Производство бетонных работ

1. Общие сведения. Область эффективного применения монолитных конструкций

Состав бетона:

а) вяжущий материал – гидравлические вяжущие, которые могут набирать прочность на воздухе и воде (портландцемент обычный, с минеральными добавками и быстротвердеющий, шлакопортландцемент, быстротвердеющий шлакопортландцемент, сульфатостойкий портландцемент и шлакопортландцемент и спец. виды цементов (жаростойкие, кислотоупорный, безусадочный и т.д.); воздушные вяжущие (известь, гипс, полимеры). Объем вяжущих 10-15% от массы бетона.;

б) заполнитель – песок, щебень, гравий, шлаки и другие материалы горных пород и отходов производства. Объем – 80 % бетона;

в) специальные добавки – применяются для снижения расхода бетона и регулирования технологических свойств бетонной смеси и физико-механических характеристик бетонов. Добавки могут быть пластифирующими (сульфитно-дрожжевая бражка0, воздухововлекающими (смола нейтрализованная воздухововлекающая), ускорители твердения (нитрит натрия, хлорид кальция), ингибиторы, которые предохраняют арматуру от коррозии (нитрит натрия0. Объем 0, 1-2, 5 % от массы цемента;

г) вода.

Область эффективного применения монолитный конструкций: массивные фундаменты под колонны и сложное технологическое и энергетическое оборудование; тяжелые стены, колонны и балки; резервуары; бассейны, дымовые трубы; башни; сложные арочные и сводчатые покрытия из тонкостенный оболочек; подготовки под полы, а также многоэтажные жилые и общественные здания. Особенно эффективны монолитные конструкции в районах высокой сейсмичности. Широко практикуется возведение монолитных конструкций под водой, из кислотостойких, жаростойких, тяжелых и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

2. Структура комплексного процесса бетонирования конструкций

Комплекс работ по возведению монолитных бетонных и железобетонных конструкций состоит из следующих процессов:

а) заготовительных – изготовление опалубки, изготовление ненапрягаемой арматуры, сборка арматурно-опалубочных блоков, приготовление бетонной смеси, заготовка ненапрягаемой арматуры;

б) транспортных – транспортирование опалубки, арматуры, блоков, бетонной смеси, элементов;

в) монтажно-укладочных – установки опалубки и арматуры; монтаж арматуры, опалубки и блоков; подача и распределение бетонной смеси; укладка и уплотнение бетонной смеси; выдерживание бетона и уход за ним; распалубливание; монтаж и натяжение арматуры; инъецирование каналов; отделка конструкций;

г) контролирующие – проверка качества и точности установки опалубки; проверка обеспечения защитного слоя; проверка консистенции, отсутствие расслоения, гранулометрии, отсутствия схватывания; контроль за влажностью бетона; проверка прочности бетона; контроль за натяжением и за заполнением каналов.

3. Устройство опалубки. Виды опалубки.

Опалубка – временная вспомогательная конструкция, обеспечивающая заданные геометрические размеры и очертания бетонного элемента или конструкции. В которую укладывают бетонную смесь. Опалубка состоит из несущих, поддерживающих и формообразущих элементов.

Опалубка должна отвечать требованиям:

· быть достаточно прочной;

· не изменять форму в рабочем положении;

· воспринимать технологические нагрузки и давление бетонной смеси без изменения геометрических размеров;

· обеспечивать высокое качество поверхностей, исключающее появление наплывов, раковин, искривлений, не иметь щелей и зазоров;

· быть технологичной, т.е. легко устанавливаться и разбираться;

· многократно использоваться без каких-либо дополнительных ремонтных работ.

