Бетон
Самым распространенным современным материалом в строительстве по праву считается бетон. Бетон - это искусственно произведенный строительный материал. В классическом виде представляет собой смесь четырех компонентов:
- Цемент
- Щебень
- Вода
- Песок
От пропорций компонентов и их качества зависят характеристики конечного материала.
Индустрия бетонных смесей активно развивается. Свойства бетонов разнообразны и хорошо изучены. И для того, чтобы известные свойства улучшать или изменять, разработаны специальные добавки, которые применяют в производстве как пятый компонент основного состава.
Область применения бетона
Разнообразие применения бетона обусловлено его характеристиками. Бетон применяется повсеместно в строительной индустрии: от строительства небоскребов, атомных станций, подводных тоннелей, космодромов, до отделки жилых квартир. Для наиболее нагруженных строений применяется бетон повышенной прочности. Прочность бетона косвенно привязана к его массе и плотности. Бетон, применяемый для возведения электростанций, зданий большой этажности, имеет плотность 2500 кг/м3, называется особо тяжелый. Для строительства фундаментов гражданских зданий, торговых центров строители используют тяжелые марки бетона плотностью 1800-2500 кг/м3. Стеновые панели, межэтажные перекрытия, строительные блоки производят из легкого бетона, плотность которого колеблется, в зависимости от изделия, от 500 до 1500 кг/3. Для наружной теплоизоляции зданий разработан особо легкий бетон, плотность которого ниже 500 кг/м3.
Бетонная смесь может применяться в строительстве в индустриальном виде, то есть в виде готовых изделий и непосредственно на строительной площадке в наливном состоянии.
К бетонным изделиям относят все виды железобетонной продукции, газобетонные блоки, шлакоблоки и прочие, формованные в промышленных условиях, разновидности продукции. В наливном виде бетон используют в дорожном строительстве, для заливки фундаментов: ленточных, плитных, свайно-набивных; для изготовления стяжек и отмосток; при строительстве монолитных построек.
Производство бетона
Изготовить бетонную смесь для незначительного объема работ можно самостоятельно на строительной площадке. Но наилучшие характеристики обеспечит бетон, произведенный в заводских условиях.
Характеристика сырья для производства бетона
Качество бетонной смеси во многом зависит от свойств компонентов сырья.
- Песок. Служит наполнителем в бетонном растворе. Используют песок средней- 1,2 мм и крупной- 3,5мм, фракции. Более мелкие размеры фракций не применяют, так как такую смесь сложно связать и бетон подвержен быстрому разрушению. В идеале песок не должен содержать глинистых и сульфатных примесей. Добиться этого невозможно, поэтому содержание посторонних компонентов регламентировано на уровне 5%. В теории песок должен быть сухим, но на практике сырье содержит долю воды. На производстве этот показатель в обязательном порядке учитывают и вносят корректировки в пропорции компонентов.
- Щебень. Для изготовления бетона используют гравийный или гранитный щебень. Щебень должен соответствовать нормативным требованиям по показателям прочности. Щебень из известняков не используют, так как он не обладает достаточными прочностными характеристиками и химически не устойчив. Размер камней щебневого массива лежит в диапазоне от 1 до 8 см. При этом, чем мельче основная фракция, тем крепче образуется монолит. Для изготовления товарного бетона используют чистый щебень, без глинистых и известняковых включений.
- Цемент. Используется в бетонном растворе в качестве вяжущего материала. Товарный бетон производят, применяя цемент марок М400 и М500. При изготовлении железо– бетонных изделий используют цемент марок от М400 и выше до М1500. Основным видом цемента для производства товарного бетона служит портландцемент. Значительно реже, но все же применяются:
- Шлакопортландцемент. В обычный портландцемент добавляется молотый шлак. При равных прочностных характеристиках. Шлакопортландцемент имеет более низкую стоимость по сравнению с портландцементом и более высокую химическую инертность. Существенным недостатком материала выступает низкая морозостойкость.
