Бетонные работы

Бетонная смесь представляет собой композиционный материал, состоящий из затворителя (воды), вяжущего (как правило цемента), песка и заполнителя (как правило щебня). Конкретное весовое содержание компонентов устанавливается специальным расчетом.

Приготавливается смесь либо на заводах товарного бетона, либо в условиях строительной площадки. В некоторых случаях готовится сухая смесь, которая затворяется водой на объекте. Возможность использования товарного бетона регламентируется дальностью его транспортирования.

Для приготовления бетонной смеси в заводских условиях используются дозаторы и смесители различных типов.

По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. Дозаторы непрерывного действия называют также питателями. Объемные дозаторы чаще применяют для дозировки воды; весовые – для сыпучих материалов (песка и цемента), а для заполнителей применяют универсальные дозаторы (рис.8.12.).

Рис.8.12. Схема универсального дозатора:

1 – бункер; 2 – ленточный питатель; 3 – затвор; 4 – двигатель и система управления; 5 – дозируемый материал.

В зависимости от вида смеси смесители подразделяются на растворосмесители – для приготовления штукатурных, кладочных, отделочных и других растворов и бетоносмесители для приготовления бетонных смесей – обычных, сухих, керамзитобетонных, ячеистых, особо тяжелых и других.

Смесители могут быть:

· стационарными (на заводах);

· перебазируемыми (с объекта на объект при небольших объемах работ);

· мобильными (автобетоносмесители).

По режиму работы смесители могут быть:

· циклического действия;

· непрерывного действия.

По принципу смешивания компонентов смесители подразделяют на:

· гравитационные;

· принудительные.

Основным параметром смесительных машин цикличного действия является объем бетонной смеси за 1 замес, а машин непрерывного действия – производительность выработки смеси в час (м³/час).

Рис.8.13. Схемы некоторых видов смесителей:

а) – гравитационный, циклический; б) и в) – принудительные, с лопастным валом циклические; г) и д) – принудительные, с ротором с лопастями, циклические; е) – принудительный, с двумя лопастными валами, непрерывный; 1 – лопасти; 2 – корпус; 3 – бетон; 4 – валы; 5 – разгрузочные затворы.

Транспортирование бетона.

Транспортирование бетона осуществляется в основном самосвалами, бетоновозами и автобетономесителями, так называемыми «миксерами». Изредка осуществляют перевозку в бункерах или бадьях на бортовых автомобилях.

Разгрузка бетонной смеси осуществляется:

· непосредственно в опалубку;

· в бадью, которая подается краном к месту укладки;

· в вибропитатель, из которого бетон перемещается к месту укладки:

· вагонетками;

· вибролотками;

· транспортерами.

Перемещение бетона на стройплощадке к месту укладки осуществляют бетононасосы и пневмонагнетатели. Они предназначены для перемещения смесей по трубам на расстояние до 400 м по горизонтали и 80 м по вертикали. Монтируя последовательно несколько бетононасосных установок, можно увеличить дальность и высоту подачи бетона.

Применяются поршневые бетононасосы циклического действия и беспоршневые шланговые (перистальтические) бетононасосы циклического действия. Диаметр труб 140; 280 мм; производительность до 60 м/час.

Применяются также автобетононасосы или распределительные стрелы, которыми оборудуются автомобили. Это оборудование позволяет подавать смесь до 20 м в длину и до 30 м в высоту.

В пневмонагнетателях подача бетона осуществляется с помощью сжатого воздуха от компрессора.

Наиболее широко (85% общего объема укладываемой бетонной смеси) применяется кран-бадья.

Поворотные бадьи Q=1,25-5 т загружают бетонной смесью из автосамосвалов или бетоновозов.

Неповоротные бадьи (Q = 1,25-2,5) загружаются смесью в вертикальном положении.

Рис. 8.14. Подача бетона способом «кран-бадья»:

а) – схема загрузки поворотной бадьи бетоном; б) – схема неповоротной бадьи; 1 – стрела крана; 2 – поворотная бадья; 3 – самосвал; 4 – затвор; 5 – вибратор; 6 – корпус; 7 – створки (закрыто); 8 – створки (открыто); 9 – рычаги для открывания створок; 10 – вибратор.

Применяются также виброжелоба полукруглого поперечного сечения, звеньевые хоботы для подачи бетонной смеси вниз самотеком из труб диаметром 300 мм; виброхоботы – гибкие трубопроводы диаметром 350 мм; а также ленточные конвейеры из отдельных секций длиной от 9 до 25 м при ширине ленты 400-450 мм, которые применяют для подачи смеси на расстояние до 2-х км, с лотковым поперечным сечением.Иногда используют наклонные конвейеры с рифленой лентой и бетоноукладчики на базе тракторов, кранов, экскаваторов или самоходных шасси (рис.8.15.).

