Составляющие процессы устройства монолитных конструкций. 
Опалубочные работы

Технология производства самого распространенного на земле строительного материала — бетона уходит в глубь веков. Так, ещё 6000 лет назад при возведении египетских надгробий и других сооружений применялись монолитные бетонные блоки, изготовленные из смеси мелкой гальки, рубленной соломы и нильского ила.

Позже, но задолго до начала нашей эры в Древней Персии, Финикии, Индии, Китае, Риме, Древней Греции при ирригации, строительстве храмов и других фортификационных сооружений наряду с блоками из природного камня и сырцовым кирпичом использовался также монолитный бетон на гидравлическом вяжущем. Сознательно использовать бетон стали древние египтяне (пирамида в Гизе), за ними античные греки и римляне. Свидетельством тому римские Колизей и Пантеон, сооружения в Помпеях. Пантеон в Риме уже вторую тысячу лет поражает современников своей грандиозностью. Сферический купол его сооружен из бетонных элементов (кругов), в которых применены различные по весу заполнители. Толщина кругов уменьшается с 6 м у основания до 1,2 м у светового отверстия.

Официально все началось 21 октября 1824 года, когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество серого цвета и дал ему имя «портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Портланд. В России подобное цементному клинкеру вещество было получено и применено Е. Г. Челиевым приблизительно в это же время. Первое упоминание о цементе Аспдина в России относится к 1847 году, а патент на железобетон получен в 1880 году.

В России бетон начали применять с начала XIX века для строительства железобетонных мостов, когда были построены первые цементные заводы. К середине XIX века бетон при укладке начали трамбовать, а для улучшения его прочности армировать (усиливать) деревянными и металлическими элементами.

Сегодня в строительстве применяется более тысячи различных видов бетона (от суперлегких теплоизоляционных с объемной массой менее 100 кг/м³, до высокопрочных конструкционных с прочностью на сжатие свыше 200МПа).

Современные высококачественные, высокотехнологические бетоны обладают высокими эксплуатационными свойствами, прочностью, долговечностью, адсорбционной способностью, низким коэффициентом диффузии и истираемостью, надежными защитными свойствами по отношению к стальной арматуре, высокой химической стойкостью, бактерицидностью и стабильностью объема.

Появление высококачественных бетонов открыло новые возможности в строительстве, позволило реализовать такие уникальные проекты как 125-этажный небоскреб в Чикаго высотой в 610 м, мост через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом 1990 м, опора телевизионной антенны в Останкино высотой 385,5 м.

Получены DSP-композиты, включающие специально подготовленные цементы, микрокремнезем, заполнитель, микроволокна, позволяющие при в/ц = 0,12…0,22 и специальных приемов, достичь прочности 270 МПа при высокой стойкости к коррозионным воздействиям и истиранию. Венцом стало получение бетона RPC (Reactive Powder Concrete), изготавливаемого из специально подобранных по составу и дисперсности компонентов, прочность которого достигает 800 МПа.

Хорошо изучены и применяются бетоны на магнезиальных вяжущих, не требующих влажного хранения при твердении, обеспечивающих очень высокую огнестойкость и низкую теплопроводность, износостойкость, прочность при сжатии и изгибе.

Бетоны широко используются в качестве материала для полов в зданиях индустриального, торгового и жилищного назначения, а также стяжек под полы из ковровых материалов и линолеума, при изготовлении художественных изделий, изоляционных составов.

Созданы бетоны на фосфатных цементах, обладающие короткими сроками схватывания; много говорится о достоинствах кислостойких бетонов (в качестве связующего используется высоковязкий водный раствор силикатов натрия или калия с высоким силикатным модулем); развитие получили огнестойкие, электропроводящие, радиоэкранирующие, гидратные, а также сверхтяжелые бетоны.

Под высокопрочными Международная организация по строительству подразумевает бетоны, имеющие прочность на сжатие в цилиндрах 60−130 МПа, а под высококачественными — бетоны с высокими эксплуатационными свойствами при водовяжущем отношении менее 0,4. Подобные бетоны находят все более широкое применение в строительстве Японии, Норвегии, США, Франции. Основные области их применения: высотное строительство, электростанции, морские гидротехнические сооружения, большепролетные мосты и инженерные сооружения, дорожные покрытия.

Строительный процесс по возведению монолитных железобетонных конструкций состоит из заготовительных и построечных процессов, технологически и организационно связанных между собой посредством транспортных операций (рисунок 1).

Рисунок 1 Структурная схема комплексного процесса возведения монолитных железобетонных конструкций

После разработки опалубка переставляется, складируется для ремонта, при бетонировании монолитных предварительно напряженных конструкций добавляются операции по предварительному натяжению арматуры.

Эффективность использования сборных, монолитных или сборно-монолитных конструкций определяют на основе технико-экономического анализа. Обычно применение монолитного железобетона оказывается более экономичным при устройстве фундаментов массой более 10 т, фундаментов под технологическое оборудование, силосов и отпускных колодцев больших диаметров, конструкций зданий, возводимых в районах повышенной сейсмической активности или на просадочных грунтах.

Возведение монолитных железобетонных конструкций — довольно трудоемкий процесс. Трудоемкость возведения 1 м³ монолитных железобетонных конструкций в среднем составляет 4−8 чел-час, в том числе, на опалубочные работы приходится 40−45%, на арматурные — 30−35%, на бетонные — 20−25%.

Снижение трудоемкости возведения монолитных железобетонных конструкций на основе совершенствования технологий и внедрения эффективных специализированных технических средств является одной из важнейших задач, стоящих перед строителями.

Другая проблема при изготовлении монолитных конструкций состоит в том, что одним из энергоемких компонентов является цемент и в настоящее время ведется поиск энерго-экономических решений. Решение данной проблемы ведется в следующих направлениях: совершенствование технологии производства высокомарочных цементов; применение химических и других добавок, уменьшающих расход цемента; применение металлических, в том числе и алюминиевых опалубок; применение арматуры с высокими физико-механическими и химическими свойствами; применение предварительного натяжения арматуры на бетон; совершенствование средств и методов транспортирования бетонных смесей; совершенствование бетоноводов со сниженным сопротивлением движения бетонной смеси и т. д.