Виды опалубки:

а) разборно-переставная – мелкощитовая (колонны, балки, консоли, небольшие площади стен, перекрытий), крупнощитовая (формирование вертикальных элементов, например, стен здания в пределах одного этажа), блок-форма 9для формирования замкнутых ячеек стен в пределах 1 этажа);

б) передвижная катучая – опалубку перекатывают по рельсам, применяют для возведения линейных сооружений (туннелей, коллекторов);

в) горизонтально- скользящая – для непрерывного поярусного возведения бетонных и железобетонных стен постоянного и переменного сечения, высотой до 6 м;

г) подъемно-переставная – сооружения большой высоты постоянного и переменного сечения (башни);

д) подъемная скользящая – пространственная опалубочная форма, которая устанавливается по периметру здания и вертикально перемещаемую в процессе бетонирования;

е) переставная объемная – для одновременного формирования стен и перекрытий, состоит из вертикальных и горизонтальных щитов, объединенных в объемный блок с помощью несущих элементов;

ж) несъемная – применяется в виде плоских железобетонных, армоцементных или стеклоцементных плит;

з) пневматическая – для возведения купольных диаметром до 36 м и сводчатых тонкостенных конструкций пролетом до 18 м с дисперсным армированием стекловолокном и обычным сетчатым армированием.

Устанавливают и демонтируют опалубку в соответствии с проектом производства работ и инструкцией по ее эксплуатации. Укрупнительную сборку и монтаж выполняют механизированным способом. Только опалубку типовых конструкций при массе элементов не более 50 кг разрешается монтировать вручную. Опорные части опалубки размещают на основании, исключающем их просадку, для этой цели площадь опоры должна быть достаточной. По окончании монтажа проверяют правильность установки несущих и поддерживающих элементов, анкеров и элементов крепления, а также щитов самой опалубки. Поверхность опалубки перед укладкой бетонной смеси смазывают специальным составом, уменьшающим ее сцепление с бетоном.

Демонтируют опалубку при достижении бетоном распалубочной прочности или прочности, предусмотренной проектом. Способы снятия опалубки должны исключить возможность повреждения поверхностей и целостности конструкции.

 

4. Арматурная сталь и изделия из нее

Арматуру располагают в растянутой зоне конструкции для восприятия растягивающих напряжений. Сжимающие напряжения передаются на бетон. Соединения бетона и стальной арматуры обеспечивают высокую прочность железобетонных конструкций при сжатии, растягивании и изгибе. В отдельных случаях арматуру применяют для усиления бетона против сжимающих усилий, для восприятия усадочных, температурных, транспортных и других временных и постоянных нагрузок.

Арматура по назначению может быть:

а) рабочей – воспринимает растягивающие усилия, которые возникают в процессе эксплуатации;

б) распределительной – распределяет усилия между рабочей арматурой, закрепляет стержни в каркасе и обеспечивает их совместную работу;

в) хомуты – воспринимают поперечные усилия и предотвращают косые трещины в бетоне, а также играют ту же роль, что и распределительная арматура;

г) монтажной – для обеспечения проектного положения отдельных стержней при сборке плоских и пространственных каркасов.

Арматура по условиям работы может быть:

а) ненапрягаемой – применяется в обычных железобетонных конструкциях, в предварительно напряженных, где она является нерабочей;

б) напрягаемой – подвергается предварительному натяжению, воспринимает максимальные растягивающие силы, применяется в предварительно напряженных конструкциях.

Арматура по способу изготовления может быть:

а) стержневой – изготавливается горячей прокаткой стали;

б) проволочной – изготавливается волочением в холодном состоянии.

Стержневая и проволочная арматура могут быть гладкого и периодического профиля.

Железобетонные изделия и конструкции армируют арматурными изделиями заводского производства: плоскими и гнутыми сетками, плоскими и пространственными каркасами и различного типа закладными деталями.

5. Изготовление арматуры

Технологические операции по изготовлению арматуры состоят из приемки и транспортирования арматурной стали, правки, чистки, резки. Гибки стержней, сварки сеток и каркасов, сборки пространственных каркасов и транспортирования готовых изделий на склад.

