Изобретение железобетона – прорыв в строительстве. Появился он благодаря цветочному горшку. В конце XIX в. парижский цветовод Жозеф Монье начал выпускать бетонные вазоны, которые, однако, оказались непригодны для высаживания растений – растущие корни их разрушали. Тогда садовник усилил конструкцию: стал покрывать цементом горшки из железной сетки. Так появился железобетон.
Чуть позже инженер Эжен Фрейсине внес вклад в развитие эксплуатационных характеристик железобетона, в частности, ему удалось увеличить ее прочность с помощью вибропрессования, а также изобрести технологию изготовления бетона из струнно-напряженных элементов. В современном преднапряженном струнобетоне натяжение стальной арматуры производится в соответствии с конусной анкеровкой, разработанной Э. Фрейсине.
История не решила всех проблемБетон требует к себе правильного отношения. Умение с ним работать помогает избегать глобальных проблем. Разрушение бетонных и железобетонных конструкций происходит в основном из-за технологических нарушений на начальном этапе производства.
Причинами разрушения являются дефекты уплотнения и условия твердения бетона. Эти факторы со временем под воздействием влажности и холода усугубляются и приводят к сильному разрушению бетона. И как следствие нарушается и целостность всей конструкции.
Так в чем же заключается сложность? Ответ простой: в правильности расчета электродного или проводного прогрева. Еще сложнее выполнить его в реальности, поскольку невозможно равномерно прогревать бетон ввиду наличия высокотемпературных носителей с маленькой площадью теплопередачи. Понятно, чтобы прогревочный провод, например ПНСВ, передал сколько-нибудь значимую мощность, он должен быть хорошо разогрет. Из-за этого происходит перегрев бетонной смеси возле провода, возникновение значительного градиента температуры и, как следствие, появление внутренних напряжений, приводящих к трещинам. То же самое происходит и при электродном прогреве из-за большой плотности токов вблизи электродов, особенно на ребрах.
В обоих этих случаях неравномерности прогрева не избежать даже при абсолютно точном выполнении расчета и его воплощении в конструкции. Это приводит к напряжениям в результате теплового расширения и контракции – уменьшения объема вещества в результате реакции. И как итог – печальная статистика по обрушениям.
На графике показана работа двух уравновешивающих сил, одна из которых приводит к расширению бетона, другая – к его сжатию в результате контракции. Тепловое поле при проводном и электродном прогреве неравномерно, значит, в разных местах бетонного монолита будет превалировать то тепловое расширение, то контракция. Например, вблизи провода бетонная смесь быстро нагрелась, расширилась и отодвинула основную массу бетона, а далее в результате реакции, подстегнутой высокой температурой, началась усадка, и эта часть бетона буквально оторвалась от основного массива. Это приводит к концентрическим микротрещинам вокруг провода, монолита уже нет.
Решение проблемы обрушения есть!Более десяти лет назад специалисты НИИЖБ начали разрабатывать концепцию поверхностного прогрева бетона так называемыми термоэлектрическими матами «ФлексиХИТ». Преимущество такого устройства в том, что не нужно думать о режиме прогрева. Все, что требуется, – это разместить термоэлектроматы поверх уложенной бетонной смеси и включить в сеть. Лабораторные и производственные испытания термоэлектроматов показали, что использование данной технологии позволяет избежать ошибок при прогреве бетона. А значит – миллионы людей будут жить без страха, что их новостройка может в любой момент обрушиться.
Хотя термоэлектроматы отлично зарекомендовали себя, требуется пропаганда этого способа ухода за бетоном. По данным аналитического центра «ФлексиХИТ», всего 10% технологов строительных организаций слышали об этом методе и менее 1% уже использовали его в своей работе.
Термоэлектроматы при производстве железобетонных изделий и конструкций
Твердение отформованных изделий для набора требуемой прочности — заключительная операция технологии производства железобетона. В современных условиях перед предприятиями ЖБИ стоят задачи оптимизации производственных процессов, экономии времени и снижения затрат на производство единицы продукции. Заводы не могут себе позволить дожидаться естественного способа твердения ЖБИ, поэтому прибегают к искусственному методу. В частности, к электропрогреву бетона, поскольку данный метод имеет свои неоспоримые преимущества. Но в то же время используя данный метод предприятия сталкиваются с очень важным вопросом — регулирование температурного режима твердения бетона. Применение термоэлектроматов «ФлексиХИТ» для твердения бетона значительно упростит задачу, позволив создать равномерное тепловое поле и исключив образование трещин из-за перегрева. Преимущество такого устройства в том, что не нужно думать о режиме прогрева. Все, что требуется, — это разместить термоэлектроматы поверх ЖБИ и включить в сеть.Марочная прочность бетона набирается через короткий период времени — от 10 часов до 2-х суток.
Уникальность прогрева ЖБИ термоэлектроматами обусловлена следующими факторами: – прогрев инфракрасными лучами, проникающими в массу бетона до 25 см; – равномерное распределение тепла в массе; – автоматическое управление процессом изотермии; – многократное использование и простота в эксплуатации; – цикл твердения бетона от 8 до 12 часов. Информация для специалистовПри применении термоэлектроматов процесс ухода за бетоном становится настолько простым и эффективным, насколько это возможно в сегодняшнее время. В термоэлектроматах последнего поколения появилась возможность следить за графиком температуры в контрольных точках через интернет: система с заданной периодичностью снимает показания температуры и передает их в сеть. Поэтому руководитель работ может удаленно, через компьютер или смартфон видеть и контролировать график прогрева.
Плавный подъем температуры, изотермический процесс и плавное остывание бетона обеспечиваются конструкцией термоэлектромата. В каждый сегмент устройства встроены терморегуляторы, а значит, тепловое поле будет абсолютно равномерным, ошибки персонала практически исключены. Кроме того, при случайном выходе какого-либо термоэлектромата из строя его можно оперативно заменить, что не приведет к потере качества бетонируемой конструкции. Тогда как при проводном прогреве отказы, связанные с обрывом цепи, составляют 30%, и восстановить ее целостность в уже уложенном бетоне невозможно.
Строить круглый годИспользуя термоэлектроматы можно вести строительные работы в любое время года, поскольку основная проблема строительства зимой – твердение бетона, с их помощью легко решается. Все больше специалистов переходят на использование более прогрессивного метода укладки бетона – бетонирования с помощью электрических термоматов. Теперь нет необходимости строителям искусственно создавать уложенному бетону теплую и влажную среду, подогревать материалы для бетона и бетонную смесь, предохранять бетон от остывания. Строить стало проще!
