Актуальные аспекты исследования и развития бетонной технологии (часть 1/3). От исследования бетона до применения новых технологий (международный обзор).http://www. cpi-web. ru/Archive/main. htm | |||||||||||||||||||||
Международный союз исследователей бетонных технологий создал превосходную сеть своей организации, совместно исследует новейшие материалы, современную производственную технику и методы проектирования и тестирования. Ключ к успеху такой исследовательской деятельности лежит, прежде всего, в общении между исследователями и пользователями. В серии из трех статей журнал «Международное бетонное производство» представляет основные международные исследовательские учреждения и дает обзор актуальных аспектов и тем исследовательских работ и разработок по бетону. Часто от исследований по бетону до применения современных бетонных технологий на практике пролегает длительный путь. С одной стороны, причина кроется в медленной интеграции современных знаний в национальные нормы и директивы, с другой, отчасти, в недостаточных связях между исследовательскими учреждениями и предприятиями, производящими бетонную продукцию. Первый из трех материалов об актуальных исследовательских темах посвящается короткому обзору влиятельных учреждений, а также общим аспектам современных исследований по бетону. Здесь речь идет, прежде всего, о США и Японии, так как обе эти страны уже давно оказывают большой влияние на развитие бетонных технологий во всем мире. В следующих частях серии подробнее представляется и обсуждается деятельность двух ведущих исследовательских институтов, RILEM и fib. Большая часть исследований и разработок в области бетонных технологий проводится университетами и крупными строительными фирмами и производителями цемента. При этом бетонная промышленность различных стран уже давно охвачена процессом глобализации. Кооперация исследователей всего мира оказывает влияние на развитие бетона как строительного материала. Самыми значительными в этом отношении учреждениями являются RILEM и fib. Перед RILEM, как организации для координации международных исследовательских групп, стоит цель создания современного уровня техники для строительных материалов и их применение и контроль за ними и публикации технических докладов. Это реализуется благодаря работе более 300 технических комитетов, которые занимаются широким спектром технологических тем по бетону. Особое внимание уделяется новым видам бетона, например, самоуплот
няющийся и высокопрочный бетон, а также аспектам продолжительности срока службы бетонных изделий (рис. 1 и 2). Целью международной федерации Structural Concrete (Структурный бетон) является развитие и координация деятельности международных исследовательских объединений по улучшению материальных и технических, экономических, эстетических и экологических свойств бетонных конструкций. К этой цели стремится, прежде всего, руководство отделов исследовательских проектов и распространения специальных знаний в рамках технических нормативов. Исследовательская деятельность, руководимая Международной федерацией бетона fib, касается целого ряда тем по проектированию и производству бетона и бетонных изделий. Актуальные исследовательские задачи и новейшие результаты RILEM и fib уже были представлены на страницах журнала «МБП». В Северной Америке исследовательские работы по бетону координируются множеством технических комитетов
Учитывая масштабы бетонной и строительной промышленности, очевидно, что большая часть современных бетонных технологий развивается в США. Основная часть исследовательских работ координируется при этом в институте American Concrete Institute ACI, который был основан в 1904 году и насчитывает уже 16 000 членов. Всего существует примерно 130 технических комитетов, которые охватывают широкий спектр тем по исследованиям бетона и в рамках которых отдельные исследователи, например, из университетов или промышленности демонстрируют свои результаты. Работа этих комитетов не ограничена сроками. Определенная тема исследуется дол тех пор, пока не утратит своей актуальности. Темы, координируемые ACI, охватывают самые различные области исследований и управления, свойств материала, проектирования и конструирования, планирования несущих деталей, а также специальных бетонных изделий и технологий. Работа технических комитетов освещается в ежегодно обновляемых руководствах ACI по практике применения бетона, которое можно приобрести в удобном формате на компакт-диске. Пользователи бетонных технологий, т. е инженеры, строительные фирмы, производители бетоносмесителей и сборного бетона получают, таким образом, информацию о новейшем уровне техники. Дополнительно ACI организует ежегодно более 120 семинаров по всей стране с целью повышения уровня квалификации специалистов в области бетонных технологий с тем, чтобы они оставались в курсе новейших достижений в данной области.
Исследования и разработки специально для производства готовых конструкций распространяются, прежде всего, через институт сборных и преднапряженных конструкций PCI. Технические комитеты, а также организации по продвижению на рынке технологий сборного бетона при этом создаются представителями промышленности, производящей сборные конструкции, включая инженеров, архитекторов, производителей, а также поставщиками и выпускниками вузов. Основными целями этих комитетов являются разработка и продвижение на рынке инновационных продуктов и технологий, подготовка технических консультаций и рекомендаций по проектированию и конструированию бетонных конструкций и сборных сооружений. Большинство из этих рекомендаций и консультаций, который предлагают хороший обзор новейших разработок бетонных сборных конструкций, можно получить бесплатно на сайте PCI (www. ).