- Пуццолановый цемент. Цемент, в который добавлены синтетические вяжущие материалы. Имеет узкое направление использования. Бетонный камень, получаемый из раствора, обладает повышенной влагостойкостью. Поэтому пуццолановый цемент используют для производства водостойких изделий: шлюзов, молов, кораблестроительных доков, причалов, оросительные и дренажные сооружения, дамбы, плотины.
- Вода. Выступает затворяющим элементом бетонной смеси. Вода для производства бетона должна быть максимально свободна от растворенных в ней солей. В особенности сульфатов и хлоридов, которые негативно влияют на прочность цемента и коррозийную стойкость арматуры в железо-бетонных изделиях. Для наилучшей гидратации цемента количество воды в водно-цементном растворе должно быть 25%. Водно-цементное соотношение (В/Ц) может меняться в зависимости от состава смеси. Показатель В/Ц чрезвычайно важен для качества бетона. При наличии в смеси излишней воды теряется плотность бетона, образуются полости, изменяется время схватывания, материал подвержен растрескиванию. В обратном случае получается непластичная, неоднородная смесь, есть вероятность неполной гидратации. В первом и втором случае в бетонном монолите страдает наиважнейший показатель – прочность.
- Добавки. Современный бетон немыслим без добавок. Добавки могут быть химическими, полимерными и минеральными. Их задачей является воздействие на бетонную смесь, и улучшения заданных свойств без существенного удорожания. Использование добавок позволяет:
- улучшить качество бетона;
- повысить пластичность смеси;
- увеличить показатель удобоукладываемости;
- оптимизировать процесс схватывания и набора прочности- гидратации бетона;
- уменьшить водопроницаемость бетона;
- получить бетон для работы при отрицательных температурах;
- улучшить морозостойкость.
Для влияния на свойства бетонного камня применяют:
- Пластификаторы. Широкая группа добавок, которая позволяет придать бетонному раствору пластичность, снизить количество воды, увеличить плотность, улучшить водонепроницаемые свойства.
- Модификаторы. Применяются для увеличения прочности в случае использования низких марок цемента.
Добавки, влияющие на скорость набора прочности. Существуют вещества, которые ускоряют набор прочности в бетонной смеси. Необходимы для сокращения времени до распалубки и начала предварительного нагружения бетонного камня. В массивных конструкциях в бетон добавляют материалы, замедляющие процесс кристаллохимического схватывания. При этом процесс гидратации происходит постепенно, полно, с плавным выделением теплоты от химической реакции.
- Противоморозные добавки. Введение морозостойких веществ позволяет работать с бетоном без дополнительного обогрева в условиях низких температур, так как гидратация цемента возможна до 00C. Нарушение рекомендаций по применению противоморозных добавок отрицательно влияет на коррозионную стойкость железной арматуры.
- Гидрофобизаторы. Вещества, препятствующие процессу водопоглощению извне.
- Воздухововлекающие. Способствуют насыщению бетона воздухом. Улучшают морозостойкие свойства, снижают плотность и теплопроводность. Бетонная смесь с такими добавками может быть задействована при внешней отделке зданий.
- Пигментные компоненты. Роль пигментных добавок в бетоне одинакова- поглощать и отражать определенный спектр световой волны. В зависимости от того какой частоты отражается свет человек видит цвет предмета. Для окрашивания в массе бетонной смеси используют минеральные пигменты:
- Углерод;
- двуокись титана;
- умбра- в состав входят оксиды железа, марганца, алюминия, кремния;
- оксид хрома.
Производят бетон путем тщательного смешивания в пропорциях всех компонентов. До начала миксерования производится замер влажности сырья и корректировка рецептуры. Принципиальная схема производства выглядит следующим образом. В отдельные бункеры- дозаторы засыпается песок и щебень. Цемент хранится в специальных колоннах. Твердые компоненты подаются в заводской миксер, туда же заливаются жидкие- вода и добавки. Все тщательно перемешивается. На заводах установлены бетонные миксеры объемом от 2м3. Нет смысла ставить большие бетономешалки. Это затрудняет процесс перемешивания, увеличивает энергозатраты и не позволяет оперативно менять рецептуру в зависимости от потребностей. Готовый бетонный раствор загружают в специализированный транспорт.
