Проектирование основных производств предприятий сборного железобетона

УДК 62
ББК 35.455 

Р28

Рецензенты:

канд. техн. наук Е.С Корнев

(Министерство строительства Омской области, г. Омск, Россия);

канд. техн. наук С.П. Бобров

(АО «ФНПЦ Прогресс», г. Омск, Россия)

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве 

учебного пособия.

Р28

Ращупкина, Марина Алексеевна.
Проектирование основных производств предприятий сборного 
железобетона : учебное пособие / М.А Ращупкина. – Электрон. дан. – 
Омск : СибАДИ, 2022. – Режим доступа: http://bek.sibadi.org/MegaPro, 
для авторизованных пользователей. – Загл. с экрана. 

Рассмотрены классификация бетонов, порядок определения и требования к 

исходным материалам, свойства бетонной смеси. Изложены основы и 
последовательность 
проектирования 
основных 
производств
предприятий 

сборного железобетона; выбор, обоснование и расчет основных технологических 
линий. 

Предназначено для студентов направления 08.04.01 «Строительство» при 

выполнении курсовых работ.

Имеет интерактивное оглавление в виде закладок.

Текстовое (символьное) издание (1,8 МБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 МБ; Windows XP/Visa/7/10 
1 ГБ свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: 
Adobe Acrobat Reader / Foxit Reader 

Редактор Н.И. Косенкова
Верстка – Е.В. Садиной

Издание первое. Дата подписания к использованию 28.07.2022 

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ
644080, г. Омск, пр. Мира, 5
РИО ИПК СибАДИ
644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1 

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от
информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2022 

~ 3 ~ 

 
 
 
Введение 

В 

~ 4 ~

примеру, российская девелоперская компания Capital Group для возведения башни-небоскреба «Око» в ММДЦ «Москва-Сити» впервые для 
столичной строительной практики прибегла к использованию бетона 
класса прочности В100, который был разработан именно для этого случая. Его высокие прочностные характеристики позволили применять 
на этаже колонны с более узким сечением, в результате чего удалось 
уменьшить толщину конструкций, не снижая опорные характеристики.

Если в начале прошлого столетия основным видом бетона был 

классический тяжёлый и незначительное количество облегчённого, изготовляемого на природных лёгких заполнителях, то в настоящий период в наличии у строителей имеется множество бетонов разного 
функционального значения: лёгкие различных видов, ячеистые, жаростойкие и огнестойкие, поглощающие или экранирующие радиоактивные излучения, биоцидные и др. Среди широкой гаммы бетонов тяжёлые являются наиболее массовыми, их объём составляет порядка 70% 
общего выпуска всех видов бетонов.

Бетон (бетонная смесь) в настоящее время является одним из 

наиболее распространенных в мире материалов, его ежегодное применение составляет около 6 млрд т, или более 1 т бетона в год на каждого 
жителя планеты, что намного превосходит производство других видов 
промышленной продукции и строительных материалов. Для его производства расходуются сотни миллионов тонн цемента, щебня, песка, что 
требует существенного изъятия естественных природных ресурсов, а 
также в широких масштабах используются крупнотоннажные промышленные отходы энергетики, металлургии и других отраслей. 

В течение длительного времени прочность бетона была основной 

её строительно-технической характеристикой. В настоящее время появилась возможность управлять такими технологическими свойствами, как подвижность, сохраняемость бетонной смеси, снижение 
или полное устранение усадки, обеспечение необходимой прочности в 
заданное время в зависимости от погодных условий при монолитном 
способе ведения работ или этапов изготовления в условиях завода. 
Технологические приёмы проектирования состава позволяют на стадии эксплуатации обеспечивать необходимую морозо-, огне-, ударостойкость, долговечность при агрессивных воздействиях и т.д.

В рамках концепции устойчивого развития в строительстве найдут 

особое применение долговечные бетоны, требующие в процессе эксплуатации минимальных затрат на ремонт; бетоны с высоким 

~ 5 ~

потенциалом переработки как в подвижном, так и в затвердевшем состоянии; бетоны с высоким уровнем использования местных материалов и минимальной транспортировкой составляющих.