Для соединения арматурных стержней, при изготовлении сеток, пространственных и плоских каркасов применяют следующие виды сварок:

а) электродуговую – применяется при наращивании стержней большого диаметра, при сварке сеток и каркасов, монтаже арматурных изделий на объекте. Сварка выполняется сварочными аппаратами переменного и постоянного тока: положительный полюс подключается к свариваемой детали, сварку ведут короткой дугой, чтобы капли металла стекающие с электрода не контактировали с воздухом;

б) ванную – ванну заполняют жидким металлом из расплавленных электродов и частично из металла стыкуемых стержней. Применяется для стыковки стержней арматуры диаметром более 30 мм;

в) электроконтактную точечную – ток большой силы пропускают через свариваемый узел, зажатый между двумя контактами сварочной машины. В месте контакта образуется расплавленный металл в верхнем и нижнем стержнях. Одновременно с отключением тока включается механизм сжатия и стержни сжимаются;

г) стыковую – используется выделенная теплота в местах контакта стержней при пропускании через них электротока, в зоне контакта происходит оплавление металла и плотное соединение стержней.

6. Монтаж ненапрягаемой арматуры

Монтаж начинают после проверки опалубки. Если арматуру монтируют до установки опалубки, фиксируют правильность устройства основания, стыковых поверхностей и др. Перед установкой каркаса ремонтируют повреждения, образовавшиеся при транспортировании. Опалубочно-арматурные блоки оснащают закладными и накладными деталями и болтами, а также вкладышами для создания правильного положения арматуры в блоке. Кроме того, нужно обеспечить проектное положение арматурных стержней и каркасов по отношению к опалубке и надлежащую толщину защитного слоя бетона. Для этого к стержням вязальной проволокой подвязывают бетонные подкладки с выпусками или фигурные подставки из металла.

Защитный слой (мм) в плитах и стенах толщиной до 10 см должен быть не менее 10, более 10 см – 15; в балках и колоннах при диаметре рабочей арматуры 20-32 мм – не менее 30.

Монтаж тяжелых каркасов производят кранами, легкие устанавливают вручную.

Практикой выработан ряд приемов, облегчающих монтаж арматуры. Так, арматурные каркасы колонн устанавливают в проектное положение при одной или двух открытых сторонах опалубки. В многоэтажных сооружениях готовые каркасы опускают в коробы опалубки сверху, вертикальные стержни соединяют с выпусками арматуры фундамента через нижнее боковое отверстие в опалубке колонн.

Сетки и каркасы из стержней диаметром до 16 мм стыкуют внахлестку, заводя их один за другой не менее чем на 250 мм. Сетки из гладких стержней заводят не менее чем на 3 поперечных стержня.

Стержни рабочей арматуры периодического профиля рекомендуется располагать в одной плоскости.

Для стыкования вертикальных стержней удобны бессварочные соединения с помощью прямоугольных муфт, одна сторона которой после установки заклинивается.

Крестовые соединения стержней крепят пружинными замками.

7. Установка напрягаемой арматуры

При изготовлении предварительно напряженных конструкций используют арматуру из высокопрочной стали: горячекатаную, термически упрочненную, углеродистую холоднотянутую проволоку, арматурные канаты.

Применяют 2 метода натяжения:

1 метод – «на упоры» - напрягаемую арматуру натягивают и фиксируют на силовом поясе форм или специальных упорах, вынесенных за пределы форм. Натяжение производят механическим (с применением гидравлических домкратов) или электротермическим способом. При электротермическом способе арматурные стержни нагревают путем пропускания тока, в результате чего стержни удлиняются. Затем в горячем состоянии их укладывают на упоры формы. В процессе остывания стержни укорачиваются и натягиваются. Закрепляют стержневую напрягаемую арматуру концевыми анкерами в виде инвентарных зажимов, опрессованных в холодном состоянии шайб, приваренных коротышей, высаженных головок, спиралей.

