Технология бетонных работ

метки: Бетонный, Работа, Технология, Производство, Конструкция, Прочность, Поверхность, Опалубка

фондов государства и предприя­тий, их материально-технической базы.

Конечной строительной продукцией являются полностью завер­шенные строительством предприятия, пусковые комплексы и объ­екты, подготовленные к выпуску продукции и оказанию услуг. Она территориально закреплена и носит индивидуальный характер, из­готавливается в основном для конкретных заказчиков, многодетальна и материалоемка, характеризуется значительными единовременными затратами и длительными сроками эксплуатации.

Необходимо сокращать число свалок для отходов после массового сноса морально и физически устарев­ших зданий и сооружений. В Дании, к примеру, 100% современ­ных зданий построено из рециклированных материалов.

И в этом плане архитектурно-привлекательным и экологически благо­приятным материалом является бетон — наиболее используемый в мире строительный материал. Это объясняется его прочностью, долговечностью и огнестойкостью. В бетоне основную массу мате­риалов составляют заполнители, являющиеся обычно местными материалами и отходами промышленных производств, не требую­щими дальних перевозок. Из бетона можно сравнительно просты­ми технологическими методами изготовить конструкции и изде­лия практически любой формы и размеров. Помимо высоких стро­ительно-технических качеств бетон выгодно отличается экологи­ческой безопасностью для окружающей среды. В последнее время эти факторы при выборе стройматериалов для массового строи­тельства становятся определяющими.

Производство бетона является наиболее ресурсоемким видом человеческой деятельности, никакой другой продукт производственной деятельности не изготовляется в таких объемах. В объ­емном выражении ежегодное производство бетона в мире превы­шает 2 млрд. кубометров, в Европе составляет около 580 млн. кубо­метров, или 1,2 млрд. т.

Уже более 150 лет известен железобетон с его удивительными строительно-техническими возможностями. Для разработки новых технологий производства и применения этого материала созданы крупные международные организации: международная федерация по железобетону — FIB, международная федерация по сборному железобетону — BIBM, американский институт бетона — ACI и др.

Так, например, по расчетам российских специалистов (ЦНИИЭП жилища) монолитное домостроение по сравнению с крупнопанель­ным обеспечивает (из расчета на 1 м ² общей площади) снижение единовременных затрат на создание производственной базы в среднем на 40-45%, экономию арматурной стали в среднем на 7—25% (экономия увеличивается по мере повышения этажности), экономию энергетических затрат на изготовление конструкций в размере 25—35%, снижение стоимости строительства в среднем на 5%. По сравнению с кирпичным домостроением при монолитном трудовые затраты меньше на 25-30%, продолжительность строи­тельства — на 10-25%, единовременные затраты на создание про­изводственной базы — на 35% , энергозатраты — на 25-35%.

Напряженный бетон. Предварительно напряженный железобетон

... сооружений, в т.ч. ж.-бет. конструкций массового произ-ва, взамен обычного бетона как тяжелого, так и легкого. Арматурные работы О предварительно напряженном железобетоне Железобетонные конструкции, применяемые в современном строительстве, отличаются некоторыми ...

Технология строительства из монолитного железобетона в пос­ледние годы сделала огромный шаг вперед. В монолитном железо­бетоне за последнее десятилетие построены выдающиеся сооруже­ния с рекордными техническими показателями. Это высотные здания и среди них — мировой рекордсмен сдвоенный небоскреб «Петронас» высотой более 400 м в г. Куала-Лумпуре (Малайзия), рамно-балочный мост из высокопрочного легкого бетона пролетом 300 м в Норвегии, вантовый мост пролетом более 850 м во Фран­ции, тоннели, культовые сооружения и т. д. Железобетонные те­лебашни в Торонто и Москве являются самыми высокими в мире отдельно стоящими сооружениями.

1. Опалубливание конструкций

1. 1. Состав бетонных и железобетонных работ

Широкое применение в современном строительстве бетона и железобетона обусловлено высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, возможностью получения заданных конструкций сравнительно простыми технологическими методами, использованием в основе (кроме стали) местных материалов и сравнительно невысокой стоимостью.

Расширению области применения бетона и железобетона способствует имеющаяся передовая база производства сборного железобетона. Заводы промышленности строительных материалов производят не только готовые сборные железобетонные конструкции, но и комплекты опалубки, арматурные каркасы и сетки, товарную бетонную смесь, сухие смеси для растворов и бетонов, различные добавки к бетонным смесям и растворам, при помощи которых можно управлять их физико-механическими и технологическими свойствами.

По способу выполнения, Монолитные конструкции, Сборные конструкции, В сборно-монолитных конструкциях

В промышленном и гражданском строительстве использование монолитного и сборно-монолитного железобетона эффективно при возведении массивных фундаментов, подземных частей зданий и сооружений, массивных стен, различных пространственных конструкций, стенок и ядер жесткости, зданий повышенной этажности (в том числе и в сейсмических районах), многих других конструкций. Из бетона и железобетона возводят все виды инженерных сооружений, а также мосты, плотины, резервуары, силосы, трубы, градирни и др.

Возведение зданий в монолитном железобетоне позволяет оптимизировать их конструктивные решения, перейти к неразрезным пространственным системам, учесть совместную работу элементов и тем самым снизить их сечение. В монолитных конструкциях проще решается проблема стыков, повышаются их теплотехнические и изоляционные свойства, снижаются эксплуатационные затраты.

Возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкций включает выполнение комплекса взаимосвязанных процессов по устройству опалубки, армированию и бетонированию конструкций, выдерживанию бетона, его распалубливанию и отделке поверхностей готовых конструкций.

Девятиэтажный трехсекционный жилой дом из сборно-монолитного железобетона

... конструкции в наибольшей степени отвечают требованиям индустриализации строительства, но стоит отметить, что и монолитный бетон с каждым годом получает все большее развитие. Монолитный бетон и железобетон, ... межквартирные коридоры) цементно-песчаные (чердак) - бетонные (помещения подвала). Внутриквартирные перегородки - ... современных методов исследования работы конструкций, являющихся базой методики ...

По составу работ, выполняемых при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, их подразделяют на:

опалубочные

, которые состоят в изготовлении и установке арматуры, при напрягаемой арматуре дополнительно в ее натяжении; арматурные работы являются составной частью при изготовлении монолитных железобетонных конструкций и отсутствуют в бетонных конструкциях;

• включающие приготовление, транспортирование и укладку бетонной смеси, уход за бетоном в процессе его твердения.

Комплексный технологический процесс по возведению монолитных бетонных и железобетонных конструкций состоит из заготовительных и монтажно-укладочных (основных) процессов, связанных между собой транспортными операциями.

Комплексный процесс возведения монолитных конструкций включает:

заготовительные процессы

транспортные процессы

основные процессы

1. 2. Назначение и устройство опалубки

Опалубка

опалубочных щитов

арматурными

1. 3. Составные части опалубки и опалубочных систем

В основе эффективности любой опалубочной системы лежит возможность ее быстрой видоизменяемости в соответствии с требованиями строительного объекта. Легкость щитов и простота сборки опалубки позволяют значительно увеличить темп производства всего комплекса бетонных работ, сократить срок строительства. Изготовленная опалубка должна гарантировать оптимальные размеры щитов, их высокую прочность и жесткость, качество соприкасаемой с опалубкой поверхности бетона.

Отдельные элементы опалубочной системы следующие:

опалубка – форма для изготовления монолитной бетонной конструкции;

щит – формообразующий элемент опалубки, состоящий из каркаса и палубы;

щита – несущая конструкция щита опалубки, выполненная из металлического или деревянного профиля, изготовленного в кондукторе, гарантирующем точность наружных размеров изготовляемой конструкции;

палуба щита – поверхность, непосредственно соприкасающаяся с бетоном;

опалубочная панель

блок опалубки –

опалубочная система

элементы крепления

поддерживающие элементы –

Вспомогательные элементы опалубочных систем:

• специальные подмости, навешиваемые на стены со стороны фасадов при помощи кронштейнов, закрепленных в отверстиях, оставленных при бетонировании стен;

выкатные подмости

проемообразователи

цоколь – нижняя часть монолитной стены высотой 10… 20 см, которую бетонируют одновременно с монолитным перекрытием. Назначение цоколя в обеспечении проектной толщины стены и фиксации опалубки относительно разбивочных (координатных) осей.

Любая изготовленная опалубка должна отвечать следующим требованиям:

• гарантия необходимой точности размеров будущего сооружения или конструкции;
• прочность, устойчивость и неизменяемость формы под действием нагрузок, возникающих в процессе производства работ;
• все элементы опалубки рассчитывают на прочность и деформативность;

• плотность и герметичность палубы опалубочного щита, т. е. отсутствие щелей, вызывающих образование в бетоне пустот, раковин в результате вытекания цементного раствора;

• высокое качество поверхностей, исключающее появление наплывов, раковин, искривлений и т. п.;

• технологичность – способность допускать быструю установку и разборку, не создавать затруднений при монтаже арматуры, укладке и уплотнении бетонной смеси;
• оборачиваемость – многократное использование опалубки, что обычно достигается за счет изготовления ее инвентарной, унифицированной и разборной;

1. 5. Материалы для изготовления опалубок

Для изготовления элементов опалубки используют самые разнообразные материалы. Поддерживающие элементы опалубки выполняют главным образом из стали и алюминиевых сплавов, что позволяет достичь их высокой оборачиваемости.

Технологический процесс изготовления шкафа-купе

... наличники, встроенную мебель, леса, подмости, опалубку и др. Элементы строительных конструкций поступают на ... Древесина с косослоем не используется для изготовления ручек ударных столярных инструментов, воспринимающих ... древесины имеют большую ценность для мозаичных работ. Цели применения древесины определяют значение ... готовности либо в виде элементов полуферм, балок, стропил, щитов перекрытий и т. п., ...

Для опалубки (палубы) используют древесину хвойных пород (сосна, ель, лиственница), лиственных пород (береза и ольха), водостойкую фанеру, сталь, пластики, металлическую сетку, железобетонные и армоцементные плиты, древесно-стружечные (ДСП) и древесно-волокнистые (ДВП) плиты, полипропилен с наполнителями.

Древесину применяют для изготовления палубы в виде обрезных и необрезных досок шириной не более 15 см, для лесов и креплений – бруски размером от 8×10 до 8×14 см, подтоварник диаметром 10… 14 см и кругляк диаметром до 20 см.

Достоинства древесины – легкость обработки, малая масса, возможность изготовления форм любого очертания, относительно низкая стоимость. Недостатки – коробление, разбухание, усушка, малая оборачиваемость из-за повреждений в силу значительного сцепления с бетоном. После укладки бетонной смеси в опалубку сторона, соприкасающаяся с ней разбухает, а другая под воздействием солнечных лучей быстро высыхает. В результате возникает коробление древесины, ее выпучивание, через щели вытекает цементный раствор, в бетоне образуются пустоты и раковины. Меры противодействия этим процессам – применение шпунтовых досок, покрытие внутренней поверхности различными смазками для уменьшения силы сцепления опалубки с бетоном.

Водостойкую фанеру используют только для обшивки. Она обладает значительной оборачиваемостью, обеспечивает получение качественных лицевых поверхностей бетона. Для повышения оборачиваемости необходимо, чтобы лицевая поверхность опалубки была заподлицо с обрамляющими элементами каркаса и постоянно смазывалась.

Фанеру ламинированную с фенолформальдегидным покрытием

Сталь используют для изготовления всех элементов опалубки.

Листовую сталь, Профильную сталь

при не менее чем 50-кратной оборачиваемости. Недостатки металлической опалубки – высокая стоимость, значительная масса и высокая теплопроводность. Тем не менее в настоящее время металлические опалубки находят все большее применение из-за их высокой оборачиваемости и получения гладкой и ровной бетонной поверхности в результате ее использования.

масса и легкость обработки).

Исключаются и недостатки этих материалов — деформативность древесины и коррозия стали. Малая жесткость, повышенная гибкость и относительно высокая стоимость пластиков делают их пока мало конкурентоспособными с другими материалами. Пластики в основном используют в качестве тонких защитных пленок, наносимых на поверхности палубы из древесины и металла.

Облицовка стен декоративными панелями

... будет попадать влага (например, брызги воды из мойки). 2. Технология облицовки стен отделочными панелями Облицовка стен отделочными панелями не представляет труда даже для людей, не обладающих специальными навыками, однако ... следует учитывать, что для различных типов панелей используются разные способы крепления: на обрешетку или на клей. 2.1 Установка наборных панелей Наборные плиточные и реечные п

пластмассовые опалубки

Металлические сетки с ячейками до 5×5 мм применяют для изготовления сетчатых и вакуум-опалубок.

несъемной

Древесно-стружечные (ДСП) и древесно-волокнистые плиты (ДВП) по своим характеристикам находятся между древесиной и водостойкой фанерой и их используют в основном для устройства палубы, реже для крепления каркаса опалубки.

Оборачиваемость инвентарной опалубки с палубой из досок, ДСП и ДВП — 5… 10-кратная, опалубки из водостойкой фанеры – 50…100-кратная, стальной опалубки — 100… 700 -кратная.

композитов с токопроводящим наполнителем

1. 6. Основные типы опалубок

по функциональному назначению

для вертикальных поверхностей, в том числе стен;

• для горизонтальных и наклонных поверхностей, в том числе перекрытий;
• для одновременного бетонирования стен и перекрытий;
• для криволинейных поверхностей (используют в основном пневматическую опалубку).

материала опалубки, условий и методов производства работ, целый ряд конструктивно отличающихся опалубок, наибольшее распространение из которых получили следующие:

Разборно-переставная мелкощитовая, Крупнощитовая, Горизонтально перемещаемая

4. опалубка , нашедшая применение при одновременном возведении стен и перекрытий зданий. Опалубка состоит из блоков-секций Г- и П-образной формы, конструкция позволяет секциям сдвигаться внутрь. Секции опалубки соединяют между собой по длине, образуя сразу несколько параллельных рядов с расстояниями между блоками, равными толщинам стен. Это позволяет после установки опалубки, укладки арматурных каркасов одновременно осуществлять бетонирование стен и примыкающих к ним участков перекрытий.

Туннельная, Подъемно-переставную, Скользящая, Блочную опалубку, Вертикально перемещаемая, Несъемная, Специальные пневматическая

необорачиваемую

Рациональными являются комбинированные конструкции, в которых несущие и поддерживающие элементы – из металла, а соприкасающиеся с бетоном – из пиломатериалов, водостойкой фанеры, древесностружечных плит, пластика.

1. 7. Технология процессов опалубливания

распалубливание, опалубочные и поддерживающие устройства снимают и переставляют на новую позицию.

Мелкощитовая

Основной и принципиальной особенностью щитов опалубки, являются замкнутые профили стальных или алюминиевых рам, которые вместе с ребрами жесткости, тоже выполненных из замкнутых профилей, создают опалубочные соединения, которые противостоят нагрузкам кручения и позволяют при этом упростить установку и горизонтальное выравнивание, а при опалубливании высотных конструкций повышают безопасность производства работ.

Комплексная система опалубки предназначена для опалубливания любых горизонтальных и вертикальных строительных конструкций, начиная с самых мелких сооружений. Кроме замкнутого профиля рам опалубочных щитов предложен опалубочный замок, который обеспечивает быстрое (достаточно удара молотком) и качественное соединение двух соседних щитов по горизонтали или вертикали в любом месте конструктивной рамы. Палуба из многослойной водостойкой фанеры покрыта специальным порошковым или другим покрытием, резко снижающим сцепление с бетоном. В профиль рам опалубки вварены втулки, которые предусмотрены для пропуска и удобного введения натяжных стержней, для взаимного соединения противостоящих щитов опалубки.

Возведение высотных зданий с помощью самоподъёмной опалубки

... опалубочных систем стараются наиболее максимально приблизить свою продукцию к этим требованиям. Например, применяемые в конструкции опалубки ... современных рамных лесов Sprint и модульной опорной системы ... метода строительства сборные опалубочные панели либо спускаются на ... переставная опалубка - система нового типа, при которой щиты и ... опалубки могли быть подняты домкратами в положение по месту их установки, ...

Плоские щиты мелкощитовой опалубки имеют площадь до 1,5…2,0 м ² площадью до 15 м²

Крупнощитовая разборно-переставная опалубка

ленточных фундаментов

и площадью около 20 м ² . К опалубочным панелям предъявляют повышенные требования к их жесткости и несущей способности.

Щитовая опалубка ступенчатых фундаментов стаканного типа

состоит из модульных щитов, которые могут собираться в опалубочные панели практически любых размеров и конфигурации. Каркас опалубочных щитов изготовлен из высокоточного профиля из алюминиевых сплавов, поперечное сечение которого обеспечивает установку палубы из ламинированной фанеры толщиной 18 и 21 мм, торцы которой конструктивно защищены самим алюминиевым профилем и герметиком.

В комплект опалубки входят также подкосы для установки щитов, навесные консольные подмости для бетонирования, замки для соединения щитов и винтовые стяжки.

Каркасы щитов изготавливают в кондукторах, обеспечивающих неплоскостность поверхностей не более 1 мм, разность диагоналей каркасов – не более 3 мм. На палубе щитов не допускаются трещины, заусеницы и местные отклонения глубиной более 2 мм. При креплении палубы из водостойкой ламинированной фанеры на каркасах щитов потайная головка шурупов может выходить на плоскость фанеры не более 0,1 мм.

Крупнощитовая опалубка обеспечивают опалубливание монолитных конструкций с модулем 300 мм. Ширина рядовых щитов опалубки от 0,3 до 1,2 м с шагом 0,3 м, стандартная высота 1,2, 2 и 3 м при массе щитов от 42 до 110 кг.

Крупнощитовая опалубка стен состоит из щитов опалубки, подмостей, навешиваемых на эти щиты, раскрепляющих подкосов и элементов раскрепления. Щиты в опалубочные панели собирают посредством центрирующих замков. Для выверки панели опалубки в проектном положении опалубка снабжена подкосами, винтовые стяжные муфты которых позволяют регулировать установку панели в вертикальной плоскости.

