91. Технология укладки бетонной смеси.

92. Раздельное бетонирование

При возведении железобетонных резервуаров, фундаментов под оборудование, монолитных свайных фундаментов и других конструкций укладка и уплотнение бетонной смеси по обычной технологии оказываются весьма трудоемкими, особенно в густоармированных конструкциях или в труднодоступных местах. В таких случаях можно применить раздельное бетонирование инъекционным или вибронагнетательным способом. Основным способом раздельного бетонирования является инъек­ционный. Сущность его заключается в том, что сначала в опалубку конструкций равномерно (без нарушения проектного располо­жения   арматуры)   укладывают   крупный   заполнитель.   Затем в образовавшиеся пустоты нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор с подвижностью не менее 120 мм при соотно­шении цемента и песка в смеси 1 : 2. Во многих случаях способ раздельного бетонирования имеет преимущества перед обычной технологией производства бетон­ных работ, а именно: -уменьшается объем работ, так как в бетоносмесителях пере­мешивается только раствор; -появляется возможность использования щебня большей круп­ности, поскольку его не смешивают с раствором в бетоносмеси­телях; -облегчаются транспортные процессы, так как транспортиро­вать крупный заполнитель проще, чем бетонную смесь, а подача раствора по трубам удобна и экономична; -устраняется возможность расслоения бетонной смеси при транспортировании и укладке; -повышается уровень механизации работ, исключающий руч­ное распределение и вибрирование смеси; -повышается водонепроницаемость сооружения вследствие уменьшения количества горизонтальных рабочих швов. При толщине конструкции более 1 м раствор инъецируют через стальные инъекционные трубы, устанавливаемые в опалубку до укладки крупного заполнителя, а при толщине бетонируемой конструкции менее 1м — через специальные инъекционные от­верстия в опалубке конструкции. Вибронагнетательный способ отличается тем, что при нагнета­нии  цементно-песчаного раствора в межзерновое пространство глубинными вибраторами одновременно вибрируют крупный за­полнитель, цементно-песчаный раствор и образующуюся бетон­ную смесь. Для подачи раствора могут быть использованы растворонасосы различных характеристик (в зависимости от принятой схемы и объема работ). При объеме работ до 60 м3 в смену можно при­менять передвижную инъекционную установку ЦНИИОМТП ее производительность 6 м3/ч, дальность подачи по го­ризонтали 200 м, по вертикали 40 м.

93.Технология устройства рабочих швов при бетонировании конструкций.

Для обеспечения монолитности бетонировать конструкцию желательно непрерывно. Но это возможно лишь при незначительных 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.

Рабочим швом 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. В колоннах рабочие швы допускаются на уровне верха фундамента, у низа прогонов, балок или подкрановых консолей, у низа капителей колонн безбалочных перекрытий; в рамных конструкциях - у верха вута между стойками и ригелями рам. В балках рабочие швы допускаются в пределах средней части пролета. При бетонировании ребристых перекрытий надо руководствоваться следующим: если бетонирование идет в направлении, параллельном второстепенным балкам, рабочий шов допускается в пределах средней трети пролета балок; при бетонировании в направлении, параллельном главным балкам (прогонам) - в пределах двух средних четвертей пролета балок и плит. 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 элемента, 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.

94.Бетонирование конструкций торкретированием.

Производится в процессе набрызгивания под давлением сжатого воздуха на поверхность или в опалубку растворной смеси. Осуществляется это через специальное сопло. Смесь и воду к нему подводят по шлангам, причем делать это необходимо раздельно. Затворение ингредиентов происходит непосредственно в установке, из которой раствор выталкивается сжатым воздухом со скоростью (120-170 м/сек), благодаря этому обеспечивается плотная укладка на поверхность.

Для торкретирования бетона применяют специальное оборудование - цемент-пушку, а для нанесения материала - бетоношприц машины. В принципе, эти аппараты сконструированы по одному принципу действия, отличаются они только размерами, мощностью компрессора и габаритами узлов. По производительности они бывают 0,5; 1,5 и 4 м3/ч.

Принцип действия установок для торкретирования бетона

Сухая бетонная или растворная смесь через загрузочную воронку загружается в шлюзовую камеру, откуда перепускается в рабочую камеру. Колоколообразный клапан закрывают и в рабочую камеру пускают сжатый воздух. В нижней части цемент-пушки располагается пневматический двигатель, от которого при помощи червячного колеса приводится во вращение тарельчатый питатель, имеющий ряд радиально расположенных карманов. Когда они становятся против выходного конуса, струя сжатого воздуха, подведенного по шлангу к воздушному патрубку, сдувает порцию смеси в материальный шланг, по которому она во взвешенном состоянии с большой скоростью движется к форсунке.

