Сборные Ж. к. и и. изготовляют преимущественно на механизированных предприятиях и частично на оборудованных полигонах. Технологический процесс производства железобетонных изделий складывается из ряда последовательно выполняемых операций: приготовления бетонной смеси, изготовления арматуры (арматурных каркасов, сеток, гнутых стержней и т. д.), армирования изделий, формования изделий (укладка бетонной смеси и её уплотнение), тепловлажностной обработки, обеспечивающей необходимую прочность бетона, отделки лицевой поверхности изделий.
В современной технологии сборного железобетона можно выделить 3 основных способа организации производственного процесса: агрегатно-поточный способ изготовления изделий в перемещаемых формах; конвейерный способ производства; стендовый способ в неперемещаемых (стационарных) формах.
При агрегатно-поточном способе ( рис. 2 ) все технологические операции (очистка и смазка форм, армирование, формование, твердение, распалубка) осуществляются на специализированных постах, оборудованных машинами и установками, образующими поточную технологическую линию, формы с изделиями последовательно перемещаются по технологической линии от поста к посту с произвольным интервалом времени, зависящим от длительности операции на данном посту, которая может колебаться от нескольких мин(например, смазка форм) до нескольких ч(твердение изделий в пропарочных камерах). Этот способ выгодно использовать на заводах средней мощности, в особенности при выпуске изделий широкой номенклатуры.
Конвейерный способ ( рис. 3 , 4 ) применяют на заводах большой мощности при выпуске однотипных изделий ограниченной номенклатуры. При этом способе технологическая линия работает по принципу пульсирующего конвейера, т. е. формы с изделиями перемещаются от поста к посту через строго определённое время, необходимое для выполнения самой длительной операции. Разновидностью этой технологии является способ вибропроката, применяемый для изготовления плоских и ребристых плит; в этом случае все технологические операции выполняются на одной движущейся стальной ленте. При стендовом способе ( рис. 5 ) изделия в процессе их изготовления и до затвердевания бетона остаются на месте (в стационарной форме), в то время как технологическое оборудование для выполнения отдельных операций перемещается от одной формы к другой. Этот способ применяют при изготовлении изделий большого размера (ферм, балок и т. п.). Для формования изделий сложной конфигурации (лестничных маршей, ребристых плит и т. п.) используют матрицы - железобетонные или стальные формы, воспроизводящие отпечаток ребристой поверхности изделия. При кассетном способе, являющемся разновидностью стендового, изделия изготовляют в вертикальных формах - кассетах, представляющих собой ряд отсеков, образованных стальными стенками. На кассетной установке происходят формование изделий и их твердение. Кассетная установка имеет устройства для обогрева изделий паром или электрическим током, что значительно ускоряет твердение бетона. Кассетный способ обычно применяют для массового производства тонкостенных изделий.
Готовые изделия должны отвечать требованиям действующих стандартов или технических условий. Поверхности изделий обычно выполняют с такой степенью заводской готовности, чтобы на месте строительства не требовалось их дополнительной отделки.
При монтаже сборные элементы зданий и сооружений соединяются друг с другом омоноличиванием или сваркой закладных деталей , рассчитанных на восприятие определенных силовых воздействий. Большое внимание уделяется снижению металлоемкости сварных соединений и их унификации. Наибольшее распространение сборные конструкции и изделия получили в жилищно-гражданском строительстве , где крупноэлементное домостроение (крупнопанельное, крупноблочное, объёмное) рассматривается как наиболее перспективное ( рис. 6 ). Из сборного железобетона организовано также массовое производство изделий для инженерных сооружений (т. н. специального железобетона): пролётные строения мостов, опоры, сваи, водопропускные трубы, лотки, блоки и тюбинги для обделки туннелей, плиты покрытий дорог и аэродромов, шпалы, опоры контактной сети и линий электропередачи, элементы ограждений, напорные и безнапорные трубы и др. Значительная часть этих изделий выполняется из предварительно напряжённого железобетона стендовым или поточно-агрегатным способом. Для формования и уплотнения бетона применяются весьма эффективные методы: вибропрессование (напорные трубы), центрифугирование (трубы, опоры), виброштампование (сваи, лотки).
