Стройматериалы. Бетоны, растворы

Бетонная смесь и строительный раствор

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Решениями XXVII съезда КПСС предусмотрены меры по кардинальному повышению эффективности строительства. Объем капитальных вложений в строительство увеличится в двенадцатой пятилетке на 18...22 процента. Будет осуществляться дальнейшая индустриализация строительного производства путем широкого использования при возведении сооружений элементов заводского изготовления. Предусмотрено ускоренное развитие комплексной механизации строительных и монтажных работ, замена на отделочных работах традиционных трудоемких процессов современными индустриальными методами. Намечено сократить на 25 процентов объем работ, требующих ручного труда, повысить производительность труда в строительстве к 1990 г. на 16...17 процентов.

В двенадцатой пятилетке дальнейшее развитие получит и промышленность строительных материалов. Производство цемента достигнет к 1990 г. 140...142 млн. т, будет улучшено его качество. Ускоренными темпами намечено развивать производство эффективных материалов: легких бетонов, теплоизоляционных материалов, полимерных материалов и изделий. Будет отдано предпочтение технологиям изготовления материалов, обеспечивающим экономное расходование энергетических и материальных ресурсов. Например, развивается производство портландцемента сухим способом, позволяющим экономить 25...50 процентов топлива и электроэнергии по сравнению с мокрым способом.

Использование материалов для возведения построек различного функционального назначения известно человечеству с древнейших времен. На начальных этапах цивилизации применяли такие материалы, которые не требовали значительных усилий для придания им заданной формы: древесину и природные камни, необожженную глину.

Развитие строительной техники и технологии способствовало совершенствованию качества материалов, расширению их номенклатуры, порождало новые архитектурные формы. С открытием простейших вяжущих веществ — строительного гипса и воздушной извести — появилась возможность изготовлять материалы композиционного типа, т.е. соединением вяжущего с сыпучими компонентами — песком и гравием. Получаемые таким образом бетоны и строительные растворы были известны уже в эпоху Древнего Рима и цивилизации индейцев майя. Однако применение этих бетонов ограничивалось недостаточной водостойкостью гипса и извести.

Новый этап в развитии строительных материалов начался с изобретения в XIX в. гидравлического вяжущего — портландцемента. Появилась возможность изготовлять водостойкие бетоны и строительные растворы, что существенно расширило технические возможности строительства.

Наше время характеризуется бурным развитием промышленности строительных материалов. Наряду с традиционными возрастает применение новых материалов. Механические способы переработки сырья все более вытесняются современными физико-химическими методами, при которых для формирования свойств строительных материалов используется скрытая химическая энергия веществ. Это позволяет сократить непроизводительные затраты труда, топлива и электроэнергии, присущие механическим методам обработки сырья.

Строительные материалы,- изделия и конструкции представляют собой материальную основу строительства. Затраты на них составляют в среднем около 50 процентов общей стоимости строительно-монтажных работ. Следовательно, грамотное и рациональное расходование материалов дает возможность существенно сократить стоимость строительства в целом. Подсчитано, что каждый процент снижения затрат на строительные материалы и изделия приносит нашей стране ежегодную экономию более 400 млн. руб.

В процессе эксплуатации строительного сооружения материалы, из которых выполнены конструкции, подвергаются действию механических нагрузок и физико-химическому воздействию окружающей среды. Механические нагрузки — вес конструкций, оборудования и производственной мебели, людей, находящихся в помещениях, вызывают в материале деформации и внутренние напряжения. Поэтому при проектировании зданий и сооружений необходимо знать точные количественные характеристики прочности и деформативности применяемых материалов. Эти характеристики называют механическими свойствами.

Способность сопротивляться агрессивным физическим и химическим воздействиям окружающей среды характеризует стойкость материалов. К агрессивным воздействиям относят влияние некоторых газов, находящихся в атмосфере, воды и растворенных в ней веществ, высоких и низких температур, солнечной радиации, колебаний влажности. В результате этих воздействий материалы постепенно разрушаются.

С учетом условий работы в сооружении все строительные материалы по назначению можно разделить на две группы: материалы универсального типа и материалы специального назначения.

Материалы универсального типа способны воспринимать значительные нагрузки, одновременно выполняя и защитные функции. Сюда относят природные камни, искусственные каменные материалы (бетон, строительный раствор, керамические изделия, стекло), материалы из древесины, металлы, конструкционные пластмассы.

Материалы специального назначения служат для защиты строительных конструкций от вредного влияния окружающей среды. Их использование позволяет создавать внутри сооружения необходимые условия комфорта, сокращает затраты топлива и электроэнергии в течение всего срока эксплуатации сооружения и в ряде случаев увеличивает стойкость и долговечность конструкций. В зту группу входят изделия для тепловой и акустической защиты конструкций, гидроизоляционные, кровельные и герметизирующие материалы и изделия, материалы для защиты от коррозии и некоторые другие.

Бетон и строительный раствор справедливо относят к важнейшим материалам современного строительства. Широкое использование бетона объясняется многими его преимуществами. К их числу относятся следующие.

