Армирование бетона
Бетон в строительных конструкциях прекрасно работает при сжимающей нагрузке. При растяжении или изгибе его прочность существенно ниже. Такова специфика этого материала. Строители и производители стройматериалов давно решили эту проблему с помощью армирования.
При армировании в толщу бетона помещают материалы, дополняющие его свойства, которые прекрасно работают на растяжение и изгиб. Чаще всего это стальные ребристые прутья, сваренные в определенный каркас или решетку. Полученный в итоге композитный материал называется железобетон. Уже в 1802 году железобетон использовали России для укрепления перекрытий Царского дворца. Тогда не было еще портландцемента, строительство велось из известкового бетона.
Сегодня железобетон – самый распространенный материал в строительстве. Армируются почти все конструкции, выполненные из бетона. Это и фундаменты, и стены, и перекрытия, оконные и дверные перемычки, лестничные марши, опоры и пролеты мостов, жби колонны, опоры линий электропередач и все, все, все…
И не только бетон. Армируют изделия из гипса, пластика, керамики, стекла и даже кожу лица увядающих красавиц в косметических целях.
Долгое время единственной арматурой для бетона являлась сталь. Сегодня, в расцвет материаловедения, все чаще применяют композитные материалы.
Стеклопластиковая арматура состоит из стеклянных волокон, скрепленных термопластичной смолой.
Базальтопластиковая – примерно тоже самое, но волокна из базальта.
Углепластиковая – с углеродными волокнами.
Преимуществом композитной арматуры является ее коррозионная стойкость и относительная легкость.
При изготовлении железобетонных конструкций в заводских условиях изготавливают предварительно напряженный железобетон. Для этого перед заливкой смеси арматуру растягивают до нужной величины с помощью домкратов (или другим способом), а после схватывания – освобождают. Арматура сжимает бетонную балку или плиту, придавая ей дополнительную прочность.
При ремонтных работах часто применяется наружное армирование для укрепления изношенных или поврежденных поверхностей. Используется, как правило, металлическая сетка. Затем она оштукатуривается, торкетируется или заливается бетонным раствором.
Оштукатуривание чаще проводят по стеклосетке, но речь идет не об армировании конструкции, а о защите самой цементной штукатурки от растрескивания при усадке. Стеклосетка в растворах, содержащих известь (а это практически все цементные растворы) выдерживает недолго. Известь ее разрушает, если стекловолокно не защищено полимером. Не защищенное стекловолокно лучше использовать в глиноземистых цементах или гипсах.
И в заключении поговорим о фибре. Это может быть коротко нарезанная тонкая металлическая проволока или стружка, полиамидные, базальтовые или стеклянные волокна. Они добавляются в процессе замешивания бетонной смеси, равномерно распределяются в ее массе и существенно упрочняют готовое изделие. В последние годы фибробетон существенно расширил свое присутствие на рынке.
Бетон тонким слоем
Для создания тонкослойных железобетонных оболочек существует много технологий. Будь то купола, навесы или покрытия, наносимые на готовые конструкции. Это не обязательно железобетон. Может применяться и стеклобетон, и фибробетон, любые армированные бетоны и растворы. Оштукатуривание
Штукатурный раствор не принято называть бетоном, но поскольку этот весьма близкий состав хорошо укладывается в нашу тему, в качестве иллюстрации, начнем именно с него. Штукатурные растворы используют для выравнивания поверхностей. Включают они в себя цемент, песок, известь, различные добавки и воду. Это что касается цементных штукатурок. Других пока касаться не будем.
Цементные штукатурки наносят или вручную (при небольших объемах), или средствами малой механизации типа хоппер-пистолет (при средних объемах) или штукатурными насосами (при больших объемах). Давление, используемое при оштукатуривании, не высокое, штукатурная смесь ложится относительно неплотно. При высыхании дает усадку.
Возможны трещины. Чтобы этого не произошло, в слой штукатурного раствора укладывают армирующую сетку. Чаще всего стеклосетку по соображениям экономии. Хорошо если сетка полимерно-стеклянная, так как она прослужит долго, а не только в период схватывания и твердения штукатурки. Для более ответственных случаев выбирают сетку металлическую. А для особо ответственных — другой способ нанесения раствора.
Торкетирование
Отличается от обычного оштукатуривания (с применением насоса) тем, что это уже не насос. Это цемент-пушка, подающая раствор со скоростью 80-100 м/с под давлением в 150-350 кПа. И раствор называется уже не штукатурным, а гораздо солиднее – торкет-бетон. Мощный поток торкет-бетона врезается в поверхность с огромной силой, создавая надежный, очень плотный слой. Заполняет малейшие трещины и раковины. Получается износостойкое и морозостойкое покрытие.
Различают мокрый и сухой способы нанесения торкет-бетона
При мокром способе в шланг подается уже готовая смесь, которая напыляется на поверхность через сопло с помощью воздушного потока. Преимуществом такого способа является меньшая запыленность и удобство в работе. Но установки мокрого торкетирования более сложны, дороги и требуют особого ухода.
При сухом торкетировании жидкая и сухая фазы раствора подаются по разным шлангам и смешиваются только на вылете из сопла. Это дало возможность удлинить шланги почти в два раза, добавить режим «старт-стоп». Но пришлось смириться с большей запыленностью и невозможностью работать в стесненных помещениях из-за большого отскока раствора.
Оба метода хорошо себя зарекомендовали при нанесении защитных покрытий на различные конструкции, а также для строительства арочных, купольных сооружений и подземных тоннелей.
Армоцемент
Не только для строительства куполов и ангаров, но и для строительства кораблей подойдет армоцемент. Эту технологию отличает многослойное армирование тонкой металлической сеткой с последовательным нанесением слоев армоцемента.
Из железобетона корабли плавали уже в XIX веке. А в 1964 году братья Бирюковичи написали книгу «Мелкие суда из стеклоцемента и армоцемента» где подробно рассказали о своем опыте строительства таких судов. К мелким они относили суда водоизмещением до 100 т. Очень рекомендую.
Ферроцемент
Для сооружения простых конструкций: навесов, резервуаров и т.п. подойдет и материал попроще. Есть такое переводное слово ферроцемент. У нас оно широко не используется, как и сама технология, но надо же как-то обозначить тонкостенные конструкции на одном слое сетки. На буржуйских сайтах такую технологию называют ferrocement, и я не буду выдумывать новое название.
PS. Не забудьте, что тонкая стенка купола (или чего-то еще) не должна высыхать слишком быстро, иначе бетон не наберет нужную прочность. Схватившийся раствор следует накрыть влажной рогожкой, потом пленкой и периодически увлажнять хотя бы неделю-две. Тогда все получится.