Для развития сборного железобетона характерна тенденция к дальнейшему укрупнению изделий и повышению степени их заводской готовности. Так, например, для покрытий зданий используются многослойные панели, поступающие на строительство с утеплителем и слоем гидроизоляции; блоки размером 3 Х 18 ми 3х24 м,сочетающие в себе функции несущей и ограждающей конструкций. Разработаны и успешно применяются совмещенные кровельные плиты из лёгкого и ячеистого бетонов. В многоэтажных зданиях используются предварительно напряжённые железобетонные колонны на высоту нескольких этажей. Для стен жилых зданий изготовляются панели размерами на одну-две комнаты с разнообразной внешней отделкой, снабженные оконными или дверными (балконными) блоками. Значительные перспективы для дальнейшей индустриализации жилищного строительства имеет способ возведения зданий из объёмных блоков (см. Блок объёмный ) .Такие блоки на одну-две комнаты или на квартиру изготовляются на заводе с полной внутренней отделкой и оборудованием; сборка домов из этих элементов занимает всего несколько дней.
Сборно-монолитные железобетонные конструкциипредставляют собой такое сочетание сборных элементов (железобетонных колонн, ригелей, плит и т. д.) с монолитным бетоном, при котором обеспечивается надёжная совместно работа всех составных частей. Эти конструкции применяются главным образом в перекрытиях многоэтажных зданий, в мостах и путепроводах, при возведении некоторых видов оболочек и т. д. Они менее индустриальны (в отношении возведения и монтажа), чем сборные; их применение особенно целесообразно при больших динамических (в т. ч. сейсмических) нагрузках, а также при необходимости членения крупноразмерных конструкций на составные элементы из-за условий транспортировки и монтажа. Основное достоинство сборно-монолитных конструкций - меньший (по сравнению со сборными конструкциями) расход стали и высокая пространственная жёсткость.
Наибольшая часть Ж. к. и и. выполняется из тяжёлого бетона с объёмной массой 2400 кг/м 3(см. Бетон ). Однако доля изделий из конструктивно-теплоизоляционного и конструктивного лёгкого бетонов на пористых заполнителях, а также из ячеистого бетона всех видов непрерывно возрастает. Такие изделия используются преимущественно для ограждающих конструкций (стены, покрытия) жилых и производственных зданий. Весьма перспективны несущие конструкции из высоко-прочного тяжёлого бетона марок 600-800 и лёгкого бетона марок 300-500. Существенный экономический эффект достигается в результате применения конструкций из жаростойкого бетона (вместо штучных огнеупоров) для тепловых агрегатов металлургической, нефтеперерабатывающей и др. отраслей промышленности; для ряда изделий (например, напорных труб) перспективно применение напрягающего бетона.
Железобетонные конструкции и изделия выполняются в основном с гибкой арматурой в виде отдельных стержней, сварных сеток и плоских каркасов (см. Арматура железобетонных конструкций ). Для изготовления ненапрягаемой арматуры целесообразно использование контактной сварки, обеспечивающей высокую степень индустриализации арматурных работ. Конструкции с несущей (жёсткой) арматурой применяют сравнительно редко и главным образом в монолитном железобетоне при бетонировании в подвесной опалубке. В изгибаемых элементах продольная рабочая арматура устанавливается в соответствии с эпюрой максимальных изгибающих моментов; в колоннах продольная арматура воспринимает преимущественно сжимающие усилия и располагается по периметру сечения. Кроме продольной арматуры, в Ж. к. и и. устанавливается распределительная, монтажная и поперечная арматура (хомуты, отгибы), а в некоторых случаях предусматривается т. н. косвенное армирование в виде сварных сеток и спиралей. Все эти виды арматуры соединяются между собой и обеспечивают создание арматурного каркаса, пространственно неизменяемого в процессе бетонирования. Для напрягаемой арматуры предварительно напряжённых Ж. к. и и. используют высокопрочные стержневую арматуру и проволоку, а также пряди и канаты из неё. При изготовлении сборных конструкций применяется в основном метод натяжения арматуры на упоры стендов или форм; для монолитных и сборно-монолитных конструкций - метод натяжения арматуры на бетон самой конструкции. Способы расчёта и конструирования Ж. к. и и. в СССР подробно разработаны и опубликованы в качестве нормативных документов. Для проектировщиков созданы многочисленные пособия в виде инструкций, указаний и вспомогательных таблиц.
