Монолитный железобетон: характеристики и применение материала

Монолитный железобетон связан с понятием монолитного строительства. Если сборные или монолитно-сборные конструкции выпускаются готовыми, то монолитные стены и фундаменты формируются непосредственно при строительстве. Давайте поговорим о таком материале, его характеристиках, технологии возведения зданий из монолитного железобетона.

Особенности материала

Основным отличием монолитного материала от сборного является способ изготовления. Сборный железобетон – сваи, стеновые панели, лестницы, производятся на заводе в формах и транспортируются на строительную площадку в готовом виде.

Монолитный предполагает иной метод.

• На первом этапе сооружают арматурный каркас. Поскольку речь идет о несущих конструкциях, то обычно диаметр арматуры составляет 12 мм и больше. Кроме того, используются арматурные сетки, фиксаторы и прочее.
• Затем вокруг будущей конструкции сооружают опалубку, выполняющую роль формы.
• Заливают в форму бетон соответствующей марки – шлакобетон, керамзитобетон, тяжелый. Материал уплотняют механическим методом с помощью глубинных или поверхностных вибраторов.
• Выдерживается необходимое время для отвердевания бетона.

Следующее видео расскажет вам о проверке прочности железобетонной конструкции:

Достоинства и недостатки

Монолитный железобетон имеет свои достоинства и недостатки. Связаны они именно с технологическим процессом. Характеристики же самой конструкции будут зависеть от марки бетона и качества арматуры.

• Скорость возведения сооружения из бетона намного выше, чем из кирпича или камня.
• Использование плит позволяет уменьшить толщину стен, а, значит, увеличить площадь квартиры. Монолитные работы позволяют усложнить планировку и отказаться от стандартных схем, так как блоки не привязаны к типовому размеру плит, как при строительстве из сборного железобетона.
• Монолитная конструкция отличается большой прочностью и выдерживает землетрясение до 8 баллов без разрушения.
• Минимальное количество или полное отсутствие швов увеличивает теплоизоляцию.

К недостаткам метода относят следующее.

• Высокая трудоемкость сооружения, так как, по сути, на строительной площадке осуществляется весь производственный цикл, исключая только приготовление бетона, да и то не всегда.
• Монолитный железобетон требует участия дополнительной грузоподъемной техники, особенно когда речь идет о надземной части здания.
• Сооружение монолитной конструкции требует больших финансовых затрат.

Технические характеристики

Бетон характеризуется хорошей сопротивляемостью на сжатие, но недостаточной – на растяжение. Нивелировать это свойство и призван металлический каркас из монолитного железобетона, который, в свою очередь, показывает прекрасные результаты при растяжении, но недостаточные при сжатии. Комбинация обоих материалов позволяет при строительстве воспользоваться только достоинствами.

Остальные характеристики конструкций определяет вид бетона.

• Легкие бетоны – керамзитобетон, опилкобетон и прочее, используются для облегченных конструкций и для уменьшения теплопроводности, так как по этим показателям бетон уступает глиняному кирпичу.
• Тяжелые бетоны – с плотностью в 2200–2500 кг/ куб.м обеспечивают надежность несущих конструкций и фундамента. Смесь подбирают по кассам – B1, B2, B1,5.

А теперь давайте поговорим про теплопроводность монолитного железобетона. Теплопроводность камня зависит от наполнителя.

• Максимальной теплопроводностью обладает именно монолитный бетон без присадок – 1,75 Вт/(м·град).
• Чуть лучше показатели у смеси с добавкой щебня и гравия – 1,51 Вт/(м·град).
• Показатели материала на песке, шлаках и с добавкой силикатов колеблются от 0,3 до .81 Вт/(м·град).
• Максимальными теплоизоляционными характеристиками обладает специальный теплоизоляционный бетон – 0,18 Вт/(м·град), а также смесь на вулканическом шлаке – 0,2–0,5 Вт/(м·град), что соответствует показателям керамического щелевого и пустотелого кирпича.