Важное значение имеет дальнейшее совершенствование различ
ных способов ускорения твердения бетона на основе различных химических добавок-модификаторов свойств бетона, а также разработка общей теории морозостойкости различных бетонов и создание методики 
определения этого показателя для разнообразных условий эксплуатации.

Для производства бетона цементная промышленность предлагает 

широкую гамму различных вяжущих. Помимо наиболее распространённых портландцемента и шлакопортландцемента выпускаются различные модификации цементных вяжущих, в том числе быстротвердеющие, расширяющиеся, напрягающие, многокомпонентные, тонкомолотые и др. 

Одной из серьёзных проблем современного строительства явля
ются возросшие требования к теплотехническим свойствам ограждающих конструкций. Исследования показали, что одним из наиболее эффективных и экономичных утепляющих материалов являются бетоны 
из поризованного цементного теста и лёгкого заполнителя. Если в таких бетонах-утеплителях использовать ещё и облегчённый цемент, то 
может быть получено уникальное соотношение между прочностью и 
массой материала. 

Специалистами НИИЖБ разработана экономически целесообраз
ная технология, позволяющая приготовить высокопоризованный бетон, не требующий последующей сушки, что открывает широкую перспективу для применения монолитного поробетона и строительства из 
железобетона жилых, общественных и многоэтажных производственных зданий.

Для возведения зданий и сооружений, к облику которых представ
ляются особые архитектурные требования, разработаны специальные 
бетоны, отличающиеся сочетанием высоких декоративных свойств и 
атмосферостойкостью. Архитектурным деталям может быть придана 
различная фактура от рельефного орнамента до имитации полированной поверхности. Строительно-архитектурные свойства таких бетонов 
сопоставимы с природным камнем, так как они обладают высокой 
прочностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью.

~ 6 ~

На конференции, посвящённой бетону и железобетону, прошед
шей в 2008 г. в Москве, были рассмотрены следующие проблемы:

– совершенствование расчёта бетонных и железобетонных кон
струкций на различные виды воздействий;

– железобетон в строительстве зданий;
– железобетон в мостостроении;
– товарный бетон в строительстве;
– перспективы развития сборного железобетона;
– применение лёгких и ячеистых бетонов;
– оборудование и методы монолитного строительства;
– бетоны повышенной прочности и долговечности;
– новые вяжущие для бетона;
– металлическая и неметаллическая арматура;
– новое поколение химических добавок-модификаторов;
– система евростандартов по бетону и железобетону;
– разработка бетонов с ускоренными режимами набора прочности 

по времени;

– роботизация и компьютеризация производства сборных кон
струкций и изделий; индустриализация монолитного строительства.

Сложившийся в среднем по России удельный расход энергоресур
сов при эксплуатации промышленных и гражданских зданий и особенно жилья в три-четыре раза выше, чем в странах Западной Европы.

Затраты на отопление жилых, промышленных и сельскохозяй
ственных зданий в совокупности с их обслуживанием составляют четвёртую часть средств бюджетов России и её регионов.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструк
ций зданий было увеличено против ранее действующих нормативов в 
2…3,2 раза. Принятые новые нормативы теплозащиты жилых зданий 
должны обеспечить снижение на 40% удельного энергопотребления 
при малоэтажном строительстве и при реконструкции зданий. Для 
многоэтажного строительства предусмотрено введение требований по 
снижению энергопотребления на 20% с 01.07.96 г. и на 40% с 
01.01.2000 г.

Для выполнения этих требований толщину наружных стен, напри
мер, из керамзитобетона следует увеличить с ныне практикуемых 
30…35 до 50…70 см, а из рядового кирпича с 51…64 до 100 – 120 см и 
более, что является не только нерациональным, но практически невыполнимым требованием.

~ 7 ~

Ещё в 1985 г. в СССР пришли к выводу, что наиболее оптимальный 

путь решения проблемы в условиях строительства на огромной территории с семью климатическими поясами – это всемерное увеличение объёмов выпуска прежде всего ячеистых бетонов. Речь шла о 40…45 млн м3

в год (40…45 млрд шт. усл. кирпича) в основном стеновых материалов.

В настоящее время применение теплоизоляционных и конструкци
онных изделий из газо- и пенобетонов с плотностью от 200 до 
600…700 кг/м3. Их использование в сочетании с высокоэффективными 
теплоизоляционными материалами, такими как минераловолокнистые, 
пенополимерные и другие будет способствовать выполнению новых 
требований СП.

