Применение новых технологий и материалов при строительстве и ремонте конструктивных элементов зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение новых технологий и материалов при строительстве и ремонте конструктивных элементов зданий

План

Введение

1. Понятие конструктивных элементов здания

2. Перспективные строительные технологии

3. Перспективные разработки в области строительных материалов

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Одно из важнейших направлений, определяющих развитие всех отраслей строительства - это новые материалы. Изменения укладов жизни человечества связаны с открытием и освоением производства новых материалов. Материалы - это ступени нашей цивилизации, а новые материалы - это трамплин для прыжка в будущее, меняющий облик нашего бытия.

Когда мы говорим о критериях, определяющих приоритетные, критические технологии, одним из важнейших критериев является такая характеристика технологии - как способность коренным образом изменить, «перевернуть» всю структуру производства, а возможно, и социальных условий жизни человечества. К таким технологиям, вероятно, относятся информационные технологии, биотехнологии, генная инженерия. К этим же технологиям относятся и технологии получения новых материалов. По экспертным оценкам в ближайшие 20 лет 90% материалов будут заменены принципиально новыми, что приведет к революции в различных областях техники, не исключая и строительное производство.

О перспективности работ по новым материалам свидетельствует и тот факт, что почти 22% мировых патентов выдаются на изобретения в этой области. Об этом же говорит и динамика роста мировых рынков основных видов новых строительных материалов.

Солидный научный задел российских ученых позволяет отечественному производству до сих пор сохранять достаточно высокий научно-технический потенциал в этой области разработок. Сравнительные оценки независимых экспертов показывают, что в области новых материалов наша страна имеет общий высокий уровень и приоритетные достижения в отдельных областях.

1. Понятие конструктивных элементов здания

Несмотря на значительные различия, существующие между зданиями разного назначения как во внешнем виде, так и во внутренней структуре, все они состоят из некоторого ограниченного числа основных взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов, выполняющих вполне определенные функции

Основные элементы здания можно подразделить на следующие группы:

а) несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании;

б) ограждающие, разделяющие помещения, а также защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;

в) элементы, которые совмещают и несущие, и ограждающие функции.

К основным элементам (или частям) здания относятся фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыша, перегородки, лестницы, окна, двери.

Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.

Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т.е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции).

Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты.

Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует покрытие здания. Мансардным этажом (или мансардой) называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши.

Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.

Кроме вышеперечисленных, существует ряд конструктивных элементов (как, например, балконы, входные площадки, приямки у окон подвала и др.), которые нельзя отнести ни к одной из указанных групп.

2. Перспективные строительные технологии

В последнее десятилетие отчетливо выявились плюсы и минусы наиболее популярных архитектурно-строительных систем и материалов. Строителям хорошо известны достоинства и недостатки крупнопанельного домостроения, проблемы кирпичного и монолитного строительства. Одновременно появилось и несколько новых систем. Одной из самых современных является универсальная открытая архитектурно-строительная система многоэтажных жилых и общественных зданий нового поколения, созданная в Минске, в институте БелНИИС, которая сегодня получила распространение и в России: Нижнем Новгороде, Перми, Омске, Челябинской области и других городах.

«Белорусская серия» имеет четкое разделение конструктивных элементов на несущие и ограждающие. Несущая конструкция - пространственный сборно-монолитный каркас - полностью воспринимает все приложенные к зданию вертикальные и горизонтальные нагрузки. Наружные ограждающие конструкции воспринимают ограниченную механическую нагрузку только в пределах этажа. Поэтому в домах данной серии наружные стены можно выполнять из любых малопрочных местных материалов, удовлетворяющих всем необходимым требованиям.

Технологическая система позволяет возводить сначала этажерку сборно-монолитного каркаса, а затем устраивать наружные стены. Достаточно большое внутреннее безопорное пространство способствует не только организации свободной планировки, но и ее трансформации на различных стадиях строительства и эксплуатации.