Большая сырьевая база. Значительную часть объема бетона (до 85... 90 процентов) занимают песок и крупный заполнитель (щебень или гравий) , запасы которых есть практически во всех регионах страны. В качестве заполнителей могут быть использованы попутные продукты и отходы других отраслей промышленности — зола ТЭС, металлургические шлаки.

Простота переработки сырья. Технология изготовления бетона и изделий из него связана с применением несложных механизмов и требует сравнительно малых затрат энергии. При твердении бетона используется химическая энергия вяжущего вещества (цемента). Все это позволяет существенно снизить стоимость строительных работ.

Широкий диапазон свойств получаемых изделий. Используя для изготовления бетона разнообразные сырьевые материалы и разные технологические приемы, можно значительно изменять свойства затвердевшего бетона. Так, плотность колеблется от 300 до 4500 кг/м3, прочность при сжатии — от 1,5 до 80 МПа. Бетон — один из наиболее долговечных строительных материалов, из него можно изготовлять и несущие, и ограждающие, и теплоизоляционные изделия и конструкции. Универсальность свойств позволяет дифференцированно подходить к выбору вида бетона для конкретной конструкции, что в конечном итоге сокращает материалоемкость строительства.

Возможность изготовления крупноразмерных индустриальных изделий. Многие материалы в силу особенностей физического строения и свойств не допускают изготовления строительных изделий большого размера. В природных каменных материалах главным препятствием является трещиноватость горных пород, в строительной керамике — большие и неравномерные усадочные деформации в процессе сушки и обжига. В отличие от этих материалов бетон равномерно затвердевает во всем объеме конструкции, сохраняя монолитность и одинаковые свойства по всем направлениям. Кроме того, он хорошо сочетается со стальной арматурой, что позволяет изготовлять не только сжимаемые, но и изгибаемые несущие конструкции. Поскольку бетон при твердении претерпевает незначительные деформации, нетрудно получать изделия с точными размерами. Все это дает возможность изготовлять бетонные и железобетонные крупноразмерные элементы —.крупные блоки, панели стен и перекрытий, колонны, балки, применение которых повышает производительность труда на стройках, сводит процесс возведения сооружений к монтажным работам. Таким образом, снижается трудоемкость строительства, т.е. затраты труда на единицу строительной продукции (например, на 1 м2 жилой площади).

Архитектурная выразительность'. Благодаря пластичности бетонной смеси можно получать изделия разнообразных форм. Необходимая фактура бетонной поверхности достигается при использовании различной опалубки. Так, применение нестроганой дощатой опалубки создает грубую фактуру бетона, а сопряжение досок внахлестку вызывает на бетонной поверхности эффект светотени. При использовании белого и цветных цементов получают изделия практически любого цвета — от белого до черного. Наконец, с помощью механической или физико-химической обработки можно снимать с поверхности цементную пленку и тем самым обнажать заполнители, создавая изделия красивой фактуры.

Технический прогресс в промышленности строительных материалов обусловлен требованиями повышения эффективности строительства. Эта отрасль народного хозяйства отличается большой материалоемкостью и трудоемкостью продукции. Для производства строительных материалов в СССР ежегодно добывают и перерабатывают более 2 млрд.т сырья — больше, чем в любой другой отрасли. Несмотря на широкое распространение средств комплексной механизации доля ручного труда остается все еще большой. Поэтому производительность труда в строительстве гораздо ниже, чем в машиностроении, радиоэлектронике и ряде других отраслей.

Таким образом, становится актуальным производство материалов, которые позволяют сокращать трудозатраты в строительстве, существенно снижать его материалоемкость. Это дает возможность уменьшать затраты на транспортирование, изготовлять укрупненные конструкции, из которых можно в короткие сроки Монтировать здания и сооружения.

Особенно большое значение приобретает проблема использования побочных продуктов и отходов других отраслей для изготовления строительных материалов. В частности, металлургические шлаки и пылевидные золы теплоэлектространции целесообразно применять для изготовления специальных цементов, а также в качестве заполнителей в составе бетонов и строительных растворов. Это сделает строительные изделия более дешевыми. Вместе с тем будут постепенно высвобождаться занятые золошпаковыми отвалами ценные сельскохозяйственные угодья, что имеет большое экологическое значение.

К важным задачам относится экономное использование стали, цемента, древесины и других строительных материалов, что достигается не только в результате бережного расходования материалов, но и применения эффективных конструкторско-технологических решений, совершенствования качества материалов путем модифицирования их структуры, введения в их состав специальных добавок. Решениями XXVII съезда КПСС намечено снизить к 1990 г. удельный расход проката черных металлов в строительстве на 14... 16 процентов, цемента — на 10... 12, лесных материалов на 12... 14 процентов.

Партия и правительство уделяют огромное внимание подготовке квалифицированных рабочих кадров. В Проекте ЦК КПСС "Основные направления перестройки высшего и среднего специального образования в стране" указано на необходимость совершенствовать систему профессионально-технического образования и поднимать качество обучения будущих специалистов. Настоящий учебник поможет им овладеть глубокими и прочными знаниями, выработать высокое профессиональное мастерство, творческое отношение к труду.