В качестве анкерных устройств для канатов используют стальные гильзы и специальные зажимы. После того как конструкция забетонирована и бетон достигает проектной прочности, арматуру освобождают от зажимов и сжимающие усилия передаются на бетон.

Этот метод применяется для сборного железобетона.

2 метод – «на бетон» - первоначально бетонируют конструкцию, а затем на бетон, набравший проектную прочность, производят натяжение арматуры. В балочных конструкциях пролетных строений мостов, плитах перекрытий, монолитных поясах и стенах для установки напрягаемой арматуры устраивают специальные каналы. Для этого перед бетонированием в опалубке устанавливают каналообразователи в виде резиновых, пластмассовых или стальных шлангов с проволочным сердечником, а также стержней с наружной проволочной обмоткой. Во избежание сцепления с бетоном каналообразователи при длине канала до 6 м через каждые 20-30 мин. После бетонирования поворачивают вокруг оси, а через 3-4 часа извлекают. В крупноразмерных конструкциях каналообразователи выполняют в виде гофрированных металлических трубок, которые оставляют в бетоне. После достижения бетоном проектной прочности в каналы пропускают арматуру в виде пучков высокопрочной проволоки, канатов или стержней. Затем один конец арматуры с помощью цангового зажима закрепляют в торце канала, а другой запрессовывают в стаканный анкер и муфтой соединяют с гидравлическим домкратом. При длине более 10 м напрягаемую арматуру натягивают одновременно с 2 концов двумя домкратами. Для обеспечения монолитности конструкций и защиты напряженной арматуры от коррозии в каналы с помощью специальных инъекторов нагнетают раствор безусадочных или расширяющихся цементов, которые улучшают сцепление арматуры со стенками каналов. Для натяжения арматуры применяют гидродомкраты одиночного и двойного действия. Домкрат одиночного действия: соединяют анкерующее устройство с захватом домкрата. С помощью регулировочных устройств устанавливают домкрат так, чтобы его упорная часть плотно соприкасалась с торцевой частью конструкции. В правую часть подают рабочую жидкость из гидросистемы, поршень смещается влево, натягивая арматуру. По достижении необходимой степени натяжения шайбу завинчивают до упора с распределительной прокладкой. На этом цикл натяжения заканчивается, снижают давление в правой части гидроцилиндра и освобождают захват от стержня. После снятия гидродомкратов выступающие части арматуры срезают.

Метод применяется при изготовлении монолитных конструкций в построечных условиях.

 

 

8. Транспортирование бетонной смеси

При транспортировании от бетонного завода до строящегося объекта бетонная смесь должна сохранять свои свойства: однородность, показатели подвижности и жесткости. Допускаемая продолжительность транспортирования не должна превышать времени схватывания цемента (45-120 мин.). Кроме того время транспортирования зависит от температуры бетонной смеси: 45 мин. – 20-30 º С; 90 мин. – 10-20º С; 120 мин. – 5-10º С. Бетонную смесь разгружают непосредственно в бетонируемую конструкцию или бетоноукладочное оборудование. Высота свободного падения бетонной смеси при выгрузке не должна превышать 2 м.

Способы транспортирования в зависимости от применяемых средств:

А)порционный – бетонную смесь транспортируют автобетоносмесителями, автосамосвалами, автобетоновозами, вагонетками, бадьями, бункерами;

Б) непрерывный – конвейер, бетоновод;

В)комбинированный – бетонную смесь от завода до объекта доставляют порционным способом с последующей подачей в конструкцию бетононасом, бетоноводом, конвейером, бетоноукладчиком.

Наиболее эффективным средством является автобетоносмеситель: загружают в него сухие компоненты и в пути смесь приготавливается (температура наружного воздуха выше 0º С).

Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам с помощью бетононасосов и пневмонагнетателей наиболее прогрессивный способ. Этот способ исключает испарение влаги, нарушение однородности, потери бетона. Бетононасосы применяются для подачи бетонной смеси во все виды конструкций при интенсивности бетонирования 6 м³ в час, при возведении их в стесненных условиях, в местах, где использовать другие виды транспорта невозможно. Пневмонагнетатели обеспечивают дальность транспортирования до 200 м и высоту подъема до 35 м.

9. Подача бетонной смеси в конструкцию

При бетонировании фундаментов неглубокого заложения, свай, бетонных подготовок под полы и основания автомобильных дорог бетонную смесь разгружают непосредственно в конструкцию.

Бетонные подготовки – предварительно разравнивают смесь и уплотняют вибраторами.

Буронабивные сваи – используют лотки и воронки, бетонолитные трубы.

Ленточные фундаменты – опрокидывание кузова автобетоновоза, при этом укрепляют опалубку конструкции.

При подаче смеси в конструкцию кранами применяют различные типы бадей вместимостью 0, 5- 8 м³.

При подаче шахтным подъемником доставляют автосамосвалами или бетоновозами, затем бетонная смесь перегружается в приемный бункер. Бункер на тележке перемещается в зону подъемника, который поднимает его по вертикали до рабочего настила.

При возведении монолитных конструкций стен и перекрытий зданий для подачи бетонной смеси используют стоечный подъемник: из бетоновоза ее загружают в ковш, который вкатывают с помощью передаточной тележки на площадку подъемника и перемещают по вертикали в зону бетонирования, где по катальным ходам на рабочем настиле смесь траспортируют к месту укладки с помощью тележек.

Для подачи бетонной смеси на высоту 2, 1-5, 5 м при бетонировании отдельно стоящих конструкций с небольшими размерами в плане применяются ленточные конвейеры. Бетонная смесь равномерно подается заданным слоем на ленту конвейера через питатели автобетоносмесителей. Наклон конвейера (вверх) – 15 -18 º; при перемещении вниз – 10-12 º.

10. Укладка и уплотнение бетонной смеси

Процесс укладки состоит из следующих операций:

А) подготовительные – подготавливают территорию объекта, подъездные пути, настилы, места разгрузки бетона, емкости для приема бетона. Проверяют положение: опалубки, арматуры, закладных деталей, анкерных болтов, наличие защитного слоя, устойчивость арматурных каркасов и элементов опалубки;

Б) вспомогательные – все металлические детали (арматуру, закладные детали и т.п.0 очищают от грязи и ржавчины, заделывают щели в опалубке, смазывают и очищают опалубку, устанавливают, закрепляют и перемещают транспортные средства и приспособления (бетоновод, виброжелоб), устанавливают бадьи, бункера;

В) основные – укладывают смесь слоями (не более глубины проработки вибратором), распределяют ее. Укладку и уплотнение бетонной смеси необходимо осуществлять в непрерывной последовательности. Перед укладкой определяют консистенцию (подвижность или жесткость) и однородность смеси, а при бетонировании зимой – температуру. Для оценки прочности бетона берут несколько проб, изготавливают из них образцы и испытывают их на сжатие.

При приготовлении, транспортировании и укладке бетонная смесь чаще всего находится в рыхлом состоянии, частицы заполнителя расположены неплотно и между ними есть свободное пространство, заполненное воздухом. Назначение процесса уплотнения обеспечить высокую плотность и однородность бетона. В основном бетонную смесь уплотняют вибрированием. 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 стрежнями.

Вибрационное воздействие характеризуется двумя параметрами: частотой и амплитудой колебаний. Частота колебаний определяется числом колебаний в единицу времени (мин., сек.) и выражается в герцах (Гц). Амплитуда колебаний выражается в мм. Параметры амплитуды и частоты взаимосвязаны (низкочастотные вибраторы имеют большую амплитуду колебаний, высокочастотные – меньшую).