Важным преимуществом системы является значительная экономия металла на армирование несущих монолитных ригелей (от 30 до 50% по сравнению с панельным домостроением). Кроме того, новый метод не привязывает строителей к определенным бетонным заводам, можно вести монтаж и в зимних условиях, требуется меньше оснастки, что позволяет уменьшить территорию стройплощадки. Эта серия позволяет успешно решать и такие непростые строительные задачи, как примыкание новых зданий к старым. архитектурный фундамент строительный

Еще одна тенденция современного строительства - широкое использование разнообразных теплоизоляционных материалов - также связана с вопросами возведения экономичного массового жилья. Энергоэффективное строительство с использованием современных теплоизоляционных материалов, включая затраты на их разработку и строительство заводов, в 3-4 раза эффективней, чем традиционные технологии.

Сегодня на рынке представлены все известные виды теплоизоляционных материалов, производимые как у нас, так и за рубежом. Это, прежде всего, разнообразные минераловатные изделия, стекловатные материалы, пенополистирол и другие пенопласты. Кроме того, для теплоизоляции используются ячеистые бетоны, вспученный перлит, вермикулит и изделия на их основе.

Всё более широкое распространение в среди теплоизоляционных материалов получают газонаполненные полиуретаны (пенополиуретаны). Высокая технологичность ППУ обуславливает широкий спектр применения материалов:

- в строительстве быстровозводимых промышленных и гражданских объектов (теплоизолирующая и несущая способность жестких ППУ в составе сэндвич-конструкций);

- строительстве и капитальном ремонте жилых зданий, индивидуальных домов, коттеджей (теплоизоляция наружных стен, внутренняя изоляция кровли, изоляция оконных проемов, дверей и т.д.);

- промышленном и гражданском строительстве (наружная гидро-и теплоизоляция кровли).

Долговечность ППУ оценивается специалистами в 25 - 30 лет, но это не предел. ППУ строительного назначения паро-, газо-, водонепроницаемы. Более 90 % ячеек материала замкнуты, то есть представляют собой пластиковые капсюли, заполненные углекислым газом.

Кровля является функциональной доминантой любого здания, а от качества и надежности кровельных материалов зависит не только уровень комфортного проживания в доме, но и долговечность самого строения. Разнообразие кровельных материалов на отечественном рынке - свидетельство особого внимания и производителей, и строителей к составляющим надежной, удобной в монтаже и эксплуатации кровли.

В последнее время возведение крупных строительных объектов, в том числе и жилых высотных зданий часто связано с необходимостью организации мягких кровель с маленьким уклоном и большой площадью. При этом приоритеты строительного рынка все больше смещаются в сторону долговечности возводимых конструкций. На смену традиционных рубероидов в строительство приходят современные наплавляемые рулонные кровельные материалы. Они обладают более прочной и долговечной негниющей основой (например, типа «полиэстер»), предполагают использование новых видов бронирующих посыпок.

Современные полимербитумные рулонные материалы на синтетической и стекловолокнистой основах производятся рядом отечественных предприятий: «Изофлекс», «ТехноНиколь», «Филикровля». К их очевидным преимуществам следует отнести то, что вне зависимости от условий производства работ и состояния поверхности они создают стойкий к атмосферным воздействиям изоляционный слой с необходимой гарантированной толщиной.

3. Перспективные разработки в области строительных материалов

Инъекционные растворы фирмы «Триада Холдинг» успешно решают проблемы протечек в строительстве. Они представляют, собой однокомпонентные полиуретановые жидкости с низкой вязкостью. Одно из преимуществ этих материалов -- активно реагировать на воду с образованием вспененных структур. Именно в соприкосновении с водой начинается химическая и, кстати, неопасная реакция, которая приводит к расширению раствора в объеме. При этом возрастает внутреннее давление (до 30 бар), что дает раствору проникнуть в приповерхностную часть конструкции. Таким образом происходит надежное сцепление материала с ней.

Весь процесс сопровождается активным вытеснением воды из трещины (стыка, шва), а внутрь полости проникает непроницаемый пенополиуретановый заполнитель, который делает конструкцию неуязвимой. Кстати, проникающая способность материала настолько высоко, что герметизируются даже примыкающие к местам инъекционирования микротрещины, которые визуально трудно обнаружить. После завершения процесса вспенивания, раствор застывает, образуя жесткий или эластичный полиуретон, в зависимости от вида применяемого вещества.

ВНИИСтром имени Г. Будникова разработал технологию изготовления поризованных цементно-песчаных гранул, или, как их официально называют, пенопорит. Он заменяет дорогостоящий керамзит. Плотность нового материала -- от 350 до 600 кг/м3, о прочность и водопоглощение -- такие же, кик у керамзита.