Логистика бетонных смесей
Для обеспечения качественной доставки раствора необходимо учитывать несколько факторов:
- Способ транспортировки. Бетон транспортируют двумя видами транспорта:
- Автосамосвалом. Перевозятся тяжелые марки с низкой подвижностью раствора (П1-П2). Если перевозит высокоподвижные бетонные растворы автосамосвалом, то бетонной массе грозит расслоение на фракции. И тогда на объекте потребуется дополнительное перемешивание.
-Автобетоносмесителем. Транспортируются растворы высокой подвижности. От П3 и выше. Преимуществом автобетоносмесителей является то, что бетонная смесь не расслаивается, доставляется однородной.
- Удаленность объекта от завода. Экономически целесообразно везти бетон на площадку, расположенную в радиусе 50-70 км. от производителя при условии хороших дорог и затруднений в движении. Далее этого расстояния возникает угроза схватывания или расслоения бетонной смеси. Выходом в этой ситуации служит затворение сухой смеси водой не на заводе, а на этапе транспортировки. Это позволяет увеличить расстояние перевозки.
- Свойства бетона. Необходимо учитывать данный фактор, так как от заданные свойства строго диктуют время сохранения бетонным раствором строительных качеств.
Особенностью производства и доставки бетона является тот факт, что приготовленная смесь должна быть доставлена на строительную площадку в течении 1,5-2 часов. Строители нарушают установленные нормы, добавляя перед выгрузкой в бетонную смесь воду для повышения пластичности и сокращения времени заливки. Исключение- естественное испарение влаги в жаркую погоду. В этом случае в раствор добавляется вода. Данный факт фиксируется в акте и подписывается представителем заказчика и ответственным лицом от производителя. Незадокументированное внесение воды или добавок в бетонную смесь на строительной площадке и в процессе транспортировки запрещено ГОСТ 7473-2010. Целесообразнее заказать бетон нужной или большей пластичности. По стоимости это дороже, но нет риска потери прочности монолита при добавлении воды и нерецептурных добавок перед укладкой.
Характеристики бетона
Маркировка и свойства бетона зависят от физических характеристик:
Прочность. Наиважнейший показатель бетонного камня. От прочности зависит долговечность эксплуатации бетонного продукта. Прочность зависит от типа применяемого цемента, водоцементного соотношения и свойств наполнителей и добавок. Чем меньше воды в бетонном составе, до известных пределов, тем прочнее будет искусственный камень.
Плотность. Показатель связан с прочностью. Чем выше плотность, тем прочнее бетонный монолит. Выражается плотность в кг/м3 .
Удобоукладываемость. Измеряется практическим путем с помощью конуса Абрамса. В зависимости от степени удобоукладываемости бетон подразделяют на три группы:
- Жесткий. Редко используется в гражданском строительстве, так как сложно уложить в опалубку. Применяется в прокладке дорог.
- Подвижный. По степени оседания формы из конуса Абрамса существует 4 класса бетона от П1 до П5. При укладке раствора класса П1-П2 требуется дополнительное уплотнение бетона. П3-П5- смеси значительно пластичнее и не требуют вибрации.
- Растекающийся. Очень пластичные смеси, способные самостоятельно растекаться в опалубке и заполнять пространство без вибрации и дополнительного уплотнения.
Водопроницаемость. Важное свойство для сохранения монолитности и надежности бетонного камня. Характеризует при каком давлении бетон не пропускает воду. Выражается буквой W. Выпускают бетон марок W 2 до W до W20. Водонепроницаемый бетон используют для бетонирования конструкций, работающих в условиях повышенной влажности: подвальные помещения, тоннели, опоры мостов, дамбы и так далее.
Морозостойкость - характеризует сколько циклов замораживания-оттаивания способен выдержать материал без потери качественных характеристик. В маркировке бетона обозначается буквой F. Выпускаются марки бетона по морозостойкости от F15 до F1000.