Рис.8.15. Бетоноукладчик на самоходном шасси:

1 – базовое шасси; 2 – вибробункер; 3 – скиповый ковш; 4 – стрела; 5 – ленточный конвейер; 6 – полиспасты для управления стрелой.

Укладка бетонной смеси.

Перед началом бетонных работ принимают по акту опалубку, арматуру, правильность устройства основания. На рабочую поверхность опалубки (палубу) наносят антиадгезионную эмульсию. Для обеспечения монолитности конструкции необходимо непрерывное ведение работ. Однако перерывы неизбежны, поэтому устраивают рабочие швы. Рабочие швы в вертикальных элементах (колонны, стены) делают горизонтальными и перпендикулярными к граням. В горизонтальных элементах рабочий шов делается вертикальным.

При бетонировании арок и сводов рабочие швы назначаются проектом, как правило, в 1/3 пролета, где минимален изгибающий момент. Рамные конструкции рекомендуется бетонировать без перерыва, либо устраивать рабочие швы в ригелях. В плитах ребристых перекрытий бетонирование ведется параллельно второстепенным балкам, швы делают в плите.

Поверхность рабочего шва очищают и промазывают цементным клеем.

Рис.8.16. Схемы расположения рабочих швов в железобетонных конструкциях:

а) – рабочие швы в вертикальных элементах; б) – рабочие швы в горизонтальных элементах; в) – рабочие швы в арках и сводах; г) – рабочие швы в рамных конструкциях; 1 – расположение рабочего шва.

Протяженные конструкции бетонируются секциями длиной до 12 м с усадочными промежутками между ними шириной 0,5-1м. Усадочные промежутки заполняют жесткой бетонной смесью с тщательным вибрированием через 7-14 дней.

Рис.8.17. Бетонирование сводов и арок пролётом более 15 м:

1 – секция бетонирования; 2 – усадочные промежутки; I-III – последовательность бетонирования.

Торкретирование бетона.

Торкретированием называется метод нанесения тонких слоев бетона (раствора) пневматическим способом или с помощью цемент-пушки.

Различают сухое и мокрое торкретирование – в зависимости от способа затворения бетона водой.

Рис.8.18. Схема мокрого торкретирования: 1 – компрессор; 2 – воздушный шланг; 3 – воздухоочиститель; 4 – цемент-пушка; 5 – материальный шланг; 6 – сопло; 7 – шланг для воды; 8 – ёмкость для воды.

Область применения торкретирования:

· тонкостенные конструкции (оболочки, своды, купола);

· восстановление защитного слоя железобетонных конструкций;

· исправление дефектов бетонирования;

· штукатурка (в том числе гидроизоляционная);

· набрызг-обделка в туннелях и подземных выработках и т.п.

Бетон (раствор) подается со скоростью 90-100 м/сек.; расстояние от сопла до рабочей поверхности – 90-110 см; толщина слоев – 15-25 мм. Применяется также при возведении конструкций на пневмостатических опалубках; называется также набрызгом или напылением.

Уплотнение бетонной смеси.

Важным фактором повышения качества бетона является его уплотнение, так как большое количество пор в бетоне может привести к ухудшению его прочностных параметров. Уплотнение осуществляют различными вибраторами, а также вакуумированием смеси.

Наиболее распространен способ уплотнения бетона вибрированием. Под влиянием колебаний вибратора сцепление между отдельными частицами бетона уменьшается и они уплотняются. При вибрации даже жесткие бетонные смеси приобретают подвижность, хорошо уплотняются и заполняют форму. Применение вибрации позволяет уменьшить количество воды, что приводит к уменьшению водоцементного отношения и к повышению прочности бетона.

По характеру передачи колебаний и способу воздействия на бетонную смесь вибраторы бывают:

·глубинные;

·наружные;

·поверхностные.

Рис.8.19. Схемы работы вибраторов различных типов:

а) – глубинного вибратора; б) – рекомендуемое расстояние перестановки булавы; в) – наружного вибратора; г) – поверхностного вибратора; 1 – электродвигатель; 2 – гибкий вал; 3 – вибронаконечник (булава); 4 – массив бетона; 5 – зона вибрирования; 6 – наружный вибратор; 7 – опалубка; 8 – бетонируемая вертикальная конструкция; 9 – опорная плита; 10 – поверхностный вибратор; 11 – уплотняющая плита; 12 – бетон пола или перекрытия.

Глубинные вибраторы могут собираться в пакеты, в этом случае они подаются в конструкцию с помощью крана (рис.8.20.)

