Железобетонные плиты, применение, особенности

Железобетонные плиты — один из видов ж/б изделий, применяемых в строительстве. Конструктивно состоят из бетона различных марок и усиливающей арматуры. Отличаются влагостойкостью, пожаробезопасностью и долгим сроком службы. В основном используются в качестве перекрытий — несущих конструкций, которые горизонтально разделяют этажи зданий. Из ж/б плит также делают дороги и аэродромные полосы.

Виды ЖБ плит

Изделия активно применяются в современном коммерческом и промышленном строительстве. Требования к изготовлению регламентированы ГОСТ 9561-91, ГОСТ 26434-85 и др. В стандартах прописаны возможные виды железобетонных плит и их особенности.

Дорожные

Плиты используются при возведении временных или постоянных автодорог. Могут выдерживать и равномерно распределять возникающие нагрузки, что способствует уменьшению воздействий на коммуникации, часто располагающиеся под полотном. Конструкция включает закладные элементы, упрощающие погрузку и установку на объекте. Основные типы дорожных плит:

• ПДП — универсальные изделия, могут заново эксплуатироваться после демонтажа, нагрузочная способность 10-30 т.
• ПДН — предварительно напряженные плиты, способные переносить огромные динамические нагрузки, имеют высокопрочный арматурный каркас.
• ПАГ — наиболее прочный вид ж/б плит для дорог, из них возводятся покрытия для тяжелой техники.

По конфигурации дорожные плиты бывают прямоугольные, в форме шестиугольника, трапеции, с одним или двумя совмещенными бортами, осевые поперечные/диагональные, с цементобетонным покрытием и др.

Пустотные

Изделия с цилиндрическими полостями, проходящими по всей длине в продольном направлении. Это уменьшает массу перекрытия, что позволяет сразу нагружать плиту без применения бетонной стяжки. Сокращается нагрузка на фундамент, стены, снижается расход бетона, упрощается прокладка коммуникаций, улучшается звуко- и теплоизоляция. Стандартная длина изделий — три метра, самые большие виды могут быть длиной до 16 м. Применяются при возведении межэтажных перекрытий. Среди основных видов:

• ПБ — производятся по технологии безопалубочного формирования, отличаются ровной поверхностью, что упрощает отделку потолков, полов.
• ПНО — облегченные изделия, имеют меньшую толщину, чем ПБ.
• ПК — классические плиты, изготавливаются с помощью опалубочного метода, в сплошной каркас укладывается арматура.

Плоские

Конструктивно выполнены как сплошные панели, лишенные пустот. Выпускаются из разных марок бетона, что определяет прочность и стойкость к внешним факторам. Представляют собой безбалочные плиты, из которых формируются перекрытия панельных домов. Максимальная расчетная нагрузка — 6 кПа, толщина от 160 мм. Монтируются на несущие конструкции с несколькими точками опоры. Могут применяться как элементы несущих стен.

Поставляются с напрягаемой/ненапрягаемой арматурой. Допускается использование арматурной проволоки Вр-1, Вр600 и др. У некоторых панелей на гранях присутствуют технологические скосы для улучшения стыковки и исключения вертикальных/горизонтальных сдвигов. Не допускается эксплуатация плоских плит в зонах с сейсмической активностью более 7 баллов.

Железобетонные плиты покрытия

Этот тип железобетонных плит используется на стадии окончания строительства. Производится в основном с применением напряженной арматуры, но могут армироваться ненапряженным металлом. Не допускается строительство из плит покрытия жилых зданий. Востребован на промышленных объектах, где нерационально расходовать средства на обустройство полноценного чердака. Панели отлично сочетаются с гидроизоляционными и теплоизоляционными материалами, упрощают установку инженерных коммуникаций. Бывают стандартной и ребристой формы. Последняя упрощает отделку и придает крыше большую прочность.

Требования к качеству регламентируются ГОСТ 28042-2013. Панели изготавливаются из влагонепроницаемых и морозоустойчивых марок бетона с обязательной гидроизоляцией. Сочетают жесткость и прочность. Стандарт не допускает возможность трещинообразования (кроме трещин обжатия и усадочных).

Наиболее востребованы панели с размерами 3х6 и 2х12 м толщиной от 25 до 45 см. Закладные элементы и арматура должны соответствовать техническим требованиям к металлу. Изделия отличаются пожаробезопасностью, отдельные виды сборных железобетонных плит способны переносить нагрузки до 1500 кг/м2. Благодаря такой высокой прочности при необходимости допускается достраивать несколько этажей.