В комплект опалубки может входить компенсационный элемент шириной 0,3 м и удлиненные замки, которые находят применение при необходимости иметь в опалубке вставки из брусков шириной до 15 см при бетонировании конструкций немодульных размеров.

Комплект опалубки позволяет при необходимости выполнять угловые соединения щитов, стыки примыканий стен, устройство примыканий-компенсаторов и других возможных вариантов примыкания щитов опалубки друг к другу.

Для возведения наружных стен здания предусмотрены специальные подмости, представляющие собой цельнометаллические кронштейны с щитами настила и ограждениями.

Панели опалубки раскрепляют посредством винтовых стяжек и гаек, воспринимающих давление бетонной смеси. Для организации рабочих мест на высоте при приемке и укладке бетонной смеси, на опалубке предусмотрено крепление подмостей с ограждениями, которые навешивают на каркас щитов опалубки.

При монтаже и демонтаже опалубки на высоте по периметру и внутри здания щиты опалубки должны быть ограждены инвентарными защитными приспособлениями.

Проектирование участка установки по абсорбции-десорбции сероводорода ...

... получения элементарной серы из сероводородсодержащих газов, которые выделяются на установках вторичной переработки нефти. Наиболее распространены процессы каталитической конверсии, самый ... В проекте представлены материалы по проектированию заключительной стадии утилизации сероводорода из серосодержащих газов вторичной переработки нефти — абсорбция и десорбции сероводорода моноэтаноламином. ...

Щиты опалубки выполнены в соответствии с единым модулем, они универсальны и взаимозаменяемы, сборка, установка и соединение щитов между собой может осуществляться в вертикальном и горизонтальном положении. В ребрах каркаса предусмотрены отверстия для навески кронштейнов и установки подкосов.

Для соединения щитов между собой используют замки – не менее трех замков по высоте щита: два замка – на высоте 250 мм от низа и верха щита и третий замок – в центральной части щита. Если при опалубливании поверхности предусмотрена укладка горизонтального щита сверху на ранее установленные вертикальные щиты, то по длине горизонтального щита должны быть предусмотрены три замковых соединения с вертикальными щитами.

Во время установки подкосов и навески кронштейнов подвесных подмостей их закрепляют через отверстия в ребрах щитов опалубки независимо от установки щита – вертикально или горизонтально. При монтаже опалубки стен отдельными щитами устанавливают по два подкоса на каждый щит, при монтаже панелями – через 2… 4 м. Кронштейны для укладки рабочего настила закрепляют к щитам опалубки с шагом 1,2… 1,5 м.

В процессе установки щитов и панелей опалубки стен по нанесенным на перекрытиях рискам их прижимают к бетонному цоколю и приводят в вертикальное положение при помощи стяжных муфт подкосов. Точность установки проверяют уровнем или по отвесу.

После монтажа противоположных щитов опалубки стен, щиты скрепляют между собой при помощи винтовых стяжек, располагая не менее трех стяжек по высоте щита. Винтовые стяжки, устанавливаемые между противоположными щитами, пропускают через стальные втулки, втулки и конуса из пластмассы и пластика, длина которых должна соответствовать толщине бетонируемой стены. Конуса защищают отверстия в палубе от попадания в них бетонной смеси, втулки облегчают вытаскивание винтовых стяжек после бетонирования в процессе распалубливания.

Щиты скрепляют путем затягивания гаек винтовых стяжек. Для исключения при затягивании гаек местных деформаций полого сечения каркаса щитов, применяют широкополые шайбы. После установки щитов опалубки все неиспользованные сквозные отверстия в опалубке должны быть заглушены специальными деревянными или пластмассовыми пробками во избежание вытекания из этих отверстий бетона в процессе бетонирования.

Щиты и панели наружных стен монтируют с рабочих подмостей, закрепленных на стенах предыдущего этажа. Навеску подмостей осуществляют следующим образом. При бетонировании стен в них остаются сквозные отверстия от винтовых стяжек щитов опалубки. При установке подмостей с помощью монтажного крана, в эти отверстия пропускают болты крепления низа опор рабочих подмостей, с внутренней стороны стен эти болты закрепляют с помощью гаек. Тем самым подмости плотно прижимаются к забетонированной стене нижележащего этажа.

В первую очередь монтируют щиты (панели) наружной опалубки, их устанавливают на рабочие подмости, выверяют и закрепляют при помощи подкосов. Далее с перекрытия устанавливают внутренние щиты (панели) опалубки, которые последовательно в процессе установки прикрепляют к наружным щитам при помощи винтовых стяжек.

Подъем и установка щитов и панелей опалубки осуществляют специальным захватом, закрепленным на канатных стропах, за одну точку (для отдельного щита) или две точки – для опалубочной панели.

Бетонирование в скользящей опалубке

... щитов, что препятствует установке объемных каркасов. Поэтому арматурные работы здесь практически не поддаются индустриализации. Существуют многочисленные конструкции домкратов для скользящей опалубки: ... домкратных стержней. Подавляющее большинство систем скользящей опалубки предусматривает наращивание горизонтальных элементов арматурного каркаса отдельными стержнями по мере подъема опалубки. Это ...

Опалубку стен можно монтировать как отдельными щитами, так и предварительно собирать в панели. Сборку панелей из отдельных щитов необходимо осуществлять на специально подготовленной площадке в зоне действия монтажного крана. Длина панелей, собранных из щитов не должна превышать по длине 8 м.

Демонтаж опалубки стен производят укрупненными панелями из 5… 6 щитов. На демонтируемой панели откручивают гайки винтовых стяжек, вытаскивают тяжи. Затем при помощи подкосов щиты отрывают от бетона. Отсоединенную панель переносят краном на склад для осмотра, ремонта, и если необходимо, смазки.

Опалубка колонн

При установке опалубки колонн первоначально на бетонном основании (перекрытии) размечают место ее установки (риски геометрических осей, грани положения колонн).

Устанавливаемый арматурный каркас первоначально соединяют с каркасом нижерасположенной колонны, дополнительно устанавливают пластмассовые кольца или приваривают к каркасу горизонтальные стержни на высоте 300 мм от низа и верха колонн для обеспечения необходимого защитного слоя бетона в процессе бетонирования.

Затем устанавливают оставшиеся два соседних щита, которые также приводят в вертикальное положение. Противоположные щиты скрепляют между собой винтовыми стяжками, их устанавливают по четыре штуки по высоте щита. Не использованные отверстия в щитах должны быть заглушены специальными пробками (деревянными или пластмассовыми) во избежание вытекания из полости бетонной смеси. Консольные подмости устанавливают с передвижных вышек. На них устраивают рабочий настил из щитов с защитным ограждением из досок, что позволит безопасно выполнять работы по бетонированию колонн.

Вариант соединения щитов колонн между собой предусматривает крепление посредством хомута, состоящего из четырех кронштейнов, соединяющихся между собой клиньями. Кронштейны удерживают щиты в необходимом проектном положении, обеспечивая необходимые геометрические размеры колонн.

Опалубка перекрытий

штанги. Нашли применение телескопические стальные стойки, состоящие из двух труб, входящих одна в другую. Первоначальное положение труб между собой фиксируется благодаря специальным прорезям через каждые 10 см, амплитуда изменений от 10 до 130 см. Для точной установки стойки по высоте (в амплитуде 10 см) во внутренней (выдвижной) трубе имеются сквозные круглые отверстия, в которые вставляют стальной штырь, проходящий в прорезь верхней части наружной трубы. Штырь опирается на гайку, навинченную на нарезку в верхней части наружной трубы, и поддерживает внутреннюю трубу в заданном положении.

домкрат, а стальных телескопических стоек – гайку на винтовой нарезке наружной трубы.

Металлические стойки с поддомкрачиванием применяют с тремя видами съемных головок. Вильчатая головка предназначена для установки в ней одной-двух главных несущих балок. Падающая головка удобна тем, что при наборе забетонированной конструкцией перекрытия достаточной прочности появляется возможность убрать некоторые промежуточные стойки. При нажатии на специальный рычаг падающая головка опускается в пределах до 10 см, при этом остающаяся система стоек и балок, поддерживающая перекрытие, сохраняет свое положение. Третий тип головок – опорная, поддерживает опалубочную систему до распалубливания. Эти головки при нажатии на рычаг опускаются на 1… 2 см, дают возможность визуально оценить состояние распалубливаемой системы, легко выдвинуть стойки и освободить несущие опалубку балки. Щиты опалубки отсоединяют от забетонированной конструкции за счет собственной массы или с применением специальных ломиков.

Строительные конструкции их классификация и назначение. Строительные ...

... системы стержней, соединенных между собой шарнирно или жестко. К ним относят строительные фермы (балочные или консольные) (рис. 1.2). по характеру расчетной схемы конструкции делят на статически ... полимерных материалов, керамики и других эффективных материалов. Строительные конструкции очень разнообразны по своему назначению и применению. Тем не менее их можно объединить по некоторым признакам ...

Крупнощитовая опалубка перекрытий состоит из опорных рам, снабженных раздвижными домкратами, на которых через имеющиеся на них опоры смонтированы продольные и поперечные балки, несущие палубу из ламинированной фанеры. Несущие балки соединяются между собой специальным болтовым соединением. Палубу из ламинированной фанеры к балкам крепят посредством шурупов с потайной головкой. Монтаж и демонтаж опалубки производится в соответствии с технологической картой (ТК).

Демонтаж опалубки разрешается проводить только после достижения бетоном требуемой прочности.

Опалубку устанавливают в соответствии с технологическими картами в последовательности, зависящей от ее конструкции; при этом должна быть обеспечена устойчивость отдельных ее элементов в процессе установки. Расположение несущих телескопических стоек и рам на бетонируемом перекрытии зависит и от расположения стоек на ранее забетонированном перекрытии. При этом необходимо учитывать темпы возведения конструкций, скорости набора прочности бетоном перекрытий и стен, действующих на конструкции нагрузок на различных этапах возведения сооружения и других технологических факторов.

Место установки опалубочных форм и лесов должно быть очищено от мусора, снега и наледи. Поверхность земли следует планировать путем срезки верхнего слоя грунта. Подсыпать для этих целей грунт не разрешается.

При установке опалубки особое внимание обращают на вертикальность и горизонтальность элементов, жесткость и неизменяемость всех конструкций в целом, и правильность соединений элементов опалубки в соответствии с рабочими чертежами. Допускаемые отклонения при установке опалубки и поддерживающих лесов нормируются.

Применение инвентарной опалубки предусматривает обязательную смазку палубы щитов. Наиболее распространены гидрофобизирующие смазки на основе минеральных масел или солей жирных кислот, а также комбинированные смазки.

2. Армирование конструкций

2. 1. Назначение и виды арматуры

и затем устанавливают монтажными кранами. Иногда сложные конструкции армируют непосредственно в проектном положении из отдельных стержней с соединением их в законченный арматурный каркас сваркой или вязкой.

Арматуру подразделяют по назначению в конструкции на рабочую, распределительную и монтажную.

Рабочая арматура воспринимает растягивающие усилия, возникающие в железобетонных конструкциях от собственной массы и внешних нагрузок.

Распределительная арматура служит:

• для равномерного распределения нагрузок между рабочими стержнями;
• для связи рабочих стержней между собой, препятствуя смещению рабочей арматуры при бетонировании.

Монтажная арматура обычно не воспринимает усилий, а обеспечивает точное положение в опалубке рабочих стержней и плоских арматурных сеток и элементов.

Основной в современном строительстве является арматура периодического профиля, имеющая надежную анкеровку и повышенное сцепление с бетоном. При использовании стержней из гладкой арматуры для их лучшего закрепления в бетоне концы стержней, работающих на растяжение, делают загнутыми в виде крюков.

иногда применяет профильный прокат.

К арматурным изделиям относят отдельные стержни (стержневая арматура), арматурные сетки, плоские и пространственные арматурные каркасы, арматурные изделия для предварительно напряженных конструкций, закладные детали, монтажные петли и хомуты.

Стержневую арматуру, Сварные арматурные сетки, Плоские рабочие сетки, Сетки в виде рулонов, Плоские стальные каркасы, Пространственные арматурные каркасы

Для армирования предварительно-напряженных конструкций чаще всего применяют проволочную арматуру.

Проволочную арматуру

арматурная проволока низкоуглеродистая класса В-1 и высокопрочная углеродистая класса В-II;

• проволочные пряди из трех-, семи- и многопроволочных прядей с правой свивкой, причем при перерезании пряди их проволоки не раскручиваются;
• проволочные высокопрочные канаты.

Стекловолокно в смеси с цементным раствором образует стеклоцемент, обладающий высокой прочностью, но невысокими водо- и газопроницаемостью. Прочность цементного камня возрастает при использовании рубленого стекловолокна с хаотическим распределением его в конструкции. Также высокими прочностными характеристиками будет обладать монолитная конструкция при хаотическом распределении в нем обрезков арматурных стержней и проволоки.

С использованием асбестовых волокон производят асбестоцемент, изделия из которого обладают высокой прочностью и непроницаемостью.

2. 2. Состав арматурных работ

Арматурные работы включают в себя следующие процессы:

• централизованная заготовка арматурных элементов;
• транспортирование арматуры на строительную площадку, сортировка и складирование;
• укрупнительная сборка арматурных элементов, изготовление арматурных изделий;
• установка в опалубку стержней, сеток, плоских, пространственных и несущих арматурных каркасов;

• соединение отдельных монтажных единиц в единую армоконструкцию;
• раскрепление армоконструкции, гарантирующее обеспечение надлежащего защитного слоя при бетонировании.

Все процессы армирования железобетонных конструкций можно объединить в две группы: предварительное изготовление арматурных элементов и установка их в проектное положение.

2. 3. Изготовление арматурных изделий

Арматурные изделия изготовляют централизованно на арматурно-сварочных заводах, в арматурных цехах и мастерских.

Проволока диаметром до 10 мм и сталь периодического профиля диаметром до 9 мм поступают в арматурную мастерскую в бухтах, а сталь больших диаметров – прутьями длиной от 4 до 12 м, объединенными в пакеты до 10 т. Готовые сетки для заготовки каркасов поступают плоскими или в рулонах. Складируют сталь на стеллажах раздельно по маркам, диаметрам и длине стержней. Хранение производят в закрытом помещении или под навесом, запрещено класть арматуру на земляной пол.

Процесс изготовления ненапрягаемой арматуры состоит из отдельных технологических операций, которые объединены в следующие технологические группы:

заготовительные операции

, включающие установку и приварку закладных деталей, отдельных криволинейных и изогнутых стрежней, резку листовой и профильной стали, укрупнительную сборку пространственных каркасов из плоских каркасов и сеток.

Заготовительные операции ведут двумя потоками – для катанки и стержневой арматуры. Сталь, поступающую в бухтах (катанка) с бухтодержателей направляют на станки-автоматы, одновременно производящие очистку поверхности стержня от ржавчины, правку искривлений проволоки и ее резку. Концы заканчивающейся и новой бухты соединяют в непрерывную плеть машиной для стыковой сварки. По ходу движения катанки установлены станки для точной резки и гнутья.

Стержни, поступающие на технологическую цепочку, правят, очищают от ржавчины, сваривают стыковой сваркой в непрерывную плеть во избежание отходов, затем их режут на обрезки с заданными размерами и, при необходимости, передают на станок для гнутья.

Установку арматуры и арматурных изделий осуществляют машинами и механизмами, используемыми на строительной площадке. В отдельных случаях и в неудобных для применения механизмов местах производят ручную укладку арматуры и ее вязку.

Основные способы соединения арматурных стержней между собой – укладка внахлестку или сварка. Соединение нахлесткой без сварки используют при армировании конструкций сварными сетками или плоскими каркасами с односторонним расположением рабочих стержней арматуры и при диаметре арматуры не выше 32 мм. При этом способе стыкования арматуры величина перепуска (нахлестки) зависит от характера работы элемента, расположения стыка в сечении элемента, класса прочности бетона и класса арматурной стали.

При стыковании на сварке сеток из круглых гладких стержней в пределах стыка следует располагать не менее двух поперечных стержней. При стыковании сеток из стержней периодического профиля приваривать поперечные стержни в пределах стыка не обязательно, но длина нахлестки в этом случае должна быть увеличена не менее чем на пять диаметров свариваемой арматуры. Стыки стержней в нерабочем направлении (поперечные монтажные стержни) выполняют с перепуском в 50 мм при диаметре распределительных стержней до 4 мм и 100 мм – при диаметре более 4 мм. При диаметре рабочей арматуры 26 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении рекомендуется укладывать впритык друг к другу с перекрытием стыка специальными стыковыми сетками с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры, но не менее 100 мм.

Электрическую энергию можно преобразовать в тепловую двумя способами:

• через находящиеся в контакте соединяемые детали;

2) при помощи электрической дуги или сварка плавлением; нагрев соединяемых элементов осуществляют электрической дугой.

2. 5. Контактная сварка

Контактная сварка имеет следующие основные разновидности:

точечная контактная сварка , применяемая для соединения пересекающихся стержней в сетках и каркасах;

• стыковая контактная сварка, которая целесообразна для соединения стержней между собой, когда требуется увеличение их длины, а также для сращивания обрезков и стержней между собой.

месте накаляется докрасна, размягчается и, под действием сдавливаемого усилия стержни прочно соединяются между собой.

При автоматической сварке подача свариваемых деталей, их закрепление, процесс сварки и выдача готовых изделий происходит без участия человека. При полуавтоматической сварке детали подают вручную, а готовое изделие после сварки перемещается автоматически.

Достоинства точечной контактной сварки – высокая производительность, небольшой расход энергии при использовании токов большой силы в течение малого отрезка времени, возможность механизации и автоматизации процесса, отсутствие расхода металла на электроды. Сборку, а затем и сварку стыкуемых элементов осуществляют с применением кондукторов, которые обеспечивают точность геометрических размеров и взаимное расположение стыкуемых стержней.

Контактная стыковая сварка, Сварка методом непрерывного оплавления

Достоинства стыковой контактной сварки – высокое качество стыков соединяемых элементов, минимальные затраты электродов и других вспомогательных материалов, возможность механизации и автоматизации процесса сварки, высокая производительность труда.

