2. Бетонные работы

Бетон – это искусственный строительный материал, в котором в определенных пропорциях смешаны цемент, крупный (щебень различных фракций) и мелкий (песок) заполнители, различные добавки, а полученная смесь затворяется водой.

В зависимости от количества воды затворения бетонные смеси бывают:

• жесткие;

• нормальной пластичности;

• литые.

От используемого цемента (портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый и глиноземистый цементы, тампонажный или расширяющийся) зависят свойства бетона, а также прочностные способности: чем выше класс цемента, тем выше марка и прочность бетона.

Бетонные работы - работы при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений из цементного бетона.

Бетонные работы включают следующие основные процессы:

• приготовление бетонной смеси;

• доставка бетонной смеси на строительную площадку;

• установка опалубки;

• установка арматуры;

• подача, распределение и уплотнение (укладка) смеси в форме (опалубке);

• "уход" за твердеющим бетоном;

• контроль качества бетонных работ.

Приготовление бетонной смеси обычно осуществляют на бетонных заводах либо в передвижных бетоносмесительных установках. Применяют также инвентарные (сборно-разборные) заводы, оборудование которых может размещаться в укрупнённых блоках, транспортируемых на железнодорожных платформах или автоприцепах. Компоненты перемешиваются в бетоносмесителях.

Доставка бетонной смеси к строительному объекту производится, как правило, автотранспортом. Помимо автомобилей-самосвалов, применяют специально оборудованные для перевозки бетонной смеси бетоновозы; для дальних расстояний — автобетоносмесители, загружаемые на бетонном заводе сухими составляющими смеси и перемешивающие их с водой в пути либо по прибытии на стройку. В автобетоносмесителях можно транспортировать и готовую бетонную смесь. Если разгрузка бетонной смеси из кузова автомобиля непосредственно в опалубку невозможна, то смесь разгружают в бадьи, которые затем перемещаются к месту бетонирования кранами (автомобильными, гусеничными, башенными и др.).

Опалубочные работы – ответственный элемент изготовления бетонных конструкций, т.к. от качества и точности выполнения работ зависит качество наружной поверхности. Существует большое количество видов и типов опалубок, а также методов их выполнения. Наиболее распространены следующие:

• опалубка, выполняемая из мелкоштучных элементов (досок);

• щитовая опалубка, выполняемая из инвентарных щитов, унифицированных по размерам (металлические листы, деревометаллические и деревянные);

• блочная опалубка для фундаментов (металлическая);

• объемно-блочная переставная металлическая опалубка для возведения монолитных жилых домов;

• несъемная (не извлекаемая) опалубка, выполняемая из сборных железобетонных или асбестоцементных элементов;

• специальные виды опалубок для бетонирования силосов, башен, труб и т.д.

Свойства опалубок:

• оборачиваемость (возможность многократного использования);

• простота в обращении;

• надежность;

• долговечность;

• прочность.

Арматурные работы включают в себя резку, правку, изготовление сеток, плоских или пространственных каркасов, а также укладку арматуры в опалубку. При этом необходимо следить за точностью установки арматуры в соответствии с рабочими чертежами. От этого зависит прочность самой конструкции.

Для фиксации арматуры в проектном положении используют металлические и пластмассовые фиксаторы. Применяются два способа соединения арматурных каркасов между собой: сварка и вязание. Арматурные стержни, каркасы и сетки изготавливают в условиях мастерских или на заводах железобетонных изделий. Для сварки используется автоматический аппарат. Вязание каркасов производится вручную.

Укладка арматуры в опалубку оформляется актом приемки выполненных работ.

Подача бетонной смеси осуществляется ленточными транспортёрами, бетононасосами, бетоноподъёмниками, пневмонагнетателями, виброжелобами. Подача и распределение бетонной смеси при бетонировании фундаментов под строительные конструкции и оборудование промышленных зданий осуществляются также самоходными бетоноукладчиками, оборудованными поворотными ленточными транспортёрами. При строительстве дорог распределение бетонной смеси по ширине бетонируемой полосы производится преимущественно бетоноукладчиками, передвигающимися по рельс-формам.

Уплотнение бетонной смеси — важнейший процесс бетонных работ, обеспечивающий плотное заполнение смесью всех промежутков между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой с целью достижения требуемой прочности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона.

Основной способ уплотнения — вибрирование бетонной смеси — принудительное воздействие на смесь колебательных импульсов большой частоты, при котором она приобретает подвижность (текучесть) и уплотняется под действием собственного веса.

Вибрирование позволяет применять т. н. жёсткие и малоподвижные бетонные смеси, экономить цемент и получать бетоны высокой прочности. В зависимости от вида бетонируемой конструкции применяют внутренние (погружаемые в бетонную смесь), поверхностные (уплотняющие смесь сверху) и иногда наружные (прикрепляемые к опалубке) вибраторы. На крупных объектах гидротехнического строительства используют пакеты мощных вибраторов, перемещаемые механизированным способом.

