В Республике Беларусь около 80 % общего объема выпуска сборного железобетона составляют различные виды плоских и линейных конструкций (стеновые панели, плиты перекрытий и кровли, перегородки, площадки и т. д.). Ориентировочная структура производства видов конструкций в общем объеме сборного железобетона выглядит так: фундаменты - 8 %; элементы каркаса зданий -10; стеновые элементы и элементы зданий 35; плиты покрытий и перекрытий - 30; мостовые конструкции, опоры ЛЭП, шпалы, трубы и т. д. - 13 %.
Для производственных зданий в ввде сборных конструкций наиболее рационально изготавливать фермы, стропильные балки, подстропильные конструкции, плиты перекрытий, плиты на пролеты, колонны, каркасы многоэтажных зданий, перемычки, напели, блоки для наружных стен из легких бетонов, забивные сваи, бетонные и железобетонные фундаменты массой до 3 т. Из сборного железобетона в настоящее время изготавливается примерно 70 % конструкций производственных одноэтажных зданий, а многоэтажных - примерно 30 %.
В жилищном строительстве в сборном железобетоне целесообразно выполнять крупнопанельные здания высотой до 16 этажей, а при обосновании и выше, преимущественно при использовании легких бетонов для ограждающих и несущих конструкций, блоков из легких и ячеистых бетонов, плит перекрытий и покрытий, лестниц и других элементов.
В связи с повышением требований и увеличением термического сопротивления ограждающих конструкций значительная роль принадлежит ячеистому бетону, плотность которого может достигать 100 кг/м3.
Расширение применения ячеистых бетонов для теплоизоляции в многослойных конструкциях и стеновых блоках является одним из основных путей снижения энергозатрат в строительстве. Кроме того, использование высокопрочного бетона в несущих конструкциях зданий позволит получить значительную экономию цемента, энергии и снизить транспортные расходы и трудоемкость строительства.
Проблема ускорения твердения бетона является одной из важнейших в технологических процессах производства сборных железобетонных изделий. Несмотря на то что активно разрабатываются химические добавки – ускорители твердения бетона, тепловая обработка паром будет являться основным методом. Однако постепенно будут приходить более эффективные способы интенсификации твердения бетона, в частности, электротермообработка, которая позволяет снизить расход энергии более чем в 2 раза.
Производство бетона по своему технологическому содержанию может быть отнесено к химическому производству, так как твердение бетона происходит в результате протекания сложных химических реакций. Прочность бетона зависит от соотношения и качества используемых при этом составляющих материалов. Отсюда вытекает необходимость строгого контроля и свойств исходного сырья, и технологических параметров, что можно успешно решить, только применяя средства автоматизации.
Одним из основных направлений повышения эффективности бетона является его химизация, применение специальных добавок, улучшающих свойства бетона как на стадии приготовления и укладки, так и на стадии эксплуатации. Добавки подразделяются на регулирующие свойства бетонной смеси (пластифицирующие, ускоряющие, замедляющие, воздухововлекающие и т. д.), повышающие прочность, коррозионную стойкость, морозостойкость.
Современная технология приготовления бетона характеризуется применением тщательно промытых и отсортированных заполнителей, точной дозировкой добавок и в перспективе должна стать тонкой химической технологией, что будет способствовать значительному повышению качества изготавливаемых строительных объектов.
По объему производства и применению монолитный бетон существенно опережает другие виды строительных материалов. На изготовление бетона для монолитного строительства расходуется более половины мирового объема производства цемента. В монолитном исполнении возводятся промышленные и жилые здания, объекты социального и культурного назначения, плотины, энергетические комплексы, телевизионные башни и т. д. В последние годы наметились тенденции к увеличению применения монолитного бетона с использованием специальной опалубки, высокопроизводительной технологии и комплексной механизации и автоматизации, транспортирования и укладки бетонной смеси. Возведение строительных объектов с использованием монолитного бетона открывает возможность повышения качества архитектурных решений при снижении затрат ресурсов. Экономические преимущества монолитных железобетонных конструкций по сравнению с кирпичным и полносборным строительством характеризуется снижением затрат на создание производственной базы на 20-30 %, расход стали уменьшается на 10-15, энергоемкость - до 30, суммарные трудовые затраты - на 25 %. Монолитный бетон и железобетон также характеризуется несколько меньшими расходами цемента по сравнению со сборным железобетоном, но средняя его прочность ниже, а трудоемкость арматурных работ в 1,5-2 раза выше.
Наиболее рациональные области применения монолитных железобетонных конструкций - это фундаменты под колонны и оборудование, подземные конструкции (подвалы, тоннели и т. п.), несущие элементы зданий, каркасы и перекрытия многоэтажных зданий, стволы жесткости высотных сооружений.
