Введение к работе
Диссертация в форме научного доклада посвящена проблемам организации и управления серийным производством архитектурных декоративных изделий из бетонных элементов применительно к объектам промышленно-гражданского строительства, домостроения в городах и пригородах.
Бетон - один из древнейших строительных материалов. Из него построены галереи египетского лабиринта (3600 лет до н. э.), часть Великой Китайской стены (III в. до н. э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в других местах.
Однако использование бетона и железобетона для массового строительства началось только во второй половине XIX века после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции.
Проф. И. А. Белелюбский в 1891 г. провел широкие испытания, результаты которых способствовали внедрению железобетонных конструкций в строительство. Проф. И. Г. Малюга в 1895 г. в своей работе «Составы и способы изготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости» обосновал основные законы прочности бетона. В 1912 г. был издан капитальный труд Н. А. Житкевича «Бетон и бетонные работы».
В начале XX века появляются много работ по технологии бетона и за рубежом. Из них наиболее важными были работы Р. Фере (Франция), О. Графа (Германия), И. Боломе (Швейцария), Д. Абрамса (США).
Широкое развитие получила технология бетона в СССР со времени первых крупных гидротехнических строительств - Волховстроя (1924 г.) и Днепростроя (1930 г.). Профессора Н. М. Беляев и И. П. Александрии возглавили ленинградскую научную школу по бетону.
В 30-е годы ученые московской школы бетона Б. Г. Скрамтаев, Н. А. Попов, С. А. Миронов, С. В. Шестоперов, П. М. Миклашевский и другие разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведения бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона.
В послевоенные годы создаются новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинают широко применяться химические добавки, улучшающие свойства бетона, совершенствуются способы проектирования состава бетона и его технология.
Ежегодно в строительстве применяются примерно 250 млн. м3 бетона и железобетона, в том числе около 125 млн. м3 сборного железобетона.
На предприятиях работает свыше 25000 технологических линий по производству сборного железобетона.
Бетон и железобетон сохраняют свою лидирующую роль в строительстве и в XXI веке. По уровню технических и экономических показателей бетон и железобетон по-прежнему остаются основными конструкционными материалами. Они занимают приоритетные места в общей структуре мирового производства строительной продукции. Ежегодное их производство в мире превышает 4 миллиарда кубометров, никакой другой продукт производственной деятельности не изготавливается в таких объемах. Железобетон, как ни один другой материал, является важным формообразующим элементом современной архитектуры. Реальные возможности достижения архитектурной выразительности сооружений из бетона еще очень мало использованы отечественными архитекторами и проектировщиками. В результате сложилось ложное мнение о малой внешней привлекательности бетонных зданий и сооружений.
Одним из наиболее перспективных путей реализации концепции эстетичного строительства из бетона является применение архитектурного бетона с повышенными декоративными свойствами и эксплуатационными характеристиками. Технология архитектурного бетона при изготовлении декоративных фасадных элементов, скульптурных рельефов средств малой архитектуры предусматривает использование высокоподвижных литых или самоуплотняющихся бетонных смесей. При этом для повышения декоративных свойств используются, как правило, высококачественные белый и цветной пигменты, а наличие сложного рельефа поверхности и мелких деталей орнамента требует применения заполнителей с ограниченной максимальной крупностью. Важным показателем качества таких бетонов является отсутствие усадки.
В бетонах специального назначения наиболее ярко проявляются многообразные свойства бетона как композиционного материала. Здесь представлена вся палитра строительно-технических свойств: особо высокопрочные, особо высокоплотные, особо быстротвердеющие, кислото- и жаростойкие, радиоэкранирующие и радиационио-изолирующие, электропроводящие, биостойкие, морозостойкие и многие другие.
В условиях современной конкуренции потребность в придании фасаду здания индивидуального, респектабельного, эстетического и, самое главное, законченного вида постоянно растет. Именно поэтому очень востребованными на сегодняшний день являются архитектурные элементы фасадов.
Вместе с тем современное бурное развитие строительства и реконструкции уже существующих крупных объектов в городах и пригородах с использованием декоративных элементов из бетона выдвигает в виде одной из главных проблем проблему эффективной организации и управления серийным производством архитектурных декоративных изделий с функцией защиты внешних фасадов и внутренней отделки зданий от температурно-влажностных воздействий, одновременно придавая им архитектурную выразительность. Этим обстоятельством определяется актуальность темы диссертации в научном и практическом плане.
Цели, поставленные и реализованные в ходе решения проблемы, заключаются в решении следующих задач:
организовать индустриальное производство элементов конструкции, которые позволили получать элементы оформления, разбить технологию производства элементов на индустриально-технологические пределы. Функцию процесса защиты фасадов и стен зданий распределить на отдельные элементы для возможности их серийного изготовления;
использовать для изготовления элементов относительно недорогой армированный бетон;
подобрать технологию для возможности серийного производства этих элементов;
придать архитектурную выразительность отдельных элементов по заранее выбранному художественному облику;
подобрать технологию и организацию выполнения строительного процесса.
Методы, использованные в исследовании опираются на системный анализ опыта сборно-монолитного домосторосния в СССР, России и за рубежом, натурные эксперименты, оценку результатов внедрения рекомендаций на конкретных объектах городского домостроения.
Научная новизна включает результаты теоретически отработанных и практически апробированных положений архитектурных декоративных изделий из бетонных элементов с использованием специального вида бетона, получившего название «белый камень».
В том числе:
-
Впервые применены принципы индустриальных методов организации производства строительства для придания архитектурной выразительности и защиты деформированной поверхности наружных и внутренних стен зданий от температурно-влажностиых воздействий.
-
Впервые разработаны принципы и методы организации серийного производства сложных архитектурных форм с технологией отделки поверхностей декоративных элементов.
-
Впервые разработаны технические решения при организации производства быстрой переналадки па изготовление элементов различной конфигурации.
Практическая значимость работы определяется получением возможности:
-
Использования индустриальных методов организации производства, позволяющих реализовать архитектурную выразительность композиций при строительстве и реконструкции зданий.
-
Включения несущих элементов архитектурной отделки фасадов на внешних и внутренних поверхностях здания при новом строительстве и реконструкции в состав несущих и атмосферозащитных элементов стен.
-
Получения уникальных архитектурно выразительных композиций на существующих и вновь строящихся жилых, общественных и промышленных зданиях.
Апробация диссертационной работы проходила на научно-практических конференциях, технических советах и семинарах, организованных корпорацией Трансстрой, ОАО ЦНИИС, НИИЖБ и кафедрами МИИТа и МИСИ.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 3 научных статьи, а также по результатам общественных форумов автор награжден дипломами Госстроя РФ за производство декоративных элементов из армированного морозостойкого бетона для отделки фасадов и малых архитектурных форм (Диплом № 867 от 15 ноября 2000 г.) и за освоение производства декоративных элементов из армированного бетона для отделки фасадов зданий и ландшафтной архитектуры (Диплом № 877 от 31 января 2001 г.).