тока нужных характеристик вместо сложных и громоздких генераторов постоянного тока применяют легкие, мобильные и более дешевые трансформаторы переменного тока. Дуга представляет собой электрический разряд в газовом пространстве, длящейся продолжительное время, выделяющий большое количество световой энергии и имеющий температуру, доходящую до 6000 ^º В, а при переменном – 40… 50 В.

Электроды, которые применяют для сварочных работ, имеют специальное покрытие, которое при сварке испаряется, образующиеся пары легко ионизируются и таким образом повышают устойчивость дуги. При плавлении металл электрода стекает и, охлаждаясь, образует на свариваемой поверхности шов, от прочности которого зависит и прочность сварного соединения в целом. Длина дуги оказывает свое воздействие на качество шва. Чем дуга длиннее, тем большее расстояние проходит расплавленный металл от электрода в шов и, поглощая из воздуха кислород и азот, ухудшает свои механические свойства.

Достоинства дуговой сварки – универсальность, возможность применения в любой точке сложного арматурного каркаса и достижения требуемой прочности сварного шва. Недостатки дуговой сварки – дополнительный расход металла на электроды, низкая производительность труда, более высокая квалификация сварщиков. Обычно сваривают стержни диаметром 10 мм и более, так как при меньших диаметрах стержней возможен их пережог.

Из существующих способов дуговой сварки наиболее часто встречаются следующие – внахлестку, с накладками и ванная.

ванного способа сварки

2. 7. Производство арматурных работ на объекте

Армирование железобетонных конструкций желательно осуществлять сварными арматурными каркасами и сетками заводского изготовления. На строительном объекте при возведении монолитных железобетонных конструкций выполняют следующие операции:

• укрупнительную сборку пространственных арматурных каркасов;
• установку готовых каркасов и сеток в опалубку;
• установку и вязку арматуры отдельными стержнями в опалубке.

Если по условиям транспортирования крупноразмерные каркасы или сетки заготовляют или перевозят частями, то их укрупняют на строительстве до проектных размеров дуговой или ванной сваркой. Укрупнительную сборку производят непосредственно в проектном положении (в опалубке) или в стороне от места установки на заранее оборудованной площадке. Укрупнительная сборка арматурных каркасов перед их подъемом и установкой дает возможность лучше использовать грузоподъемность крана и значительную часть работы выполнять арматурщикам в более удобных и безопасных условиях. Монтаж арматурных конструкций следует производить преимущественно из крупноразмерных блоков и унифицированных сеток заводского изготовления с обеспечением фиксации защитного слоя.

Смонтированная арматура должна быть надежно закреплена от смещений и предохранена от деформаций и смещений в процессе производства работ по бетонированию конструкций.

Крестовые пересечения стержней арматуры, уложенных поштучно, в местах их пересечений необходимо скреплять вязальной проволокой или при помощи специальных проволочных соединительных скрепок.

Арматуру можно устанавливать в опалубку только после проверки соответствия опалубки проектным размерам с учетом допусков, установленных СНиПом.

При монтаже арматуры в опалубку и последующем бетонировании любой конструкции необходимо соблюдать указанную в проекте заданную толщину , т. е. расстояние между внешними поверхностями арматуры и бетона конструкции. Правильно обеспеченный и выполненный защитный слой бетона надежно предохраняет арматуру от коррозирующего воздействия внешней среды. Толщину защитного слоя бетона обеспечивают различными способами.

в том случае, когда конструкция будет работать только в сухих условиях эксплуатации. При армировании плит перекрытия двумя сетками, по высоте проектное положение фиксируют подставками из круглой арматурной стали.

Применяют заранее заготовленные бетонные подкладки и прокладки, которые целесообразно армировать обрезками вязальной проволоки во избежание раскалывания, концами проволоки привязывают прокладку к вышерасположенному арматурному стержню. Более новыми типами фиксаторов являются фигурные пластмассовые и прорезные капроновые кольца. Эти фиксаторы характеризуются высокими технологическими свойствами. Во время установки на арматуру такое фигурное кольцо за счет присущей ему упругости немного раздвигается и плотно охватывает стержень.

Монтаж арматурных конструкций обычно производят с транспортных средств при помощи крана, используемого на подаче опалубки и бетонной смеси. Арматурные каркасы массой до 100 кг можно устанавливать вручную, подавая их краном в зону работ сразу несколько штук. Изделия большей массы устанавливают непосредственно краном. Как и для сборных железобетонных элементов желательно поднимать и монтировать арматурные каркасы в том положении, в котором они будут работать в забетонированной конструкции.

При небольшой высоте колонн, а также при легких каркасах арматурный каркас колонн устанавливают путем его опускания при помощи крана в готовую опалубку сверху. Установленный арматурный каркас, через нижнее окно короба опалубки колонны приваривают или привязывают к выпускам арматуры, забетонированным в фундаменте, плите или колонне нижележащего этажа. Тяжелые каркасы колонн устанавливают раньше опалубки и соединяют с выпусками арматуры нижнего этажа на сварке. Часто, особенно при большой высоте колонн, арматурный каркас заводят в опалубку, у которой уже собраны две или три стенки. Производят выверку каркаса, соединение с арматурными выпусками, после чего завершают сборку опалубочного блока колонны.

Установку арматурных каркасов прогонов и балок производят в готовые короба опалубки. Сварные сетки и плоские каркасы с односторонним расположением рабочих стержней стыкуют на месте установки без сварки с напуском верхнего каркаса не менее, чем на 250 мм.

арматурно-опалубочные блоки, представляющие собой короба (балок, прогонов) с уложенными в них арматурными каркасами.

Установку любой арматуры следует вести так, чтобы не повредить ранее установленную и выверенную опалубку, а также не деформировать арматурные каркасы. В процессе производства работ допускаются в отдельных случаях бессварочные соединения стержней: стыковые, при соединении внахлестку или обжимными гильзами и винтовыми муфтами с обеспечением равноправного стыка и крестообразные, выполняемые вязкой отожженной проволокой.

Приемка смонтированной арматуры, всех стыковых соединений должна проводиться до укладки бетонной смеси и оформляться актом на скрытые работы, в котором обязательно оценивают качество выполненных работ. Приемку установленной в проектное положение арматуры производят по захваткам, подготовленным для бетонирования.

Кроме проверки проектных размеров смонтированной арматуры по чертежам, проверяют наличие и места расположения фиксаторов, прочность и целостность сборки армоконструкции, которая должна обеспечивать неизменность формы при бетонировании. Кроме этого отмечают все отступления от проекта, сверяют с проектом количество и диаметр стержней, а также правильность их расположения и качество электросварки в пересечениях стержней.

2. 8. Методы натяжения арматуры

в предварительно-напряженных конструкциях

В конструкциях, работающих на изгиб (плитах, балках, прогонах, ригелях), под действием нагрузки появляются растягивающие напряжения. Для их восприятия в растягивающей зоне приходится размещать большое количество арматуры. Кроме этого, невозможно использовать прочностные стали на растяжение, так как в бетоне появляются трещины в зоне растяжения, хотя напряжение в арматуре еще не превышает предела текучести, а эксплуатировать такую железобетонную конструкцию с трещинами по нормам не допускается.

Эти недостатки в значительной степени устраняются в предварительно напряженных железобетонных конструкциях. В таких конструкциях, еще до установки ее в сооружение и передачи на нее эксплуатационных нагрузок, предполагаемая растянутая зона уже подвержена сжатию. И прежде чем бетон в конструкции, воспринимая эксплуатационную нагрузку, начнет работать на растяжение, в нем необходимо сначала погасить предварительно созданное сжатие.

Достоинства предварительно-напряженных железобетонных конструкций:

• цемента;
• благодаря лучшему использованию свойств арматурной стали, по сравнению с обычными железобетонными конструкциями, и при применении сталей с высоким пределом прочности достигается экономия металла до 40%;

— * конструкции с предварительно-напряженной арматурой отличаются высокой трещиностойкостью, что предохраняет арматуру от коррозии. Это важно для сооружений, находящихся под постоянным давлением воды, других жидкостей и газов (трубы, плотины, резервуары).

Предварительное напряженное армирование осуществляют в основном двумя способами:

2) укладкой и натяжением арматуры вслед за укладкой бетона и приобретения им не менее 70% проектной прочности.

Первый способ заводской и называется натяжением на упоры, второй применяют в построечных условиях на площадках укрупнительной сборки и называют натяжением на бетон.

Натяжение на формы и упоры

упоры отсутствуют и усилия воспринимает сама форма, которая является силовой. В таких формах бетонируют плиты и панели перекрытий и покрытий. Достоинство форм в том, что они имеют модульные размеры, поэтому при смене бетонируемой конструкции ее легко переналадить на изготовление новых изделий.

Натяжение арматуры на бетон

линейном способе

При линейном армировании напрягаемые элементы применяют в виде отдельных стержней, прядей, канатов и проволочных пучков. Линейное армирование включает в себя: заготовку напрягаемых арматурных элементов; образование каналов для укладки напрягаемых арматурных элементов; установку арматурных элементов с анкерными устройствами в каналы; напряжение арматуры с последующим инъецированием закрытых каналов или бетонированием открытых каналов.

Проволочные пучки

Способ натяжения на бетон позволяет собирать крупноразмерные конструкции длиной до 30 м и более у места их установки из отдельных, легко перевозимых частей меньшего размера. При армировании конструкций, собираемых из отдельных блоков, в сборных железобетонных элементах при заводском изготовлении заранее оставляют каналы или борозды для размещения в них напрягаемой арматуры. Напрягаемую арматуру укладывают (протягивают) в эти заранее оставленные каналы, диаметр которых обычно делают на 10… 15 мм больше диаметра арматурного пучка или стержня.

В качестве каналообразователей используют резиновые шланги, стальные или гофрированные трубы, которые перед укладкой смазывают жидким мылом. В резиновый шланг вводят смазанный машинным маслом сердечник, изготовленный из стального стержня. Через 2… 4 ч после укладки бетонной смеси сердечник извлекают вручную, а резиновый шланг – лебедкой. Стальные трубы через каждые 15… 20 мин после укладки бетонной смеси слегка поворачивают вокруг оси, а через 2… 4 ч после окончания бетонирования их извлекают лебедкой. В подготовленные таким образом каналы протягивают вручную или при помощи лебедки пучки или стержни арматуры. Первоначально через канал проталкивают выпрямленную проволоку, к концу которой приварен или прикреплен направляющий колпачок или наконечник. Он необходим для преодоления возможных неровностей на стенках канала. К наконечнику может быть присоединен трос или арматурный напрягаемый стержень.

Трос крепят к барабану переносной лебедки и с его помощью протаскивают арматурный канат или прядь. Если необходимо протащить пучок арматурных проволок, то их можно заклинить в колпачке или приварить к специальному наконечнику. Если длина канала не превышает 6… 8 м, напрягаемую арматуру обычно проталкивают через него вручную без применения лебедки.

При напряженном армировании крупноразмерных конструкций каналы устраивают путем закладки стальных тонкостенных гофрированных трубок, которые извлекаться не будут.

В конструкциях из нескольких блоков арматуру затягивают в канал только после того, как блоки будут составлены в проектное положение и выверены. Затем швы между блоками заделывают раствором на быстротвердеющем цементе. Арматуру начинают протаскивать в каналы и натягивать только после достижения раствором в швах прочности, обусловленной проектом.

Затем производят натяжение арматуры домкратами, снабженными захватами со сменными гайками, позволяющими натягивать арматуру с различными диаметрами анкерующих устройств. После присоединения арматуры к захвату и проверки всех систем приступают к натяжению арматуры.

² по манометру до значения, указанного в проекте. Затем увеличивают натяжение (давление в системе) на 5% и выдерживают его в течение 5 мин, затем постепенно уменьшают его до проектного, поддерживая давление до окончания натяжения и фиксации арматуры.

Применяют различные способы натяжения арматуры:

механический

электротермический,

электротермомеханический,

В конструкциях с длиной прямолинейного канала не более 18 м арматуру ввиду небольших сил трения натягивают с одной стороны. При длине прямолинейных каналов свыше 18 м и при криволинейных каналах арматуру натягивают с двух сторон конструкции. Вначале одним домкратом арматуру натягивают до усилия, равного 50% от расчетного, и закрепляют арматуру со стороны натяжения. Затем с другой стороны конструкции, другим домкратом арматуру натягивают до усилия, равного 1,1 от требуемого (значение 1,1 – коэффициент технологической перетяжки арматуры).

Для предохранения пучков или стержней от коррозии немедленно после натяжения производят промывку каналов и их инъецирование под давлением цементным тестом или раствором маркой не ниже 300 и только на портландцементе. Контроль величины натяжения напрягаемой арматуры при механическом натяжении производят по показаниям манометров насосных станций, а также по величине упругого удлинения. При этом результаты должны отличаться не более чем на 5%.

Заключительная операция – инъецирование каналов, к ней приступают сразу после натяжения арматуры. Для этого применяют раствор не ниже М300 на цементе М400… 500 и чистом, без примесей песка. Нагнетают раствор при помощи растворонасоса или пневмонагнетателя с одной стороны канала. Раствор подают по шлангу и через специально оставленные отверстия заполняют канал. Инъецирование ведут непрерывно с начальным давлением от 0,1 МПа и последующим его повышением до 0,4 МПа. Прекращают нагнетание, когда раствор начнет вытекать с другой стороны канала.

Натяжение арматуры контролируют в процессе обжатия бетона, которое можно производить только после накопления затвердевшим бетоном прочности, достаточной для восприятия усилий, создаваемых натяжными устройствами.

Применение проволочных пучков и пакетов позволяет заменить трудоемкое натяжение отдельных проволок натяжением целого пучка, сгруппированного вокруг специального круглого анкера или пакета. При такой группировке проволок уменьшается сечение арматуры, снижается объем и масса конструкции. Для предварительно напряженных конструкций очень важно создать надежное сцепление поверхности арматуры с окружающим бетоном. Этим объясняется применение в качестве напрягаемой арматуры прядей и канатов со сложной формой поверхности.

В последнее время начали применять способ, исключающий операции по инъецированию. Арматурные канаты или стержни перед укладкой и протяжкой покрывают антикоррозийным составом, а затем фторопластом (тефлоном), имеющим практически нулевой коэффициент трения. При натяжении канат относительно легко скользит в канале бетонной конструкции.

3. Бетонирование конструкций

3. 1. Приготовление бетонной смеси

³ в месяц на строительной площадке может быть на эстакаде смонтирована временная бетоносмесительная установка таким образом, чтобы осуществлять выгрузку бетонной смеси в транспортные средства.

средства. В зимних условиях в данный технологический цикл включаются дополнительные операции. При приготовлении бетонной смеси для бетонирования конструкций в условиях отрицательных температур необходимо подогревать воду и заполнители; при применении бетонов с добавками (противоморозными, пластифицирующими, порообразующими и др.) следует предварительно изготовить водный раствор этих добавок.

Бетонную смесь приготовляют по законченной или расчлененной технологии. При законченной технологии в качестве продукции получают готовую бетонную смесь, при расчлененной – отдозированные составляющие или сухую бетонную смесь.

Основными техническими средствами для приготовления бетонной смеси являются расходные бункера с распределительными устройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы внутренних транспортных средств и коммуникаций, раздаточный бункер.

В зависимости от потребности в бетонной смеси могут быть организованы районные бетонные заводы, крупные стационарные бетоносмесительные узлы или построечные установки.

Районные бетонные заводы, Стационарные бетоносмесительные узлы, Построечные бетоносмесительные установки

При обосновании создания бетоносмесительной установки на строительной площадке должны быть оборудованы склады песка, щебня, цемента, предусмотрена возможность подогрева составляющих и добавки пластификаторов. Бетонные заводы обычно выпускают продукцию двух видов – в основном для автобетоносмесителей.

смесители цикличного и непрерывного действия

Дозирование составляющих материалов должно производиться по массе. Точность дозирования цемента, активных добавок и воды должно быть не ниже 1% при приготовлении смеси на заводах и не ниже 3% – на бетоносмесительных установках, для заполнителей – соответственно на 2 и 3%. Допускается на мелких бетономешалках осуществлять дозировку цемента по массе, а заполнителей по объему с учетом их влажности. Проверка подвижности бетонной смеси на месте приготовления должна производиться не реже двух раз в смену при условии постоянной влажности заполнителей. Заполнители для бетона применяются фракционированными и чистыми. Запрещается применять природную смесь песка и гравия без рассеивания на фракции.

Порядок загрузки компонентов, продолжительность перемешивания бетонной смеси должны быть установлены для конкретных материалов и применяемого оборудования путем оценки подвижности, однородности и прочности бетона в конкретном замесе.

Загрузку смесителя цикличного действия можно осуществлять в следующей последовательности. Сначала в смеситель подают 15… 20% требуемого на замес количества воды, затем одновременно начинают загружать цемент и заполнители, не прекращая подачи воды до требуемого количества. Цемент поступает в смеситель между порциями заполнителя, благодаря чему устраняется его распыление. Продолжительность перемешивания бетонной смеси зависит от емкости барабана смесителя и необходимой подвижности бетонной смеси и находится в пределах от 45 до 240 с.

Наибольший размер зерен крупного заполнителя принимают не более 1/3 наименьшей толщины тонкостенной конструкции, для железобетонных плит – не более 1/2 толщины плиты, для других армированных конструкций – не более 2/3 наименьшего расстояния между стержнями арматуры. В песке не должно быть зерен гравия и щебня размером более 10 мм, а частиц от 5 до 10 мм не более 5% по весу, остальные частицы должны быть размером менее 5 мм. Пригодность воды для приготовления бетонной смеси проверяют лабораторным путем.

Бетонные смеси, в зависимости от водоцементного отношения, а оно обычно варьируется в пределах от 0,35 до 0,8, бывают разной консистенции – жесткие, малоподвижные и подвижные. Степень подвижности характеризуется осадкой стандартного конуса, имеющего высоту обычно 30 см.

Проверку прочности бетона осуществляют контрольными кубиками с ребрами 10, 15, 20 и 30 см. Для немассивных конструкций раздавливают кубики и проверяют прочность бетона через 28 суток, для массивов – в возрасте 60, 90 и 120 дней.