Виды конструкций железобетонных плит

В ходе эксплуатации панели должны выдерживать огромные нагрузки, с которыми позволяет справиться высокопрочный арматурный каркас. Выбор бетона определяется назначением изделий — использование в помещениях или на улице. В первом случае подходят жаростойкие, химически стойкие марки бетона, для размещения под открытым небом требуется морозоустойчивый монолит.

Для дорожных, аэродромных плит важна большая плотность. Панели, укладываемые на фундаменты электрифицированных участков ж/д, должны обладать коррозионной стойкостью.

По конструктивному исполнению выделяются плиты заборные, дорожные, канальные, плоские, перекрытия ПК/ПБ, плитные перемычки.

Производство железобетонных плит

Основной материал для производства бетон — многокомпонентный искусственный камень. Он приготавливается из портландцемента марок М200 и выше (вяжущий компонент), крупного заполнителя (щебень), мелкого заполнителя (речной, карьерный песок), очищенной воды. Для улучшения отдельных свойств монолита вводятся пластификаторы, гидрофобизаторы, ускорители/замедлители затвердевания и другие добавки.

Обязательный компонент — арматура (стальная проволока или прутки), которая бывает монтажная и рабочая. Первая выступает в качестве своеобразного скелета, вторая работает на изгиб и находится в нижней половине плиты.

Для изготовления панелей применяется напряженный железобетон. Арматура размещается в бетонной смеси, находясь в частично напряженном состоянии. Подобная технология позволяет хорошо противостоять изгибу и компенсировать рабочие нагрузки.

Особенности технологического процесса

На первом этапе готовится чертеж, служащий основой для будущей плиты. Процесс изготовления включает следующие стадии:

1. Приготовление бетонной смеси в соответствии с требованиями ГОСТ.
2. Армирование. Для увеличения прочности используется ненапряженное армирование. Основная арматура принимает нагрузку на растяжение, вспомогательная размещается в сжатых или ненапряженных местах. Использование предварительно ненапряженной арматуры оправдано для изделий, которые испытывают повышенные изгибающие нагрузки. В таком случае каркас из стандартной арматуры обжимается по всему сечению.
3. Формование. Технология предполагает использование нескольких методов придания изделиям нужной конфигурации:
   • Конвейерный — форма перемещается по конвейеру. Это предполагает разделение операций по отдельным этапам.
   • Агрегатный — размещение и заливка арматуры выполняется в особых формах, расположенных на формовочном посту. Для набора прочности формы размещаются в специальных камерах, после извлечения производится распалубка, поверхность ЖБИ-изделия обрабатывается.
   • Стендовый — форма размещается статично на стенде, куда подается оборудование. Подходит для изготовления предварительно напряженных панелей.
4. Набор прочности. Затвердевание выполняется при температуре, определяемой эксплуатационными характеристиками. Стандартный режим +16С+20С, с тепловой обработкой до +100С, в автоклавном режиме более +100С. После приобретения заданной прочности удаляются крепления на стенках. Стержни сжимаются по длине.

Правила монтажа железобетонных плит

По типу установки выделяется три основных группы изделий:

• сборные — производятся на предприятиях, перевозятся до строительного объекта автотранспортом, в основном кладутся на ж/б ригеля, что увеличивает надежность монтажа;
• монолитные — имеют значительную площадь покрытия, поэтому заливаются на месте укладки, могут быть бескаркасными;
• сборно-монолитные — после укладки заводские изделия заливаются небольшим слоем самовыравнивающегося раствора.

Монтаж перекрытий выполняется в соответствии с нормами СНиПов. Их точное соблюдение обеспечивает надежность и безопасность конструкций. Плиты кладутся с цементно-песчаным раствором или без него на стены возводимого объекта с опорой на несущую стену от 120 мм. Величина технологического шва 50-200 мм. Если он оказался чрезмерно широким увеличиваются временные затраты на заделку.

Важно правильно раскладывать панели по пролету, для чего необходимо знать ширину/длину перекрываемого сегмента.

Монтаж дорожных плит

Перед укладкой этого типа сборных железобетонных плит готовится основание. Удаляется верхний грунтовый слой и выравнивается поверхность. По размерам обустраиваются траншеи, на дне размещается геотекстиль. Поверх него формируется щебеночный слой не менее 10 см для автомобильных дорог и 5 см для пешеходных дорожек.

Применяются технологии мокрого и сухого монтажа. В первом случае требуется цементно-песчаный раствор. При сухой укладке плиты точно подгоняются друг к другу с минимальным расстоянием между примыкающими поверхностями в 3 мм. Для заполнения швов используется песок, после чего они проливаются водой. Допускается промежуточный способ с укладкой на сухую ЦПС. После набора искусственным камнем технологической прочности панели прочно фиксируются на основании.