СМИ
Сайты
Разъезд
Поисковики
Rekvizit
Страницы
Моя країна

История железобетона 

Rekvizit Разъезд Сайты Довідники Тексти Коди і справка ЗМІ Опт Доски Готелі Каталог Послуги Пошук ХарСуБан Курьер Каталог Украина Джерело 

Железобетон - это бетонные конструкции, усиленные металлическим каркасом. По некоторым сведениям изобретателем железобетона является садовник француз Жозеф Монье. Им в одна тысяча восемьсот шестьдесят седьмом году был запатентован способ изготовления бетонных сосудов, для высадки цветов, с проволочным каркасом. Но в действительности бетонные сооружения, армированные металлом, известны истории задолго до появления патента Монье.

Успешное сопротивление растяжению – вот что особенно привлекло строителей в свойствах железобетона. В нём соединились свойства бетона и свойства стали. Металлические стержни находящиеся в бетоне берут на себя опасные для бетона нагрузки растяжения. А с нагрузками сжатия бетон прекрасно справляется сам.

С появлением железобетона появилась и возможность заменять стальные конструкции железобетонными. Это позволило значительно сократить употребление стали в строительстве. У железобетона имеется ряд очень ценных свойств, позволяющих использовать его в конструкциях различного назначения. Железобетону, не опасны высокие температуры при пожаре. Бетон создаёт надёжную защиту металлической арматуре, способной терять свои прочностные свойства при высоких температурах. Бетон создаёт надёжную защиту арматуре от воздействия влаги. Это предотвращает процесс коррозии металла.

Отдельно нужно отметить применение железобетонных конструкций с предварительно напряжённой арматурой. В конструкциях, изготовленных из обыкновенного бетона, под воздействием нагрузок появляются мелкие трещины. Это открывает путь влаге к металлу арматуры. Этот металл может начать корродировать и процесс приведёт к разрушению арматуры. Если создать напряжение, растянуть арматуру при укладке в опалубку, и после заливки и отвердения бетона её отпустить, арматура, стремясь вернуться в исходное положение, обожмёт и окружающий её бетон. Теперь появление трещин в железобетонной конструкции под нагрузкой исключено. Несмотря на сложность при производстве предварительно напряжённого бетона, конструкции из него значительно прочнее и экономичнее.

Железобетон, благодаря своим замечательным свойствам, по праву считается важнейшим материалом на современной стройке. С применением железобетона возводятся корпуса промышленных предприятий и жилые здания, мосты и гидроэлектростанции. Строители России ещё в девятнадцатом веке начали применять железобетон. Первый в мире железнобетонный маяк в Николаеве, крепости Кронштадта и Севастополя. Большой вклад в изучение железобетона внесли российские учёные.
Бетон в строительстве
Еще несколько десятилетий назад бетон применялся в основном при сооружении дзотов или бункеров. С тех пор многое изменилось. Изменились строительные технологии. Усовершенствовались технологии изготовления бетона. И вместе с этим изменились и предпочтения людей. И сейчас бетон применяется для постройки не только современных надежных высотных домов, но и для постройки индивидуальных коттеджей.
Именно о таких домах и пойдет речь. Но для начала, для полноты изложения, немного теории.

Не бывает плохого или хорошего бетона
Существует несколько видов бетона: тяжелый, облегченный, легкий, особо легкий, ячеистый. В состав любого вида бетона входят три основных компонента – это песок, цемент и вода. Отличие же видов заключается в пропорциях основных компонентов и в добавляемых наполнителях, и, соответственно, весе и назначении. Для фундаментов и сводов при монолитной постройке дома используется тяжелый бетон, а для перегородок и внутренних стен – легкий. Назначение того или иного вида бетона четко прописано в нормах и правилах для строительства. В соответствии с ними решаются конструкторские задачи, и ведется расчет нагрузки для здания независимо от его размера. Задачей строителей при этом остается четкое следование конструкторской документации. Следует отметить, что при строительстве частных загородных домов в последнее время широкое распространение получил пенобетон, применяющийся строительными компаниями и фирмами, как для возведения стен, так и для организации внутреннего пространства дома.
Виды цементов