Для подбора состава бетонной смеси в зависимости от требуемой подвижности и водоцементного отношения созданы таблицы состава смеси.

³ бетона

Материал	Количество, кг	Водоцементное отношение:
Цемент	335	В : Ц = 185 : 335 = 0,55
Песок	715	Состав бетонной смеси:
	1165	цемент : песок : щебень
Вода	185	335 : 715 : 1165 = 1 : 2,1 : 3,5
Всего	2400	вяжущее : мелкий : крупный заполнители

Коэффициент выхода – отношение объема бетонной смеси к объемам сухих материалов, обычно в пределах от 0,58 до 0,72.

дозирование компонентов позволяет получать более высокие технические характеристики готовой продукции по сравнению со смесями, приготовляемыми на строительной площадке. Важным достоинством сухих смесей является возможность целенаправленного добавления в них химических добавок и микронаполнителей, как улучшающих их структуру, так и подготовленных для применения в холодное время года.

Сухие смеси для производства бетонных работ подразделены на несколько групп. Сухие бетонные смеси представляют собой смесь крупного заполнителя с фракциями до 20 мм, песка, вяжущего и добавок. На упаковке таких смесей, в частности в зависимости от максимальной крупности заполнителя, даны показания по оптимальной области применения – каркас здания, заделка стыков, устройство полов и т. д. Мелкозернистый бетон наиболее удобен для монтажных, ремонтных работ, устройства стяжек, для работ при отрицательных температурах.

Морозостойкие бетонные смеси разработаны специально для производства работ в зимнее время. Такие смеси имеют в составе специальные добавки, позволяющие свежеуложенному бетону продолжать набирать прочность при понижении температуры до –15 ^º С.

Состав процесса транспортирования.

На практике процесс доставки бетонной смеси в блок бетонирования осуществляют по двум схемам:

• от места приготовления до непосредственной разгрузки в блок бетонирования;
• от места приготовления до места разгрузки у бетонируемого объекта, с последующей подачей бетона в блок бетонирования. Эта схема предусматривает промежуточную перегрузку бетонной смеси.

смеси для увеличения ее подвижности.

Транспортирование бетонной смеси от места приготовления до места разгрузки или непосредственно в блок бетонирования, осуществляют преимущественно автомобильным транспортом, а транспортирование от места разгрузки в блок бетонирования – в бадьях кранами, подъемниками, транспортерами, бетоноукладчиками, вибропитателями, мототележками, бетононасосами и пневмонагнетателями.

Способ транспортирования бетонной смеси к месту ее укладки выбирают в зависимости от характера сооружения, общего объема укладываемой бетонной смеси, суточной потребности, дальности перевозки и высоты подъема. При любом способе транспортирования бетонную смесь нужно предохранять от влияния солнечных лучей, атмосферных осадков, расслоения на составные части и утечки цементного молока или раствора, обеспечения требуемой для укладки подвижности. Дополнительно в зимних условиях бетонную смесь предохраняют от быстрого охлаждения и замерзания.

Перевозка бетонной смеси автотранспортом

По хорошим дорогам на расстояния до 15 км бетонную смесь можно транспортировать в открытых автомобилях-самосвалах или в бадьях, установленных в кузовах машин. Из автосамосвалов бетонная смесь может выгружаться в бункера или при бетонировании массивов ниже уровня земли подача бетонной смеси прямо с самосвалов без перегрузки в конструкцию может осуществляться с эстакад или передвижных мостов. Рекомендуемая скорость движения транспорта в пути 16… 20 км/ч без резких торможений. Однако кузова автосамосвалов мало приспособлены для перевозки подвижной бетонной смеси. В результате в процессе транспортирования на объект 2… 3% смеси теряется в пути – выплескивается при движении по плохим дорогам и при спуске в котлованы, вытекает в щели заднего борта. При опорожнении кузова его частично приходится очищать вручную, в процессе перевозки бетонная смесь в самосвалах часто расслаивается, летом она теряет воду, а зимой быстро охлаждается. Модернизация кузовов автосамосвалов путем изменения их формы, наращивания бортов, установки герметизирующих прокладок вдоль заднего борта хотя и значительно снижают потери бетона, но не решают проблемы в целом.

автобетоносмесители

Стоимость перевозки бетонной смеси в автобетоновозах и автобетоносмесителях ниже, чем при других способах, поэтому они находят преимущественное применение в современном строительстве.

Доставленную на объект бетонная смесь разгружают непосредственно в конструкцию или перегружают в приемные бункеры (промежуточные емкости), для последующего перемещения в блоки бетонирования.

Подача бетонной смеси кранами и подъемниками.

Поворотная бадья, Неповоротная бадья, Подъемники

Транспортирование бетонной смеси ленточными конвейерами и бетоноукладчиками.

Передвижные ленточные конвейеры, обладая большой производительностью до 35 м ³ перерывов в бетонировании.

бетоноукладчики

смесей. К числу достоинств относятся возможность осуществления одним механизмом горизонтального и вертикального перемещения смесей от места их разгрузки на объекте или непосредственно от приобъектной бетоносмесительной установки к месту непосредственной укладки, возможность подачи бетонных смесей в труднодоступные участки возводимого сооружения.

Техническими средствами трубопроводного транспорта являются машины для перекачивания бетонной смеси из приемного бункера к месту укладки – бетононасосы, пневмонагнетатели, различные бетоноводы и оборудование для подачи бетонной смеси к месту производства работ. Транспортирование бетонной смеси в пределах объекта может быть осуществлено при помощи . Этот вид механизации применяют при больших объемах бетонирования и при бетонировании высоких конструкций, например сводов, зданий из монолитного бетона, башен и т. д.

Бетононасосы с механическим приводом представляют собой горизонтальные поршневые насосы одностороннего действия с двумя принудительными пробковыми клапанами. Рабочий процесс бетононасоса состоит в возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре и согласованной с ним работы всасывающего и нагнетательного клапанов.

Бетононасосы выполняют в стационарном, прицепном и самоходном вариантах. Радиус действия бетононасоса по горизонтали колеблется в пределах 220… 300 м или по вертикали – до 40 м. При больших расстояниях или высотах используют 2… 3 последовательно расположенных насоса.

Бетоновод

Прокладывают бетоновод до наиболее удаленного места укладки бетонной смеси, и по мере укладки его постепенно разбирают, снимая последние звенья труб, т. е. процесс бетонирования ведут «на себя».

В качестве оборудования для распределения бетонной смеси применяют гибкие рукава, поворотные колена, круговые распределители и распределительные стрелы. Для спуска бетонной смеси вниз используют также обычные желоба и хоботы. Гибкие распределительные рукава диаметром 80…125 мм применяют для распределения бетонной смеси в радиусе до 8 м.

Распределительные стрелы являются специализированным оборудованием, предназначенным для перемещения концевого участка бетоновода в зону распределения бетонной смеси. Распределительная стрела состоит из несущих элементов – секций бетоновода с концевым резинотканым рукавом и поворотного устройства. Стрелы в зависимости от их длины бывают двух-, трех- и четырехсекционными. Складывание стрелы обычно производится в вертикальной плоскости и реже – в горизонтальной. Распределительные стрелы изготовляют в стационарном и прицепном вариантах.

бетонной смеси, в случае если это требуется по технологии производства работ, используют вибраторы различного назначения: для вертикальных конструкций – глубинные вибраторы, для горизонтальных – виброрейки.

автобетононасосы,

В качестве крупного заполнителя рекомендуется применять гравий или щебень не игловатой формы. Наибольший размер зерен крупного заполнителя не должен превышать 0,4 внутреннего диаметра бетоновода для гравия и 0,33 – для щебня. Количество зерен наибольшего размера и зерен пластинчатой (лешадной) или игловатой формы не должно превышать 15% по массе.

Перед началом транспортирования бетонной смеси трубопровод смазывают, прокачивая через него известковое тесто или цементный раствор. После окончания бетонирования бетоновод промывают водой под давлением и через него пропускают эластичный пыж. Длительные остановки бетононасоса не допускаются. При перерыве более чем на 30 мин смесь во избежание образования пробок активизируют путем периодического включения бетононасоса, при перерывах, превышающих 30… 40 мин бетоновод должен быть опорожнен, очищен и промыт. Диаметр бетоноводов 150; 180 и 200 мм, максимальный размер крупного заполнителя бетонной смеси принимают не более 1/3 диаметра трубопровода.

3. 3. Подготовка к укладке бетонной смеси

Перед укладкой бетонной смеси в конструкцию выполняют комплекс операций по подготовке опалубки, арматуры, поверхностей ранее уложенного бетона и основания. Укладку смеси осуществляют на естественное основание или в опалубочные формы. Перед укладкой бетонной смеси должны быть оформлены акты на скрытые работы, в том числе на подготовку основания, гидроизоляцию, опалубку, армирование и установку закладных частей.

Подготовительные работы перед бетонированием включают:

• по опалубке – проверку основных отметок, геометрических размеров, вертикальности, отсутствие щелей, наличие пробок и закладных деталей;

• по арматуре – качество сварных швов, правильность установки, надежность закрепления, обеспечение защитного слоя бетона.

Непосредственно перед укладкой бетонной смеси очищенные бетонные поверхности должны быть промыты водой и просушены струей воздуха. Поверхность металлической опалубки покрывается маслом, а бетонной, железобетонной и армоцементной опалубки смачивается водой для предотвращения отсоса большого количества воды из уложенной бетонной смеси в эту опалубку. Опалубка на основе древесины при гладких поверхностях смачивается водой, при шероховатых поверхностях ее лучше смазывать соляровым маслом. Стыковые поверхности ранее уложенного бетона очищают от грязи и промывают.

из обрезков арматуры, деревянных брусков и щебня. Сварные стыки, узлы и швы, выполненные при монтаже арматуры, осматривают снаружи. Кроме того, испытывают несколько образцов арматуры, вырезанных из конструкции. Места вырезки и число образцов устанавливают по согласованию с представителем технадзора.

Расстояние от арматуры до ближайшей поверхности опалубки проверяют по толщине защитного слоя бетона, указываемой в чертежах бетонируемой конструкции.

Перед укладкой бетонной смеси на грунт подготавливают основание. С него удаляют растительные, торфяные и прочие грунты органического происхождения, сухой несвязный грунт увлажняют. Переборы (перекопы) грунта заполняют песком и уплотняют. Готовность основания под укладку бетонной смеси оформляют актом.

Укладка бетонной смеси должна быть осуществлена такими способами, чтобы были обеспечены монолитность уложенного бетона, проектные физико-механические показатели и однородность бетона, надлежащее его сцепление с арматурой и закладными деталями и полное (без каких-либо пустот) заполнение бетоном заопалубленного пространства возводимой конструкции.

уплотнением

Как правило, укладку в небольшие в плане конструкции (колонны, балки, тонкостенные стены, перегородки и др.) ведут сразу на всю высоту без перерыва для исключения устройства рабочих швов. В большие в плане конструкции (например, массивные фундаментные плиты) бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями и, как правило, сразу по всей площади. Слои должны быть одинаковой толщины без разрывов, с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях.

технических средств уплотнения. При подаче бетонной смеси в опалубку бетононасосом необходимо осуществлять напорное бетонирование, при котором конец бетоновода должен быть постоянно заглублен в укладываемую бетонную смесь. Поступающая снизу опалубки через бетонолитную трубу бетонная смесь, поднимаясь наверх, будет под давлением последовательно заполнять всю бетонируемую полость. Литая бетонная сверхпластичная смесь с осадкой конуса 14…16 см со специальными добавками, в частности суперпластификаторов, позволяет смеси самоуплотняться без вибрирования.

Доставленная автобетоносмесителями смесь должна подаваться краном в бункерах или бадьях к месту укладки, целесообразно использовать бетононасосы с распределительной стрелой.

Перед укладкой бетонной смеси в опалубку необходимо проверить качество установки и закрепления опалубки, а также всех конструкций и элементов, закрываемых в процессе бетонирования (арматура, закладные детали и др.).

Бетонную смесь укладывают в бетонируемую конструкцию горизонтальными слоями приблизительно одинаковой толщины, без разрывов по длине и с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях. При уплотнении бетонной смеси не допускается опирание вибраторов на арматуру, закладные детали, винтовые стяжки и другие элементы опалубки. Глубина погружение глубинного вибратора в бетонную смесь должна обеспечивать углубление его в ранее уложенный слой на 5… 10 см. Шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия. Укладку последующего слоя бетонной смеси необходимо выполнять до начала схватывания бетона предыдущего слоя.

Продолжительность вибрирования должна обеспечить достаточное уплотнение, основными признаками которого являются:

• прекращение оседания уложенной бетонной смеси;
• появление цементного молока на ее поверхности;
• прекращение выделения на поверхности пузырьков воздуха.

В процессе производства бетонных работ необходимо постоянно контролировать состояние опалубки и закладных деталей.

3. 5. Уплотнение бетонной смеси вибрированием

Назначение процесса уплотнения – обеспечить высокую плотность и однородность бетона.

Для получения качественного бетона важен не только состав смеси, но и выбранный способ уплотнения. Основной и наиболее распространенный и эффективный способ уплотнения монолитного бетона – вибрирование , основанное на использовании некоторых свойств бетонной смеси. Бетонная смесь – это пластично-вязкое тело, занимающее как бы промежуточное положение между твердыми телами и истинными жидкостями.

Бетонная смесь относится к классу тиксотропных систем, на чем и основано вибрационное уплотнение. Вибрирование уменьшает силу сцепления между зернами бетонной смеси. При этом бетонная смесь теряет структурную прочность и приобретает свойства вязкой тяжелой жидкости. Процесс разжижения является обратимым. По окончании вибрирования прочность структуры бетонной смеси восстанавливается. Под действием вибрирования частицы заполнителя приходят в колебательное движение, бетонная смесь как бы разжижается, приобретает повышенную текучесть и подвижность. В результате она лучше распределяется в опалубке и заполняет ее, включая пространство между арматурными стержнями.

В процессе вибрирования бетонной смеси сообщают малые по величине и очень частые по времени толчки (импульсы), которые приводят частицы смеси в движение. Сцепление между частицами сильно уменьшается и, под действием силы тяжести, они располагаются наиболее плотно.

В условиях строительства применяют три типа, в основном, электромеханических вибраторов, а именно, внутренние (глубинные), наружные и поверхностные. Рабочая часть внутренних вибраторов, погружаемая в бетонную смесь, передает ей колебания через корпус. Поверхностные вибраторы, устанавливаемые на уплотняемую бетонную смесь, передают ей колебания через рабочую площадку. Наружные вибраторы, укрепляемые на опалубке при помощи тисков или другого захватного устройства, передают бетонной смеси колебания через рабочую площадку.

Внутренние вибраторы

Вибрационный способ уплотнения наиболее эффективен при умеренно пластичных бетонных смесях с подвижностью 6… 8 см. При вибрации смесей с большей подвижностью наблюдается расслоение.

Уплотнение бетонных смесей поверхностными вибраторами производится в течение 20… 60 с, глубинными – 20… 40 с, наружными – 50… 90 с. Продолжительность вибрирования жестких бетонных смесей должна быть не меньше показателя жесткости данной смеси. Визуально продолжительность вибрирования может быть установлена по следующим признакам: прекращению оседания бетонной смеси, приобретению однородного вида, горизонтальности поверхности и появлению на поверхности смеси цементного молока.

Наиболее эффективными являются внутренние вибраторы. Они применяются при бетонировании балок, колонн, фундаментов, стен и других массивов. По мере укладки каждого слоя бетонной смеси вибратор переставляют с одной позиции на другую. Максимальная толщина уплотняемого слоя при работе с внутренними вибраторами (вибробулавами) принимается не более 1,25 их длины. Вибратор должен углубиться на 5…10 см в ранее уложенный нижележащий слой, чтобы проработать стык между слоями и для лучшей связи слоев и уплотнения смеси. Кроме этого, вибратор необходимо погрузить и ниже лицевой поверхности свежеуложенного бетона. Расстояние между позициями внутренних вибраторов не должно превышать полуторного радиуса их действия.

наконечник.

Наружные вибраторы применяют при бетонировании густоармированных колонн со сторонами до 60 см и стен толщиной до 30 см. Они укрепляются на наружной стороне опалубки, через которую передаются колебания бетонной смеси. Поверхностные вибраторы применяются при бетонировании плоскостных конструкций – полов, плит перекрытий, дорог и т. п. Они устанавливаются на уплотняемую поверхность и передают колебания через рабочую площадку. Уплотнение смеси поверхностными вибраторами осуществляется непрерывными полосами, причем каждая последующая полоса должна перекрываться предыдущей на 10… 20 см. Толщина уплотняемого слоя принимается при одиночной арматуре до 250 мм, а при двойной – не более 120 мм. В неармированных конструкциях толщина слоя может быть не более 40 см.

3. 6. Устройство рабочих швов

объемах работ и в сравнительно простых конструкциях. Во всех остальных случаях перерывы в бетонировании неизбежны. При необходимости устраивать перерывы в бетонировании конструкций прибегают к так называемым рабочим швам.

называют плоскость стыка между затвердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном, образованную из-за перерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие. Обычно происходит это при перерывах в бетонировании от 7 ч.

Рабочие швы являются ослабленным местом, поэтому они должны устраиваться в сечениях, где стыки старого и нового бетона не могут отрицательно влиять на прочность конструкции.

Рабочие швы допускается устраивать при бетонировании:

• балок больших размеров, монолитно соединенных с плитами – на 20…30 мм ниже отметки нижней поверхности плиты, а при наличии в плите вутовов – на отметке низа вута плиты;
• плоских плит – в любом месте параллельно меньшей стороне плиты;
• в направлении, параллельном главным балкам (прогонам), – в пределах двух средних четвертей пролета балок и плит.

отдельных балок – в пределах средней трети пролета балок, в направлении, параллельном главным балкам и прогонам в пределах двух средних четвертей пролета прогонов и плит;

• массивов, арок, сводов, бункеров, мостов, других сложных инженерных сооружений и конструкций – в местах, указанных в проектах;

• в безбалочных перекрытиях рабочие швы делают в середине пролета плиты.

