Двадцатый век - золотой век бетона

Двадцатый век стал «золотым веком» бетона. Интенсивное развитие всех областей строительства дало мощный толчок развития теории и технологии бетона. Исследуются вопросы долговечности бетона, его разнообразные свойства, сложные взаимосвязи структуры, состава и свойств бетона различных видов.
Бетон и железобетон становятся основными материалами, используемыми для возведения капитальных сооружений. Бетон с успехом применяется в судостроении, машиностроении, других отраслях техники. Интенсивно развивается технология бетона и железобетонных изделий.
Французский инженер Е. Фрейсине в 1917 г. на строительстве мостов и ангаров применяет наружное вибрирование с помощью пневматических молотков. На строительстве плотин в США начали применять сначала поверхностные, а затем глубинные вибраторы.
В 1903 г. в Германии начали изготавливать товарные бетонные смеси на заводе путем дозирования и смешивания цемента с другими
исходными материалами. Были разработаны промышленные бетоносмесители. В 20-х годах в США появились первые втобетоносмесители, а уже в 1930 г. там функционирует около сотни бетонных заводов.
В 1963 г. в США около 78% общего объема бетонных смесей было приготовлено автобетоносмесителями, а среди бетонных заводов 68% являлись заводами сухих смесей. В странах с развитой экономикой производство товарного бетона составило 500-1000 л. надушу населения в год.
Еще в 1880 г. В. Михаэлис начал применять для ускорения твердения бетона и получения известково-песчаных камней острый пар. Тепловлажностная обработка пропариванием становится основным способом ускорения твердения бетона в заводской технологии железобетонных изделий. Развивается также технология автоклавных силикатных изделий.
К числу революционизирующих идей в производстве железобетонных конструкций явилась идея преднапряжения, принадлежащая Е. Фрейсине, который получил патенты и опубликовал сущность метода предварительного напряжения в 1933 г. в статье под названием «Новые идеи и взгляды». Эти идеи в дальнейшем были уточнены в книге «Изложение общих идей преднапряжения» (1949 г.).
С самого начала промышленного освоения цементный бетон применялся как в монолитных, так и сборных конструкциях и сооружениях.
Производство сборного железобетона выросло в мощную отрасль промышленности в 50-х годах XX в. Были созданы мощные предприятия по изготовлению сборных конструкций гражданских и промышленных зданий, труб, шпал, опор ЛЭП и др. В СССР в 1954 г. было изготовлено 28 млн. м3 сборных железобетонных изделий, через 10 лет в 18 раз, а в 1975 г. - в 40 раз больше. Развитие сборного строительства сыграло, несомненно, положительную роль в индустриализации и механизации строительства. Развивалось также и производство монолитного бетона. Традиционными направлениями применения монолитного бетона являются гидротехническое и дорожное строительство. Наиболее значительные объемы монолитного бетона применяются при возведении гидротехнических сооружений.
Систематическое использование бетона в плотиностроении привело к вытеснению плотин из каменной кладки.
В 20-30-х годах прошлого столетия начинает развиваться технология гидротехнического бетона.
Возводятся бетонные плотины в США - Боулдер (Гувер), Норрис и Хайвосси, в Германии - Шварценбах и Блейлох, в СССР - Волховская, Днепровская, Нижне - Свирская ГЭС и др. В 60-70 гг. строятся также высотные плотины Братской ГЭС (высота 125 м, объем бетонной кладки 4415 тыс. м3), Красноярской ГЭС (высота 124 м, объем бетона 4600тыс. м3), Саяно-Шушенской ГЭС (высота 240 м, объем бетона 8730 тыс. м3).
С развитием технологии строительства монолитный бетон все в больших масштабах применяется в домостроении. Предпочтение сборному или монолитному варианту возведения зданий определяется технико-экономическими, архитектурными и иными требованиями. Железобетон обладает рядом преимуществ по сравнению с металлом при использовании в каркасах высотных зданий. С разработкой высокоподвижных бетонов высокой прочности подача материала на высоту осуществляется бетононасосами, что намного эффективнее крановых операций.
Наряду с развитием технологии тяжелого бетона в XX в.развивалась технология производства легких и яче-истых бетонов.Применение природных пористых заполнителей для легкого бетона известно было с глубокой древности. Еще Плиний предлагал смешивать 1 ч. извести, 2 ч. пуццоланы и 1 ч. толченого туфа. Этот рецепт в течение многих столетий применялся при возведении гидротехнических сооружений.
В 1917 г. американцу Хейду был выдан патент на производство вспученных глины и сланца, прообразов пористых заполнителей типа керамзита.
Применение легких бетонов на пористых заполнителях получило наибольшее развитие в США и в СССР. Область их применения охватывает обширную номенклатуру конструкционно-теплоизо-ляционных изделий и несущих конструкций. Легкие бетоны становятся одним из основных стеновых материалов. Они применяются также в промышленном строительстве, в автодорожных мостах, в дорожных и аэродромных покрытиях и др.