Конструктивное решение монолитного железобетона регулируется ГОСТ и соответствующими требованиями СНиП. В документах указываются возможные схемы и те изделия, которые можно использовать для сооружения тех или иных элементов. По ГОСТ несущая система здания должна составлять единое целое из фундамента, вертикальных опор – стены и колонны, и горизонтальных плит – перекрытия и покрытия.

Стоит отметить, что плиты, по сути, являются уже элементами сборно-монолитного строительства. Однако в документации они также именуются монолитными конструкциями.

Для чего требуется получение монолитного железобетона, какова его область применения, читайте далее.

Среда применения

Конструкции из железобетона на сегодня являются базой строительства, поэтому сферой их применения можно смело назвать все мыслимые строительные работы (строительство частных домов из монолитного железобетона, коттеджей, других зданий и т.п.).

• Тип фундамента зависит от геодезических условий. Однако основой большинства конструкций является монолитный железобетон.
  • Ленточный фундамент – плиты переменной толщины укладывают под колонны или под стены и колонны сооружения.
  • Монолитная плита под площадью всего здания – наиболее материалоемкий вариант.
  • Плитный фундамент при большой толщине можно модифицировать, если это допускает конструкционная схема. В этом случае используются ребристые и коробчатые плиты.
  • Свайный фундамент – применяют на слабых грунтах.
• Колонны – выступают вертикальными опорами вместо или вместе со стенами. Сечение зависит от конструкционной схемы: колонны могут быть прямоугольными, круглыми, уголковыми, кольцевыми и так далее.
• Из монолитного железобетона возводят несущие стены как наружные, так и внутренние.
• Для перекрытий с балками и без используют сплошные, пустотные и ребристые плиты.
• Лестничные марши – прямые, винтовые, комбинированные.
• Декоративные архитектурные элементы – бетон отличается высокой пластичностью при кладке, что позволяет сооружать, арки, фронтоны, декоративные колонны без всяких ограничений.
• Туннели – под дорогой, мостом и для метро.
• В сооружении мостов монолитный железобетон незаменим.
• Площадки, где предполагается высокая нагрузка – аэродром, испытательный полигон и прочее.

Далее вы узнаете, какие требуются документы для приемки монолитного железобетона.

Про технологию строительства зданий из монолитного железобетона расскажет следующий видеосюжет:

Документы для приемки

Сооружение монолитных железобетонных конструкций является частью строительных работ и принимается по мере возведения специальной приемной комиссией.

Обязательным условием является проведение лабораторного анализа готовой бетонной смеси перед заливкой. В акте приема есть соответствующие графы, где требуется указать технические характеристики материала – морозостойкость, водонепроницаемость и среднюю прочность, вычисленную по сериям контрольных образцов.

Проверке также подвергается стальная арматура. При отклонении от норм СНиП материал не может быть использован при строительстве.

Документом для приемки готовой конструкции является акт освидетельствования и приемки. В нем указываются:

• номера использованных рабочих чертежей;
• номера проведенных работ из журнала строительства и журнала авторского надзора;
• акты приемки предварительных работ, если они были;
• результаты лабораторных испытаний;
• геометрические размеры конструкции и отклонения их от плановых, если они есть;
• соответствие рабочему проекту и СНиП;
• освидетельствование – здесь указываются возможные дефекты, оценивается состояние поверхности и прочее.

Акт приема проводится при сдаче любой промежуточной готовой конструкции, а не в целом стены или этажа.

Расчет монолитного железобетона

Наиболее важной характеристикой монолитной конструкции является величина расчетной нагрузки, то есть, максимум веса, который может выдержать плита без учета ее собственной массы. Определяется величина 3 факторами:

• толщиной стены или перекрытия;
• классом бетона – классификация по прочности на сжатие;
• содержанием арматуры.