Рабочие швы в балках и плитах образуют в виде вертикального среза.

Возобновлять прерванное бетонирование можно после того, как в ранее уложенной бетонной смеси закончится процесс схватывания и бетон приобретет прочность не менее 1,5 МПа (способен воспринимать незначительное динамическое воздействие без разрушения).

Поверхность рабочего шва должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн и балок, а в стенах и плитах – их поверхности. Для этого устанавливают щитки – ограничители с прорезями для арматурных стержней, прикрепляя их к щитам опалубки.

Для надежного сцепления бетона в рабочем шве поверхность ранее уложенного бетона тщательно обрабатывают: кромку схватившегося бетона очищают от цементной пленки и обнажают крупный заполнитель, протирая проволочными щетками; продувают сжатым воздухом и промывают струей воды. Особенно тщательно обрабатывают поверхность бетона вокруг выпусков арматуры; арматурные стержни очищают от раствора. Очищенную поверхность стыка перед началом бетонирования покрывают цементным раствором, имеющим такой же состав, как укладываемая бетонная смесь.

3. 7. Укладка бетонной смеси в различные конструкции

смеси к местам укладки.

Грунтовое основание предварительно очищают и при необходимости уплотняют. Сухие несвязные грунты и скальные породы перед укладкой смеси промывают и затем удаляют воду.

В ступенчатые фундаменты с общей высотой до 3 м и площадью нижней ступени до 6 м ² смесь подают через верхний край опалубки, предусматривая меры против смещения анкерных болтов и закладных деталей. При виброуплотнении внутренние вибраторы погружают в смесь через открытые грани нижней ступени и переставляют их по периметру ступени по направлению к центру фундамента. Аналогично ведут виброуплотнение бетона второй и третьей ступеней, после чего их заглаживают. В пилоны бетонную смесь можно укладывать сразу же после окончания укладки в ступенях. Смесь в пилон подают через верх опалубки. Уплотняют ее внутренними вибраторами, опуская их сверху.

Бетонную смесь в массивные фундаменты с густой арматурой укладывают горизонтальными слоями толщиной 0,3… 0,4 м , уплотняя ее ручными внутренними вибраторами.

Крупные фундаменты и массивы бетонируются по способу непрерывного бетонирования или расчленяются горизонтальными швами на ярусы, а вертикальными швами на блоки. Массивы расчленяются на блоки бетонирования площадью 50… 60 кв. м и высотой 1,2… 2,0 м, укладку бетона предпочтительно выполнять в шахматном порядке. Для нормального и качественного уплотнения бетонная смесь укладывается только слоями по 0,3… 0,4 м и без перерывов в бетонировании. Допустимы только швы в местах, предусмотренных проектом. Бетонирование блоков в каждом ярусе производится непрерывно, слоями одинаковой толщины и с одним и тем же направлением укладки смеси в каждом слое; при укладке непременно и одновременно осуществляется уплотнение бетонной смеси.

подготовок под полы.

Если по бетонной подготовке предполагаются бетонные, цементные или асфальтовые полы, то поверхность подготовки после проходки виброрейки оставляют шероховатой для лучшего сцепления с верхними слоями.

бетонируют по маячным доскам с уплотнением бетонной смеси виброрейкой. Свежеуложенный бетон через 20… 30 мин тщательно заглаживают с помощью ручного инструмента или специальной затирочной машины. К этому моменту на поверхности пола появляется тонкая пленка воды и цементного молока. Такая пленка при заглаживании удаляется. Через 30… 40 мин после заглаживания поверхность бетона обрабатывают металлическим полутерком до обнажения зерен гравия (щебня).

Такая обработка позволяет получить качественные бетонные полы, обладающие высокой прочностью и малой истираемостью.

Для придания бетонному полу повышенной плотности и высоких гигиенических качеств его поверхность железнят. При этом в поверхность влажного свежеуложенного бетона тщательно втирают сухой цемент до появления матового блеска. Эту операцию выполняют с помощью стальных полутерков, кельм или затирочных машин.

стен и перегородок

При возведении стен в разборно-переставной опалубке смесь укладывают участками высотой не более 3 м. В стены толщиной более 0,5 м при слабом армировании подают бетонную смесь подвижностью 4… 6 см. При длине более 20 м стены делят на участки по 7… 10 м и на границе участков устанавливают разделительную опалубку. Бетонную смесь подают непосредственно в опалубку в нескольких точках по длине участка бадьями, виброжелобами, бетононасосами. При высоте стен более 3 м используют звеньевые хоботы, при этом смесь укладывают горизонтальными слоями толщиной 0,3… 0,4 м с обязательным вибрированием.

Подавать смесь в одну точку не рекомендуется, так как при этом образуются наклонные рыхлые слои, снижающие качество поверхности и однородность бетона.

При высоте же колонн свыше 5 м смесь подают через воронки по хоботу. В высокие и густоармированные колонны с перекрещивающимися хомутами смесь укладывают ярусами до 2 м с загружением через окна в опалубке или специальные карманы . Иногда для подачи бетонной смеси опалубку колонн выполняют со съемными щитами, которые устанавливают после бетонирования нижнего яруса.

Колонны высотой более 5 м также можно бетонировать слоями по 1,5… 2,0 м с загрузкой сбоку, через специально оставляемые в опалубке окна.

Бетонирование , монолитно связанных с колоннами и стенами, осуществляют через 1… 2 ч после бетонирования колонн и стен. Бетонную смесь начинают укладывать после укладки последнего слоя (порции) в вертикальные конструкции ввиду необходимости первоначальной осадки уложенной в них смеси. Балки и примыкающие к ним плиты бетонируются одновременно. Бетонная смесь укладывается в балки и прогоны горизонтальными слоями высотой 300… 500 мм с обязательным уплотнением.

балки (прогоны) и плиты ребристых перекрытий

плиты перекрытия

3. 8.

Вакуумированием называется удаление из свежеуложенной бетонной смеси свободной воды при помощи разряженного воздуха. Вакуумированный бетон значительно быстрее набирает прочность, обладает повышенной водонепроницаемостью, менее подвержен трещинообразованию и истиранию.

Как известно, для затворения бетона требуется около 20% воды от массы цемента, но, для лучшей удобоукладываемости, водоцементное отношение обычно колеблется в пределах 0,35… 0,55, иногда доходит до 0,8. Избыточная вода замедляет процесс схватывания и не позволяет достичь полного уплотнения бетона. Лишняя вода, испаряясь из бетона, понижает его прочность, способствует образованию трещин, снижает его изоляционные свойства и т. д. Вибрирование способствует перемещению части лишней воды на поверхность бетона, вакуумирование позволяет более полно осуществить отсос лишней воды. Сущность метода вакуумирования в уплотнении бетонной смеси с одновременным извлечением избыточной воды затворения и лишнего воздуха, имеющегося в пустотах бетона путем создания в полости бетона разрежения, направленного к поверхности вакуума.

Вакуумирование является технологическим методом, позволяющим извлечь из уложенной бетонной смеси около 10… 25% воды затворения с сопутствующим или дополнительным уплотнением. Метод дает возможность применять бетонные смеси с подвижностью до 10 см, что упрощает и удешевляет их распределение и уплотнение, достигая при этом существенного улучшения физико-механических характеристик затвердевшего бетона, соответствующих пониженному остаточному водоцементному отношению.

Вакуумирование обычно применяется при бетонировании полов, перекрытий, сводов-оболочек и других конструкций с развитой горизонтальной поверхностью. Благодаря вакуумированию в бетоне не только снижается водоцементное отношение, но и повышаются плотность и прочность, уплотнение бетона оказывается настолько высоким, что по свежеуложенному бетону можно ходить.

В зависимости от типа конструкции вакуумирование производят либо сверху, либо со стороны боковых поверхностей возводимой конструкции. Горизонтальные и пространственные конструкции, например междуэтажные перекрытия, своды-оболочки, полы, вакуумируют сверху, применяя переносные жесткие вакуум-щиты или вакуум-маты, а стены, колонны и другие развитые по высоте конструкции – со стороны боковых поверхностей, используя для этого вакуум-опалубку.

На ровную поверхность свежеуложенного бетона укладывают вакуум-щит. Конструктивно вакуум-щит представляет собой короб (обычно размером в плане 100×125 см) с герметизирующим замком по контуру . поверхность щита, граничащая с бетоном – фильтрующая ткань (бязь, полотно), далее идут частная и редкая металлические сетки (вторая – силовая) и крышка из водостойкой фанеры. Благодаря изогнутости проволок сетка в своем сечении образует сообщающиеся между собой мелкие (тонкие) воздушные каналы, которые в сумме и составляют тонкую воздушную прослойку (вакуум-полость).

Между крышкой и фильтрующей тканью за счет двух металлических сеток образуется полость толщиной порядка 4 мм, обрамленная фанерными планками. В середине крышки имеется отверстие с пробочным краном и резиновый шланг, идущий к вакуум-насосу.

По периметру вакуум-щит имеет резиновый фартук для герметизации, который не только окаймляют его, но и препятствуют подсосу воздуха извне в полость, образующуюся при укладке щита на поверхность свежеуложенной бетонной смеси. При включении вакуум-насоса внутри щита образуется вакуум, а в него устремляется вода и воздух из бетонной смеси. Фильтровальная ткань задерживает частицы песка и цемента, но свободно пропускает воду и воздух.

Для создания в вакуум-полости разрежения, а следовательно, и удаления части воды затворения и воздуха, в центре вакуум-щита установлен штуцер, подсоединяемый через трехходовой кран к источнику вакуума. Кран на корпусе вакуум-щита одним из своих положений открывает доступ воздуха во внутреннюю полость щита, выравнивая там давление, что позволяет щит свободно переставить на соседний участок. Обычно по завершении вакуумирования на щит ставят вибратор и производят дополнительное уплотнение бетонной смеси, в результате чего в ней устраняется направленная пористость, которая возникает в процессе вакуумирования.

В настоящее время вместо металлических переходят на использование некорродирующих, легких, штампованных из пластмасс сеток. Во избежание уноса из свежеуложенного бетона цементных частиц вся поверхность сетки, обращенная к бетону, покрывается фильтрующей тканью из нейлона или капрона.

Вакуумирование способствует ускорению распалубливания, повышает итоговую прочность бетона на 20… 25%, улучшает морозостойкость, водонепроницаемость, снижает потребность в цементе на 12… 20%, ускоряется распалубливание в 1,5… 2 раза.

Разряжение в вакуум-полости не менее 350 мм ртутного столба для крупных щитов и не менее 500 мм ртутного столба для мелких щитов. Продолжительность вакуумирования зависит от толщины слоя бетона.

Толщина бетона, см	10	20	30
Продолжительность вакуумирования, мин	10	25	55

Вакуумирование начинается не позднее, чем через 15 мин после окончания бетонирования; после окончания вакуумирования и виброуплотнения бетона необходимо сразу обработать поверхность затирочными машинами.

Вакуумирование желательно проводить на режимах возможно более высокого разряжения. Время вакуумирования зависит от степени разряжения, толщины вакуумированной конструкции, расхода цемента, подвижности бетонной смеси, температуры окружающей среды и других факторов.

3. 9. Торкретирование

специальной установки – цемент-пушки для цементного раствора, бетон-шприц-машины – для бетонной смеси. Для этого сухая смесь песка, цемента и крупного заполнителя под действием струи воздуха смешивается с водой и набрасывается на поверхность обрабатываемой конструкции. Наносимый из цемент-пушки на поверхность раствор называется торкретом, наносимый бетон-шприц-машиной бетонная смесь в свою очередь получила название набрызгбетона, который в зарубежной практике носит наименование «шприц-бетон».

Благодаря большой кинетической энергии, развиваемой частицами смеси, нанесенный на поверхность, раствор (бетон) приобретает повышенные характеристики по плотности и прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, сцеплению с поверхностями нанесения.

В состав торкрета входят цемент и песок, в состав набрызг-бетона помимо цемента и песка входит крупный заполнитель размером до 30 мм. Растворы или бетонные смеси приготовляют на портландцементах не ниже М400.

Процесс нанесения слоя торкрета (набрызг-бетона) включает две стадии: на первой стадии на поверхности нанесения происходит отложение пластичного слоя, состоящего из раствора с самыми мелкими фракциями заполнителя. Толщина слоя цементного молока и тонких фракций, способного поглотить энергию удара крупных частиц заполнителя и способного удержать крупные частицы, составляет 5… 10 мм; на второй стадии происходит частичное проникновение в растворный слой зерен более крупного заполнителя и таким образом образование слоя торкрета или набрызг-бетона.

Торкретирование обычно сопровождается потерей некоторого количества материала, отскакивающего от поверхности нанесения (так называемый «отскок»).

Величина отскока частиц зависит от условий производства работ, состава смеси, размера крупных частиц заполнителя и кинетической энергии частиц при ударе. В начальной стадии нанесения почти все частицы крупного заполнителя отскакивают от поверхности, и только цемент и зерна мелких фракций заполнителя удерживаются на ней. Поэтому первоначально наносимый слой толщиной до 2 мм состоит в основном из цементного теста. По мере увеличения толщины наносимого слоя более крупные частицы заполнителя начинают задерживаться в нем, после чего устанавливается постоянный процент отскока. Количественно величина отскока при торкретировании вертикальных поверхностей составляет 10… 20%, а при торкретировании потолочных поверхностей – 20… 30%. Уменьшение объема отскока достигается выбором оптимальных скоростей выхода смеси из сопла и расстояния от сопла до поверхности нанесения торкрета или набрызг-бетона.

В настоящее время существуют две разновидности нанесения на поверхности под давлением рабочих составов – сухой и мокрый.

сухом способе

При смесь называется пневмобетоном, что связано с рабочими установками – пневмоустановками и пневмонагнетателями.

Сухой способ применяют для нанесения торкрета, а мокрый – для торкрета и набрызг-бетона. Каждый из способов характеризуется своими техническими средствами и особенностями выполнения операций.

Основными техническими средства для торкретирования сухими смесями являются цемент-пушка и бетон-шприц-машина. Установка включают агрегат для нанесения смеси, компрессор, сопло, шланги для подачи к соплу сухой смеси, воздуха и воды и при необходимости дополнена воздухоочистителем, емкостью для воды, цилиндрическим резервуаром для сухой смеси. Принцип работы агрегатов одинаков.

к которому также под давлением сжатого воздуха по другому шлангу подается вода. В сопле цемент-пушки эта вода смачивает смесь цемента и песка, а в бетон-шприц-машине – еще и крупного заполнителя; процесс окончательного смешивания завершается у выходного отверстия сопла. Мокрая смесь, выбрасываемая из сопла со скоростью от 100 до 140 м/с, наносится на обрабатываемую поверхность, образуя на ней слой, намет раствора.

Раствор или бетонная смесь наносятся на поверхность слоями за 2… 3 раза при толщине каждого слоя до 25 мм. Для бетонной смеси для первого наносимого слоя максимальный размер фракции крупного заполнителя не должен превышать 10 мм. Последующие слои наносятся после схватывания предыдущего, общая толщина намета составляет 50… 75 мм, применяется раствор состава от 1: 2 до 1: 4,5. Если это предусмотрено проектом, этими агрегатами можно наносить на поверхность и гидроизоляцию из водонепроницаемого цементного раствора слоем 5… 10 мм.

воздухом или песком под давлением из цемент-пушки, затем поверхность насекают.

Направление струи обычно принимается перпендикулярно поверхности. Давление воздуха в цементпушке и бетоншприцмашине от 0,15 до 0,35 МПа в зависимости от расстояния, вида и размера заполнителей, требований к конкретному торкретному слою. Вода к соплу подается под давлением, на 0,05… 0,10 МПа выше давления воздуха для сухой смеси.

Перерыв в работе допускается 1… 2 ч, швы бетонирования устраивают вразбежку, затирку производят до начала схватывания цемента. Укрытие и поливку выполняют как у обычного бетона, можно устраивать паронепроницаемые пленочные покрытия.

При помощи одного агрегата за смену можно нанести торкрет слоем 15… 20 мм на вертикальную поверхность площадью 280… 320 м ² при производительности до 1,5 м³ смеси в час.

Торкретирование бетона в общем случае не конкурентоспособно традиционной технологии бетонных работ. Этот процесс сравнительно дорогой, трудоемкий и малопроизводительный. Применяют его при невозможности возвести традиционными методами бетонирования конструктивные элементы толщиной в несколько сантиметров (особенно при применении пневмоопалубок), когда требуется получение материала повышенных свойств, для нанесения туннельных обделок, при устройстве защитных слоев на поверхности предварительно напряженных резервуаров, для ремонта и усиления железобетонных конструкций, для замоноличивания стыков и др.

Основные области применения торкретирования – резервуары, своды-оболочки, тонкостенные конструкции с повышенной прочностью и водонепроницаемостью. Способ успешно применяется при исправлении дефектов бетонирования, повышения водонепроницаемости существующих конструкций и сооружений, при бетонировании тонкостенных армоцементных конструкций по арматурному каркасу.

При строительстве опор мостов и других сооружений, расположенных под водой, применяют подводное бетонирование (укладку бетонной смеси под водой без производства водоотлива), выполняемое одним из двух способов – вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) и восходящего раствора (ВР).

Общее для обоих способов – устройство по периметру бетонируемой конструкции шпунтового ограждения, благодаря чему ограничивается подток воды к месту производства работ, а возводимое сооружение предохраняется от вымывания цемента и песка.

Метод вертикально перемещаемой трубы

В качестве ограждения используют шпунтовые стенки, специально изготовленную опалубку в виде пространственных блоков (ящиков) из дерева, железобетона, металла либо конструкции (плиты-оболочки, опускные колодцы и др.).

Конструкция ограждения должна быть непроницаемой для цементного раствора. Для производства работ над ограждением устраивают рабочую площадку, на которой устанавливают траверсу. К траверсе подвешивают стальной бетоновод, собираемый из отдельных бесшовных труб длиной 1… 1,2 м и диаметром 200… 300 мм на легкоразъемных водонепроницаемых соединениях . Трубу опускают до низа сооружения, в верхней части бетоновод, находящейся над поверхностью воды, имеет воронку с затвором или бункер для приема бетонной смеси.