Для приготовления бетонов и растворов используются портланд-цемент, шлакопортланд-цемент, пуццолановый портланд-цемент, песчанистый портланд-цемент, сульфато-шлаковый и глиноземистый цемент, расширяющийся и безусадочный цемент. Современный портланд-цемент изготавливается из сырьевой смеси клинкера и части гипса с последующий тонким измельчением. В данном виде цемента преобладают силикаты кальция (70-80%).
Портланд-цемент в зависимости от добавок делится на следующие виды: гидрофобный, пластифицированный, сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, быстротвердеющий, белый, цветной, тампонажный, магнезиальный.
Портландцемент и его разновидности – это основные цементы в строительстве. Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портландцементного клинкера с гипсом, а также добавками. Клинкер – это пробукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси из известняка, мергеля, доменного шлака, при обжиге которых обеспечивается высокое содержание силикатов кальция. Для регулирования сроков схватывания в клинкер в помоле добавляют двуводный гипс 1,5-3,5% от массы цемента в пересчете на SO3.

Белый цемент (БЦ) изготовляют из клинкера с малым содержанием железа. Белый цемент в основном используется для скульптурных элементов, колонн.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) представляет собой быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного помола и смешиванием глиноцемистого цемента, гипса, гидроалюмината кальция. Цемент схватывается за 4-10 минут. Линейное расширение составляет 0,3-1%. ВРЦ применяют для зачеканки и гидроизоляции швов тюбингов, раструбных соединений, заделки стыков и трещин в железобетонных конструкций.

Водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ) - быстросхватывающееся и гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тщательного смешивания глиноземистого цемента, полуводного гипса и гашеной извести. Цемент схватывается за 1-5 минут. Применение цемента для гидроизолирующей торкерной оболочки бетонных и железобетонных сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности (туннели, фундаменты).

Гидрофобный цемент (ГФЦ) получают путем дополнительного измельцения портланд-цемента, гипса и гидрофибизирующей добавкой (асидол, мылонафт, олеиновая кислота, окисленный петролатум, кубовые остатки синтетических жирных кислот и др.). Цемент отличается низким водопоглощением, морозостойкостью, водонепроницаемостью, способен хранится во влажной среде без потери активности. Используется для производства легких ячеистых бетонов. Бетонные смеси из гидрофобного цемента меньше расслаиваются, стойки к попеременному увлажнению и высыханию.

Глиноземестый цемент (ГЛЦ) - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество из сырьевой смеси, богатой глиноземом, содержит известняк, бокситы. Характеризуется большим содержанием алюминатов кальция. Это наиболее дорогой цемент, его используют при аварийных и ремонтных работах в срочном порядке, бетонных и железобетонных сооружений, находящихся под воздействием сильно минерализованных вод, получения жаростойких бетонов, расширяющихся и безусадочных цементов. Применение глиноземистого цемента ограничено его высокой стоимостью. Его используют при срочных ремонтных и аварийных работах, производстве работ в зимних условиях, для бетонных и железобетонных сооружений, подвергающихся воздействию сильно минерализованных вод, получения жаростойких бетонов, а также изготовления расширяющихся и безусадочных цементов.

Магнезиальный цемент (МГЦ) представляет собой мелкодисперсных порошок на сонове оксида магния, который получается в результате умеренного обжига природных карбонатных пород магнезита и доломита. Используют для магнезиальных полов.

Сульфатостойкий цемент изготавливают из клинкера нормированного минералогического состава: не более 5% трехкальциевого алюмината и не более 50% трехкальциевого силиката. Низкое предельное содержание трехкальциевого алюмината требуется потому, что сульфатная коррозия развивается в результате взаимодействия сульфатов, находящихся в окружающей среде, с трехкальциевым гидроалюминатом цементного камня. Сульфатостойкий цемент обычно выпускают двух марок: 300 и 400.