Рекомендации по проектированию содержат большую палитру предложений для зданий коммерческого и промышленного назначения, жилых домов и инфраструктуры. Применение современных бетонных технологий распространяется благодаря справочникам по производству специальных видов бетона, при этом особое внимание в настоящее время уделяется самоуплотняющемуся и высокопрочному бетону. Производители сборных бетонных конструкций в Северной Америке непосредственно извлекают выгоду из результатов исследований по стойкости и долговечности бетона и инновационным методам конструирования Важным шагом для североамериканской промышленности сборных конструкций является возрастающее применение так называемых «полностью сборных систем» („total precast systems»), при использовании которых все здание состоит из готовых элементов, включая несущие конструкции и внешние архитектурные элементы. Оно содержит, как правило, комбинацию готовых опор и балок, полых и ТТ-образных плит, элементов стен и фасадов и бетонных перекрытий (рис.3).
До того, как эти системы были применены на практике, потребовалось множество исследовательских проектов и разработок в области методов модульного конструирования, техники крепления и статики сооружений. В этом смысле системы „total precast systems» являются хорошим примером тому, как бетонная промышленность может извлечь прямую выгоду от ориентированных на практику исследований. Применение бетонных сборных конструкций помимо этого поддерживается возрастающим пониманием таких аспектов, как долговечность бетона и связанных с этим затрат на сохранение сооружений. По сравнению с монолитным бетоном контроль качества при производстве сборных бетонных конструкций на заводе явно проще, благодаря чему производство сборных конструкций может эффективно выполнять возрастающие требования к долговечности. Хорошим примером тому, как принципиальные и ориентированные на практику исследования приносят в этом отношении пользу производству сборных конструкций, является исследовательский проект по применению высокопрочного бетона для строительства мостов над автобанами, которым занимаются различные государственные и частные предприятия. Речь об этом проекте уже шла в журнале «МБП» (рис. 4-6). Япония стала лидером по применению бетонных технологий на международном уровне. Результаты исследований, которые публикуются в англоязычной литературе или англоязычных директивах, как правило, доступны читателям во всем мире. Большая же часть исследовательских работ на других языках, напротив, не выходит за границы отдельных стран. Хорошим примером тому является Китай, где проводится большое количество исследований по бетону, которые представляют интерес также для остального мира. Относительно небольшая часть всех китайских исследований распространяется на международном уровне. Из всех южно-азиатских стран только Япония, без сомнения, является самой успешной в деле распространения своих бетонных технологий на международном уровне. Наряду с качеством исследовательских работ это является также причиной того, что японские исследования по бетону пользуются вниманием во всем мире и оказывают влияние на развитие бетонных технологий во многих странах.
Большая часть японских исследований по бетону касается разработок и применения новых видов бетона. «Технический комитет по конструированию из высокопрочного бетона» работает над сбором информации о современном уровне знаний в сферах исследования, проектирования и применения высокопрочного бетона и исследует поведение сооружений из высокопрочного бетона с точки зрения параметров конструкции, статичности и долговечности. Целью этих работ является разработка технических рекомендаций для использования и проверки высокопрочного бетона и идентификации возможностей его применения. «Комитет по контролю за образованием термотрещин» исследует существующие методы контроля трещин в монолитных сооружениях и разрабатывает актуальные рекомендации, где также учитываются новые материалы, такие как цемент с низкой температурой гидратации, самоуплотняющийся бетон и высокопрочный бетон. Большая часть мероприятий координируется и финансируется японским институтом Concrete Institute (JCI) и распространяется через публикации и семинары. JCI был основан в 1965 году и имеет уже более 8000 членов. Исследовательские проекты проводятся техническими комитетами, которые занимаются своей работой до тех пор, пока работа по данной теме не будет завершена и опубликована. Чтобы дать обзор актуальных аспектов исследований по бетону в Японии, были организованы комитеты. «Комитет по разработке сверхпрочного и пластичного бетона» исследует отношение между микроструктурой и прочностью строительного материала и составляет рекомендации для проектирования, рассчетов и выбора бетона. Практические аспекты по производству бетона обрабатываются в «Комитете по качеству товарного бетона», в котором разрабатываются соответствующие методики тестирования и рекомендации для применения на государственных типовых заводах. Актуальные темы долговечности бетонных конструкций обсуждаются в «Комитете по оценке прочности бетона в естественных условиях». Основываясь на экспериментальных исследованиях тестовых объектов, размещенных в различных местах, исследуются влияния высоких и низких температур во время производства бетона, повреждения от замерзания, влияние морской среды и агрессивных грунтов.