Бетонолитная труба подвешена к траверсе, может подниматься и опускаться с помощью лебедки. Первоначально в горловину трубы вставляют пыж из мешковины, который предохраняет первую порцию бетонной смеси, погружаемую в трубу, от размывания водой. После заполнения воронки затвор открывают, и бетонная смесь вслед за пыжом опускается вниз. После того как бетонная смесь заполнит всю бетонолитную трубу и саму воронку, при продолжающейся непрерывной подаче бетонной смеси в воронку, трубу отрывают от земли и начинают медленно поднимать. Необходимо контролировать, чтобы труба была постоянно заглублена в бетонную смесь не менее 0,8 м при глубинах до 10 м и 1,2 м – при больших глубинах. Затем, не прекращая подачи бетонной смеси, трубу поднимают с таким расчетом, чтобы нижний ее конец постоянно располагался не менее чем на 0,8… 1,2 м ниже поверхности бетона.

По окончании подъема трубы на высоту звена бетонирование приостанавливают, демонтируют верхнее звено трубы, переставляют воронку, после чего подачу бетонной смеси возобновляют. Блок бетонируют до уровня, превышающего проектную отметку на величину, равную 2% его высоты.

При таком бетонировании с водой контактирует только верхний слой бетона, который после выполнения работ, подъема трубы и возведения всей конструкции выше глади воды удаляется, но не менее 10 см. Используют только пластичную бетонную смесь с осадкой конуса 16… 20 см, расположение труб – только вертикальное. Радиус растекания бетонной смеси из нижнего отверстия трубы не должен превышать 6 м, поэтому большие сооружения разбиваются на блоки с обязательным перекрытием зон бетонирования, непрерывной подачей бетонной смеси, одновременным и равномерным подъемом труб. Принимаемая интенсивность бетонирования более 0,3 м ³ на 1 м² /ч.

Метод восходящего раствора

При безнапорном способе

напорное бетонирование

3. 11. Выдерживание бетона

Свежеуложенный бетон требует ухода в первые дни твердения, контроля над ходом набора им прочности. В начальный период твердения бетон необходимо защищать от попадания атмосферных осадкой или потерь влаги, в последующем поддерживать температурно-влажностный режим с созданием условий, обеспечивающих нарастание прочности. Условия выдерживания бетона должны обеспечить:

• поддержание температурно-влажностного режима, необходимого для нарастания прочности бетона;
• предохранение от ударов, сотрясений и других воздействий, включая механические повреждения;
• защиту от солнца, ветра, быстрого высыхания и резких изменений температуры;
• защиту от других воздействий, ухудшающих качество бетона в конструкции.

В жаркую и ветреную погоду незащищенные поверхности свежеуложенного бетона не позднее, чем через 2… 3 часа после укладки, укрывают хорошо увлажненной тканью, рогожами, матами, мешковиной, песком, опилками. Большие горизонтальные поверхности бетона можно покрывать битумными или полимерными материалами и пленками. Подобного типа защитные покрытия и другие необходимые мероприятия применяют для предохранения летом от солнечных лучей, а зимой – от быстрого замерзания.

Для обеспечения нормального процесса твердения бетона при температуре окружающего воздуха выше +15 ^º

Бетоны на портландцементе ………………………
То же, на глиноземистом цементе ………………..	» 3 сут
на прочих цементах………………………….	» 14 сут
При сухом и жарком климате……………………….	сроки возрастают в 1,5 раза

Первые трое суток, когда активно идет процесс гидратации цемента, необходимо поливать бетон в дневное время через каждые 3 часа и один раз ночью, в последующие дни – не реже трех раз в сутки. Свежеуложенный бетон можно не поливать при температуре +3ºС.

Поливку осуществляют струей воды с распылителем, шланги подсоединяют к трубопроводам временного водоснабжения. Для предотвращения вымывания частиц в процессе полива рекомендуется начинать поливать бетон только через 8… 10 ч после укладки. При укрытии поверхности бетона влагостойкими укрывными материалами перерыв между поливками можно увеличить в 1,5 раза.

Уложенный бетон не должен подвергаться воздействию нагрузок и сотрясений. Движение людей и транспорта, а также работа со свежеуложенного бетона допускается лишь после достижения бетоном прочности более 1,5 МПа. Прочность бетона зависит от качества его составляющих, способа приготовления, транспортирования и укладки, условий твердения и ухода за бетоном.

На строительной площадке необходимо иметь журнал бетонирования, в который регулярно заносят все сведения о бетонировании – начало бетонирования, класс бетона, температура окружающего воздуха, температура бетона, время полива его водой и др.

Класс бетона будет признан заданным, если при испытании не менее трех образцов, выдерживавшихся в аналогичных условиях, прочность бетона в этой серии не будет ниже 85% требуемой прочности.

Необходимо отметить, что в условиях жаркого и сухого климата контроль выдерживания бетона осуществляет строительная лаборатория, которая дает необходимые рекомендации по режимам выдерживания бетона.

3. 12. Распалубливание конструкций

В комплексном технологическом процессе по возведению монолитных конструкций распалубливание (снятие опалубки) является одной из важных и трудоемких операций. Распалубливание конструкций должно выполняться осторожно, чтобы избежать повреждения бетона и обеспечить сохранность опалубки для последующего использования.

Разборка опалубки – распалубливание бетонных и железобетонных конструкций производят после достижения бетоном необходимой прочности. Боковые элементы опалубки, не несущие нагрузку от массы бетона (боковые щиты фундаментов, балок и стен), а только от сил бокового распора, можно разбирать после того, как бетон отвердеет настолько, что его поверхность и кромки углов не будут подвергаться повреждению после распалубливания. При температуре 12… 18ºС такое положение наступает через 2… 3 суток. Эти сроки можно устанавливать на месте в зависимости от вида и класса цемента и температурно-влажностных условий твердения бетона.

Основные, несущие элементы опалубки, воспринимающие давление уложенной бетонной массы, снимают только по достижении бетоном прочности, обеспечивающей сохранность конструкции.

Опалубку несущих элементов конструкций можно снимать в следующие сроки: плиты пролетом до 2 м – при достижении 50%-й проектной прочности; плиты, своды, балки и прогоны пролетом от 2 до 6 м – 70%-й проектной прочности; несущие конструкции пролетом более 6 м – 80%-й проектной прочности.

Удалению несущей опалубки должно предшествовать плавное и равномерное опускание (раскружаливание) поддерживающих конструкций – лесов или подмостей. Для этого опускают опорные домкраты или ослабляют парные клинья. Запрещается рубить или спиливать нагруженные стойки. Опоры, поддерживающие опалубку балок, прогонов, ригелей опускают одновременно по всей длине элемента.

Опорные стойки, поддерживающие опалубку междуэтажных перекрытий и находящиеся непосредственно под этими перекрытиями удалять не разрешается. Допускается частичное удаление стоек нижележащего перекрытия. Под всеми балками и прогонами нижележащего перекрытия пролетом 4 м и более рекомендуется оставлять несущие стойки (стойки безопасности) на расстоянии одна от другой не более 3 м. Опорные стойки остальных нижележащих перекрытий разрешается удалять полностью лишь при достижении бетоном проектной прочности.

Крупнощитовую опалубку массивов, стен и фундаментов снимают кранами, щиты опалубки предварительно отрывают от забетонированной поверхности с помощью рычажных приспособлений. Перед повторным использованием элементы опалубки осматривают, очищают от остатков бетона, при необходимости ремонтируют и смазывают палубу.

Распалубливание производят в определенной последовательности, устанавливаемой проектом производства работ. Распалубливание при конструкциях на обычных цементах начинают не ранее чем через 7… 14 сут в летних условиях. Сокращение сроков выдерживания бетона и более раннего распалубливания обычно достигают за счет применения быстротвердеющих цементов, и мероприятий, ускоряющих распалубливание, – вибрирования, вибровакуумирования и термообработки.

4. Особенности технологии бетонных работ

в экстремальных условиях

4. 1. Специфика и методы зимнего бетонирования

Понятие «зимние условия» в технологии монолитного бетона и железобетона несколько отличается от общепринятого – календарного.

Зимними считаются условия бетонирования при установлении среднесуточной температуре наружного воздуха не выше 5ºС или при опускании в течение суток минимальной температуре ниже 0ºС. Подобные климатические условия продолжаются на территории России в среднем 6…7 мес. в году.

При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лед и не вступает в химическое соединение с цементом. Вода, тонким слоем находящаяся на поверхности крупного заполнителя и арматуры, в процессе замораживания свежеуложенного бетона образует вокруг арматуры и зерен заполнителя ледяные пленки. Эти пленки благодаря притоку воды из менее охлажденных зон бетона, увеличиваются в объеме и отжимают цементное тесто от арматуры и заполнителя, препятствуя необходимому сцеплению с цементным тестом и созданию плотной структуры после оттаивания бетона.

на 9%) объема воды при переходе ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и нарушается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость, и процесс гидратации цемента возобновляется, однако разрушенные структурные связи в бетоне полностью не восстанавливаются. Конечная прочность бетона оказывается ниже на 15…20% прочности бетона, выдержанного в нормальных условиях твердения, уменьшается его плотность, стойкость и долговечность.

Теоретически и практически доказано, что в замерзшем бетоне после его оттаивания будет продолжаться процесс набора прочности до заданной марочной при условии набора им к моменту замерзания так называемой критической прочности. Поэтому цель зимнего бетонирования – предохранение бетона от замерзания в ранние сроки, обеспечение надлежащих условий его твердения, приводящих к набору критической прочности.

Если бетон до замерзания приобретает необходимую начальную прочность, то все упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальную прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называют критической. Критерий морозостойкости – критическая прочность , выраженная в % от проектной прочности в возрасте 28 сут, при достижении которой бетон может быть заморожен без снижения его прочностных показателей после продолжения твердения при наступлении положительных температур.

Величина нормируемой критической прочности зависит от факторов, включающих тип монолитной конструкции, класс примененного бетона, условия его выдерживания, срока приложения проектной нагрузки к конструкции, условий эксплуатации и составляет:

• для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой – 50% проектной прочности для В7,5… В10, 40% для B12,5… B25 и 30% для В 30 и выше;

• для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой – 80% проектной прочности;
• для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию или расположенных в зоне сезонного оттаивания вечномерзлых грунтов – 70% проектной прочности;
• для конструкций, нагружаемых расчетной нагрузкой, – 100% проектной прочности;

* для ненесущих конструкций – критическая прочность должна быть не ниже 5 МПа (50 кгс/см ² ).

Продолжительность твердения бетона и его конечные свойства в значительной степени зависят от температурных условий, в которых выдерживают бетон. По мере повышения температуры увеличивается активность воды, содержащейся в бетонной смеси, ускоряется процесс ее взаимодействия с минералами цементного клинкера, интенсифицируются процессы формирования коагуляционной и кристаллической структуры бетона. При снижении температуры, наоборот, все эти процессы затормаживаются, и твердение бетона замедляется.

Основной целью зимнего бетонирования является обеспечение условий, при которых монолитные железобетонные конструкции в короткие сроки с наименьшими затратами могли бы набрать критическую прочность по морозостойкости или требуемую для восприятия проектных нагрузок. Для этого применяют специальные способы приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона.

Задача всех существующих и разрабатываемых методов зимнего бетонирования – достижение бетоном критической, а для большинства несущих конструкций прочности 50… 70%-й от марочной в возможно короткие сроки, при соответствующем технико-экономическом обосновании принятых решений и при обязательном выполнении следующих мероприятий:

• применение бетонных смесей с водоцементным отношением до 0,5;
• приготовление бетона на высокоактивных и быстротвердеющих портланд- и шлакопортландцементах, на других вяжущих, в частности магнезиальном, обладающим рядом совершенно уникальных свойств, в том числе твердением при отрицательных температурах;

• использование добавок-ускорителей твердения бетона;
• подогрев воды и заполнителей;
• в отдельных случаях увеличение расхода цемента или повышение марки цемента относительно проектной.

Применимость существующих методов зимнего бетонирования, а иногда и их совокупности, определяют технико-экономическим обоснованием, базирующемся на следующих факторах:

• вид и массивность бетонируемых конструкций;
• состав, темпы укладки и требуемая прочность бетона;
• наличие энергоресурсов;
• вид имеющихся теплоизоляционных материалов;
• метеорологические условия;
• особенности строительной площадки.

ºС при искусственном прогреве и применении противоморозных добавок. Бетонную смесь приготовляют подогретой и имеющей температуру выше полученной расчетом, так как необходимо учитывать теплопотери от момента приготовления до укладки смеси в конструкцию. При приготовлении бетонной смеси в зимних условиях ее температуру повышают до 35… 45ºС путем подогрева заполнителей и воды.

ºС при помощи паровых регистров, а во вращающихся барабанах, в установках с продувкой дымовых газов через слой заполнителя – горячей водой. Воду подогревают в бойлерах или водогрейных котлах до 90ºС. Подогрев цемента запрещается, но его рекомендуется хранить в утепленном помещении. Температура приготовленной бетонной смеси при выходе из бетономешалки оказывается в этом случае в пределах до +45ºС.

Максимальная температура составляющих

бетонной смеси

Тип цемента
	воды	заполнителей	бетонной смеси на выходе
Портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент марок ниже М600	70	60	35
Быстротвердеющий портландцемент и портландцемент марок М600 и выше	60	50	30
Глиноземистый портландцемент	40	30	25

В летних условиях в барабан смесителя, предварительно заполненного водой, все сухие компоненты загружают одновременно. При приготовлении подогретой бетонной смеси применяют иной порядок загрузки составляющих в бетоносмеситель. Зимой во избежание «заваривания» цемента в барабан смесителя вначале заливают 50% воды затворения, засыпают крупный заполнитель, а после нескольких оборотов барабана бетономешалки – песок, цемент, заливают оставшееся количество воды. По сравнению с летним периодом продолжительность перемешивания увеличивается в 1,25… 1,5 раза.

Транспортирование бетонной смеси, Подготовка основания

Состояние основания, на которое укладывается бетонная смесь, а также температура основания и способ укладки должны исключать возможность замерзания смеси в зоне контакта с основанием. При выдерживании бетона в конструкции методом термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание или старый бетон. В этом случае по предварительному расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания не должно произойти замерзания укладываемого бетона.

до бетонирования очищают от снега и наледи. Арматура диаметром 25 мм и более, жесткие прокатные профили и крупные металлические закладные детали при температуре –10ºС и ниже отогревают до положительной температуры.

осуществляют при температуре контактирующего слоя не ниже +5ºС для избежания примерзания опалубки к бетону и их повреждения при распалубливании.

Возведение монолитных железобетонных конструкций может быть осуществлено, как правило, с использованием нескольких способов зимнего бетонирования. Нахождение оптимального способа для данных конкретных условий должно базироваться на минимальных значениях трудоемкости, и энергоемкости, стоимости и продолжительности работ, с учетом температуры наружного воздуха, объема работ, наличия электрических мощностей и специального оборудования и материалов для выбранного способа производства работ.

М _п

М _п =

где F – площадь поверхности охлаждения; V – объем конструкции.

	1 × 1 × 1 м	F = 6 м2	V = 1 м3	Мп = 6
То же	2 × 2 × 2 м	F 2	V = 8 м3	Мп = 3
То же	3 × 3 × 3 м	F = 54 м2	V = 27 м3	Мп = 2
Колонна	0,4 × 0,4 × 0,4 м		Мп = 10
Стена	5 × 3 × 0,3 м		Мп = 7,4
То же	× 3 × 0,2 м		Мп = 10,7

М _п

добавками, электрообработка бетонной смеси в тепляках и др.

Выбор того или иного метода зависит от вида и массивности конструкции, вида, состава и требуемой прочности бетона, метеорологических условий производства работ, энергетической оснащенности строительной площадки и др.

Успешность зимнего бетонирования в непрерывности и достаточной интенсивности укладки бетонной смеси с перекрытием ранее уложенного слоя и снижения в нем температуры ниже предусмотренной, обязательном виброуплотнении уложенной смеси и круглосуточности работ, постоянном контроле качества бетона. Минимальная температура укладываемой бетонной смеси в конструкцию должна быть не ниже +20ºС.

В настоящее время значительно возросли темпы возведения монолитных зданий (до 4 этажей в месяц).

При этом значительно сокращаются сроки выдерживания монолитных конструкций до одних – трех суток при распалубочной прочности до 50… 70% проектной. Появились легкие теплоизоляционные материалы, различные электронагреватели, греющие кабели, провода, термоопалубки, приборы для определения температуры твердеющего бетона и средства автоматического управления режимами выдерживания конструкций. Компьютерное программное обеспечение позволяет не только рассчитывать и прогнозировать технологические параметры, но и осуществлять оптимальное управление технологическими процессами.

Технологическая карта на производство бетонных работ в зимних условиях должна включать следующие регламентирующие положения:

• требования к составу бетонной смеси, особенности ее приготовления, доставки и укладки в конструкцию, температуру бетонной смеси при приготовлении и укладки в конструкцию;

• схему разбивки типового этажа возводимого сооружения на технологические захватки, увязанные с суточным объемом укладываемой бетонной смеси;
• требуемую прочность бетона по окончании организованного выдерживания;
• мероприятия по контролю качества и набору прочности бетона.

Возведение монолитных конструкций без искусственного прогрева является наиболее экономичным способом зимнего бетонирования. Сущность способа заключается в первоначальном нагревании бетонной смеси за счет подогрева заполнителей и воды, а также использовании тепла, выделяющегося при твердении цемента, для приобретения бетоном заданной прочности в процессе его медленного остывания в утепленной опалубке.

и, следовательно, увеличения времени остывания) конструкция набирает требуемую прочность за расчетный период времени до замерзания.

Область применения метода термоса – бетонирование в практически любых теплоизолированных опалубках массивных монолитных конструкций (фундаменты, блоки, стены, плиты) с модулем поверхности М _п сопровождается минимальными напряжениями в бетоне от воздействия температуры.