Пенопорит дешев, потому что для его изготовления используются те же цемент, песок и пена. Разница лишь в том, что в цене он в 2-3 раза меньше керамзитового гравия, который служит в качестве заполнителя панелей. Расход пенообеннообразователя для одного кубометра пеномассы пенопоритана составляет около восьмисот граммов, а цена одного литра не превышает 200 000 руб.

Новый теплоизоляционный материал, который выпускает химический завод (г. Реж, Свердловская обл.) представляет собой пеноматериал с равномерной структурой, состоящей из мелких закрытых ячеек. Он предназначен для тепловой изоляции зданий и сооружений, железных и автомобильных дорог, земельного полотно и т. д.

По своей теплоизолирующей способности пенополистирол превосходит традиционные строительные материалы. У него отсутствует капиллярное поглощение воды. Он имеет высокое сопротивление диффузии водяных паров. Кроме того, материал не подвержен гниению. Экструдированный пенополистирол практически сухой, что исключает его промораживание и разрушение. Он позволяет уменьшать не только толщину теплоизолирующего слоя на 20-30 процентов, но и значительно облегчать общий вес конструкций. Материал относится к негорючей продукции.

В ГНЦ «Строительство» разработан новый материал -- поробетон. Спецификой предлагаемой технологии является использование монолитного поробетона на строительной площадке. При этом влажность конструкции сразу же после завершения процесса твердения соответствует эксплуатационно допустимой. Здание строится по каркасной схеме, возводятся колонны и ригели. Поробетон плотностью 200 кг/куб, м используется в качестве долговечного и экологически чистого минерального утеплителя для наружных стен, плотностью 500 кг/куб, м -- для внутренних стен, плотностью 900-1100 кг/куб, м -- для перекрытий. При этом сохраняется индустриальность строительства, поскольку бетон с различными показателями плотности и прочности готовится на одном и том же технологическом оборудовании.

Процесс натяжения французского пленочного подвесного потолка фирмы BARTISOL, манипуляция откачки «протекшей» воды напоминают исполнение эстрадного фокуса. Кроя вырезанного по размеру потолка пленочного полотнища с декоративной лицевой поверхностью заправляются в специальные алюминиевые профили-галтели, а затем с помощью напольного портативного тепловентилятора выпрямляются в идеальную горизонтальную плоскость, приобретают 90 цветов и оттенков, включая металлизированные зеркальные поверхности. Непосвященным потолок кажется выполненным из традиционных жестких листовых материалов.

Многие хозяйственники испытывают большие неудобство при хранении стройматериалов, цемента, песка, извести и т д. Не хватает для их размещения складов, крытых площадок, ангаров. Есть выход, и очень простой - супербрезент фирмы «Метокон». Сделан супербрезент из абсолютно водонепроницаемого материала -- усиленного полиэтилена низкой плотности и армированного очень прочной сеткой типа лески.

У материала высокая сопротивляемость разрывам и проколом, а влитые крепежные «глазки» удобно расположены в ноль всех четырех сторон супербрезента через каждые 95 сантиметров. Супербрезент скатывается в рулоны. Ширина его четыре метра.

Цинко-титановая кровля - сплав, который состоит из цинка с добавлением меди и титана. Цинк обеспечивает коррозионную стойкость, медь и титан -- пластичность и твердость. Предел текучести -- не менее 100 Н/мм2; сопротивление разрыву -- не менее 150 Н/мм2; относительное удлинение -- 35 0%.Знакомая всем «оцинковка» служит без окраски 3-4 года при толщине покрытия цинка 18-40 мкм, о при толщине 0,6-0,8 мм срок износа -- 60-80 лет.

Фирма «Пласт-Парад» разработала новую технологию изготовления окон, дверей, перегородок, лоджий из полиэфирных стеклопластиков. Они наиболее удачно сочетают в себе свойство, необходимые для изготовления оконных, дверных блоков и других конструкций жилых домов, квартир, дач, коттеджей, административных зданий, торговых центров, офисов и т. д. Блоки из фасфогипсокерамзитобетона используются в качестве ограждающих конструктивно-теплоизоляционных элементов в строительстве жилых домов высотой до 5 этажей, животноводческих, складских и других помещений в сельской местности.

