Железнобетонные изделия: производство и применение¶

Железнобетонные изделия (сокращённо ЖБИ) — это конструктивные элементы и детали зданий и сооружений, изготовленные из железобетона — композитного материала, в котором арматура воспринимает растягивающие усилия, а бетон — сжимающие. ЖБИ производятся на заводах железобетонных изделий (также аббревиатура ЖБИ) и поставляются на строительные площадки в готовом виде, что позволяет значительно сократить сроки возведения объектов по сравнению с монолитным строительством.

¶Состав и принцип работы

Железобетон сочетает два материала с взаимодополняющими свойствами:

• Бетон обладает высокой прочностью на сжатие (обычно 15–60 МПа и выше для высокопрочных марок), но плохо сопротивляется растяжению.
• Стальная арматура (гладкая, рифлёная, напрягаемая) эффективно работает на растяжение, однако подвержена коррозии и требует защиты бетонным слоем.

При совместной работе арматура и бетон образуют монолитное целое: бетон защищает сталь от коррозии и передаёт ей нагрузку, арматура компенсирует слабость бетона на растяжение. Для предварительно напряжённых конструкций арматура натягивается до заливки бетона, что позволяет создать в сечении элемента сжатие и повысить несущую способность.

¶Классификация ЖБИ

Железнобетонные изделия подразделяются по нескольким признакам.

¶По назначению

• Конструктивные — воспринимают нагрузки от собственного веса, людей, оборудования, ветра, снега: плиты перекрытий, балки, колонны, фермы, сваи, лестничные марши.
• Конструктивно-ограждающие — образуют наружные стены: крупнопанельные стеновые панели, фасадные блоки.
• Конструктивно-изоляционные — совмещают несущую и теплоизолирующую функции: панели с утеплителем (керамзитобетон, пенополистирол).
• Специальные — резервуары, колодцы, трубы, опоры ЛЭП, шпалы, плиты дорожного покрытия.

¶По технологии изготовления

• Сборные — формуются на заводах в цеховых условиях, транспортируются и монтируются на объекте.
• Монолитные — бетонная смесь заливается непосредственно в опалубку на стройплощадке; формально монолитные конструкции не относятся к ЖБИ в узком смысле, хотя материал тот же.
• Комбинированные — сборные элементы, замоноличиваемые на площадке для создания бесшовных конструкций.

¶По условиям работы

• Обычные ЖБИ для нормальных условий эксплуатации.
• ЖБИ для агрессивных сред (химически стойкие бетоны, специальные добавки).
• ЖБИ для морозных условий (с повышенной морозостойкостью F100–F300 и более).
• ЖБИ для пожароопасных производств (с повышенной огнестойкостью).

¶Основные виды

¶Производство

Основные технологические линии заводов ЖБИ:

1. Вибрационный способ — бетонная смесь уплотняется на вибростолах; применяется для мелких и средних изделий (тротуарная плитка, блоки, бордюры).
2. Центрифугирование — для труб и столбов; смесь уплотняется вращением формы.
3. Термическая обработка — пропаривание изделий в камерах при 60–90 °C ускоряет твердение бетона и позволяет сократить цикл изготовления до 8–12 часов.
4. Электротермообработка — пропускание электрического тока через бетон для ускорения набора прочности.
5. Напряжение арматуры — для производства предварительно напряжённых конструкций (балки, фермы, сваи).

Крупнейшие российские производители ЖБИ сосредоточены в Центральном, Приволжском и Уральском федеральных округах; отрасль насчитывает сотни заводов, включая такие известные предприятия, как «ЖБИ-4» (Москва), «Кубинский завод ЖБИ» и заводы холдингов «ЕВРОСИБСТРОЙ», «ПИК-Индустрия строительных материалов».

¶Применение

Железнобетонные изделия составляют основу массового строительства в России:

• Жилищное строительство — панельные и блочные дома, монолитно-каркасные здания с сборными перекрытиями.
• Промышленное строительство — цеха, эстакады, подкрановые балки, опоры.
• Гражданские объекты — школы, больницы, торговые центры.
• Инженерные сооружения — мосты, тоннели, плотины, шахты, метрополитены.
• Дорожное хозяйство — основания дорог, водоотводные лотки, бордюры.
• Линейные объекты — опоры ЛЭП, шпалы, свайные фундаменты.

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам ЖБИ относятся: высокая прочность и долговечность (срок службы 50–150 лет), огнестойкость, возможность заводского контроля качества, высокая степень готовности изделий к монтажу, относительная дешевизна материалов.

Ограничения: значительный вес (требуется тяжёлая строительная техника), сложность транспортировки крупногабаритных элементов, ограниченная ремонтопригодность, невысокая теплопроводность обычного бетона (требуются дополнительные утеплители), подверженность коррозии арматуры при нарушении защитного слоя.

¶Стандартизация в России

Производство и приёмка ЖБИ регулируются системой стандартов:

• ГОСТ 13579-78 — плиты перекрытий и покрытий.
• ГОСТ 21506-2013 — колонны и стойки.
• ГОСТ 24379.1-2012 — сваи.
• ГОСТ 34028-2016 — арматурные стержни для железобетона.
• ГОСТ 26633-2015 — тяжёлый бетон.

На каждую партию изделий завод-изготовитель предоставляет паспорт с указанием марки бетона, класса арматуры, даты изготовления и результатов контрольных испытаний.

Источники:

• ГОСТ 13579-78. Плиты перекрытий железобетонные для жилых зданий. Технические условия.
• ГОСТ 26633-2015. Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия.
• СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.
• Справочник проектировщика «Железобетонные конструкции» / под ред. В. М. Бондаренко. — М.: АСВ, 2012.
• Федоров И. С. «Железобетонные конструкции»: учебник. — М.: Стройиздат.