М _п

В зависимости от вида цемента, температуры бетонной смеси, средней температуре остывания и полученной по расчету продолжительности остывания по графикам определяют прочность, которую приобретет бетон через Т ч. Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу выдерживания при методе термоса устанавливается расчетом, и не может быть ниже 5ºС. Если определенная таким образом прочность окажется меньше требуемой, то уменьшают коэффициент теплопотерь за счет дополнительного утепления конструкции. Можно увеличить начальную температуру бетона за счет предварительного, непосредственно перед укладкой в конструкцию, кратковременного электроразогрева бетонной смеси в кузовах, бункерах и бадьях трехфазным током промышленной частоты, напряжением 220 и 380 В с помощью пластинчатых электродов.

В процессе твердения бетона выделяется экзотермическая теплота, количественно зависящая от вида применяемого цемента и температуры выдерживания. Наибольшим экзотермическим тепловыделением обладают высокомарочные и быстротвердеющие портландцементы. Поэтому при применении метода термоса рекомендуется применять бетонную смесь на высокоэкзотермичных портланд- и быстротвердеющих цементах, укладывать смесь с повышенной начальной температурой и тщательно утеплять.

Метод тем эффективней, чем массивнее бетонируемая конструкция.

М _П

добавок. Если метод термоса применяют для крупных массивов (например, фундаментная плита), начальную температуру бетонной смеси следует занижать по сравнению с аналогами, имеющими меньший модуль поверхности, во избежание значительного саморазогрева бетона за счет экзотермии и предотвращения существенных температурных напряжений в конструкции.

М _п

В случаях резкого изменения погоды (резкое похолодание, вьюга, пурга, метель и др.) а значит и температурных условий выдерживания бетона, заложенных в расчет, необходимо принимать дополнительные оперативные меры для обеспечения получения уложенным бетоном критической прочности до его замерзания. К таким мерам можно отнести устройство дополнительной теплоизоляции бетона, продление сроков его выдерживания и при необходимости искусственный обогрев.

К достоинствам метода «термоса» необходимо отнести низкие трудоемкость и энергоемкость, обеспечивающие минимальную себестоимость зимних работ. Недостатки метода – большая продолжительность выдерживания бетона и ограничения по степени массивности бетонируемых конструкций. Перспектива применения всех разновидностей метода термоса в разработке новых технологичных теплоизоляционных материалов, обеспечивающих простую по устройству и качественную изоляцию свежеуложенного бетона в конструкции любой формы, а также выпусков арматуры.

4. 3. Бетонирование с применением противоморозных добавок

Противоморозные добавки предназначены для предотвращения замерзания жидкой фазы бетонной смеси, имеющей начальную положительную температуру, в период твердения при отрицательных температурах.

Сущность способа заключается во введении в бетонную смесь при ее приготовлении добавок, понижающих температуру замерзания воды, обеспечивающих протекание реакции гидротации цемента и твердения бетона при температуре наружного воздуха ниже 0ºС.

воды.

нитрит натрия (НН), нитрит калия (НК), поташ (П), хлористый натрий (ХН) и др.

температуры наружного воздуха. Количество вносимых добавок увеличивается с понижением температуры воздуха.

Неопалубленные поверхности монолитных конструкций должны быть теплоизолированы с целью предотвращения вымораживания влаги с открытых участков. Температура укладываемого в опалубку бетона с противоморозными добавками должна быть расчетной, но не ниже +5 ⁰ С. Бетоны классов В10, В20, В30 и выше к моменту замерзания должны набрать прочность не ниже, соответственно, 30, 25 и 20% проектной прочности.

Существуют ограничения в применении некоторых противоморозных добавок для бетонов предварительно напряженных конструкций и конструкций, которые будут подвергаться динамическим нагрузкам. Не допускается использование хлористых солей в бетонах для замоноличивания стыков сборных конструкций, имеющих выпуски арматуры или закладные детали, без их предварительной защиты от коррозии.

Применение противоморозных добавок (нитрит натрия и хлористые соли) допускается для использования при бетонировании конструкций, температура которых не опустится ниже –15ºС, а конструкций с использованием поташа – ниже –25ºС.

Благодаря химическим веществам вода при отрицательной температуре находится в жидкой фазе и способна взаимодействовать с цементом. Эти вещества, введенные в бетон, оказывают разносторонние воздействия на процессы схватывания и твердения бетона. Вещества, обладающие такими химическими свойствами, называют .

_{2 2} СО₃ и нитрит натрия NaN0₂ кальция + нитрит натрия (XK + НН), нитрит нитрат хлорида кальция + мочевина (ННХК + М).

Если после укладки бетона температура его стала ниже расчетной, принятой при установлении концентрации водных растворов противоморозных добавок, то уложенный бетон утепляют или прибегают к искусственному обогреву до момента достижения бетоном необходимой прочности.

Добавки эффективно ускоряют в 1,2… 2 раза процесс твердения. Введение в бетон добавок понижает температуру замерзания воды, увеличивая тем самым продолжительность твердения бетона, что значительно способствует приобретению им большей критической прочности.

Бетоны с небольшим количеством добавок хлористых солей до 2%, поташа и нитрита натрия до 5% от массы цемента готовят на подогретых заполнителях и горячей воде. При этом при выходе из смесителя температура бетонной смеси может находиться в пределах 25… 35 ºС, снижаясь к моменту укладки в опалубку до 20 ºС. Бетонную смесь укладывают в утепленную опалубку и после виброуплотнения закрывают слоем теплоизоляции. Твердение бетона происходит как результат термосного выдерживания с положительным воздействием химических добавок. Этот способ рекомендуется в основном для малоармированных и неответственных конструкций.

Следует учитывать, что увеличение количества добавок соляной кислоты и ее солей вызывает коррозию арматуры, а большое количество поташа или нитрита натрия резко снижают удобоукладываемость бетонной смеси.

сроков твердения бетона с противоморозными добавками используют бетонную смесь, приготовленную на подогретых составляющих, осуществляют тепловую изоляцию бетонируемых конструкций.

Преимущества технологии с использованием противоморозных добавок заключаются в минимальных затратах труда на ее реализацию. Недостатками являются самый продолжительный период приобретения критической и марочной прочности, ограничения в применении, негативные последствия при нарушении требований по применению солей (коррозия арматуры, высолы на поверхности бетона и др.).

Сущность метода искусственного прогрева заключается в повышении температуры уложенного бетона до максимально допустимой и поддержание ее в течение времени, за которое бетон набирает критическую или заданную прочность. Термообработка бетона представляет собой искусственное внесение тепловой энергии в монолитную конструкцию в период ее твердения с целью сокращения периода выдерживания бетона и приобретения им критической или проектной прочности.

Область применения способов теплового воздействия на выдерживаемый бетон распространяется на все разновидности монолитных конструкций с модулем поверхности Мп ³ 10, а также и более массивных, если в последних по тем или иным причинам невозможно достижение в установленные сроки заданной прочности при выдерживании только методом термоса.

методов прогрева: электропрогрев, контактный (кондуктивный), инфракрасный, индукционный, конвективный (использование воздуха или пара).

Электропрогрев

бетон или соприкасающихся с ним по поверхности. Область применения электропрогрева – прогрев монолитных конструкций с модулем поверхности 5…20.

Применению метода должен предшествовать расчет и проектирование электродов, схемы их расположения, подключения к электрической цепи, оптимальных режимов прогрева.

Образующаяся в результате прогрева теплота расходуется на нагрев бетона и опалубки до заданной температуры и возмещение теплопотерь в окружающую среду. Температура бетона при электропрогреве определяется величиной выделяемой в бетоне электрической мощности, которая должна назначаться в зависимости от выбранного режима термообработки и величины теплопотерь, имеющих место при электропрогреве на морозе. Мощность, требуемая для разогрева конструкции с заданной скоростью, складывается из мощности на разогрев бетона, на разогрев опалубки и для возмещения теплопотерь. Расчетная мощность может быть снижена за счет учета экзотермического тепловыделения.

требования: мощность, выделяемая в бетоне при электропрогреве, должна соответствовать мощности, требуемой по тепловому расчету; электрическое и, следовательно, температурное поля должны быть по возможности равномерными; электроды следует располагать по возможности снаружи прогреваемой конструкции для обеспечения минимального расхода металла; установку электродов и присоединение к ним проводов необходимо производить до начала укладки бетонной смеси (при использовании наружных электродов).

Преимуществом электродного прогрева бетона по сравнению с другими способами является то, что выделение тепла происходит непосредственно в бетоне при пропускании через него электрического тока. При этом значителен коэффициент полезного действия использования электрической энергии, температурное поле, особенно на стадии разогрева распределяется в бетоне более равномерно. Основные способы электропрогрева бетонных конструкций подразделяются на периферийный, сквозной и внутренний.

М _п

При сквозном прогреве электроды располагают как внутри, так и на поверхности бетона и осуществляют интенсивный и равномерный прогрев всей конструкции. Используют пластины, полосы, стержни и струны, нашиваемые на внутренней поверхности опалубки. Ток пропускают через всю толщину забетонированной конструкции – ленточные фундаменты, стены, перегородки, блоки стен подвалов. Расход электроэнергии на 1 м ³ бетона – 80… 120 кВт/ч, средняя скорость подъема температуры – до 20ºС/ч.

Внутренний прогрев нашел применение для колонн, балок, прогонов, других линейно протяженных элементов. Основан прогрев на использовании в качестве электродов рабочей арматуры конструкции и дополнительных струнных электродов, располагаемых в центральной зоне конструкции. Расход электроэнергии 80… 120 кВт/ч, скорость подъема температуры – до 10ºС/ч.

к разноименным фазам питающей сети. Электроды размером на всю плоскость стороны располагают по двум противоположным сторонам бетонной конструкции. Изготовляют пластинчатые электроды из кровельной стали при деревянной опалубке, листовой стали или профилей при использовании в качестве электродов поддонов или бортов металлической опалубки. В результате прохождения тока между противолежащими электродами весь объем конструкции нагревается. Пластинчатые электроды обеспечивают сквозной прогрев конструкций. С помощью пластинчатых электродов прогревают слабо армированные конструкции правильной формы небольших размеров (колонны, балки, стены и др.).

Полосовые электроды изготовляют из стальных полос шириной 20… 50 мм и так же, как пластинчатые электроды, нашивают на внутреннюю поверхность опалубки.

противоположными стенками конструкции и в тепловыделение вовлекается вся масса бетона. Во втором случае, при присоединении к разноименным фазам соседних электродов токообмен происходит между этими электродами. При этом 90% всей подводимой энергии рассеивается в периферийных слоях толщиной, равной половине расстояния между электродами. В результате периферийные слои нагреваются за счет джоулевой теплоты. Центральные же слои (так называемое «ядро» бетона) твердеют за счет начального теплосодержания, экзотермии цемента и частично за счет притока теплоты от нагреваемых периферийных слоев. Первую схему применяют для прогрева слабо армированных конструкций толщиной не более 50 см. Периферийный электропрогрев применяют для конструкций любой массивности.

Одностороннее размещение полосовых электродов применяют при электропрогреве плит, стен, полов и других конструкций толщиной не более 20 см. При этом к разноименным фазам питающей сети присоединяют соседние электроды. В результате реализуется периферийный электропрогрев.

М _п

Наиболее целесообразно использовать стержневые электроды в виде плоских электродных групп. В этом случае обеспечивается более равномерное температурное поле в бетоне. При электропрогреве бетонных элементов малого сечения и значительной протяженности (например, бетонных стыков шириной до 3… 4 см) применяют одиночные стержневые электроды.

При бетонировании горизонтально расположенных бетонных или имеющих большой защитный слой железобетонных конструкций используют – арматурные стержни диаметром 6… 12 мм, утапливаемые в поверхность свежеуложенного бетона.

Струнные электроды

ними и схемы подключения к питающей сети. При этом параметром, допускающим произвольное варьирование, чаще всего является подводимое напряжение. Ток на электроды от источника питания подается через трансформаторы и распределительные устройства.

В качестве магистральных и коммутационных проводов применяют изолированные провода с медной или алюминиевой жилой, сечение которых подбирают из условия пропуска через них расчетной силы тока.

Достоинства метода в том, что его реализация возможна с применением подручных средств – арматуры или листового железа при минимальных потерях тепловой энергии. К недостаткам относят потери части примененного в качестве электродов металла (стержневых электродов), значительная трудоемкость при установке и закреплении электродов в конструкции, вероятность появления температурных напряжений в зоне примыкания бетона к электродам, необходимость регулирования процесса обогрева путем применения понижающих трансформаторов и создания программ такого регулирования, финансовые затраты на оплату материалов и электроэнергии.

Контактный (кондуктивный) нагрев

Способ обогрева бетона в термоактивной опалубке целесообразен при использовании инвентарных опалубок со стальной или фанерной палубой при бетонировании разнообразных конструкций, включая фундаменты, стены, перекрытия. Особенно эффективен способ при возведении конструкций и сооружений, бетонирование которых должно вестись без перерывов, а также конструкций, насыщенных арматурой. Метод обогрева экономически выгоден и технологически целесообразен при использовании разборно-переставной, блочной, объемно-переставной, катучей и скользящих опалубок.

Применение термоактивной опалубки не вызывает дополнительных требований к составу бетонной смеси и не ограничивает применение пластифицирующих добавок. Обогрев бетона в греющей опалубке может быть совмещен с электроразогревом бетонной смеси, с применением противоморозных добавок или ускорителей твердения бетона.

Обогрев бетона конструкции производят после сборки опалубочной формы для бетонирования. Те части конструкции, которые оказываются не перекрытыми термоактивной опалубкой, утепляют гибкими покрытиями (одеялами) из стеклоткани или стекловаты.

Технология бетонирования в термоактивной опалубке практически не отличается от технологии аналогичных работ в летний период. Для предотвращения тепловых потерь с горизонтальных поверхностей при перерывах в укладке бетонной смеси и температуре наружного воздуха ниже –20ºС бетонируемую конструкцию укрывают брезентом или пленочным материалом.

Технические решения, применяемые при реализации этого способа можно разбить на две группы. К первой относятся электрические термоэлементы, которыми можно оборудовать опалубку, в основном с наружной стороны, сделав ее термоактивной. Типовые щиты опалубки, оснащенные термоэлементами, промаркированные и оборудованные необходимыми электрическими разъемами, подключаются к электрической сети по определенной схеме после установки щитов в проектное положение. Типовые щиты изолированы с наружной стороны сплошным слоем пеноуретана или аналогичного теплоизолятора, что гарантирует минимальные теплопотери. В качестве эффективных термоэлементов нашли применение трубчатые электронагреватели (ТЭНы), греющий кабель, листовые графитовые, слюдяные пластинчатые, трубчатые и полосовые нагреватели из нержавеющей стали.

жилой диаметром 1,1 и 1,2 мм, заключенные в оболочку (часто полиэтиленовую).

Провода крепятся с определенным расчетным шагом на арматуре бетонируемой конструкции и отдельными участками в качестве омического сопротивления подключаются к трехфазной электрической цепи через понижающий трансформатор. Нагреваясь при прохождении электрического тока до 50ºС, провода передают контактным путем тепловую энергию окружающему массиву бетона. Данный способ недостаточно эффективен. Не решен вопрос отогрева арматуры и опалубки при укладке в нее бетонной смеси, часты обрывы проводов на всех этапах подготовительных операций. Во время бетонирования и подключения проводов к электросети выясняется, что отдельные участки этой цепи не работают, что приводит к замерзанию этих участков бетонной конструкции. Даже, если электрическая цепь не нарушена, данное решение мало эффективно, так как температура изотермического прогрева не превышает 30 ºС и продолжительность цикла прогрева часто превышает 3…4 сут.

Областью применения электрообогрева нагревательными проводами являются монолитные конструкций с модулем поверхности М _п 6… 10, бетонирование которых может производиться при минимальной температуре воздуха до –40ºС.

Сущность электрообогрева нагревательными проводами заключается в передаче выделенного проводами тепла в бетон контактным путем. Провода со стальной токонесущей изолированной жилой, подключаемые в электрическую сеть, работают как нагреватели сопротивления. Нагревательные провода закладываются непосредственно в массив монолитной конструкции.

Обогрев бетона в монолитной конструкции осуществляется закладкой нагревательного провода непосредственно в бетонируемую конструкцию. Нагревательные провода размещают на арматурном каркасе после установки арматуры в проектное положение.

До начала работ по электрообогреву бетона выполняют следующие подготовительные операции: устанавливают арматурные каркасы и сетки; на арматурном каркасе закрепляют нагревательные провода; очищают от мусора, снега и наледи арматуру и опалубку; устанавливают ограждение рабочей зоны и подводят освещение и сигнализацию; устраивают все необходимые электроразводки до трансформатора – электропроводами подсоединяют нагревательные провода к шинопроводу, уложенному вдоль захватки бетонирования, шинопровод подсоединяют к трансформатору. В зоне трансформатора укладывают деревянные настилы, покрытые резиновыми ковриками.

Рекомендуется на участке электрообогрева перед подключением к электросети установить электрокалорифер и саму зону закрыть брезентом.

каркасе, устранение возможности коротких замыканий токоведущей жилы с арматурой, стальной опалубкой и другими металлическими элементами. Нагревательный провод укладывают в конструкцию без натяжения, в угловых местах, местах возможного перегиба провода устраивают дополнительную изоляцию из рубероида или битумизированной бумаги.

Крепление провода к арматуре производят с помощью скруток из мягкой вязальной проволоки, обрезками изолированного провода, пластмассовыми фиксаторами, скрепками из стальной проволоки, полиэтиленовым шпагатом. Во избежание обгорания изоляции, замыкания на массу и перегорания нагревательного провода, устраивают выводы нагревательного провода из бетона с помощью монтажного провода. Узлы соединения тщательно изолируют. Перед укладкой бетонной смеси проверяют мегомметром отсутствие замыкания шинопроводов на массу.

Диаметр, длина нагревательного провода и шаг его раскладки в конструкции в зависимости от температуры наружного воздуха и электрического напряжения принимаются по расчету.