В США имеется опыт применения легкого бетона в зданиях высотой до 200 м. В 1954-1955 гг. на Аляске через р. Канаи сооружен четырех-пролетный керамзито-железобетонный мост.
Наряду с легкими бетонами на пористых заполнителях развивается производство ячеистых и многих специальных видов бетона. Развивающаяся технология бетона и постоянно расширяющаяся область его применения ставит новые задачи перед цементной промышленностью. Увеличивается объем производства цемента, улучшаются их качественные показатели. Выпуск цемента в среднем во всем мире на душу населения приблизился к 200 кг, достигая в экономически развитых странах 350-700 кг.
В общем выпуске цемента преобладающими стали цементы марок 400 и 500. Было освоено производство портландцемента марок 600-800. При доминирующем положении портландцемента цементная промышленность в значительных объемах производит шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент, быстро-твердеющие, высокопрочные, сульфатостойкие, пластифицированные, белый и цветные, дорожный, расширяющиеся, тампо-нажные и другие виды цементов.
Работами Ж. Вида во Франции и И.Спекмана в США (1912 г.) было положено начало производству глиноземистого цемента. Уже начиная с 1924 г., производство глиноземистого цемента для быстрого восстановления повреждений при авариях, строительства в зимних условиях было организовано во многих странах.
В1936 г. Г. Лоссье во Франции разработал безусадочный цемент, а исследования В.В. Михайлова (СССР) в начале 40-х годов легли в основу технологии расширяющихся и напрягающих цементов, и на их основе самонапряженных железобетонных конструкций.
Получила развитие ресурсосберегающая технология производства цемента и бетона за счет широкого применения побочных продуктов и отходов промышленности. Особо следует отметить использование доменных шлаков, золы-уноса, других активных минеральных добавок, позволяющих не только снизить расход портландце. ментного клинкера и энергетических ресурсов, но и улучшить ряд свойств материалов - их водо- и сульфато-стойкость, термическую трещиностой-кость и др.
Первые попытки включения гранулированного шлака в состав цемента относятся к 1880 г. В Германии цемент, содержащий 30% шлака, был признан пригодным к использованию в 1909 г., а в 1917 г. содержание шлака было разрешено увеличить до 70%. Современными европейскими нормами на цементы общестроительного назначения предусмотрены цементы с содержанием доменного шлака до 80%.
Разработаны также бесклинкерные шлаковые вяжущие, из которых наиболее высокие физико-механические свойства характерны для шлакощелочных вяжущих (предложены в Киевском инженерно-строительном институте В.Д. Глухов-ским). В ряде стран Европы - ФРГ, России, Бельгии, Франции и др. нашлако-портландцемент приходится 12-25% от общего количества выпускаемого цемента.
Пылевидный отход сжигания каменного угля - зола-унос - впервые, как добавка-заменитель части цемента в бетоне, была применена в США в 1942 г. при ремонте плотины Гувер. Последующая практика показала, что при введении 100-150 кг/м3 золы-унос в бетонные смеси достигается существенная экономия цемента в бетоне без ухудшения его прочности и других свойств. Положительный опыт накоплен и при введении золы-унос как активной минеральной добавки в производстве портландцемента.
Наряду с активными минеральными добавками в бетоны стали все более широко использоваться добавки-модификаторы различных свойств этого материала, вводимые в сравнительно большом количестве - от сотых долей до нескольких процентов от
массы цемента.
История применения добавок в бетоны и растворы начинается, по существу, с зарождения истории самих этих материалов. В XX в. введение разнообразных добавок в бетон стало одним из наиболее эффективных технологических приемов регулирования его свойств и ресурсосбережения. В настоящее время в развитых странах мира большая часть бетона изготавливается с введением добавок-модификаторов.
на первую добавку-ускоритель твердения-хлорид кальция - зарегистрирован в 1885 г. (У. Миллар и С. Николе). До настоящего времени хлорид кальция считается одним из наиболее сильных ускорителей твердения бетона, хотя он находит ограниченное применение в связи с коррозирующим влиянием на стальную арматуру. ВЗО-хгодахХХ в. появились публикации и началось широкое применение пластифицирующих (водопонижающих) и возду-хововлекающих добавок. Интересно, что в числе первых из известных к настоящему времени водопонижающих добавок были продукты конденсации нафталинсульфокислот, рекомендованные (Г. Кеннеди, 1936 г.) к введению в бетонные смеси в сравнительно малых дозах - около 0,1% массы цемента. Эти полимеры не использовались до семидесятых годов, когда их заново «открыли» с некоторыми изменениями состава как суперпластификаторы, эффективные при дозировках 0,5-1% массы цемента. Наиболее популярными до распространения суперпластификаторов в технологии бетона водопонижающими добавками были технические лигносульфонаты. К настоящему времени разработан ряд способов модифицирования технических лигносульфонатов, позволяющих их приблизить по водоредуцирующей способности к суперпластификаторам.