Большое влияние на процесс уплотнения оказывает характер взаимодействия вибратора с бетонной смесью и опалубкой формы, а также его расположение в плане. Так, очень близкое расположение глубинного вибраторак опалубке формы способствует не только уплотнению, а разрушению структуры бетонной смеси за счет высокого динамического давленияв этой области. Удаление вибратора от опалубки может привести к недоуплотнению прилегающихк опалубке участков смеси, что повышает пористость и снижает прочность бетона. Поэтому в каждом конкретном случае с учетом радиуса действия вибратора определяют его местоположение, чтобы обеспечить нормальное и однородное уплотнение смеси.

Продолжительность вибрирования зависит от типа вибратора и технологических характеристик бетонной смеси: чем меньше подвижность уплотняемой смеси, тем более длительной вибрации она требует.

Основными признаками достаточного уплотнения является прекращение бетонной смеси, появление на ее поверхности цементного молока и прекращение выделения пузырьков воздуха.

Для получения качественного бетона тщательно уплотняют смесь в углах опалубки, в густоармированных местах. Чтобы не нарушать сцепление арматуры и закладных частей с бетоном запрещается устанавливать на них работающие вибраторы.

Для уплотнения жестких смесей при устройстве покрытий небольшой толщины может быть использовано трамбование. Применяют пневматические или ручные трамбовки, а также виброкатки. Смеси уплотняют слоями толщиной 10-15 см.

В исключительных случаях для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях, где невозможно использовать вибраторы, применяется штыкование.

11. Механизмы для уплотнения бетонной смеси

Вибраторы по способу воздействия на бетонную смесь:

а) глубинные – в бетонную смесь погружают вибронаконечник или корпус. Применяются в бетонных смесях с показателем жесткости до 10 сек и с осадкой конуса 5-6 см при возведении монолитных армированных конструкций, фундаментов, колонн, балок и до 30 сек – при изготовлении сборного железобетона. Существующие вибраторы: ручной электромеханический вибратор с гибким валом, вибратор со встроенным электродвигателем, плоскостные излучатели;

б) поверхностные – устанавливается на уложенную бетонную смесь и передают колебания через рабочую площадку. Применяются при бетонировании неармированных или слабоармированных перекрытий полов, сводов, дорожных или аэродромных покрытий толщиной до 25 см и конструкций толщиной до 12 см с пространственным армокаркасом. Существующие вибраторы: поверхностный вибратор ИВ-91А, вибробрусья и виброрейки;

в) наружные – прикрепляются к опалубке и передают колебания через нее. Применяются при уплотнении бетонной смеси в различных конструкциях (колоннах, балках, стенах). Крепят их на опалубке. Вибраторы устанавливают на определенном расстоянии друг от друга. При этом следует располагать их так, чтобы не происходило взаимного гашения колебаний от соседних вибраторов, что резко снижает эффект уплотнения.

12. Устройство швов

Массивные и протяженные бетонные и железобетонные конструкции бетонируют отдельными сопрягаемыми между собой участками. Такой участок называют блоком или картой бетонирования. Разбивают бетонную конструкцию на участки по конструктивным или технологическим признакам. Пространство между отдельными участками называют деформационными швами.

Деформационные швы:

а) осадочные швы – предназначены для отделения одних конструкций от других;

б) температурные швы – предназначены для компенсации расширения или сжатия сооружений и конструкций при повышении или понижении температуры;

в) усадочные швы – устраивают при возведении массивных и протяженных конструкций для предотвращения трещинообразования при усадке твердеющего бетона.

Деформационные швы заполняют легко деформируемым материалом (резинобитумными, битумно-полимерными мастиками, тиоколовыми герметиками).

При бетонировании конструкций неизбежны технологические перерывы (окончание смены, перерывы в доставке бетона и т.п.). В этих случаях устраивают рабочие швы. Рабочие швы – это плоскости по которым к ранее уложенному бетону прилегает свежеуложенный. В отличии от деформационных рабочие швы исключают перемещение стыкуемых поверхностей относительно друг друга и не должны снижать несущей способности конструкции. Расположение рабочих швов назначается таким образом, чтобы в меньшей степени уменьшилась несущая способность конструкции. Шов устраивают путем установки деревянного щита с прорезями для арматуры.