Тампонажный цемент - разновидность портланд-цемента, и предназначенный для цементирования нефтяных и газовых скважин. Тампонажный цемент изготовляют совместным тонким измельчением клинкера и гипса. В России выпускают тампонажный цемент двух видов: для так называемых холодных (с температурой до -40°С) и горячих (до +75°С) скважин. Тампонажный цемент применяют в виде цементного теста, содержащего 40-50% воды.

Шлаковый цемент - общее название цементов, получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками-активизаторами (известь, строительный гипс, ангидрит и другие) или смешением этих, раздельно измельченных, компонентов.

Различают следующие виды шлакового портландцемента: известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20%, портландцемента до 5% или извести до 2%. Шлаковый цемент применяют для получения строительных растворов и бетонов, используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях. Известково-шлаковый цемент наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов и изделий.

Цветной цемент получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с пигментами различных цветов, например с охрой, железным суриком, окисью хрома. Можно также получать цветные цементы смешиванием белого цемента с пигментами.

Применение цветных цементов, способствующее архитектурно-декоративному оформлению сооружений, имеет большое значение в индустриальной отделке крупноэлементных зданий. Эти цементы применяют также для цветных цементнобетонных дорожных покрытий, например на площадях у монументальных сооружений. Кроме перечисленных, имеются еще некоторые специальные сорта портландцемента, например тампонажный, для производства асбестоцементных изделий.

История цемента

Основным компонентом производства железобетонных изделий (ЖБИ) является цемент – это порошкообразный вяжущий материал, обладающий гидравлическими свойствами, используется в строительстве в качестве основы бетона. Цемент состоит из клинкера, возможно, гипса или его производных.

Отличительной особенностью цемента является его качество при взаимодействии с жидкостями образовывать пластичную массу с последующим твердением, именно с этим качеством связаны свойства бетона и железобетона. К цементам относится широкая группа гидравлических смесей, составной частью которых являются силикаты и алюминаты кальция, которые образовываются путем обжига до спекания сырьевой смеси.

Уже 3-4 тыс. лет назад были известны вяжущие вещенства, которые были получены из обожженных и тонко измельченных горных пород. В качестве первых цементов использовались гипс и известь. С помощью этих материалов были созданы памятники древнего зодчества: Великая китайская стена, бетонная галерея лабиринта в Древнем Египте (3600 г. д.н.э.), Римский Пантеон. Многие сооружения выдержали испытание тысячелетий и рецептура цементов до сих пор неизвестна. Именно римские сооружения были построены с использованием бетона, а, соответственно, цемента.

Глину, гипс, известь - это материалы невысокой прочности, воздушные материалы, повергающиеся водному разрушению. Водостойкость цементам начали придавать за счет добавления тонкомолотой обожженной глины, добавляя бой вулканических пород.

В Европе только в 1756 году Д. Смит получил патент на гибравлическую известь - водостойкое вяжущее вещество. Уже в 1796 году Д. Паркером был изобретен роман-цемент, застывавший и на воздухе и в воде. Именно роман-цемент долгое время был основным материалом для гидротехнических сооружений.

В 1807 году был получен вариацию портланд-цемента академиком В.М. Севергиным путем обжига мергеля и его размолом, смесь превосходила качества роман-цемента. Но принятая рецептура была разработана в 20-х годах 19 в. Е. Делиевым, состоящая из смеси глины и извести.

Цементное производство в России в начале 20 века имело большой размах, работало 60 заводов, общей производительностью 1,6 млн. тонн. Во время Первой мировой войны цементная промышленность была уничтожена. Уже в 1962 году СССР нарастил объемы и занял первой место в мире по выпуску цемента, в 1971 году выпуск цемента был более 100 млн. тонн. Средняя мощность цементного завода была почти в 2 раза выше, чем в США, на 30% выше, чем в Японии.
Технология производства цемента
Производство цемента включает две ступени: первая - получение клинкера, вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок.
 