Воздухововлекающие добавки в промышленном масштабе начали производиться в США в 1939 г. после случайно обнаруженного положительного эффекта воздухововлечения, характерного для цементов с некоторыми присадками, на морозостойкость бетона.
Этот вид добавок, весьма популярный в США (нейтрализованный винсол и др.), распространился и в европейских странах как лучший вид добавок в бетонах, работающих в условиях попеременного замораживания и оттаивания.
Для модифицирования бетона все большее применение находят полимерные добавки. Первоначально с этой целью применялись природные каучуковые латексы (Крессон, 1923 г.), а с 1932 г. были предложены для цементных материалов синтетические латексы, а затем добавки поливинилацетата, различные полимерные смолы, кремнийорганическиесоединения, метилцеллюлозаидр.
С 80-х годов прошлого столетия представились возможности для радикального изменения качественных показателей бетонных смесей и бетонов в связи с производством суперпластифицирующих, а затем микрокремнеземистых добавок. Производство суперпластификаторов впервые было организовано в Японии и несколько позже в ФРГ.
Суперпластификаторы позволили разработать новые технологии литых бетонных смесей с умеренным водосодержанием, высокопрочных бетонов, бетонов с высокой непроницаемостью, улучшенным качеством поверхности. Высоко-прочные бетоны нового поколения позволили реализовать проекты туннеля под Ла-Маншем, запроектировать 115-этажный небоскреб в Чикаго высотой 610 м, мост через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом 1991 м и др.
В комплексе с суперпластификаторами оказались высокоэффективными микрокремнеземистые добавки. Они начали использоваться с 50-х годов, сначала в Норвегии, а затем и в других странах. С применением микрокремнезема в настоящее время возведен ряд уникальных объектов, например, морских платформ из конструкционного легкого бетона (Япония), здание небоскреба (США) и др.
Наряду с технологией в XX в. интенсивно развивается теория бетона на основе применения эффективных методов экспериментальных исследований. К выдающимся европейским и американскими исследователям-бетоноведам XX в. можно отнести Г. Кеннеди, М. Коллепарди, Р. Лермита, Ф. Мак-Милана, В. Мальхорта, В. Рамачандрана, Р. Фельд-мана и др.
Теория и технология бетона интенсивно развиваются во всех экономически развитых странах мира. В России, а затем в СССР, странах СНГ бетоноведческие исследования развивались по всем основным направлениям. Выдающуюся роль в организации этих исследований сыграли ведущие научно-исследовательские и учебные институты и университеты (ЦНИИПС, а затем НИИЖБ, ВНИИЖелезобетон, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Московский, Петербургский институты путей сообщений, строительные институты). В развитие основополагающих работ Д. Абрамса, М. Боломея, О Графа и Р. Фере Ю.М.Баженов, Н.В.Беляев, Б. Г. Скрамтаев и др. разработали расчетно-экспериментальный метод проектирования составов бетона с заданными значениями прочности и показателей удобоукладываемости.
Выполнены фундаментальные работы по теории прочности бе-тонов с учетом условий работы его в конструкциях и сооружениях особенностей структуры и состава И.Н. Ахвердов, А. А. Гвоздев' И.М. Грушко, Н.А.Попов, И.А. Рыбьев, Б.Г. Скрамтаев, А.Е. Шейкин и др.). Уже в начале XX в. (1902-904 гг.) возникла проблема обеспечения долговечности бетона в конструкциях и сооружениях. Первые исследования коррозионной стойкости бетона (Байков А.А., Шуляченко А. Р., Чаномский В.И.) были посвящены обследованию бетонных и железобетонных сооружений, эксплуатируемых в морской воде. Значительный вклад в изучение механизма различных видов коррозии бетона и повышения его стойкости принадлежит В.И. Бабушкину, А.Ф. Полаку Ф.М.Иванову, В.М. Москвину и др.
Всесторонне исследуются свойства бетона, определяй работоспособность и надежность в сооружениях (Берг О.Я. Горча-1 Десов А. Е, Кунцевич О. В., Мчедлов-Петросян О. П., Стальников В. В., Шестоперов С. В. и др.).
Разрабатываются многочисленные добавки, регулирующие свойства бетонных смесей и бетона ( Баженов Ю.М., Батраков В.Г., Ратинов В.Б. и др.).

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

• Зимний бетон с пмд необходим, если строительство ведется при низкой температуре.
• Мы поможем найти на бетон м600 цену в дмитрове, хотя и просим учитывать, что у такого бетона - ограниченный спектр применения.
• В нашей компании цена бетона в Подольск формируется по итогу конкурентной борьбы между качественными производителями бетона Подольского и окрестных районов.