При решении вопросов об организации производства изделий из 

ячеистого бетона рекомендуется исходить из конкретных условий: 
наличия и кондиционности сырьевых компонентов, наличия и уровня 
квалификации будущего производственного персонала, возможностей 
ремонтной и эксплуатационной базы.

В основе дальнейшего развития работ в области направленного ре
гулирования свойств цементных систем лежат установленные закономерности изменения свойств бетонных смесей и получения бетонов заданных строительно-технических свойств в зависимости от строения 
модификаторов. Работы включали синтез модификаторов заданного 
состава и строения, физико-химический анализ, изучение особенностей их взаимодействия с минералами портландцемента и их влияния 
на свойства цементных систем, анализ полученных результатов с учётом фундаментальных закономерностей физической и коллоидной химии, механизма гидратации вяжущих минералов и формирования гидратационных структур твердения.

Бетоном является искусственный каменный материал, получаемый 

твердением рационально подобранной смеси вяжущего вещества, 
воды и заполнителей. Бетон обладает способностью твердеть и повышать прочность как на воздухе, так и под водой, а также стойкостью ко 
многим агрессивным воздействиям.

Бетоны классифицируются:
по типу структуры:
1) бетоны плотной структуры, у которых пространство между зер
нами крупного и мелкого заполнителя занято затвердевшим вяжущим;

~ 8 ~

2) крупнопористые (малопесчаные и беспесчаные) бетоны, у кото
рых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью 
заняты мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим;

3) поризованные бетоны, у которых пространство между зернами 

заполнителя занято затвердевшим вяжущим, поризованным пено- и газообразователями, воздухововлекающими добавками;

4) ячеистые бетоны с искусственными порами, состоящими из вя
жущего (цемент, известь) и кремнеземистого компонента (молотого 
песка или золы).

Под структурой бетона понимается сумма параметров, характери
зующих в пространстве расположение элементов каркаса цементного 
камня и частиц заполнителя, вид и свойства контактов кристаллов и 
коллоидных частиц в составе каркаса, а также данные о форме, размере 
и количестве пор или промежутков между частицами твердой фазы.

Бетон представляет собой систему, состоящую из твердой, жидкой 

и газообразной фаз. В тяжелых бетонах твердая фаза составляет 94–
98% от общего объема. Каждая из трех фаз влияет на свойства бетона 
в большей или меньшей степени. А такие свойства, как морозостойкость, водонепроницаемость, усадка, в первую очередь определяются 
пористостью бетона. 

По плотности:
1) особо тяжелые – плотность более 2500 кг/м3;
2) тяжелые – от 2200 до 2500 кг/м3;
3) облегченные – от 1800 до 2200 кг/м3;
4) легкие – от 500 до 1800 кг/м3;
5) особо легкие – плотностью до 500 кг/м3 включительно.
По виду вяжущего:
1) цементные;
2) силикатные;
3) на гипсовом вяжущем;
4) на смешанном вяжущем;
5) на специальных вяжущих (органических или неорганических).
По виду заполнителей:
1) на плотных заполнителях;
2) пористых заполнителях;
3) специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным 

требованиям (жаростойкость, химическая или радиационная стойкость 
и т.д.).

~ 9 ~

По зерновому составу заполнителей:
1) крупнозернистые – с крупным и мелким заполнителем;
2) мелкозернистые – только на мелких заполнителях.
По условиям твердения:
1) естественного твердения;
2) подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении;
3) подвергнутые автоклавной обработке.
Бетонной смесью называют рационально составленную и тща
тельно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов 
схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют исходя из 
требований к самой смеси и бетону.

По своему строению бетонная смесь представляет единое физиче
ское тело, в котором частицы вяжущего, вода и зерна заполнителя связаны внутренними силами взаимодействия. Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто. По 
мере развития процесса гидратации цемента возрастает дисперсность 
частиц твердой фазы и увеличивается клеящая и связующая способность цементного теста.

