Сегодняшний уровень технологии бетона и железобетона, позволяющий получать композиционный материал с заранее заданными свойствами по многим показателям, вполне соответствует современным представлениям об архитектуре и комфортности среды обитания человека. Многогранность технологических приёмов приготовления и укладки бетона требует применения высокомеханизированных и автоматизированных гибких производств, которые лучше организовывать в стационарных условиях. Сегодня в мире признается целесообразность создания заводских производств бетонных и железобетонных изделий мощностью до 50 тыс. м3 в год. В климатических условиях России такая целесообразность очевидно еще выше, а мощность заводов может быть несколько больше, примерно до 70 тыс. м3 в год.
Вместе с тем, очевидно, что технологическая идея, предполагающая типизацию и унификацию изделий с целью их масштабного заводского производства, уже не годится. Сегодняшние представления об архитектуре и комфортности среды обитания человека требуют большого разнообразия конструктивных форм и эксплуатационных свойств строительных элементов. Эту задачу можно решить на базе гибких автоматизированных технологии, требующих минимальных затрат ручного труда.
Представляется перспективной технология непрерывного армирования, в том числе предварительно напряженного в двух направлениях, которая реализуется на плоских стендах безопалубочного формования, оснащенных машинами для армирования изделий, укладки бетона, обрезки арматуры после твердения бетона, очистки стенда перед следующей формовкой и др.
Такая технология на одном и том же оборудовании позволяет изготавливать большую номенклатуру изделий различной геометрии и с различным армированием практически без применения ручного труда.
Очевидно, что одним из узловых вопросов железобетона является арматура. Современные требования к качеству строительства, долговечности и надежности сооружений требуют пересмотра подходов к армированию конструкций. Арматура должна быть не только дешевой, но сохранять свои свойства при различных технологиях армирования и быть устойчивой к агрессивным воздействиям эксплуатационной среды. Вместо металлической арматуры шире станут применять различные химические волокна, расплавы природных материалов, синтетические соединения и т.п.
Получат дальнейшее развитие способы защиты металлической арматуры от коррозии. Причем эту работу целесообразно выполнять не на строительной площадке, а в заводских условиях изготовителя арматуры или арматурных изделий.
Естественно, что технология расчета и проектирования железобетонных конструкций тоже должна отвечать требованиям современного строительства и закладывать базу для дальнейшего прогресса строительной индустрии. Принципиально новых результатов в расчете и проектировании железобетонных конструкций можно добиться, используя современные математические методы и вычислительные средства, которые позволят отойти от традиционных эмпирических зависимостей и использовать для инженерных расчетов железобетонных конструкций и сооружений закономерности прикладных разделов физики и механики.
В мире уже появилось такое понятие как жизненный цикл здания, который включает все этапы от начала строительства до полной утилизации остатков объекта. Для строительства из железобетона такой подход особенно актуален. Затраты на разборку объекта и ликвидацию разрушенных материалов следует предусматривать в смете еще при проектировании и накапливать в составе амортизационных отчислений в течении всего периода эксплуатации сооружения.
Рассматривая аспекты строительства из железобетона в ХХI веке необходимо учитывать тенденции в общественном развитии, уже сегодня очевидно предполагающие плавный переход к постиндустриальному обществу, где главное внимание уделяется человеку, а доля физического труда сокращается.