Истираемость – величина уменьшения в объеме бетонного слоя под воздействием истирающих усилий. Важный показатель для бетона, применяемого при строительстве дорог, тротуаров, лестниц. Напрямую зависит от прочности. Чем прочнее бетон, тем ниже показатель истираемости. В маркировке прописывается буквой G. Производятся бетоны низкой (G1), средней (G2) и высокой(G3) истираемости.
Время набора прочности. От этого показателя зависит скорость проведения строительных работ. Бывают быстротвердеющие смеси и медленнотвердеющие. Скорость твердения бетона не равномерна и зависит от температуры, влажности и внесенных добавок. Оптимальными условиями твердения классического бетонного раствора являются температура 18-220С и влажность 90%. В этих условиях бетон набирает 70% прочности через 5-6 дней. Этого достаточно для распалубки и нагружения бетонной конструкции. Близко к 100% твердение произойдет через 28 дней.
Контроль качества бетона
Как ни странно, но в качественном бетоне заинтересованы все стороны процесса. Производитель бетона несет полную материальную, административную и уголовную ответственность за предоставленную продукцию. Если по вине бетонного завода происходит необратимое нарушение строительства или возникает угроза безопасности, то на компанию по производству бетона налагаются огромные штрафные санкции. Поэтому добросовестный и надежный производитель не экономит на проведении испытаний на соответствие бетона установленным стандартам качества.
Контрольные испытания проводятся в специализированной и аттестованной лаборатории. Лаборатория должна помимо аттестации иметь лицензию на проведение работ по оценке качества бетона. Важно помнить, что только аттестованные и лицензированные организации имеет право проводить экспертизу и оценку качества бетонных смесей, и только их заключение будет нести юридическую силу.
Как правильно заказать бетон
При заказе товарного бетона необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:
- Приобретать бетон нужно у надежных, проверенных изготовителей, которые работают не один год. Нужно понимать, что при схватывании свойства бетона неисправимы. В этой связи рекомендуется изучить строительные интернет-форумы региона для поиска отзывов о производителях бетона.
- Обязательно согласовать с заводом, опираясь на проектную документацию, какими характеристиками должен обладать бетонный раствор: прочность, жесткость и подвижность, морозостойкость, водонепроницаемость, скорость набора прочности, вид добавок
- Обговорить габаритные размеры автобетоносмесителя и уточнить, возможность подъезда автотранспорта к месту выгрузки. Важно учесть массу груженого автобетоносмесителя и надежность грунта.
- У изготовителя обязательно требовать паспорт бетона, где указывается основные характеристики и объем бетонной смеси.
- Во избежание неприятностей, рассчитать примерную время доставки от производителя до объекта, с учетом затруднений на дорогах и периода «час пик».
- До прибытия миксера необходимо тщательно подготовить все необходимое для оперативной разгрузки, так как время выгрузки ограничено условиями производителя. Простой не по вине поставщика оплачивается заказчиком.
Александр Круглов: «Технически из стекла можно выполнить любой конструктив»
Стекольная отрасль за последние годы технологически ушла далеко вперед. В этом уверен продакт-менеджер департамента маркетинга Pilkington Glass Russia Александр Круглов. В интервью «Строительному Еженедельнику» он рассказал о том, как стекло в архитектуре и строительстве постепенно вытесняет другие материалы.
– Александр, можно ли назвать стекло одним из самых перспективных строительных материалов? За счет каких факторов?
– Да, безусловно. Доля применения стекла как строительного продукта растет с каждым годом. Архитекторы все чаще используют большие светопрозрачные конструкции, выбирая стекло в качестве основного материала для заполнения проемов. Причина достаточно простая – оно имеет ряд преимуществ: прозрачно, что увеличивает доступ к естественному свету, и эстетично в архитектурных решениях. Стекло стало энергоэффективным материалом и хорошо сохраняет тепло благодаря использованию покрытий. Оно может перерабатываться до безопасного состояния и может быть применено в самых сложных объектах и как отдельный элемент, и в качестве внешней оболочки.