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании моно
литных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость, т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность бетонной 
смеси, являющуюся характеристикой структурной прочности смеси; 
жёсткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси; связность,  характеризуемую водоотделением бетонной 
смеси после её отстаивания.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осад
кой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей 
испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух 
определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса 
равна нулю, то удобокладываемость бетонной смеси характеризуется 
жёсткостью.

Жёсткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибриро
вания, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно 
отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения 
жесткости.

~ 10 ~

Кривая зависимости прочности бетона от количества воды затво
рения, приведенная на рис. 1, характеризует физический смысл закона 
прочности.

Формулы прочности бетона. Для бетонов с Ц/В<2,5 формула 

прочности имеет вид

R = ARц(Ц/В-0,5);

для высокопрочных бетонов, изготовляемых с Ц/В>2,5, применя
ется формула

R = A1Rц (Ц/В + 0,5),

где Rц – активность цемента; коэффициенты А и А1 характеризуют качество исходных заполнителей и цемента.

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций 

назначают требуемые характеристики бетона: класс прочности, марки 
морозостойкости и водонепроницаемости.

Класс бетона – одно из нормируемых значений унифицированного 

ряда данного показателя качества бетона, принимаемого с гарантированной обеспеченностью.

4    
0    

3    
0    

2    
0    

1    
0    

0    
1    
1    
0    
К    
о    
л    
и    
ч    
е    
с    
т    
в    
о    
в    
о    
д    
ы    з    
а    
т    
в    
о    
р    
е    
н    
и    
я    
,    к    
г    
/    
м    
3    

П    
р    
е    
д    
е    
л    п    
р    
о    
ч    
н    
о    
ч    
т    
и    б    
е    
т    
о    
н    
а    
п    
р    
и    с    
ж    
а    
т    
и    
и    
,    М    
П    
а    

1    
2    
0    1    
3    
0    1    
4    
0    1    
5    
0    1    
6    
0    1    
7    
0    1    
8    
0    1    
9    
0    2    
0    
0    

а    
б    
в    
г    

Рис.1. Общая кривая зависимости прочности бетона

от количества воды затворения

(при определенном расходе цемента и способе уплотнения):

а – область недоуплотненных жестких бетонных смесей;

б – то же, наибольшей прочности и плотности бетона;

в – то же, подвижных, бетонных смесей; г – то же, литых

~ 11 ~

Марка бетона – одно из нормируемых значений унифицирован
ного ряда данного показателя качества бетона, принимаемого по его 
среднему значениюэ

Класс бетона по прочности определяется прочностью базовых об
разцов бетона в установленном проектном возрасте, определяемой в 
соответствии с действующими государственными стандартами.

Класс бетона по прочности нормируется с гарантированной обеспе
ченностью 0,95. 

Бетоны по прочности на сжатие подразделяются на классы: В1; 

В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5;  В7,5; В10; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; 
В55; В60.

Соотношение между классом и марками бетона по прочности при 

нормативном коэффициенте вариации =13,5% следует принимать 
Rбср=В/0,778, например, для класса бетона В5 средняя прочность будет 
Rбср=6,43 МПа.

Предел прочности при растяжении возрастает при повышении 

марки бетона по прочности при сжатии. Прочность бетона при растяжении составляет 1/10–1/17 предела прочности при сжатии, а предел прочности при изгибе – 1/6–1/10.

Марка бетонов по морозостойкости определяется количеством 

циклов попеременного замораживания и оттаивания в воде, которое 
выдерживают образцы, изготовленные и испытанные на морозостойкость согласно требованиям действующих государственных стандартов.

Марка бетонов по водонепроницаемости определяется максималь
ной величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивания через образцы, изготовленные и испытанные на водонепроницаемость согласно требованиям действующих государственных стандартов.

Железобетон – это композиционный строительный материал, в ко
тором соединены в единое целое бетон (матрица) и стальная арматура.

Железобетон был изобретен во Франции в середине прошлого века 

и начали его применять в сборном варианте – небольшие изделия простого сечения: перемычки оконных проемов, балки, плиты перекрытий. Но затем широко железобетонные конструкции стали использоваться в монолите. Впервые железобетон в России применили в 1891 г. 
на строительстве торговых рядов в Москве (переходные мостики в здании ГУМа). С конца 20-х гг. у нас на стройках использовали как