Лит.:Сахновский К. В., Железобетонные конструкции, 8 изд., М., 1959; Якубовский Б. В., Железобетонные и бетонные конструкции, М., 1970; Справочник проектировщика, [т. 5] - Сборные железобетонные конструкции, М., 1959; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел В. гл. 1. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования, М., 1970; Михайлов В. В., Предварительно напряженные железобетонные конструкции, М., 1963; Гершберг О. А., Технология бетонных и железобетонных изделий, 3 изд., М., 1971; Инструкция по проектированию железобетонных конструкций, М., 1968; Ferguson P. М., Reinforced concrete fundamentals, 2 ed., N. Y., 1965.
К. В. Михайлов.
Широкие формообразующие и технические возможности железобетонных конструкций оказали огромное влияние на мировую архитектуру 20 в. На основе железобетонных конструкций сложились новые масштабы, архитектоника и пространственная организация зданий и сооружений. Прямолинейные каркасные конструкции придают зданиям строгий геометризм форм и мерный ритм членений, чёткость структуры. Горизонтальные плиты перекрытий покоятся на тонких опорах, лёгкая стена, будучи лишена несущей функции, нередко превращается в стеклянный экран-завесу. Равномерное распределение статических усилий создаёт тектоническую равнозначность элементов постройки. Большой пластической и пространственной выразительностью обладают криволинейные конструкции (особенно тонкостенные оболочки различных, иногда причудливых очертаний), с их сложной тектоникой форм (порой приближающихся к скульптурным) и непрерывно сменяющимся ритмом элементов. Криволинейные конструкции позволяют перекрывать без промежуточных опор огромные зальные помещения и создавать необычные по форме объёмно-пространственные композиции. Некоторые современные железобетонные конструкции (например, решётчатые) обладают орнаментально-декоративными качествами, формирующими облик фасадов и покрытий. Пластически осмысленные современные железобетонные конструкции придают эстетическую выразительность не только жилым и гражданским зданиям, но и инженерным и промышленным сооружениям (мостам, эстакадам, плотинам, градирням и др.).
Новые, прогрессивные способы использования Ж. к. и и. в массовом жилищном и гражданском строительстве (например, строительство из объёмных блоков или на основе каталога унифицированных индустриальных изделий для строительства) создают возможность богатого варьирования планировки зданий и их объёмно-пространственной структуры.
Лит.:Раафат Али Ахмед, Железобетон в архитектуре, пер. с англ., М., 1963; Казаринова В., Взаимосвязь архитектуры и строительной техники, М., 1964; Маркузон В., О закономерностях развития и семантике архитектурного языка, «Архитектура СССР», 1970, № 1; Neryi P. L., Costruire correttamente. Caratteristiche e possibilitа delle strutture cementizie armate, Mil., 1955 (сокр. рус. пер. - Нерви П. Л., Строить правильно, М., 1956); Collins P., Concrete. The vision of a new architecture, L., 1959.
В. В. Кириллов.
Строительство жилого дома из объемных железобетонных блоков.
Рис. 1. Схема одноэтажного промышленного здания с железобетонным каркасом: 1 - фундаменты под внутренние колонны; 2 - колонны наружного ряда; 3 - подкладка; 4 - фундаментная балка; 5 - стеновые плиты; 6 - консоли колонн; 7 - подкрановая балка; 8 - плиты покрытия; 9 - балки покрытия; 10 - внутренние колонны.
Архитектор В. В. Орехов, инженеры Ю. С. Ярославский, А. И. Гришин, Л. Г. Сизов. Стадион в Красноярске. 1968.
Облицовка судоходного канала железобетонными плитами.
