СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ
METHOD OF REINFORCED CONCRETE PRODUCTS AND STRUCTURES MOLDING

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам формования железобетонных изделий и конструкций.
При строительстве зданий и сооружений широко применяются большепролетные тонкостенные железобетонные изделия и конструкции из высокопрочного бетона. Особенностью таких конструкций является то, что при огневом воздействии при пожаре, происходит быстрый прогрев арматуры до критической температуры и потеря несущей способности. Повышение огнестойкости строительных конструкций может быть обеспечено техническими решениями, предусматривающими применение различных огнезащитных покрытий, наносимых на поверхность железобетонных изделий и конструкций как после их изготовления, так и в процессе формования.
Известны различные способы формования железобетонных изделий и конструкций, заключающиеся в укладке и уплотнении бетонной смеси (Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М: Стройиздат, 1984, 67 с.; Савинов О.А., Лавринович Е.В. Вибрационная техника уплотнения и формования бетонных смесей. - Ленинград: Стройиздат, 1986, 280 с.; патент RU 2121916, МПК В28В 1/087, В28В 13/02, опубл. 20.11.1998 г.; патент RU 2111116, МПК В28В 21/14, опубл. 20.05.1998 г.; патент RU 2227198, МПК E04G 11/22, опубл. 20.04.2004 г. ).
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ формования двухслойных железобетонных изделий, включающий укладку бетонной смеси нижнего слоя из высокопрочного бетона и ее уплотнение на виброплощадке, укладку на поверхность свежеотформованного несущего слоя верхнего слоя бетонной смеси термостойкого огнезащитного покрытия и ее уплотнение сверху виброштампом (Перцев В.Т., Леденев А.А., Рудаков О.Б., Загоруйко Т.В. Состав и технология получения бетона повышенной термостойкости для огнестойких железобетонных изделий // «Научный вестник Воронежского ГАСУ». Серия: физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2015. №2 (11). С. 39-45).
Недостатком данного способа формования является невысокая адгезионная прочность между наносимым огнезащитным покрытием и несущим слоем из высокопрочного бетона. В условиях высокотемпературного воздействия пожара это может приводить к возникновению трещин и разрывов, как в массиве, так и в контактной зоне слоев и преждевременному наступлению предела огнестойкости конструкции.
Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности между наносимым огнезащитным покрытием из термостойкого бетона и несущим слоем из высокопрочного бетона, что обеспечивает повышение трещиностойкости в условиях высокотемпературных воздействий и повышение огнестойкости железобетонных изделий и конструкций.
Указанный технический результат достигается за счет реализации способа формования железобетонных изделий и конструкций, включающего укладку в форму бетонной смеси нижнего слоя бетона и его уплотнение, укладку верхнего слоя бетонной смеси термостойкого огнезащитного покрытия и его уплотнение. Особенность способа заключается в том, что после укладки верхнего слоя его уплотнение осуществляют путем одновременного вибрационного воздействия сверху и снизу формы в течение 10-15 секунд.
Повышение адгезионной прочности между наносимым огнезащитным покрытием и несущим слоем из высокопрочного бетона достигается за счет интенсификации относительного движения и перераспределения частиц в контактной зоне слоев изделия вследствие снижения сил межчастичного и межфазного взаимодействия на границе раздела фаз (Перцев В.Т. Управление процессами раннего структурообразования бетонов: монография. Воронеж: ВГАСУ, 2006. С. 173-182). Это может быть обеспечено путем одновременного вибрационного воздействия на бетонную смесь сверху и снизу при формовании железобетонных изделий и конструкций.
Реализация предложенного способа формования железобетонных изделий и конструкций может быть осуществлена с использованием стандартного оборудования для виброуплотнения бетонных смесей (Вибрации в технике: Справочник. Т. 4. Вибрационные процессы и машины. Под ред. Э.Э. Лавендела. - Машиностроение, 1981. - 509 с.; Руденко И.Ф. Формование изделий поверхностными виброустройствами. - М.: Стройиздат, 1972. - 176 с.).
Для оценки эффективности предлагаемого способа формования были изготовлены двухслойные бетонные образцы размером 100×100×100 мм, состоящие из нижнего слоя из высокопрочного бетона и верхнего слоя термостойкого огнезащитного покрытия толщиной 10-40 мм. Твердение образцов протекало при нормальных условиях: температуре 20±2°С, влажности 100% в течение 28 суток. Установлено, что как в период твердения, так и после его завершения двухслойные образцы сохраняли сплошность, наличия трещин и разрывов, как в массиве образцов, так и в контактной зоне не наблюдалось.
Определение адгезионной прочности нижнего слоя из высокопрочного бетона и верхнего слоя термостойкого огнезащитного покрытия проводили в ходе испытаний на отрыв с помощью электромеханического пресса с использованием оборудования, позволившего обеспечить равномерное распределение разрывного усилия в контактной зоне двухслойных образцов. Изготовленные двухслойные образцы были распилены на балочки размером 50×50×100 мм. Сцепление бетонных слоев изучалось методом отрыва накладок от двухслойных образцов. В ходе испытаний плавно увеличивали нагрузку; фиксировали показание силоизмерителя прибора при отрыве накладок; измеряли площадь проекции поверхности отрыва на плоскости накладки и определяли значение прочности сцепления бетонных слоев при отрыве. В ходе испытаний установлено, что разрыв двухслойных образцов происходит по слою бетона термостойкого огнезащитного покрытия, что обеспечивает надежность сцепления отформованного покрытия, прочность при отрыве составила 0,95 МПа.
В ходе определения совместной работы двухслойных образцов при высокотемпературном воздействии от 500°С до 1100°С установлено, что контактная зона образцов отличалась сплошностью, отсутствием трещин, разрывов и зон разрушения, что свидетельствует о повышенной трещиностойкости слоев и возможности получения железобетонных изделий и конструкций повышенной огнестойкости.
Таким образом, предлагаемый способ формования железобетонных изделий и конструкций позволяет повысить адгезионную прочность между наносимым термостойким огнезащитным покрытием и несущим слоем из высокопрочного бетона, обеспечить высокую трещиностойкость огнезащитного слоя в условиях высокотемпературных воздействий пожара и повысить огнестойкость конструкций.