Рис.8.20. Пакет глубинных вибраторов:

1 – серьга; 2 – рама; 3 – штанга; 4 – вибробулава.

Вакуумирование. Заключается в работе вакуумщитов, из под которых откачивается воздух. Необходимый вакуум для отсоса воды из бетона создают с помощью агрегатов, укомплектованных вакуум-насосами или компрессорами. Процесс вакуумирования заключается в следующем: на поверхность свежеуложенного бетона укладывают вакуум-щиты, подключённые через всасывающие шланги к вакуум-насосу. При его включении в полости щита образуется вакуум; из бетона отсасывается воздух и свободная вода. Производительность вакуум-установки из 20-50 щитов – 1000-2500 м² бетонной поверхности за смену.

Уход за бетоном.

Условия выдерживания бетона должны обеспечивать:

·поддержание температурно-влажностного режима, необходимого для нарастания прочности бетона;

·предотвращение значительных температурно-усадочных деформаций и образования трещин;

·предохранение от ударов, сотрясений и других воздействий, включая механические повреждения;

·защиту от солнца, ветра, быстрого высыхания и резких изменений температуры.

В летнее время применяют медленно твердеющие бетоны, ухаживают за ними 4-14 суток. Покрывают мешковиной, опилками и поливают водой. Иногда покрывают готовыми пленками или набрызгивают пленочное покрытие. Первые трое суток, когда активно идёт процесс гидратации цемента, необходимо поливать бетон в дневное время через каждые 3 часа и один раз ночью, в последующие дни – не реже 3-х раз в сутки. Поливку осуществляют струёй воды с распылителем. Для предотвращения размывания бетона рекомендуется начинать его поливку только через 8-10 часов после укладки.

Особенности бетонирования отдельных конструкций.

Колонны высотой до 5 м бетонируют на всю высоту, подавая бетон хоботами и уплотняя глубинными вибраторами. Колонны высотой более 5 м бетонируют ярусами по 2 м, укладывая бетон через специальные окна. Главные балки ребристых покрытий, прогоны и плиты бетонируют одновременно. Бетонирование балок, прогонов и плит следует начинать через 1-2 часа после бетонирования колонн.

Отдельно от плит, с устройством рабочего шва на уровне низа плиты, бетонируются балки и прогоны высотой более 0,8 м. Арки и своды пролетом менее 15 м бетонируются непрерывно от пят к замку одновременно с двух сторон.

Методы зимнего бетонирования.

Климатические условия нашей страны обуславливают производство значительной части работ в зимних условиях. К понятию «зимние условия» относятся условия при среднесуточной температуре ниже +5^оС или при опускании в течении суток минимальной температуры ниже 0^оС.

При наступлении зимних условий в свежеуложенном бетоне наблюдаются следующие явления:

·прекращаются процессы гидратации, т.е. взаимодействия минералов цемента с водой – при этом приостанавливается твердение;

·как только бетон замерзает и превращается в монолит, появляются внутренние напряжения, связанные с тем, что объем воды увеличивается на 9, что ведёт к деформациям;

·при оттаивании твердение возобновляется, но прочность оказывается ниже проектной, снижаются и другие свойства (пористость, сцепление с бетоном и др.);

·если к моменту замерзания бетон набирает определенную начальную критическую прочность (не ниже 5 мПа), то влияние замораживания невелико, и после оттаивания прочность может достичь проектной величины.

Для несущих конструкций критическая прочность должна быть порядка 50-70% от проектной. Для получения бетона хорошего качества необходимо обеспечить такой режим твердения бетона, при котором процессы не прекращаются и не замедляются. Для получения необходимой температуры бетонной смеси при её приготовлении подогревают воду до 50-90^о С, а иногда – песок, щебень или гравий.

Принятый способ транспортирования смеси должен обеспечивать её доставку в минимальные сроки, которые должны быть меньше начала её схватывания или времени остывания смеси до температуры, которая требуется для принятого режима выдерживания бетона. Наиболее целесообразно доставлять на объект сухую бетонную смесь в автобетоносмесителях, затворять её горячей водой и перемешивать непосредственно перед укладкой в опалубку.

В зависимости от характера воздействия на бетон различают 2 вида режимов выдерживания бетона:

·безобогревный;

·обогревный.

К безобогревным режимам относятся:

·бетонирование в тепляках;

·метод термоса;

·применение бетонов с противоморозными добавками.

К обогревным относятся методы искусственного обогрева:

·электропрогрев;

·форсированный предварительный электроразогрев;

·электрообогрев и др.

Помимо этого есть и комплексные способы, которые являются сочетанием обогревного и безобогревного способов. Например – электротермос или горячий термос и др.