Рис. 3. Технологическая схема конвейерного производства керамзитобетонных стеновых панелей: 1 - распакетировщик; 2 - кантователь; 3 - механизм закрытия бортов и смазки форм; 4 - фактуроукладчик; 5 - бетоноукладчик; 6 - виброплощадка; 7 - раствороукладчик; 8 - пакетировщик; 9 - тоннельная камера твердения; 10 - кран-балка; 11 - камера обработки фактурного слоя готовых панелей; 12 - отделение подготовки песка; 13 - вывозная тележка; 14 - установка для изготовления вентиляционных панелей; 15 - установка для изготовления карнизных блоков; 16 - ямные камеры твердения; 17 - центральный пульт управления; 18 - вспомогательный пульт управления; 19 - отделение подготовки фактуры; 20 - ленточный транспортёр заполнителей; 21 - пневмоосадительная установка для цемента; 22 - винтовой конвейер для цемента; 23 - бункера для компонентов раствора; 24 - растворосмесители; 25 - бункера для компонентов лёгкого бетона; 26 - смесительные роторные бегуны; 27 - самоходная раздаточная вагонетка; 28 - бункера для компонентов тяжёлого бетона; 29 - бетоносмесители принудительного действия; 30 - приготовление добавок к бетону; 31 - баки для воды.
Установка царги из тонкостенных железобетонных панелей-оболочек на строительстве элеватора в г. Сватово.
Коллектив московского научно-исследовательского и проектного института типового и экспериментального проектирования (МНИИТЭП). Жилой дом в Москве. 1970.
Мост им. Клемента Готвальда через Влтаву. Чехословакия.
Рис. 6. Схема крупнопанельного жилого здания: 1 - несущая панель поперечной стены; 2 - фундаментный блок; 3 - плита перекрытия; 4 - наружная стеновая панель; 5 - кровельная плита.
Рис. 4. Общий вид конвейера для изготовления керамзитобетонных панелей.
Производственное помещение в Красноярске. 1960-е гг.
Железобетонные конструкции туннельных сооружений московского метрополитена.
Архитектор О. А. Акопян, инженер Е. А. Григорян, художник В. А. Хачатрян. Монумент при въезде в Ереван. 1961.
Строительство водосливной железобетонной плотины Воткинской ГЭС.
Железобетонная конструкция опорной части башни московского телецентра.
Инженер П. Л. Нерви. Фрагмент главного зала (1948-50) Дворца выставок в Турине.
Рис. 5. Технологическая схема стендового производства предварительно напряжённых линейных изделий (стропильных балок): 1 - эстакада для подачи бетона; 2 - гидродомкрат; 3 - бетонораздатчик; 4 - самоходная тележка для вывоза готовых изделий; 5 - бухтодержатель.
Архитектор В. Р. Рейнфельд, инженеры З. А. Вецвагарс и др. Виадук через овраг р. Лорупе близ г. Сигулда. Латвийская ССР. 1966-68.
Монтаж крупнопанельных железобетонных конструкций многоэтажного здания на проспекте Калинина в Москве.
Строительство промышленного здания с применением сборных железобетонных конструкций.
Монтаж пролётного строения железобетонного моста Олерон - Континент (Франция).
Промышленное здание в Казинцбарцике. Венгрия. 1950-е гг.
Архитектор Э. Сааринен. Аэровокзал в международном аэропорту им. Даллеса близ Вашингтона. Закончен в 1962.
Рис. 2. Технологическая схема агрегатно-поточного производства панелей покрытий 3 х 6 мс двумя формовочными постами: 1 - мостовой кран; 2 - бетоноукладчик; 3 - виброплощадка; 4 - формоукладчик; 5 - самоходная тележка для вывоза готовых изделий; 6 - тележка-прицеп; 7 - установка для электротермического натяжения стержней; 8 - камеры пропаривания; 9 - стенд для контроля и ремонта изделий; 10 - стенд для сборки утеплённых панелей; 11 - раздаточный бункер; 12 - формы; 13 - сварные арматурные сетки; 14 - площадка складирования готовой продукции.