Монофлекс -- это универсальное защитное покрытие для различных сфер деятельности. Используется не только для покрытия лесов, но и как подкладочный слой под крышу, как брезент для малярных и пескоструйных работ, покрытия грузов оборудования. Его реализует фирма «Метакон». Благодаря прочности, легкости, долговечности и уникальной системе крепежа, материал имеет много вариантов применения: от использования его внутри помещения до укрытия мостов, складов, оконных проемов, а также защиты прилегающей территории от мусора.

Российская фирма «Тимсферо» производит продукцию на основе неорганических соединений, которая относится к огнезащитным покрытиям вспучивающего характера. При вспучивании происходит образование толстого теплоизоляционного слоя твердой ленты без образования вредных веществ, дыма и копоти. Огнезащита по металлу (изделие ОЗП-М) -- это однокомпонентный продукт с различными оттенками серого цвета. Изделие предназначено для защиты несущих металлических конструкций и поверхностей жилых, производственных зданий, а также для изоляции от воздействия огня оборудования, аппаратуры, трубопроводов и силовых электрокабелей.

Межотраслевой научно-исследовательский центр технической керамики НАН разработал новые виды керамических материалов, которые имеют широкий спектр применения. Они выполнены на основе оксида алюминия и циркония с различными добавками. В результате намного улучшаются эксплуатационные характеристики, что позволяет с успехом заменять дефицитные материалы, например, металлы. Кроме того, керамические компоненты обладают повышенной химической стойкостью, поэтому могут использоваться для работы в агрессивных средах.

Московский институт синтетических полимерных материалов разработал экологически чистое огнезащитное покрытие на основе карбамидных смол. Под действием высоких температур, при пожаре, например (начиная с 300 градусов Цельсия), покрытие вспучивается, образуя при этом несгораемый слой кокса с хорошей теплоизолирующей способностью, толщина которого в 30 раз больше исходной. Благодаря этому предотвращается распространение огня в сторону защищаемой конструкции. Время задержки пламени зависит от состава нанесенной краски.

Институт синтетических полимерных материалов предложил новую технологию производства древесностружечных плит, которая принципиально отличается от традиционной. В качестве связующего применяются как промышленные полимеры (полиэтилен низкой плотности, смеси полиэтиленов и полипропилена, смеси полистиролов и полиэтиленов), так и их отходы. Можно использовать даже смешанные отходы, в том числе и бытовые.

Материал изоэласт производит завод «Изофлекс» производственного объединения «Киришинефтеоргсинтез», что в Ленинградской области. Изоэласт представляет собой битумно-полимерный направляемый рулонный кровельный и гидроизоляционный материал. Его получают путем двустороннего нанесения но полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, бутодиенстирольного термоэластоплосто или аналогичных полимеров и наполнителя.

Заключение

Сегодня можно говорить о том, что современные технологии развиваются не революционным, а, скорее, эволюционным путем. Повышаются эксплуатационные качества, отрабатывается соотношение цена/качество, идет борьба за снижение энергопотребления. При этом в каждом конкретном случае предпочтение может отдаваться как принципиально новым, так и проверенным старым материалам.

Основными тенденциями развития современного жилищного строительства стали снижение себестоимости и затрат на эксплуатацию. Именно эти факторы стали главными критериями оценки перспективности современных технологий и материалов.

Следует заметить, что многие новые строительные материалы являются ни чем иным, как давно использовавшимися ранее, но воссозданными на основе инноваций в области производственных технологий материалами. Примерами таких материалов может являться брус из различных сортов дерева, пропитка которого современными защитными растворами резко повышает его эксплуатационные свойства, железобетон на основе легированной арматуры и т.п.

Список используемой литературы

1. Журнал «Строительство: законодательство, обзор прессы», № 165 от 12 января 2013.

2. Иванов Е. Строительный бизнес в эпоху перемен. // Бизнес-ревю, № 3 от 21 апреля 2014.

3. Кузнецов А.В. Применение перспективных материалов и технологий в жилищном строительстве. // Архитектура и строительство, № 29 от 23 июля 2012.

4. Пашкевич В. Новые строительные материалы.// Строительство и недвижимость, № 43 от 25 июля 2012.

5. Савельевских А. Жилищное строительство. Перспективные технологии и материалы. // Техсовет, № 4 (25) от 13 апреля 2005, в рубрике: «Строительство».

Размещено на Allbest.ru