Первый этап самый дорогостоящий, именно на него приходится 70% себестоимости цемента. Происходит это следующим образом: Первая стадия - это добыча сырьевых материалов. Разработка известняковых месторождений ведется обычно сносом, т. е. часть горы «сносят вниз», открывая тем самым слой желтовато-зеленого известняка, который используется для производства цемента. Этот слой находится, как правило, на глубине до 10 м (до этой глубины он встречается четыре раза), и по толщине достигает 0,7 м. Затем этот материал отправляется по транспортеру на измельчение до кусков равных 10 см в диаметре.
 
После этого известняк подсушивается, и идет процесс помола и смешивания его с другими компонентами. Далее эта сырьевая смесь подвергается обжигу. Так получают клинкер. Вторая стадия тоже состоит из нескольких этапов. Это: дробление клинкера, сушка минеральных добавок, дробление гипсового камня, помол клинкера совместно с гипсом и активными минеральными добавками. Однако надо учитывать, что сырьевой материал не бывает всегда одинаковым, да и физико-технические характеристики (такие как прочность, влажность и т. д.) у сырья различные. Поэтому для каждого вида сырья был разработан свой способ производства. К тому же это помогает обеспечить хороший однородный помол и полное перемешивание компонентов. В цементной промышленности используют три способа производства, в основе которых лежат различные технологические приемы подготовки сырьевого материала: мокрый, сухой и комбинированный.
 
Мокрый способ производства используют при изготовлении цемента из мела (карбонатный компонент), глины (силикатный компонент) и железосодержащих добавок (конверторный шлам, железистый продукт, пиритные огарки). Влажность глины при этом не должна превышать 20%, а влажность мела - 29%. Мокрым этот способ назван потому, что измельчение сырьевой смеси производится в водной среде, на выходе получается шихта в виде водной суспензии - шлама влажностью 30 - 50%. Далее шлам поступает в печь для обжига, диаметр которой достигает 7 м, а длина - 200 м и более. При обжиге из сырья выделяются углекислоты. После этого шарики-клинкеры, которые образуются на выходе из печи, растирают в тонкий порошок, который и является цементом.
 
Сухой способ заключается в том, что сырьевые материалы перед помолом или в его процессе высушиваются. И сырьевая шихта выходит в виде тонкоизмельченного сухого порошка. При сухом способе, которому, по всей вероятности принадлежит будущее цементного производства, навстречу горящим газам подают не шлам, а размолотое в порошок сырьё: известняк, глину, шлаки. При этом экономится топливо, которое при мокром способе расходуется на испарение воды.
 
Комбинированный способ, как уже следует из названия, предполагает использование и сухого и мокрого способа. Комбинированный способ имеет две разновидности. Первая предполагает, что сырьевую смесь готовят по мокрому способу в виде шлама, потом её обезвоживают на фильтрах до влажности 16 - 18% и отправляют в печи для обжига в виде полусухой массы. Второй вариант приготовления является прямо противоположным первому: сначала используют сухой способ для изготовления сырьевой смеси, а затем, добавляя 10 -14% воды, гранулируют, размер гранул составляет 10 - 15 мм и подают на обжиг.
[25.02.2010]
Бетон в строительстве
[19.02.2010]
Виды цементов
[22.02.2010]
Использование добавок и суперпластификаторов для снижения водопотребности бетонной смеси
[22.02.2010]
История железобетона
[13.02.2010]
История строительства и инженерных расчетов, начиная с истории Древнего Рима
[19.02.2010]
История цемента
[19.02.2010]
Контракционный эффект в изделиях Светловодского ЖБИ
[19.02.2010]
Маркировки цементов
[25.02.2010]
Не бывает плохого или хорошего бетона
[19.02.2010]
Обезвоживание бетона
[22.02.2010]
Оптимизация составов бетонных смесей
[19.02.2010]
Осадка свежеуложенного бетона - поставка товарного бетона
[25.02.2010]
Проектирование состава бетонной смеси
[19.02.2010]
Технология производства цемента

Сделать бесплатный сайт с uCoz