Железобетонное хранение: какие бетонные элеваторы существуют и как их строили

Бетонные элеваторы очень отличаются способами строительства. На фото: железобетонные силосы Киевмлын
Бетонные элеваторы очень отличаются способами строительства. На фото: железобетонные силосы Киевмлын
Источник фото: Elevatorist.com

Сколько разновидностей железобетонных элеваторов вы знаете? Когда мы готовили этот материал, насчитали, шесть, как минимум. Рассказываем, какие виды железобетонных элеваторов бывают, в чем преимущества и недостатки разных конструкций, как именно их строили.

Почему строили бетонные силосы

Железобетонные силосы — это конструкции для бестарного хранения зерна, сооруженные из бетона и арматуры. Они используются и для хранения других сыпучих материалов — цемента, угля, песка и т.д. Железобетонные силосы отличает более длинный срок службы по сравнению с металлическими «коллегами», — они cлужат по 100-120 лет.

Железобетонные силосы нашли широкое применение в зерновом и мукомольном производствах. Факторы, которые послужили этому, такие:

  • компактное расположение емкостей на местности,
  • надежность в работе,
  • возможность обеспечить силосы высоким уровнем механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Как правило, силосы для зерна из бетона имеют цилиндрическую или квадратную форму. В зависимости от хранимой продукции выбирался диаметр или ширина ячейки силоса. Самым рациональным для хранения тяжелого зерна (пшеницы) внешний диаметр цилиндрического силоса должен быть 6 метров, а для легкого (подсолнечник) — 12 или 18 метров. Такие данные указывает А. Н. Шаповалов в учебном пособии для строителей «Инженерные сооружения» (2017 г.). Для прямоугольных силосов оптимальный размер стороны составляет 3-4 метра.

Бетонные конструкции объединяют в корпуса длиной до 48 метров. Высотой силосы могут быть до 30 метров. На очень прочных скальных породах разрешается строить и более высокие силосы — до 42 метров и больше.

Бетонный элеватор вместе с переменной нагрузкой зерна давит на грунтовое основание массой в сотни тысяч тонн. При проектировании силосов инженеры учитывают не только этот вес, но и очень много других факторов. Например, неравномерность загрузки силосов в корпусе, нагрузку на силосы в процессе разгрузки зерна и так далее.

Чем отличаются бетонные элеваторы

Бетонные элеваторы различают по конструктивному исполнению, то есть, — в зависимости от способа постройки. Силосы строят из монолитного железобетона или из сборных элементов. Рассмотрим каждую разновидность отдельно.

Монолитные бетонные силосы строятся цельными. Строительство ведут с помощью скользящей опалубки. Опалубка — это специальная конструкция, которая нужна для придания определенной формы бетону, ее делают из дерева и металла. Это в прямом смысле «формочка» для бетона, а скользящая она потому, что по мере строительства конструкцию передвигают вверх.

Как это происходит? Опалубку ставят снаружи и внутри монолитного силоса, чтобы форма ограничивала ширину стены. Бетон заливают в опалубку, а когда материал застывает, конструкцию поднимают выше. Процедуру заливки повторяют до нужной высоты силоса.

Для более прочного строения стены в монолитных конструкциях армируют железом. Отдельные стержни укладывают горизонтально через каждые 10-20 сантиметров. Если монолитный бетонный силос превышает 6 метров, то ближе к верху его армируют дополнительно и вертикальными стержнями.  Это нужно для того, чтобы строение выдержало и давление зерна, которое идет изнутри силоса, и внешние факторы — ветровую и снеговую нагрузку.

Бетонные силосы предприятия Киевмлын

Бывают и квадратные монолитные силосы. Такие конструкции нужно армировать вдвое больше, потому что в корпусах с квадратными силосами на промежуточные стены зерно давит не с одной, а с обеих сторон.

В прошлом веке одним из самых популярных проектов по строительству силосов на нашей территории был трехрядный силосный корпус емкостью 11,7 тыс. т с монолитными силосами диаметром 6 м и высотой 30 м. Корпус состоял из трех блоков с размерами 18 х 24 метра (типовой проект 702-1-3).

Плюсы и минусы строительства монолитных бетонных силосов

Монолитные силосы отличаются высокой надежностью и безопасностью использования.

Строительство монолитных бетонных силосов имело свои преимущества:

  • не нужно изготавливать и везти бетонные конструкции, то есть, не требуются дополнительные транспортные и заводские расходы,
  • элеватор можно строить в местах, не зависящих от производственной базы сборного железобетона или от доставки этих элементов.

К недостаткам цельных железобетонных силосов относят такие:

  • технологически процесс формирования силосов такого типа достаточно сложный,
  • нужно обеспечить постоянную работу оборудования, передвижения опалубки, наличие строительных материалов в процессе возведения элеватора.

Вот как рассказывал о строительстве монолитных силосов инженер-строитель Виталий Шкурупий, под руководством которого возводили элеваторы в Украине, в Ираке и даже завод на острове Мадагаскар:

«Рабочие на строительстве таких монолитов трудились круглосуточно в три смены. 1-я и 2-я смены делали возведение, а ночная — подъем. Двигалась опалубка с помощью гидравлики. Каждый качок — подъем конструкции на 2,5 см. В сутки силкорпус максимально поднимался на 3 метра. Если это было рабочее здание, подъем шел медленнее, за сутки наращивали 2 метра. 65 метровый элеватор в Троянах строители возвели за 27 дней».