При необходимости поверхность уплотнённого бетона может заглаживаться бетоноотделочными машинами.

"Уход" за бетоном состоит в создании необходимого для твердения уплотнённой бетонной смеси температурно-влажностного режима и в защите бетона от сотрясений, ударов и т.п.

Эффективные методы "ухода" за бетоном — укрытие его поверхности защитной полимерной плёнкой или нанесение водно-битумной эмульсии, лака этиноль и других составов, препятствующих испарению влаги. Горизонтальные поверхности после укладки бетона можно также покрывать песком или опилками при периодическом их увлажнении.

Бетонные работы при возведении тонкостенных конструкций (например, резервуаров, оболочек и т.п.) иногда выполняют методом набрызга бетонной смеси сжатым воздухом, применяемым также для исправления дефектов бетонирования, при усилении и восстановлении бетонных и железобетонных конструкций.

В ряде случаев повышение прочности бетона и ускорение процесса его твердения в начальном периоде достигаются вакуумированием - отсосом из бетонной смеси избыточной воды и воздуха после укладки и уплотнения смеси в опалубке. Для этого забетонированную поверхность закрывают щитами с вакуум-полостями, покрытыми фильтрующим материалом. В результате разрежения, создаваемого в вакуум-полости вакуум-насосом, щиты прижимаются к поверхности бетона, из бетона в полость отсасывается вода, а частицы цемента задерживаются фильтром.

Специальный метод ведения бетонных работ, т.н. раздельное бетонирование, заключается в нагнетании цементно-песчаного раствора в заранее уложенный в опалубку щебень (гравий) через установленные в нём трубы или специальные инжекторы. Этот метод целесообразен при бетонировании густоармированных конструкций, в труднодоступных местах.

Для возведения подводной части доков, шлюзов, опор мостов, глубоких фундаментов и др. сооружений без водоотлива применяют подводное бетонирование. Основные методы его — метод вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), состоящий в том, что бетонная смесь подаётся под воду по трубе (диаметр 200—300 мм), нижняя оконечность которой, во избежание размывания смеси водой, погружена в укладываемую массу бетона, и метод "восходящего раствора", представляющий собой разновидность раздельного бетонирования.

Контроль качества бетонных работ включает:

• изготовление бетонных образцов на месте работ;

• хранение образцов в условиях, близких к производственным;

• испытание образцов на прочность.

При специальных требованиях к бетону образцы испытывают на водонепроницаемость, морозостойкость и пр. Для контроля плотности и прочности бетона применяют "неразрушающие" методы испытаний — склерометрические, ультразвуковые и радиоизотопные. Помимо этого, проводят регулярную проверку соответствия техническим условиям качества составляющих бетон материалов, точности дозирования, подготовки конструкций к бетонированию, правильности ухода за бетоном, сроков снятия опалубки и т.д.

В России бетонные работы широко ведутся не только в летних, но также и в зимних условиях. Методы зимнего бетонирования подразделяются на:

• безобогревные методы (методы "термоса" и "термоса с противоморозными добавками"), применяемые преимущественно при бетонировании массивных конструкций;

• методы с искусственным прогревом (электропрогрев, паропрогрев), используемые при возведении тонкостенных конструкций.

Возможно также сочетание указанных методов.

При методе "термоса" твердение бетона, приготовленного из подогретых материалов, происходит после укладки бетонной смеси в обычную или утеплённую опалубку за счёт тепла, выделяемого цементом при твердении. Требуемой прочности бетон достигает прежде, чем он охладится до 0°С. Для ускорения твердения и увеличения срока остывания бетона часто перед укладкой бетонную смесь дополнительно разогревают до 50—70°С, пропуская через неё электрический ток. Противоморозные добавки (хлористый кальций, поваренная соль, поташ, нитрит натрия и др.), снижая температуру замерзания бетона, позволяют в определённых условиях укладывать смесь и обеспечивать твердение бетона без последующего обогрева при температуре воздуха ниже 0°С.

При искусственном прогреве до температуры 40—90°С ускоряются твердение бетона и достижение им требуемой прочности. При паровом прогреве бетона пар подаётся в окружающее бетон пространство или в каналы в опалубке. Электропрогрев может осуществляться пропусканием электрического тока через тело твердеющего бетона, для чего на поверхности или внутри бетона устанавливают специальные металлические электроды.

Наряду с этим используются различные электронагреватели, в частности, вмонтированные в опалубку, а также индукционные нагреватели, вызывающие нагрев стальной опалубки и арматурного каркаса.

В отдельных случаях бетонные работы ведут в местных отапливаемых тепляках: переставных (секционных), катучих (по горизонтали) или скользящих (по вертикали).