22.10.2008 20:18:41
Проблемы долговечности икоррозионной стойкости современных строительных материалов одна из главных, еслине основных задач современной строительной науки. Если на Западе этому придаетсядостаточно большое значение, то в нашей стране, особенно в последнее время,наметился определенный технологический пробел. Требуется в значительной мереповысить показатели физико-механических свойств, долговечности используемыхматериалов, обеспечить экономически рентабельное и качественное строительство зданийи сооружений. При этом никто не отменял сжатые сроки строительства и быстрыйввод в эксплуатацию. До сих пор основным материалом при возведении строительныхконструкций остается бетон. Его использование повсеместно. Цементные бетоныобладают высокой прочностью на сжатие, при этом показатели трещиностойкости ипоказатели прочности при растяжении и изгибе значительно ниже. Благодарясовременным технологиям показатели прочности на сжатие перешагнули планку в 100МПа. Данный фактор имеет значение при высотном строительстве, работах поукреплению оснований гидротехнических сооружений, при возведении мостовых итоннельных конструкций. Поэтому исследования по улучшению работы высокопрочныхбетонов на растяжение должны заметно поднять эффективность их применения.
Дабы значительно улучшить такиепоказатели бетона, как: ударная вязкость, выносливость, морозо- иизносостойкость, водонепроницаемость, прочность на срез, растяжение и изгиб, жаропрочностьи огнестойкость — следует применять дисперсное армирование, а именно, армированиефиброй. Это обеспечивает низкую усадку бетона, а соответственно, повышается еготрещиностойкость в процессе эксплуатации. В основном в строительстве используютметаллическую фибру, широко распространены и полипропиленовые волокна. Такжеесть фибры из стекла, углеродной шихты, базальта и целлюлозы. Армированныйфибрами бетон, называют фибробетоном.
Использование дисперсногоармирования улучшает прочность фибробетона на растяжение при изгибе в 2,5 раза.Благодаря применению фибры можно не производить арматурные работы, так как восновном фибробетон доставляется с заводов в готовом состоянии, то есть фибрудобавляют в бетон уже на заводе. Это лишний раз доказывает высокуютехнико-экономическую эффективность фибробетона. Прежде всего это связано с полнымили частичным отказом от традиционного стержневого армирования с использованиемарматуры периодического профиля или сеток. В некоторых случаях, когдаиспользуется фибра импортного производства, фибробетон может быть дорожетрадиционного армированного бетона. В случае применения отечественной фибры мыможем значительно улучшить эксплуатационные характеристики и межремонтныересурсы как конструкций, так и покрытий. Самое главное, что сейчас, благодарятому что в нашей стране работают несколько предприятий по производству фибры иесть определенное движение в области расширения ее применения, при определенныхусловиях можно значительно расширить ее применение в самых разных областяхстроительства. Не стоит забывать также, что применение фибробетонов в сейсмическиопасных зонах намного повышает безопасность зданий и сооружений, примером здесьслужит Япония.
Широкое распространение фибробетонполучил в середине XX века.Благодаря тому что исследования приобрели систематический характер, он сталприменятся во многих странах. Наибольшее количество разработок и патентов былосделано в Англии и США.
Япония в этой области шагнула достаточно далеко. Японскаяассоциация по цементу начиная с 60-х годов учредила комитет по изучениюфибробетона, были созданы первые ремонтно-технические мастерские, наука ипроизводство пошли рука об руку. Это касалось как заводов по производствутоварного бетона, так и строителей, старающихся расширить спектр примененияфибробетона в различных конструкциях и формах.
Работы в данной области велись ив СССР, в 1980-х годах. Пионерами здесь были НИИЖБ, ЛЕНЗНИИЭП (ныне Санкт-Петербургскийнаучно-исследовательский и проектный институт жилищно-гражданских зданий), Военно-инженерныйтехнический университет и другие научные центры нашей страны. В качестве фибр длядисперсного армирования использовалась нарезка из тросов и стальных канатов,стружка и другие отходы производства.
Изначально применение стальнойфибры как армирующего материала в Российской Федерации получило широкоеприменение только в области изготовления конструкций промышленных полов. Внекоторых регионах нашей страны фибробетон используется как покрытие дляаэродромов и дорог. Также он широко применяется и при устройстве банковскиххранилищ.
Внастоящее время основным потребителями (до 80–90 %) фрезерованной, проволочной стальнойфибры и фибры из стального листа (она занимает около 30% рынка) являютсяпроизводители бетонных промышленных полов. В данных конструкциях наиболее эффективнореализуются основные перечисленные преимущества сталефибробетона. Однакоколичество используемой в полах фибры смехотворно — 25–35 кг/м3.
Данный вид армирования хорошоизучен при изготовлении плит покрытия. Работы проводились в Челябинске, сиспользованием фибры Магфибрострой, но они опять же не получили широкогораспространения. В том же Челябинске были изготовлены плиты тротуарногопокрытия, количество фибры для армирования — 85 кг/м3. За 7 летэксплуатации питы сохранили первозданный вид, в отличие от аналогичногоматериала, изготовленного при помощи вибропрессования. Это лишний раздоказывает, что фибра может значительно улучшить эксплуатационныехарактеристики изделий из бетона.