Воспоминания специалиста можно почитать в материале «История в лицах: как строили элеваторы в Украине и в Ираке».

Сборные бетонные элеваторы

Сборные железобетонные силосы — еще одна разновидность бетонных элеваторов. Такие силосы собирали из отдельных железобетонных элементов. В основном, зерновики пользуются цилиндрическими или квадратными сборными силосами, но есть еще и более редкие разновидности сборных бетонных конструкций, например, восьмигранники или силосы каннелюрного типа.

Название СОГ — Сборный Объемный Гладкий элемент стен, — относится к силосам квадратной формы. Их собирали из отдельных плоских плит толщиной от 10 см. Поэтому, если вы видите прямоугольный бетонный элеватор, — это точно СОГ.

Пришибский элеватор группы компаний G.R. Agro

Сборные цилиндрические силосы формировали из отдельных колец или изогнутых элементов. Кольца использовались, если диаметр цилиндра не превышал 3 метров. Чаще всего зерновые сборные бетонные силосы достигают 6 метров в диаметре, и в строительстве такие силосы последовательно компоновали из четырех элементов, соединенных между собой болтами.

Существовала также технология строительства сборных восьмигранных силосов, которые формировали из плоских или ребристых плит в виде замкнутой рамы. Но эта конструкция для зерновых элеваторов широко не применялась.

Еще одна редкость в наших краях — сборные силосы каннелюрного типа. Каннелюры — это названия желобков, которыми украшали колонны еще в античной архитектуре. Силос каннелюрного типа собирали из вогнутых внутрь элементов с шириной около 1,54 м и высотой 3 м.

«Достоинством данной конструкции является то, что стенка от давления сыпучего материала работает на сжатие, что уменьшает материалоемкость конструкции», — пишет Ю. В. Зайцев в учебнике «Строительные конструкции заводского изготовления».

Как отметил генеральный директор ЧП «Альп-Пром» Артем Бабенко, строительные конструкции каннелюрных силосов разрабатывали в том числе и в Украине — в «Харьковском ПромстройНИИпроекте», ведущим институтом в области строительного проектирования.

В Украине такое силосы есть на Сватовском филиале «Нежинского МЖК» в Луганской области. Элеватор с силосами каннелюрного типа работает с 1972 года в г. Бендеры, Молдова.

Элеватор каннелюрного типа в Молдове. Источник фото: mapio.net

Вместимость силосов из сборных железобетонных конструкций может составлять от 18 до 27 тыс. т зерна. Самым крупным проектом элеватора такого типа считается типовой проект 702-17, рассчитанный на 140 тыс. т зерна. В строительстве таких силосов используется железобетонные блок-ячейки размером 3 х3 м, а сам проект включает шесть самостоятельных блок-секций с размерами 18 х 30 м.

Интересно, что толщина сборных железобетонных конструкций меньше, чем монолитных — от 6 до 9 см.

Плюсы и минусы сборных бетонных силосов

Сборные силосы обходятся дороже в строительстве, чем монолитные проекты с такой же вместительностью, но возводятся быстрее. Сборные конструкции для строительства зернохранилищ начали широко применять на территории СССР с 1970-х годов, и это значительно усилило темпы прироста элеваторных мощностей хранения страны.

Жашковский элеватор компании Soufflet Group

Строительства силосов из сборных железобетонных конструкций было более удобным:

  • быстрые сроки реализации,
  • расходы строительных материалов ниже,
  • проект можно строить в любое время года.

Минусы такого элеватора:

  • при строительстве нужно производство, которое бы обеспечивало проект сборными железобетонными конструкциями,
  • нужно как-то доставлять элементы из завода на стройку,
  • из-за стыковых швов и узловых соединений сборные силосы менее долговечны по сравнению с монолитными.

Эра бетонных элеваторов в Украине закончилась

Зерновые элеваторы, которые строят в Украине в последние 20 лет, в основном, с металлическими силосами, так как бетонные обходятся значительно дороже.

В Европе, в Азии строят емкости для зерна из бетона, в том числе и монолитные силосы с применением технологии опалубки. Этот вывод мы сделали на основании рекламных объявлений из Италии и Китая по услугам строительства и продаже опалубок для формирования зерновых силосов.

Продолжают строить бетонные силосы и в США. Емкости для силосов крупних перегрузочных терминалов делают из железобетона. Там, где зерно переваливают 365 дней в году, качественнее служит именно бетон. Например, железнодорожный терминал Chisholm Trail Terminal работает в штате Оклахома с 2016 года. Предприятие может хранить единовременно 44 тыс. т зерна в бетонных силосах. На терминале зерно также хранят в специальных напольниках, где вмещается 50 тыс. т. За год терминал перегужает 700 тыс. т зерновых.

Бетонные силосы Chisholm Trail Terminal в США. Источник фото: facebook.com/ctterminal

При подготовке материала использовали информацию из блога эксперта Игоря Швагера и комментарии специалиста по архитектуре и строительству элеваторов Артема Бабенко.

Подготовила Елена Гайдук, Elevatorist.com