Остальные исследовательские работы, проводимые в настоящий момент JCI, касаются сохранения бетонных сооружений, культурных аспектов бетона как строительного материала, поведения сооружений, поврежденных в результате землетрясений и затем санированных, рисковый менеджмент на бетонных заводах, случаев выхода из строя конструкций в условиях смешанного использования и расчеты по добавкам в бетон и сортам цемента. Многие специалисты видят в самоуплотняющемся бетоне (СУБ) самую важную разработку в области бетонных технологий за последние десятилетия (рис. 7). СУБ был разработан 1988 году в Токийском университете в Японии с первоначальной целью создания гомогенной бетонной смеси с повышенной долговечностью Первичными преимуществами СУБ для строительной промышленности являются более короткие сроки строительства, потребность в меньшей рабочей силе и высококачественные бетонные поверхности. Отсутствие уплотнения по сравнению с обычным методом относительно упрощает работу на стройплощадке или на заводе сборных конструкций и, благодаря снижению уровня шума, обеспечивает лучший рабочий климат. Кроме того, архитектурные преимущества являются результатом большого разнообразия более тонких сечений. Сначала СУБ применяли только в Азии, затем в 1993 году он добрался и до европейской строительной промышленности. За прошедшие 15 лет было проведено большое количество исследовательских работ и разработок, чтобы выпустить рекомендации по производству и применению СУБ. Первый комитет RILEM по СУБ был основан в 1997 году завершил свою работу в 2000 году отчетом об актуальном уровне развития. Второй комитет RILEM был создан в 2000 году под названием «Место СУБ», и третий - по вопросам долговечности - в 2004 году. За прошедшие 7 лет был проведен целый ряд конференций и рабочих заседаний по вопросам СУБ, которые имели большой успех у специалистов. Следующим большим мероприятием является комбинация второй Североамериканской конференции по дизайну и применению СУБ и четвертого международного симпозиума RILEM по СУБ в Чикаго, США, с 30.10. по 02.11. 2005 (www. scc2005.info). Как правило, новая бетонная технология медленно входит жизнь, поскольку требуется много времени, чтобы разработать надежные рекомендации и, кроме того, добиться достаточного доверия потребителей. Включение новых технологий в соответствующие стандарты и рекомендации занимает еще больше времени, иногда несколько десятилетий. В этих условиях самоуплотняющийся бетон был внедрен в практику строительства относительно быстро и все шире применяется в Азии, Северной Америке и Европе для производства товарного бетона и сборных конструкций. В Северной Америке, например, СУБ был внедрен в 2002 году. За это время маркетинг и исследования PCI продвинули этот строительный материал в производстве готовых конструкций и сильно повысил его значение. Уже многие ведущие производители сборных конструкций используют преимущества СУБ. Хорошим примером является предприятие Spancrete, один из лидеров рынка на Северо-западе США, которое уже примерно два года использует для производства фасадов исключительно СУБ и, таким образом, наглядно показывает, как результаты современных исследований могут быть успешно применены на практике (рис. 8-11). Общение между учеными и практиками как ключ к успеху инновационных технологий в производстве бетона В Европе СУБ был впервые применен в конце 90-х годов. Европейский Союз в последнее время финансировал исследовательский проект, руководимый представителями строительной промышленности, благодаря которому СУБ находит все большее применение в Европейских странах. Европейский справочник по самоуплотняющемуся бетону („The European Guidelines for Self-Compacting Concrete») был опубликованы в мае 2005 года организациями BIBM (Европейский институт по технике готовых конструкций), CEMBUREAU (Европейский союз производителей цемента), ERMCO (Европейский союз товарного бетона), EFCA (Европейское объединение союзов добавок для бетона), и EFNARC (Европейское объединение союзов строительной химии). Этот справочник представляет современный уровень развития технологий СУБ во всех областях проектирования и внедрения в бетонной промышленности, и его можно бесплатно получить на сайте BIBM (www. bibm. org). Как для исследователей, так и для пользователей бетонных технологий было бы большим преимуществом, если бы инновационная техника внедрялась бы так же быстро, как это было с СУБ. Ключ к этому лежит без сомнения в общении между учеными и практиками, к которому в равной степени должны стремиться обе стороны. В конечном счете, от бетонной промышленности зависит, будут ли внедрены современные материалы и методы После того как был дан обзор самых влиятельных в мире исследовательских организаций, следует упомянуть, что большое количество исследований проводится многими производителями бетона в самих фирмах, независимо от величины предприятия. Хорошим примером в этом отношении является Новая Зеландия, где ведущий производитель сборного бетона, фирма Stresscrete, провела целый ряд исследовательских проектов. Предприятие, например, участвовало в разработке новой и уже запатентованной сейсмоустойчивой сборной рамочной системы. Другим примером является строительство стадиона Westpac Trust в Веллингтоне (рис.12-13), для которого фирма Stresscrete, будучи первым производителем сборных конструкций в Новой Зеландии, производила элементы из легкого бетона и благодаря этому использовала возможность во время проектирования основательно исследовать строительный материал и провести дальнейшие разработки для внутреннего рынка. Stresscrete – это только один из инновационных производителей бетона в мире, и не следует забывать, что успех новых технологий в конечном счете зависит от пользователей. Благодарность Рисунки 3 и 7-11 были предоставлены фирмой Spancrete, США. Рисунки 4-6 были предоставлены Марком Лидером (Leader Graphics),США. Рисунки 12 и 13 были предоставлены фирмой Stresscrete, Новая Зеландия (www. stresscrete. co. nz) |
Актуальные аспекты исследования и развития бетонной технологии (часть 1/3). от исследования бетона до применения новых технологий (международный обзор)
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