Железобетонный мост
Железобето'нный мост,мост с железобетонными пролётными строениями и бетонными или железобетонными опорами. Ж. м. могут иметь различные системы: балочную (с разрезными и неразрезными балками), рамную, арочную, комбинированную. Наиболее распространены балочные Ж. м. ( рис. ). Для перекрытия пролётов от 6 до 18 мобычно применяют пролётные строения плитной конструкции. Пролёты более 12 мперекрывают ребристыми пролётными строениями с главными балками, поддерживающими плиту проезжей части. При пролётах более 40 мбалочным пролётным строениям часто придают коробчатое сечение. Арочная система наиболее целесообразна для мостов на прочных грунтах. Пролёты балочных Ж. м. достигают 200 м,арочных - 300 м.
Основные преимущества Ж. м. - долговечность и сравнительно низкая стоимость эксплуатации. В СССР сооружают в основном сборные Ж. м. из готовых элементов заводского изготовления. При строительстве крупных Ж. м. весьма эффективны способы навесного монтажа пролётных строений и доставка сборных элементов на место плавучими средствами. См. также Мост .
Лит.:Поливанов Н. И., Железобетонные мосты на автомобильных дорогах, 3 изд., М., 1956; Назаренко Б. П., Железобетонные мосты, М., 1964.
Е. Е. Гибшман.
Рис. к ст. Железобетонный мост.
Железо-никелевый аккумулятор
Желе'зо-ни'келевый аккумуля'тор,щелочной аккумулятор с электродами из железа (+) и никеля (-). Один из основных типов аккумуляторов; применяется в авиации, технике связи, на электрокарах.
Железорудная промышленность
Железору'дная промы'шленность,отрасль горной промышленности, занимающаяся добычей железной руды и предварительной обработкой её - дроблением, сортировкой, обогащением, усреднением и окускованием мелочи путём агломерации или окомкования . Является сырьевой базой чёрной металлургии . Добыча железное руды и получение из неё железа известны с древних времён. Быстрое развитие Ж. п. как отрасли началось в 1-й половины 18 в. в связи с ростом выплавки чугуна и стали.
Ж. п. дореволюционной России являлась отсталой отраслью горной промышленности. Основными центрами её были Кривой Рог и Урал. В СССР Ж. п. стала мощной отраслью, оснащенной передовой техникой. СССР располагает значительными запасами богатых железных руд и практически неограниченными запасами бедных железных руд. По количеству балансовых запасов и по объёму производства товарной железной руды СССР занимает 1-е место в мире. Огромные ресурсы железных руд позволяют при соответствующем развитии производственно-технической базы полностью удовлетворять растущие потребности чёрной металлургии СССР и ряда социалистических стран в товарной руде. Технически перевооружены шахты, разрабатывающие месторождения подземным способом, быстро расширяется добыча высокоэкономичным открытым способом, создано новое высокопроизводительное оборудование для подземной добычи, обеспечивающее непрерывность и стабильность технологических процессов добычи и обогащения руд, внедряется комплексная механизация основных производственных процессов - вскрыши пород, добычи руды, погрузки, доставки, дробления, сортировки и транспортировки.
Для послевоенного развития Ж. п. СССР характерно вовлечение в промышленную эксплуатацию бедных руд (железистых кварцитов и оолитовых бурых железняков), что обеспечивает более рациональное использование сырьевых ресурсов страны и размещение производительных сил. Важное значение имеет дальнейшая концентрация производства. Рост добычи руды в СССР показан в табл.