Укладку бетонной смеси в конструкцию производят только после раскладки нагревательных проводов, подключения их к шинопроводу, проверки работы всей системы обогрева.

Подготовку конструкции к бетонированию и укладку бетонной смеси при отрицательных температурах наружного воздуха можно производить с учетом следующих требований: арматура диаметром 25 мм и более, прокатные профили и крупные закладные детали конструкции должны быть отогреты до положительной температуры, выступающие части укрыты теплоизоляционным материалом; укладку бетонной смеси следует вести непрерывно, без перевалок, обеспечивая минимальное охлаждение смеси при ее подаче и укладке; температура уложенной в опалубку смеси не должна быть ниже +5ºС.

изовер и др.).

После выполнения всего комплекса этих процессов (проверка правильности подключения всех проводов электроцепи, окончания бетонирования, укладки гидро- и теплоизоляции, ухода людей за пределы ограждения) подают напряжение на нагревательные провода. Электрообогрев рекомендуется проводить при пониженном напряжении 36… 100 В.

Для контактного нагрева бетона преимущественно применяют термоактивные (греющие) опалубки и термоактивные гибкие покрытия (ТАГП).

При данном методе используется теплота, выделяемая в покрытии при прохождении электрического тока. Затем эта теплота передается контактным путем поверхностям конструкции. Передача теплоты в самом бетоне конструкции происходит путем теплопроводности.

Греющая опалубка

В греющую опалубку может быть переоборудована любая инвентарная с палубой из стали или фанеры. В зависимости от конкретных условий (темпа нагрева, температуры окружающей среды, мощности тепловой защиты тыльной части опалубки) потребная удельная мощность может колебаться от 0,5 до 2 кВт/м ² . Греющую опалубку применяют при возведении тонкостенных и средне массивных конструкций, а также при замоноличивании узлов сборных железобетонных элементов.

Сетчатые нагреватели, Углеродные ленточные нагреватели, Термоактивное покрытие

Гибкое покрытие можно изготовлять различных размеров. Для крепления отдельных покрытий между собой предусмотрены отверстия для пропуска тесьмы или зажимов. Покрытие можно располагать на вертикальных, горизонтальных и наклонных поверхностях конструкций. По окончании работы с покрытием на одном месте его снимают, очищают и для удобства транспортировки сворачивают в рулон. Наиболее эффективно применять ТРАП при возведении плит перекрытий и покрытий, устройстве подготовок под полы и др. ТРАП изготовляют с удельной электрической мощностью 0,25… 1 кВт/м ² .

4. 5. Инфракрасный, индукционный и конвективный нагрев

основан на передаче лучистой энергии от генератора инфракрасного излучения нагреваемым поверхностям через воздушную среду. На облучаемой поверхности поглощенная энергия инфракрасного спектра преобразуется в тепловую и благодаря теплопроводности бетона распространяется по толщине нагреваемой конструкции. Метод реализуется посредством автономных (от конструкции и опалубки) инфракрасных прожекторных установок (ИПУ), работающих на электроэнергии.

К преимуществам метода относятся: отсутствует необходимость в переоборудовании опалубки для установки нагревательных элементов, возможность выполнять вспомогательные операции (отогрев промороженного основания или стыков ранее уложенного бетона), удаление наледи на арматуре и в заопалубленном пространстве, возможность прогревать конструкцию параллельно с бетонированием, сохраняя ранее внесенную тепловую энергию, возможность за суточный цикл термообработки получить до 70% проектной прочности бетона.

нагревом с помощью электрического тока твердых тел. В промышленности для этих целей применяют инфракрасные лучи с длиной волны 0,76… 6 мкм , при этом максимальным потоком волн данного спектра обладают тела с температурой излучающей поверхности 300… 2200ºС.

энергию. От нагретых таким образом поверхностных слоев тело прогревается за счет собственной теплопроводности.

Для бетонных работ в качестве генераторов инфракрасного излучения применяют трубчатые металлические и кварцевые излучатели. В зависимости от температуры на поверхности нагревателей они подразделяются на две группы:

высокотемпературные нагреватели

низкотемпературные нагреватели

Для создания направленного лучистого потока излучатели заключают в плоские или параболические рефлекторы, отражатели алюминиевые или из оцинкованной стали, позволяющие до 80% излучаемой энергии передавать направленно.

Инфракрасный нагрев применяют при следующих технологических процессах: отогреве арматуры, промороженных оснований и бетонных поверхностей; тепловой защите укладываемого бетона; ускорении твердения бетона при устройстве междуэтажных перекрытий, возведении стен и других элементов в деревянной, металлической или конструктивной опалубке. Способ инфракрасного прогрева применяют в тонкостенных конструкциях с большим модулем поверхности – стен, высотных сооружений бетонируемых в скользящей опалубке (элеваторы, силосы и т. п.), плит, балок. Его применяют также для отогрева замерзшего бетона в рабочих швах бетонирования, отогрева арматуры и поверхности опалубки-облицовки перед укладкой в нее бетонной смеси.

Оптимальное расстояние между инфракрасной установкой и обогреваемой поверхностью 1,0… 1,2 м. Температура на поверхности бетона не должна превышать 80… 90ºС. Чтобы исключить интенсивное испарение влаги из бетона, открытые его поверхности закрывают полиэтиленовой пленкой, пергамином или рубероидом. Инфракрасный прогрев обеспечивает хорошее качество термообработки бетона, не требуется дополнительного металла на электроды.

Прогрев бетона с помощью инфракрасных лучей обычно делят на три периода: выдержка уложенного бетона и его разогрев до оптимальной температуры, изотермический прогрев при этой температуре и остывание.

Электроэнергия для инфракрасных установок поступает обычно от трансформаторной подстанции, от которой к месту производства работ прокладывают низковольтный кабельный фидер, питающий распределительный шкаф. От шкафа электроэнергию подают по кабельным линиям к отдельным инфракрасным установкам.

М _п

или стыков ранее уложенного бетона), удаление наледи на арматуре и в заопалубленном пространстве, возможность прогревать конструкцию параллельно с бетонированием, сохраняя ранее внесенную тепловую энергию, возможность за суточный цикл термообработки получить до 70% проектной прочности бетона.

Недостатком технологии инфракрасного прогрева является значительная трудоемкость метода, связанная с переносом, расстановкой и подключением к электрической сети технических средств – инфракрасных прожекторных установок (ИПУ), необходимость создания замкнутого изолированного объема для сокращения затрат тепловой энергии, а также высокий удельный расход электроэнергии 80… 120 кВт-ч/м ³ прогретого бетона.

Индукционный прогрев

Для создания индукции по наружной поверхности опалубки последовательными витками укладывается изолированный провод-индуктор. Переменный электрический ток, проходя через индуктор, создает переменное электромагнитное поле. Электромагнитная индукция вызывает в находящемся в этом поле металле (арматуре, стальной опалубке) вихревые токи, в результате чего арматура (стальная опалубка) нагревается и от нее (кондуктивно) нагревается бетон. В зависимости от типа бетонируемой конструкции применяют две схемы:

• индуктивной катушки с железом, располагаемая с наружной стороны опалубки;
• трансформатора с сердечником, при расположении внутри бетонируемой конструкции.

* отогревать арматуру при отрицательных температурах и ранее уложенный и замороженный бетон, примыкающий к возводимой конструкции;

• использовать круглый год инвентарную металлическую опалубку;
• увеличить оборачиваемость деревянной опалубки;

— Рекомендуемый порядок выполнения работ включает навивку индуктора (в качестве индуктора используют изолированные провода с медными или алюминиевыми жилами), подключение к электрической сети, предварительный отогрев арматуры и металлической опалубки в течение 5… 10 мин.

После этого укладывают бетонную смесь в конструкцию и осуществляют ее постепенный прогрев до максимальной температуры 90… 95ºС, при максимальной скорости разогрева до 20º/ч, расход электроэнергии составляет при этом 120… 150 кВт/ч.

Интенсивность термообработки при индукционном прогреве не зависит от электрофизических свойств бетона, а определяется электрическими и магнитными свойствами опалубки, напряженностью магнитного поля.

М _п

Достоинством метода является простота конструктивного решения и качество прогрева конструкций за счет значительного их армирования, благодаря чему обеспечивается равномерное по сечению и длине конструкций температурное поле. Применение метода требует специальных знаний и расчетов, а также изготовления оснастки для каждого конкретного случая применения указанного метода зимнего бетонирования.

конвективном способе обогрева

Достоинства метода в незначительной трудоемкости подготовительного периода – устройстве замкнутого объема вокруг прогреваемой конструкции посредством инвентарных ограждений или пологов, например из брезента. К недостаткам относятся значительные тепловые потери на нагрев сторонних предметов и воздуха, большая продолжительность цикла обогрева (от 3 до 7 сут), высокий показатель удельного расхода энергии – свыше 150 кВт-ч/м ³ прогретого бетона.

Тепловая энергия бетону передается с помощью нагретой (обычно движущейся) среды – теплым воздухом или паром. В этом случае бетон до приобретения им заданной прочности выдерживают в тепляках, представляющих собой временные ограждающие сооружения. Тепляки могут быть объемными, т. е. охватывающими всю бетонируемую конструкцию, и плоскими или секционными, ограждающими только часть конструкции. За счет теплого воздуха или пара в опалубке и бетоне поддерживают положительную температуру.

Применение для обогрева бетона горячего воздуха приводит к большим потерям теплоты. Данный способ целесообразно использовать при небольшой отрицательной температуре наружного воздуха и при использовании достаточно надежной и герметичной тепловой изоляции. Горячий воздух получают в электрокалориферах, электропушках, огневых калориферах, работающих на жидком топливе.

этот способ применяется в основном на объектах, где имеется избыток пара при недостатке свободных электроресурсов.

ºС. Примерный режим прогрева включает подъем температуры в конструкции при скорости не более 5… 10º/час, изотермический прогрев при температуре 80ºС для бетонов на портландцементе и прогрев до температуры 95ºС – для других цементов. Скорость остывания бетона должна быть порядка 10ºС/час. Паропрогрев бетона рекомендуется вести до набора им проектной прочности.

Специфика деревянной опалубки для паропрогрева в том, что с внутренней стороны щитов устраивают треугольные или прямоугольные пазы, которые зашивают стальными коробами, внизу щита устроен горизонтальный распределительный короб со штуцером для присоединения к магистральному паропроводу. Температура в тепляке поддерживается 5… 10ºС, в связи с чем, твердение бетона замедляется, а продолжительность приобретения бетоном распалубочной прочности увеличивается.

в скользящей или подъемно-переставной опалубке. Их применяют также в тех случаях, когда необходимо поддерживать положительные температуры не только для бетонных, но и других работ, выполняемых в период строительства данного сооружения. В настоящее время в качестве тепляков находят применение надувные конструкции из синтетических материалов, которые представляют собой двустенное ограждение с воздушной прослойкой.

огневоздушное калориферное отопление.

4. 6. Режимы нагрева и остывания бетона

этой обогреваемой конструкции необходимо соблюдать режимы такой термообработки. Основными исходными данными для расчета режима обогрева являются:

• температура наружного воздуха;
• допустимая скорость разогрева (подъема температуры уложенного бетона);
• температура и необходимое время изотермического выдерживания;
• время остывания бетона после разогрева и допустимая скорость остывания;
• какая прочность к моменту замерзания должна быть у данной конструкции – критическая или проектная.

Начальная температура бетона, Период подъема температуры, Температура изотермического выдерживания

конструкции после прогрева зависит от внешних факторов – температура наружного воздуха, скорость ветра, степень тепловой изоляции конструкции и в прямой связи с максимальной температурой прогрева, может продолжаться 2…4 ч. За этот период, вплоть до замерзания конструкции, будет продолжаться процесс набора бетоном прочности свыше расчетной критической. Разность температуры наружных слоев бетона и наружного воздуха в абсолютных значениях не должна превышать 20…50ºС в зависимости от конструктивных особенностей.

Важной особенностью всех применяемых методов термообработки бетона является необходимость выполнения подготовительных работ при зимнем бетонировании. До укладки бетонной смеси в опалубку необходимо удалить из нее снег, наледь с арматуры, отогреть промороженное основание и стыки до положительной температуры или иногда требуемой по расчету. Кроме этого, желательно не только укладывать бетонную смесь в утепленную и разогретую опалубку, но и вести прогрев во время укладки в опалубку бетонной смеси, не делая никаких технологических перерывов, влекущих потерю бетоном аккумулированной начальной тепловой энергии. Отогретая опалубка и тепловая энергия бетона имеющего положительную температуру, совместно с экзотермией цемента позволяют быстро, в сокращенные сроки, разогреть бетонную смесь до изотермической температуры.

Качество конструкций, бетонируемых в зимних условиях с применением методов искусственного прогрева, в значительной степени зависит от режимов нагрева бетона. На выбор режимов оказывают влияние многочисленные факторы, характеризующие как состав бетона, так и всю конструкцию в целом, а также требования к конечной прочности бетона и температура окружающей среды.

В зависимости от перечисленных факторов различают следующие типовые схемы прогрева.

Электротермос

М _п

Изотермический режим, Импульсный режим, Саморегулирующийся режим. М _п , Ступенчатый режимМ_п

Нагрев производят сначала до промежуточной температуры, обычно порядка 50ºС и поддерживают на этом уровне 1… 3 ч, затем осуществляют быстрый подъем до максимально допустимой для данной конструкции температуры и выдерживание при ней до приобретения бетоном требуемой прочности. При ступенчатом режиме прогрева начальная скорость подъема температуры не должна превышать 20ºС, а последующая – не более 30ºС/ч.

воздуха и образующихся паров воды, собственных температурных расширений твердых частиц и интенсивного испарения влаги с поверхности бетона при повышенных температурах.

С увеличением скорости подъема температуры вследствие различия коэффициентов линейного и объемного расширения отдельных компонентов бетона, могут значительно возрастать общие, внутренние деформации, особенно расширения, что приводит к ухудшению его свойств, и даже к частичному или полному разрушению конструкции.

Поэтому нормативными документами установлены следующие максимально допустимые скорости повышения температуры бетона:

М _п

М _п

15ºС/ч для каркасных и тонкостенных конструкций малой протяженности (не более 6 м).

ºС; для портландцемента и шлакопортландцемента – 80ºС, а при прогреве конструкций с жесткой заделкой узлов сопряжений, а также при периферийном электропрогреве конструкций с М _п > 6 температура прогрева не должна превышать 40ºС.

микродефектов. Поэтому скорость остывания не должна превышать:

ºС/ч для конструкций с модулем поверхности M _п ³ 10;

5ºС/ч для конструкций с 6 ³ M _п ³ 10;

М _п

М _п

Опалубку и теплозащиту прогретых конструкций можно снимать при остывании бетона до 0… 5ºС. При этом разность температур открытых поверхностей бетона и наружного воздуха при распалубке не должна превышать: 20ºС для конструкций с Мп < 6 и 30 ºС для конструкций с M _п > 6.

Если условия не могут быть обеспечены, то поверхность бетона после распалубливания необходимо обязательно утеплить.

предварительное выдерживание

Движение электрического тока возможно только при наличии жидкой фазы бетона. В процессе прогрева количество влаги уменьшается, электрическое сопротивление возрастает, падает сила тока и уменьшается количество выделяемого тепла. Поэтому обычно увеличение силы тока осуществляют за счет регулирования напряжения при помощи трансформатора. Чтобы избежать такого регулирования целесообразно подготавливать автоматический режим регулирования процесса или применять, по возможности метод электротермоса.

Современные бетоны насчитывают десятки наименований. Это особопрочные, пористые, гидроизолирующие и многие другие бе­тоны. По некоторым показателям они приблизились к природно­му камню и даже металлу.

Используя полимерные смолы в качестве вяжущего, получают более эластичный материал повышенной прочности (полимербетон).

Многообразие полимерных смол, заполнителей и наполните­лей, а также технологий изготовления позволяет получить много разновидностей полимербетонов со специфическими и в ряде слу­чаев уникальными свойствами. Это высокие прочностные харак­теристики, воздухо- и водонепроницаемость, высокие химическая и радиационная стойкость, демпфирующие, диэлектрические и другие характеристики при ускоренном нарастании прочности, что особенно важно для монолитного строительства.

Выгодно отличается от традиционного бетона фибробетон, по­скольку он имеет в несколько раз более высокие прочность на рас­тяжение и срез, ударную и усталостную прочность, трещиностойкость, морозостойкость, водонепроницаемость, сопротивление ка­витации, жаропрочность и пожаростойкостъ. Наиболее высокие технико-экономические показатели имеет фибробетон на фибре из стали и щелочестойкого стекла.

(для изготовления стеновых блоков малоэтажных жилых домов) материалом.

За последние годы технический уровень возведения бетонных и железобетонных конструкций значительно возрос. Широко при­меняется многооборачиваемая опалубка. Бетонные работы макси­мально механизируются. На наших стройках широко применяют­ся бетоносмесители и бетоносмесительные установки различной производительности, мощные автобетоносмесители и автобетоновозы, бетононасосы и пневмонагнетатели, конвейеры и краны для доставки и подачи бетонной смеси, различные типы вибраторов для уплотнения бетонной смеси и другие машины и оборудование.

При производстве бетонных работ необходимы квалифицированные рабочие кадры, способные наиболее полно использовать современные прогрессивные технологии бетона, оснастку, инстру­менты и механизмы. В новых условиях существенно возросли требования к квалификации и мастерству бетонщика — представите­ля наиболее массовой строительной профессии (на бетонных рабо­тах занято до 20% строительных рабочих).

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/tehnologiya-proizvodstva-betonnyih-rabot/

1. Терентьев О. М. «Технология строительных процессов: Учебник для строительных техникумов.», Москва, 2002 г.

2. «Строительные материалы (Материаловедение. Строительные матриалы)» Под общей редакцией проф. В. Г. Микульского и проф. В. В. Козлова, Москва, 2004 г.

3. А. С. Стаценко «Технология бетонных работ», Минск, 2005 г.

4. С. С. Атаев «Технология индустриального строительства из монолитного бетона» Москва, 1989 г.

5. Журнал «Строительные материалы» №11/2005, №12/2005, №1/2006