На фото: Индустриальный парк Zeev Shalom Center (Эмек-Хеффер, Израиль): стекло Pilkington Suncool® 70/40
– Какие могут быть нетиповые решения в применении стекла?
– На самом деле чисто технически из стекла можно выполнить любой конструктив. Ограничения задают стандарты его применения и безопасности – ГОСТы, СНиПы, своды правил. Необходимо, чтобы конструкция была безопасной при монтаже и эксплуатации, с этим надо считаться. Однако уже сейчас стекло может использоваться как несущая стойка витража, в качестве опоры, обслуживаемой кровли или пола. Такие решения пока считаются нестандартными, но уже выполняются некоторыми компаниями – и запросы на них приходят все чаще. Также стекло позволяет создавать прозрачные конструкции для защиты от сверхвысоких нагрузок – защиты от выпадений, от взлома, для пулезащиты, обеспечения пожарной безопасности. Если примеры применения даже в качестве корпуса погруженной части морского судна.
– Значительно ли стекло меняет архитектуру городских построек?
– Современную архитектуру сложно представить без стекла. Оно может занимать до 80% площади фасадов. И это, конечно, влияет на городскую архитектуру. Стекло с архитектурным покрытием придает формы, оттенки зданиям, делает визуально более легкой даже самую тяжелую бетонную конструкцию. Эта воздушность ощущается не только снаружи, но и внутри здания, открывая широкий горизонт для обзора и наполняя помещение естественным светом. Важно подчеркнуть, что современные и очень интересные решения остекления применяются не только в административных зданиях, развлекательных и торговых комплексах, но и доступны для многоквартирных и индивидуальных жилых домов. Созданный по последним технологиям стеклопакет с мультифункциональным покрытием выглядит как обычный и внешне себя ничем не выдает, но при этом он сохраняет тепло в помещении, защищает от солнечного жара и решает проблему появления конденсата на окне.
На фото: ЖК «Шоколад» (Краснодар): стекло Pilkington Suncool-R Silver 50 27
– Какие тенденции Вы видите в дальнейшем развитии стекольной промышленности?
– Сегодня технические характеристики и возможности имеющихся на рынке продуктов, в частности, нашего продукта Pilkington Glass Russia, уже отвечают всем запросам рынка и ощутимо превосходят их. Поэтому в короткой перспективе каких-то значительных изменений в производстве стекла не ожидается. В отрасли в большей степени будут наблюдаться две тенденции. Первая связана с глубиной переработки стекла. Компании будут инвестировать в обновление оборудования для выпуска более сложной продукции, а также в повышение квалификации своих сотрудников. Вторая тенденция связана с повышением информированности рынка о новых возможностях стекла. Многие строители все еще используют устаревшие подходы к возведению светопрозрачных конструкций. Однако, применяя технологичные решения Pilkington Glass Russia, строители могут вызвать больший спрос на свои объекты, и мы готовы помогать им в этой работе, взять часть маркетинговых задач на себя.
Качество на контроле. Проблемы внешнего строительного контроля
Строительный контроль позволяет не только гарантировать качество возводимых объектов, но и повысить рентабельность проводимых работ. Все активнее в надзорно-проверочной деятельности задействуются новые технологии и оборудование.
Строительный контроль является обязательной частью технического сопровождения при возведении практически любого объекта. Это требование прописано в Градостроительном кодексе РФ и выполняется участниками рынка. Проводить строительный контроль могут как застройщик или технический заказчик, так и специализированные независимые организации.
По оценке специалистов, наиболее распространенные нарушения выявляются в технологии строительства, несоответствия его ГОСТ. Также в ряде случаев строители используют материалы, качество которых не отвечает проектным требованиям. Выявляются и нарушения ведения и представления исполнительной документации.