Для примера пустотная монолитная плита рассчитана на нагрузку в 800 кг/кв. м. Сплошная плита из напряженного бетона способна выдержать до 1250 кг/кв. м.

Расчеты при возведении многоэтажного здания чрезвычайно сложны, так как включают не только вычисление необходимой расчетной нагрузки, но учитывают и общую нагрузку на фундамент, характер стены – передающей фундамент нагрузку только своего веса или всего этажа, оценку сопротивления разрушению, степень деформации оснований и так далее.

В частном строительстве чаще всего сталкиваются с сооружением фундамента – ленточного или платного, расчеты которого более просты. Для определения площади фундамента, который должен быть чуть больше площади здания, используется формула:

S > γ_n F/γ_c Ro, где

• γ_n – коэффициент надежности и равен 1,2;
• F – нагрузка. Включает в себя вес всего здания и полезную нагрузку – мебель, бытовая техника, внутренние сооружения, отделка, люди. В стандартных случаях, если речь идет о жилом доме, полезная нагрузка составляет 150 кг/кв. м. Очевидно, что при облицовке камнем лестницы и полов нагрузка будет намного выше.
• γ_{c —} коэффициент условий, определяется типом грунта. Для крупных песков, например, составляет 1,2, для пластичной глины – 1,0.
• Ro – условное сопротивление грунта. В данном случае речь идет о мелкозаглубленном фундаменте. Величину берут из таблицы сопротивлений, где учитывается характер грунта и самого здания.

Получив величину, подбирают значения длины и ширины исходя из конфигурации дома.

Глубину основания вычисляют по справочнику СНиП для чего требуется установить три параметра.

• Глубина фактического промерзания определяется как произведение нормативной глубины для региона и коэффициента отопления. Если зданием будут пользоваться зимой, то есть дом отапливается, то коэффициент будет меньше единицы. В противном случае его принимают равным 1,1.
• Уровень грунтовых вод определяют самостоятельно, выкопав шурф. Принципиальным является положение воды выше или ниже на 2 м от точки промерзания.
• По таблице 2 СНиПа 2.02.01-83 с учетом типа грунта и двух полученных величин определяют глубину фундамента.

Объем основания дает возможность вычислить необходимое количество бетона и арматуры.

В завершение мы поговорим про демонтаж монолитного железобетона.

Демонтаж конструкций

Причины демонтажа могут быть разными: перепланировка, изменение всей конструкции, уменьшение нагрузки на какие-то элементы конструкции и прочее. Мероприятие это нелегкое и в любом случае требует много времени и затрат.

Для демонтажа используются различные методы и инструменты. По их характеристикам различают следующие способы:

• механический – предполагает применение спецтехники и вспомогательных механизмов – клин-молот, например;
• полумеханический включает пневматический и электрический инструмент – алмазный бур, механическую пилу, канатную пилу, пневматический отбойный молоток;
• для работы в небольших помещениях используются специальные мини-роботы. Их же применяют для демонтажа в опасных условиях;
• взрывной способ – применяется при сносе, однако опасен и требует высокой профессиональности;
• электрогидравлический метод разрешает применение гидроклинов. По степени воздействия он вполне сравним со взрывом, но безопаснее, так как не порождает взрывной волны;
• комбинированный – объединяет при необходимости разные способы демонтажа.

Демонтаж осуществляется только после отключения и разборки любых инженерных коммуникаций. Если речь идет о сносе постройки, то обязательным является возведение временного ограждения опасного участка.

Монолитный железобетон составляет значительную часть конструкционных материалов, используемых при строительстве. Уступая сборному методу по скорости, монолитный превышает все известные способы по прочности и надежности сооружений. Подпорные стены из монолитного железобетона, возведение фундаментов — вот лишь малая толика того, что можно сделать при помощи подобного материала.

Следующее видео расскажет вам об одном из новых видов монолитного железобетона: