- •Конспект лекций
- •Конспект лекций
- •Тема 4. Большепролетные здания и сооружения
- •Тема 5. Отделочные работы
- •5.1. Штукатурные работы
- •5.2. Отделка фасадов зданий
- •5.3. Устройство полов
- •5.4. Сухие методы внутренних отделочных работ
- •Тема 6. Особенности современного строительства и перспективы его развития
- •Тема 7. Основные направления повышения эффективности капитального строительства
- •7.1. Понятие эффективность капитального строительства и факторы оказывающие влияние на неё
- •7.2. Комплексная механизация и автоматизация строительного производства
- •Тема 8. Основные направления ресурсосбережения в строительстве
- •8.1. Снижение материалоемкости в бетонных и железобетонных конструкциях
- •8.2. Снижение материалоемкости конструкций за счет экономии металла
- •8.3. Снижение материалоемкости конструкций перегородок
- •8.4. Снижение материалоемкости конструкций стен
- •8.5. Снижение материалоемкости конструкций за счет применения материалов на основе пластмасс
- •8.6. Снижение материалоемкости конструкций за счет применения материалов на основе клееной древесины
Тема 8. Основные направления ресурсосбережения в строительстве
В настоящее время главной задачей строительства как и других отраслей хозяйства страны является, повышение эффективности. Повышение эффективности в значительной степени связано с понятием ресурсоемкость, т.е. расходованием ресурсов - денежных, материальных, людских.
В строительстве особую значимость приобретает материалоемкость, т.е. расход материальных ресурсов, так как строительство является самой материалоемкой отраслью (стоимость материальных ресурсов в общем объеме затрат на строительно-монтажные работы превышает 50%).
Экономика должна развиваться на интенсивной основе, т.е. не за счет увеличения производства ресурсов, а путем научно-технического прогресса и резкого сокращения затрат на создаваемую продукцию.
Необходимо отметить, что ресурсосбережение является одним из важнейших показателей научно-технического прогресса, культуры производства и отношения к окружающей среде.
К сожалению, ресурсоемкость в Украине в 2-3 раза больше, чем в развитых странах. И особенно это заметно в строительстве - одной из самых материалоемких отраслей.
Основными направлениями снижения материалоемкости являются:
- широкое применение в проектах научно-технических достижений, ресурсосберегающих технологий, экономичных объемо-планировочных решений;
- применение эффективных конструкций и материалов;
- применение передовых методов организации производства.
Кроме этого требуется:
- совершенствование форм и методов материально-технического снабжения строек и предприятий стройиндустрии, системы производственно-технологической комплектации, а также пересмотр норм расхода материальных ресурсов.
- осуществить техническое перевооружение или реконструкцию действующих предприятий - перевести их на ресурсосберегающие технологии.
8.1. Снижение материалоемкости в бетонных и железобетонных конструкциях
Бетонные и железобетонные конструкции являются основными строительными материалами и конструкциями без которых невозможно возвести ни одно капитальное сооружение, будь то объект жилья, административные или промышленные объекты.
Такие материалы составляют более 40% от общего объема всех строительных материалов и конструкций. Поэтому экономия ресурсов при производстве и монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных и бетонных конструкций является наиболее значимой с экономической точки зрения.
Бетонные и железобетонные конструкций включают в себя цемент. Экономия цемента - один из наиболее эффективных способов снижения материалоемкости конструкций, который включает 4 основных направления:
- применение научно-технических и организационных мер, направленных на интенсификацию и повышение эффективности производства действующих цементных заводов.
- создание производств многокомпонентных вяжущих на основе совместного помола клинкера и местных минеральных добавок, зол и шлаков тепловых электростанций и других вторичных материалов.
- разработка и внедрение интенсивной технологии приготовления бетонов и растворов на новых принципах их структурного образования путем раздельного приготовления смесей и применения эффективных наполнителей.
- применение эффективных добавок в цементные смеси (суперпластификаторов, ускорителей и замедлителей твердения).
Разработаны и внедряются, многочисленные решения снижения расходов цемента при приготовлении бетонов и растворов.
Бетоном называется искусственный каменный материал, получаемый после формирования и твердения специально подобранной смеси (вяжущего, воды, мелких и крупных заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок.
Наибольший перерасход цемента наблюдается в бетонах, приготовленных на некачественных заполнителях, это прежде всего загрязненные и не фракционированные заполнители.
Подбор состава бетона состоит прежде всего в подборе требуемой гранулометрии, т.е. подбор определенного количества различных фракций крупного и мелкого заполнителя, обеспечивающего плотную упаковку зерен в бетон.
Особо следует выделить необходимость широкого развития производства гипсового вяжущего, - материала широко применяемого в зарубежной строительной практике. Материал уникальный - широко распространенный в природе, быстроотвердевающий, обладающий разнообразным комплексом свойств.
В отечественной строительной практике в основном применяется полуводный гипс или полугидрат. Обычно обжиг идет при температуре 140-190°С природного гипсового камня в составе которого двуводный гипс.
Если производится обжиг при температуре 600-700°С с последующим измельчением продукта обжига, совместно с такими добавками как гранулированный доменный шлак (10-15%), доломит (3-8%) обоженный при 800-900°С, воздушная известь (1-5%) то образуется ангидритовый цемент, который твердеет только с этими добавками.
При нагреве до 800-1000°С продукт обжига приобретает самостоятельные вяжущие свойства и носит название высокообжигового гипса или астрик-гипс. Он имеет высокую прочность до 15-80 МПа, малую теплопроводность, хорошую звуко-поглощаемость.
Применение некачественных заполнителей или ошибки в проектировании необходимой марки бетона нередко приводит к перерасходу цемента на 30-85%, т.е. до 100 кг/м3.
Эффективным способом снижения материалоемкости конструкций является применение высокоэффективных пластифицирующих добавок - суперпластификаторов.
Суть в том, что для нормальной гидратации необходимо 10-15% воды от содержания цемента. Но при таком количестве воды бетонная смесь является не технологической (жесткой). Увеличивать содержание воды до уровня 45-55% без увеличения содержания цемента - не разрешается, и ведет к резкому снижению прочности бетона.
В этом случае
применение суперпластификаторов
позволит повысить подвижность бетона
без увеличения количества цемента.
К числу технико-экономических преимуществ бетона и железобетона относятся: долговечность, огнестойкость, высокая прочность, возможность придания изделиям разнообразных форм и требуемых свойств. Основную часть бетона по массе /до 80-90%/ составляют заполнители из каменных материалов, характеризующихся сравнительно низким уровнем издержек производства.
К числу основных недостатков бетона как любого каменного материала следует отнести меньшую, по сравнению с прочностью на сжатие, прочность на растяжение в 10-15 раз. Этот недостаток устраняется за счет применения армирования, главным образом металлических элементов, стержней, сеток, каркасов и получения железобетона - материала, в котором соединены бетон и стальная арматура, практически являющиеся единым целым, благодаря прочному сцеплению и почти одинаковому коэффициенту линейного расширения.
Но все же главным недостатком бетона является большая масса бетонных и железобетонных конструкций: в 4-6 раз превышающих массу аналогичных по назначению металлических и деревянных конструкций.
Снижение веса может быть достигнуто за счет применения высокомарочных цементов, чистых, прочных и фракционированных заполнителей, высокопрочной арматуры. Но это используется только для элементов, испытывающих большие нагрузки.
Так увеличение прочности с 25,0 МПа до 80-90 МПа дает возможность значительного уменьшения сечений конструкций и снижения объема бетона на 20-25%, а по отдельным эффективным конструкциям (колонны кольцевого сечения) до 35-40%.
Для конструкций, не воспринимающих большие нагрузки, увеличение прочности практически ничего не дает, так как размеры сечения диктуются, главным образом, конструктивными требованиями (теплозащиты, звукоизоляции и т.п.).
Следует отметить, что отечественная строительная индустрия в качестве несущих конструкции использует тяжелые бетоны 1,8 - 2,5 т/м3.
В зарубежной строительной практике легкие бетоны широко используются не только для ограждающих, но и несущих конструкции. Так в практике США применяется легкий бетон с объемным весом 1,7-1,8 т/м3, традиционный 2,6-2,7 т/м3 с заполнителем из пемзы и сланцевых пород.
В Англии, ФРГ, Австрии и других странах при возведении несущих конструкций широкое распространение получил легкий бетон на пористых заполнителях.
Себестоимость изготовления легкого бетона на 6-7% выше тяжелого бетона, но разница в себестоимости компенсируется экономией в расходе бетона на 25-30%. А если учесть экономию и в других конструкциях, воспринимающих вес конструкций из легкого бетона, эффект последних становится еще выше.