 

17. Особенности технологии монолитного бетонирования при отрицательных температурах

При температуре +5⁰С бетонные смеси снижают набор прочности. При температуре ниже 0⁰С химически несвязанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 9%. В результате возникают напряжения, разрушающие структуру бетона. Замерзший бетон обладает высокой прочностью, но только за счет замерзшей воды. При оттаивании процесс гидратации цемента возобновляется, но из-за нарушенной структуры бетон не может набрать проектной прочности.

Если бетон до замерзания наберет 30-50% прочности от проектной, то дальнейшее воздействие низких температур не влияет на его физико-механические характеристики (критическая прочность). Значение критической прочности бетона зависит от класса бетона: чем выше класс бетона, тем ниже критическая прочность. Т.о., созданием благоприятных условий твердения бетона в начальный период получают конструкцию требуемого качества.

Необходимый температурный режим твердения бетона создают различными приемами: разогревом бетона при его приготовлении; выдерживанием бетона в утепленных опалубках (метод термоса); внесением в бетон химических добавок, снижающих температуру замерзания; тепловым воздействием на свежеуложенный бетон греющих опалубок; электродным прогревом; инфракрасными источниками теплоты и т.п.

Приготовление бетонной смеси – особенность: обеспечение установленной расчетом температуры смеси по выходе из бетоносмесителя, чтобы после теплопотерь температура бетонной смеси была не менее, чем расчетная. Для обеспечения заданной температуры бетонной смеси ее составляющие в момент загрузки в бетоносмеситель также должны иметь соответствующую температуру: вода 40-90⁰С (подогревают паром); заполнители до 20-60⁰С (подогревают горячим воздухом в бункерах); цемент и тонкомолотые добавки вводят без подогрева. При высокой температуре бетонной смеси снижается ее подвижность, поэтому при выходе из смесителя температура бетонной смеси в зависимости от вяжущего не должна превышать 25-45⁰С.

Транспортирование и подача бетонной смеси – применяют автобетоносмесители, автобетоновозы, автосамосвалы, в отдельных случаях: бадьи, бункера, установленные в кузовах автомашин. Транспортирование бетонной смеси, предназначенной для предварительного электропрогрева, а также с противоморозными добавками может производится в утепленной таре, защищенной от снега и испарения влаги.

Бадьи и бункера накрывают утепленными деревянными крышками, а снаружи обшивают, при сильных морозах их периодически прогревают паром. Бетононасосы устанавливают в отапливаемых помещениях. Бетоновоз перед началом работы прогревают горячей вводов, звенья труб бетоновоза утепляют.

Укладка и уплотнение – толщина укладываемых слоев принимается максимально допустимой по условиям уплотнения. Укладывают бетонную смесь круглосуточно, высота свободного падения бетонной смеси 1-1, 5 м. Все открытые участки уложенного бетона укрывают пароизоляционным материалом: полимерной пленкой, толем, рубероидом. Уплотняют бетонную смесь обычным способом.

 

18. Методы зимнего бетонирования

Методы зимнего бетонирования бывают:

А) с безобогревным выдерживанием бетона

- метод «термоса» - используется при твердении бетона тепло, выделенное в процессе гидратации цемента, а также внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении (25-45⁰С). Бетонную смесь укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. Применяется при бетонировании конструкций с М_п ≤ 6 – портландцемент; М_п ≤ 10 – глиноземистый и быстротвердеющий портландцемент. При проектировании бетонных работ с выдерживанием бетона по методу «термоса» выполняют теплотехнический расчет. Формула Скрамтаева (формула теплового баланса):

 

τ М_п (t_б.ср. – t_н._в.) к = С_б. – j_б (t_б.н. – t_б.к.) + ЦЭ,

 