Добыча товарной железной руды в СССР, млн. т
| 1913 | 1940 | 1950 | 1960 | 1970 | 1971 |
| 9,2 | 29,9 | 39.7 | 105,9 | 195,5 | 203 |
Удельный вес добычи открытым способом увеличился с 54,3% в 1959 до 79,2% в 1970. Резко выросла добыча бедных руд. Доля концентратов в товарной руде увеличилась с 53,6% в 1965 до 62,3% в 1970. Концентраты подвергаются окускованию агломерированием их с добавкой флюсов . Расширяется производство офлюсованного агломерата. Одновременно применяется другой перспективный способ окускования - окомкование концентратов на специальных установках с последующим обжигом комков и получением окатышей , являющихся высококачественным металлургическим сырьём. Плавка окатышей увеличивает производительность доменных печей и снижает расход кокса. На девятую пятилетку 1971-75 намечено увеличить выпуск железорудных окатышей примерно в 4 раза и организовать промышленное производство металлизованного железорудного сырья. Металлизованные окатыши с содержанием до 95% железа могут переплавляться непосредственно в электропечах и давать специальные сорта стали. Предусматривается полное извлечение металла из руд и улучшение комплексного использования сырья. Актуальная задача Ж. п. - выявление и разведка месторождений богатых и легкообогатимых руд, пригодных для открытой разработки в районах действующих горнорудных предприятий и металлургических заводов. В результате применения новейшей техники в Ж. п. улучшились качественные показатели продукции. В связи с ростом добычи бедных руд содержание железа в сырой руде в среднем снизилось с 40,8% в 1965 до 37,3% в 1970, а его содержание в товарной руде повысилось за эти годы с 56,7% до 58,8%, в концентрате - с 50,0% до 61,8%. производство железорудного агломерата составило в 1970 137,2 млн. т,окатышей 10,5 млн. т.По выпуску агломерата СССР занимает 1-е место в мире. Усреднение руд, применение офлюсованного агломерата, использование окатышей улучшили технико-экономические показатели доменной плавки.
Существенно изменилось, особенно в послевоенный период, географическое размещение разведанных запасов железных руд. Выросли запасы руд в восточных районах СССР, где создаётся мощная металлургическая база. При строительстве горнорудных и металлургических предприятий в Сибири, на Дальнем Востоке и в Казахстане учитывается необходимость приближения производства металла к источникам сырья и топлива и к потребителям, сокращения перевозок руды, кокса, флюсов и металлического лома.
Важнейшей рудной базой Европейской части СССР является Криворожский железорудный бассейн , снабжающий рудами заводы Приднепровья, Донбасса и др. районов, а также ряд социалистических стран. В Криворожском бассейне в 1969 добыто 100,2 млн. т,или 53,8% добычи в СССР. Высокий удельный вес добычи рудного сырья в бассейне обеспечивается пятью мощными высокомеханизированными горно-обогатительными комбинатами (ГОК) по открытой добыче и переработке железистых кварцитов - Южным (пущен в 1955), Новокриворожским (1959), Центральным (1961), Северным (1964) и Ингулецким (1965). Основной рудной базой завода «Азовсталь» (г. Жданов) являются руды Керченского железорудного бассейна . Камыш-Бурунский рудный комбинат дал в 1970 около 5 млн. ттоварной руды. Главной рудной базой заводов Центра страны (Новолипецкого и др.) является бассейн Курской магнитной аномалии (КМА), обладающий уникальными по качеству магнетитовыми рудами, содержащими на отдельных участках 60-65% железа почти без вредных примесей. Запасы КМА во много раз превосходят запасы крупнейших месторождений мира. Общее производство товарной руды превышает 10 млн. тв год. В 1975 намечено довести добычу железной руды по рудным предприятиям КМА примерно до 40 млн. т.Железорудной базой Череповецкого завода являются магнетитовые руды Оленегорского, Кировогорского и Ено-Ковдорского месторождений Мурманской обл.
На востоке страны усиленными темпами осваиваются месторождения Урала, Сибири и Казахстана. На Урале работают предприятия Качканарского ГОК и Северо-Песчанского рудника (Свердловская обл.). В связи с расширением доменного производства Магнитогорского металлургического комбината гора Магнитная (Челябинская обл.) уже не может полностью обеспечивать его потребность в руде. Комбинат получает её из Соколовско-Сарбайского ГОК Кустанайской обл. Казахстана. В Кустанайском железорудном бассейне, кроме построенного Соколовско-Сарбайского ГОК (проектная мощность 1-й очереди - 26,5 млн. тсырой руды в год), строятся (1972) Лисаковский ГОК (проектная мощность 1-й очереди 36 млн.