Расход основных строительных материалов в монолитных железобетонных сооружениях различен и зависит от их конструкции и назначения, прочностных характеристик материалов. В среднем расход бетона на 1 м2 общей площади многоэтажного жилого здания составляет 0,4-0,7 м3, а стали - 35-70 кг.
Монолитные решения эффективны в инженерных сооружениях. Это емкости различного назначения; дымовые трубы, градирни и т. п., автодороги, мосты, очистные танки, тоннели, плотины ГЭС, фундаменты, реакторные отделения АЭС и корпуса реакторов и защитных оболочек, корпуса тепловых аккумуляторов и т. д.
Бетонную смесь приготавливают как в условиях строительной площадки, так и на заводах в бетоносмесительных установках стационарного или передвижного типа. Процессы дозирования составляющих, перемешивания и выгрузки полностью компьютеризированы. Распечатка сопроводительной документации содержит сведения о марке цемента, данные о продукции, времени ее доставки, адрес и маршрут движения автобетоповоза. Одна транспортная единица перевозит в год примерно 5 тыс. кубометров бетонной смеси. Средняя дистанция транспортирования обычно не превышает 20 км. При перевозке бетона на дальние расстояния для предупреждения его схватывания в него вводят добавки-замедлители.
Применение современной технологии укладки бетона при помощи а вто бетононасосе в и использование пластификаторов предъявляют повышенные требования к конструктивным решениям опалубки. Разработаны основные типы универсальных опалубок: разборно-пе-реставная, мелкощитовая, блочная, скользящая, объем нопереставная, греющая, несъемная, многофункционального назначения. Объем бетона, укладываемого в унифицированные опалубки, в настоящее время составляет 70-80 %. Для опалубок используются такие материалы, как ламинированная фанера, металлоконструкции облегченного профиля, стеклопластики, алюминиевые панели и т. д.
Наиболее распространенная разбор но-переставная опалубка, готовые элементы которой в виде щктов иди коробов демонтируются после набора бетона и его затвердевания и монтируются вновь на следующем участке бетонирования.
Скользящая опалубка, применяемая для бетонирования высотных сооружений, поднимается, опираясь на готовую конструкцию непрерывно или периодически с определенным шагом. Скорость подъема опалубки определяет весь технологический цикл. Темп бетонирования в зависимости от условий выдерживания бетона обычно равен 3-4 м конструкции по высоте в сутки. Скользящая опалубка может также псрепастраиваться для образования сложных поверхностей.
Значительный резерв повышения эффективности использования монолитного железобетона в массивных конструкциях - внедрение несъемной опалубки в виде тонкостенных элементов из армоцемен-та, стеклофиброцемент а или тонких железобетонных плит. Перспективно применение в малоэтажном строительстве несъемной опалубки из пенополястирола. Она собирается насухо из отдельных блоков толщиной 7-10 см с применением связей между наружным и внутренним слоями. После затвердевания залитого бетона такая стена снаружи оштукатуривается по сетке из стекловолокна или стали.
Можно прогнозировать расширение использования монолитного бетона при возведении оригинальных по назначению и по архитектуре административных и жилых зданий с развитием и совершенствованием технологии устройства опалубки, которая позволит разнообразить архитектурные формы.
Сооружаемые и эксплуатируемые здания часто не соответствуют современным требованиям по экономному использованию тепловой энергии. Для повышения теплозащитных характеристик наружных стен при строительстве и ремонте зданий целесообразно устройство дополнительных слоев теплоизоляции. Теплоизоляционный материал, повышая сопротивление теплопередаче стены, оказывает заметное влияние на влажностный режим ограждения (стены). Неправильно установленный утеплитель может привести к снижению санитарно-гигиенических характеристик стены и всего помещения, вызвав повышение влажности.
Теплоизоляционный слой можно устанавливать с наружной, внутренней, а также одновременно с наружной и внутренней сторон стены. При внутреннем расположении теплоизоляции наблюдается скопление влаги в толще стены на границе с утеплителем. При устройстве теплоизоляции с наружной стороны стены она становится более теплоустойчивой. Паропроницаемый утеплитель не дает скапливаться влаге в стене, обеспечивая естественную просушку ограждения. Стена аккумулирует теплоту, так как утеплитель задерживает ее в ограждении, изолируя ее от холодного воздуха, и повышает температуру в толще стены. Естественная диффузия водяных паров и повышенная температура ограждения положительно сказывается на теплотехнических характеристиках стены. Однако в этом случае требуется устройство специальных защитных покрытий теппоизоляторов от неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды: устройство поверх утеплителя прочного пароизоляционного материала типа известковой штукатурки, керамических плиток, ограждающих профилированных металлических или неметаллических элементов.