где j_б – объемная масса бетона, кг/м³;

С_б. – удельная теплоемкость бетона, Дж/кг К;

t_б.н. – температура уложенной бетонной смеси, К;

t_б.к. – температура бетона к концу остывания конструкции, К;

Ц – расход цемента на 1 м³ бетона, кг;

Э – тепловыделение 1 кг цемента за время твердения бетона, кДж/кг;

М_п – модуль поверхности, М^-1;

К – коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия неопалубленных

поверхностей, Вт/м² ч град.;

t_н._в – температура наружного воздуха (средняя) К;

t_б.ср. – средняя температура за время остывания бетона, К.

Физический смысл формулы: суммарное количество тепла в бетоне должно быть равно теплопотерям конструкции при ее остывании до 0⁰С в течении некоторого времени. За рассматриваемый промежуток времени бетон должен иметь положительную температуру и набрать проектную прочность.

- метод «термоса» с ПМД – в бетонную смесь вносят химические добавки, понижающими температуру замерзания жидкой компоненты бетонной смеси и обеспечивающими твердение бетона при температуре ниже 0⁰С, т.е. увеличивается время, в течение которого бетон может набрать прочность. Добавки: углекислый калий (поташ), нитрит натрия, хлорид кальция, хлорид натрия, аммиачная вода. Метод нельзя применять в конструкциях: 1. предварительно напряженных; 2. подвергающихся воздействию динамических нагрузок; 3. при влажности воздуха 60%; 4. соприкасающихся с агрессивной водой; 5. находящихся в непосредственной близости (до 100 м) к источникам высокого напряжения; 6. монолитных дымовых, вентиляционных труб и башенных градирен.

- метод «горячего термоса» - кратковременный формированный электроразогрев бетонной смеси непосредственно перед укладкой и последующим выдерживанием уложенного бетона без обогрева по методу «термоса». Электроразогрев осуществляется пластинчатыми электродами в кузовах автосамосвалов. Применяется для конструкций с М_п = 8-10.

Б) с искусственным обогревом бетона – электротермообработка бетона основана на преобразовании электрической энергии в тепловую непосредственно внутри бетона.

 

Электротермообработка бетона

 

электропрогрев индукционный обогрев электрообогрев

с помощью (обогрев в электромагнитном

электродов поле)

 

электродный электродный с помощью контактный с

сквозной периферийный инфракрасных помощью низко-

излучателей температурных

нагревателей

 

 

Электротермообработку бетона производят по одному из следующих режимов:

- разогрев и изотермический прогрев – заданная прочность достигается

бетоном по окончании изотермического прогрева. Режим применяется при тепловой обработке немассивных конструкций (М_п > 10), при быстром остывании которых прирост прочности незначителен и не учитывается;

- разогрев, изотермический прогрев и остывание – бетон приобретает заданную прочность по окончании остывания. Применяется при М_п = 4 ÷ 10;

 

- разогрев и остывание – бетон приобретает заданную прочность по окончании остывания. Применяется при М_п = 24;

 

- ступенчатый подъем температуры – сначала температура бетона поднимается до 40-50⁰С, температуру поддерживают в течение 1-3 часов, затем быстрый (не более 40⁰С в час) подъем до максимально допустимой температуры изотермического прогрева. Заданная прочность достигается к концу остывания или к концу изотермического прогрева. Применяется для предварительно напряженных конструкций;

- остывание – применяется при бетонировании с предварительным электроразогревом бетонной смеси или при форсированном разогреве бетона в конструкции с повторным ее вибрированием;

- саморегулирующийся – применяется только при электродном прогреве с постоянной величиной напряжения на электродах, изменение температуры бетона при этом обратно пропорционально изменению удельного электродного сопротивления бетона, температура сначала повышается, достигает максимальной величины, затем медленно снижается. Данный режим применяется при электропрогреве бетона большого числа одинаковых конструкций.