Выдерживание в искусственных укрытиях (тепляках), где с помощью отопительных устройств поддерживается температура, необходимая для нормального твердения бетона. Выдерживание бетона в тепляках не ускоряет сроков твердения бетона по сравнению с выдерживанием в летних условиях и связано с дополнительными расходами, поэтому этот метод неэкономичен и используется лишь при особой необходимости. Для подачи тепла используются теплогенераторы или электронагреватели. Тепляки выполняют из фанеры, дерева, металла, брезента, прорезиненных тканей, а в последнее время в качестве тепляков используют двухслойные (пневмокаркасные) оболочки.

Метод термоса применяют при бетонировании массивных конструкций.

Бетонную смесь с t =25-45^оС укладывают в утепленную опалубку, после чего закрывают открытые поверхности утеплёнными покрытиями, и бетон за счёт тепла самой смеси, а также тепла, выделяемого в процессе гидратации цемента (экзотермии), медленно остывая, успевает набрать критическую прочность.

Химические добавки.

Некоторые вещества, введенные в бетон в незначительном количестве (3-16% от массы цемента), способствуют снижению температуры замерзания воды и обеспечивают твердение бетона при отрицательных температурах.

К их числу относятся:

·нитрат натрия;

·хлорид натрия в сочетании с хлоридом кальция;

·поташ и др.

Этот способ прост и доступен, но применяется не для всех конструкций, а только:

·для малоармированных;

·для неответственных;

·без предварительного напряжения.

Холодные бетоны.

В отличие от бетонов с противоморозными добавками, холодные бетоны готовят с увеличенным количеством добавок и без подогрева заполнителей и воды. Добавки составляют до 10-15 от массы цемента. В результате резко снижается температура замерзания воды, процесс гидратации прекращается при низких температурах (до -25^оС). Холодные бетоны применяют при неармированных конструкциях, и конструкциях не подверженных динамическим нагрузкам (например, бетонные полы).

Обогревные методы.

Форсированный предварительный электроразогрев.

Сущность метода заключается в форсированном электроразогреве бетона (до 70-90^оС за 5-15 мин.) непосредственно перед укладкой. Бетон укладывается, уплотняется и выдерживается по методу термоса. Так как бетон при таком разогреве быстро теряет воду и подвижность, в него вводят пластифицирующие добавки, например, сульфидно-дрожжевую барду (СДБ). Для разогрева используют бадьи с пластинчатыми электродами при напряжении до 380 В.

Электропрогрев.

Основан на использовании тепла, выделенного при прохождении переменного электрического тока через жидкую фазу бетона, используемую как омическое сопротивление. Для подведения напряжения используют электроды, между которыми протекает ток пониженного напряжения (50-100 В).

В зависимости от расположения электродов различают электропрогрев:

·сквозной (ток протекает через всю массу бетона);

·перифирийный (ток протекает между электродами по наружной поверхности).

При сквозном прогреве применяют внутренние электроды (стержневые, струнные), а при периферийном – поверхностные (нашивные, плавающие).

Стержневые электроды (из круглой стали d=6-12 мм) устанавливают в бетонную конструкцию в шахматном порядке через 20-40 см, с выпуском из бетона на 10-15 см для подключения к сети. Или прогревают фундаменты, балки, прогоны, колонны и др.

Струнные электроды изготовляют из арматурной стали d=6-16 мм, применяют для линейно протяжённых конструкций (колонны, балки, прогоны) и располагают вдоль продольной оси этих элементов.

К нашивным электродам относятся пластинчатые и полосовые. Они нашиваются на внутреннюю (примыкающую к бетону) поверхность опалубки. Пластинчатые электроды изготавливают из кровельного железа или тонкой листовой стали. Полосовые – из стальных полос шириной 20-50 мм.

При бетонировании горизонтально расположенных бетонных или имеющих толстый защитный слой железобетонных конструкций используют плавающие электроды – арматурные стержни d=6-12 мм, втапливаемые на 2-3 см в свежеуложенный бетон.

Использовать арматуру в качестве электродов не рекомендуется. При назначении режимов требуется исключить сверхдопустимые температурные деформации бетона. Температура прогрева колеблется от 55 до 80^оС. Греют до набора бетоном 50-70 проектной прочности.

Также в строительстве используют:

·паропрогрев;

·индукционный прогрев;

·инфракрасный прогрев;

·конвективный нагрев;

·термоактивную опалубку;

·гибкие термоактивные покрытия;

·нагревательные провода;

·углеродные ленточные нагреватели и др.

Глава 9. Монтаж строительных конструкций.

Дата добавления: 2014-01-06