Приходится признать, что впоследнее время мало уделяется времени и ресурсов на изучение этой проблемы.
При продвижении данного видаармирования наши производители делают основной упор на западный опыт ииспользуют западные наработки.
В Германии уже достаточно давнозадумались о вопросе классификации фибробетонов, подобной той, что это имеетместо в традиционных бетонах. Понятно, что фибробетоны в дальнейшем будутклассифицироваться по типу применяемых в них армирующих волокон. У нас, к сожалению,этот процесс пущен на самотек. Свод правил был выпущен только один, и этоединственный федеральный нормативный документ, который может помочьпроектировщикам и строителям.
Стоимость 1 кг фибры разныхпроизводителей несколько разнится. Например, «Северсталь-Метиз» львиную долюотправляет на экспорт, и внутренний рынок для нее является не конкурентоспособным,поэтому ее цена несколько выше. Цена на проволочную фибру зависит в первуюочередь от стоимости сырья для ее изготовления. А стоимость проволоки — самаявысокая по сравнению со слябом или листом. Зачастую при производстве работмногие наши строители обращаются только к одному критерию — к количеству фибрына 1 м3бетона, то есть проценту армирования. Как правило, у разных производителейфибры корреляция прочности сталефибробетона с процентом армирования при сжатииразличается незначительно.
Возможности применениясталефибробетона достаточно широки. Это:
—монолитные и сборные покрытия дорог, настилы мостов, полы промышленных зданий,берегозащитные элементы и причалы,
—взлетно-посадочные полосы аэродромов,
—обделка сводов тоннелей и метрополитена,
—фундаменты под тяжелое оборудование, в том числе прессы и прокатанные станы,
—банковские хранилища,
—фортификационные сооружения,
—различные конструкции из сборного железобетона.
Можноперечислять и перечислять. У нас, конечно, есть разработки, причем в разныхотраслях и областях. Все что-то делают, но нет стройности организации и планасовместной деятельности по популяризации и расширению данного типа армирования.
Средиперспектив данного направления можно выделить дальнейшее развитие нормативнойбазы, разработку методики расчета сталефибробетонных конструкций полов сприменением компьютерного моделирования, переход к предоставлению заказчику готовыхтехнических решений конструкций пола и других строительных элементов.
Ещеодним важным направлением деятельности по внедрению технологии сталефибробетонаявляется производство ЖБИ. Препятствием для активной работы в данной сфереявляется полное отсутствие нормативной базы. В настоящее время ведется активнаяработа с ведущими заводами ЖБИ и научно-исследовательскими институтами поопределению наиболее эффективных технических решений по применениюсталефибробетона, технико-экономическому обоснованию данной технологии. Важнымрезультатом такого сотрудничества может стать создание ТУ на конкретныежелезобетонные изделия и внедрение технологии в широкое применение.
Какотмечают специалисты ЗАО «Курганстальмост», мостостроение — отрасль, где могутбыть реализованы основные преимущества сталефибробетона. В 2007 году ЗАО«Курганстальмост» совместно с ОАО «ЦНИИС» разработали ГОСТ Р 52751-2007 «Плитыиз сталефибробетона для пролетных строений мостов. Технические условия». Данныйдокумент позволит абсолютно законно использовать сталефибробетон пристроительстве, реконструкции и ремонте мостовых переходов, эстакад ипутепроводов.
Учитываяопыт Западной Европы, одним из направлений применения сталефибробетона можетстать малоэтажное жилищное строительство. Применение данной технологии позволитзначительно сократить сроки строительства, повысить производительность труда настройплощадке и, что особенно важно, получить высококачественные конструкции поконкурентоспособной цене.
Комукак не нам воспользоваться опытом наших зарубежных коллег. Ведь начиная с 1970-хгодов наши ученые заложили глубокий фундамент в области данных разработок.
Намкажется, что необходимо создать ассоциацию производителей и исследователей армирующихволокон, а также производителей фибробетонов. Здесь можно объединить усилия всехзаинтересованных сторон, а также расширить горизонты применения именно дляпроектировщиков, изменить их негативное отношение и сломать существующиестереотипы.
Пилотнымможет стать Интернет-проект который может популяризировать данный видармирования предоставляющий все исходные данные и документы, а также обобщенныеданные из разных концов страны, обеспечивая таким образом интеграцию всехзаинтересованных лиц. В дальнейшем на этой платформе можно будет развивать ирасширять данную тематику. Интеграция в наше время имеет очень большое значение,поэтому именно сейчас нам надо объединить усилия всех заинтересованных сторон, максимальноналадить обмен информацией между всеми научными центрами России и ближайшегозарубежья. В частности, нужно наладить обмен информацией в рамках такого уважаемогонами издания, как «Популярное бетоноведение».