Работа с профессионалами
По оценке экспертов, в настоящее время в России более 1,2 тыс. компаний предоставляют услуги внешнего строительного контроля. С каждым годом число организаций, осуществляющих этот вид деятельности, становится все больше. Внешний технический аудит востребован со стороны небольших строительных организаций, а также «середнячков». Крупные девелоперские компании чаще всего оценивают качество строительства самостоятельно.
Генеральный директор ООО «Нави» Александр Нилов считает, что в настоящее время на рынке есть даже определенный избыток организаций, выполняющих строительный контроль. Причем далеко не все из них имеют необходимые лицензии, квалифицированный персонал и соответствующее оборудование для качественного выполнения работ. По его словам, стоимость оказания данной услуги в целом осталась без изменений. Она зависит от типа здания, сметной стоимости строительства, сроков проведения работ.
«Для выбора профессиональной организации по ведению строительного контроля надо обращать внимание на следующие основные критерии. Она должна иметь допуск СРО для осуществления этих работ. Сотрудники компании должны быть включены в Национальный реестр специалистов НОСТРОЙ и иметь удостоверения о повышении квалификации по безопасности строительства и строительному контролю. Также мы рекомендуем обращать внимание на наличие у потенциального исполнителя специального инструмента, для возможности оценки качества ведения строительных работ», – добавил Александр Нилов.
В IT-формате
По мнению директора департамента внедрений и комплексной автоматизации компании «Мобильные решения для строительства» Андрея Поздеева, если говорить о современных технологиях, которые сегодня можно и нужно использовать в строительном контроле, то в первую очередь стоит вспомнить о физическом инструментарии. В частности, можно использовать беспилотные летательные аппараты. Благодаря дронам руководитель, находясь в головном офисе, может наблюдать за стройкой и мониторить качество строящегося объекта. Также контролировать качество строительства можно с использованием лазерных 3D-сканеров. Но эти технологии в настоящий момент не очень распространены из-за дороговизны.
«Максимально доступный инструмент контроля качества строящихся объектов связан с возможностями различных гаджетов, таких как мобильные телефоны и планшеты. При этом стоит помнить, что обычный функционал мобильных устройств не решает проблем, с которыми сталкиваются инженеры строительного контроля. По этой причине необходим дополнительный софт: программное обеспечение, позволяющее закрывать необходимые задачи. Так, программный комплекс, разработанный нашей компанией, позволяет фиксировать информацию, полученную на стройплощадке, указывать выявленные нарушения в месте и в моменте их возникновения при помощи мобильного устройства. Далее возможности ПО позволяют в режиме реального времени донести эту информацию до заинтересованных пользователей: руководителей проекта, службы по строительному контролю и т. д.», – подчеркнул Андрей Поздеев.
Начальник управления маркетинга и продаж ЗАО «БФА-Девелопмент» Елена Гутман рассказала «Строительному Еженедельнику», что компания разработала собственную программу контроля качества строительства. «Она позволяет отслеживать результаты внутреннего производственного контроля со стороны подрядчика, внешнего инспекционного контроля со стороны заказчика и исполнение решений авторского надзора от проектной организации. Кроме того, она помогает специалистам строительного контроля оперативно совместно с подрядчиком производить освидетельствование скрытых работ и промежуточную приемку возведенных строительных конструкций, с занесением результатов контроля в наглядную архивную базу. В любой момент можно посмотреть, как был сделан тот или иной узел, выполнен тот или иной этап работ», – говорит эксперт.
По словам Елены Гутман, внедрить программный продукт было непросто. Ощущалось сопротивление со стороны подрядчиков, поскольку это дополнительный контроль за ними. Но за год система себя полностью оправдала. Она постоянно совершенствуется. В компании уверены, что за такими IT-решениями будущее отрасли.
Мнение
Александр Нилов, генеральный директор ООО «Нави»
– Важно всегда помнить, что новый объект капитального строительства попросту будет не сдать в эксплуатацию, не выполнив требования по осуществлению строительного контроля, поскольку лицо (организация), выполнявшее эту функцию, должно участвовать в подписании документов для получения разрешения на ввод.