В процессе работы шлюзовая камера загружается новой порцией сухой смеси. При торкретирования бетона ее опорожнении закрывают верхний колоколообразный клапан, сравнивают давление в шлюзовой и рабочей камерах и открывают нижний колоколообразный клапан, в результате чего сухая смесь поступает в камеру. Рабочее давление воздуха в цемент-пушках для торкретирования бетона 3-4 ати. Сжатый воздух получают от компрессора. Воду к форсунке подводят от водопроводной сети с давлением 4 ати. При ее отсутствии используют водяной бак, давление в котором создают сжатым воздухом от компрессора. Дальность подачи сухой смеси цемент-пушкой 70 м по горизонтали или 30 м по вертикали. Данные установки могут быть использованы и как пескоструйные аппараты. Они имеют очень широкое применение, так как отличаются многофункциональностью.

Торкретирование бетона применяется при возведении тонкостенных железобетонных конструкций (оболочек, резервуаров, перегородок), ремонте или усилении бетонных и железобетонных конструкций, заделке стыков сборных элементов и др. Этот процесс широко используется как защитный слой в виде штукатурок. Благодаря большой плотности полученный материал используют для гидроизоляционных штукатурок и для устройства огнезащитных слоев при производстве обмуровочных работ. Наносят его слоями толщиной не более 25 мм, при этом рабочий держит сопло на расстоянии около 1 м от поверхности, перемещая сопло круговыми движениями для получения слоя одинаковой толщины.

95. Подводное бетонирование методом вертикального перемещения трубы.

Способ вертикального перемещения трубы заключается в том, что бетонную смесь подают в опущенные до основания будущего сооружения трубы (рис.).

Бетонную смесь подают по стальным бесшовным трубам диа­метром до 200 мм, собираемым из звеньев длиной 0,5... 1 м с по­мощью быстроразъемных водонепроницаемых соединений. У верх­него звена трубы устраивают воронку или бункер для загрузки бетонной смеси.

По мере повышения уровня бетонирования трубу с помощью полиспаста и лебедки поднимают и лишние звенья удаляют. Радиус действия трубы не должен превышать 6 м, при этом нижний конец трубы должен быть постоянно заглублен в бетонную смесь не менее чем на 0,7, 1,2 и 1,6 м при глубине бетонирования соответст­венно до 10, 20 и более 20 м.

Для предотвращения вымывания укладываемой бетонной смеси, цемента и частиц песка участок бетонирования защищают от при­тока воды шпунтовыми ограждениями или специально изготовлен­ной опалубкой.

При подводном бетонировании заданные свойства укладываемой бетонной смеси не ухудшаются, так как она поступает под слоем ранее уложенной смеси. Этот верхний слой после окончания бето­нирования удаляют.

К бетонной смеси, укладываемой методом ВПТ, предъявляют следующие требования: осадка конуса должна быть 14...16 см при укладке с вибрацией и 16...20 см при укладке без вибраций. В смеси необходимо вводить пластифицирующие добавки.

Метод ВПТ экономически целесообразно применять при пре­дельной глубине 50 м.

96.Подводное бетонирование укладкой бункерами, «в мешках» и втрамбовыванием.

Бетонирование с помощью бадей и кюбелей применяют практически на любой глубине; при возведении конструкций, работающих на вертикальную нагрузку и имеющих прочный, надежный внешний контур (днищ опускных колодцев, мостовых опор, колонн оболочек, блоков основания сооружения, вырубленных в трещиноватой скальной породе и т.д.).

Достоинства этого способа - относительно низкая себестоимость работ, возможность применения тех же технических средств для транспортирования и укладывания смеси, что и на поверхности. Недостатки: частичное вымывание вяжущего в момент раскрытия затворов и рыхловатость поверхностного слоя, необходимость постоянного водолазного контроля при отсутствии видимости.

Укладывание бетонной смеси в мешках применяют при ремонтных работах, выравнивании скального основания сооружения, устройстве подводного ограждения (типа опалубки) для последующего бетонирования, в аварийных случаях. Глубина укладывания практически не ограничена.

Мешки шьют из прочной ткани или водонепроницаемого материала (полиэтилена, нейлона) вместимостью 20-30 и 2-7 л. Их заполняют бетонной смесью с осадкой конуса 5-7 см и подают под воду. Вес каждого мешка не должен превышать 50 кг. Водолазы укладывают мешки вручную с перевязкой горизонтальных и вертикальных швов. В целях предотвращения сдвигов смежные ряды мешков прошивают металлическими стержнями диаметром 10-12 мм.

Втрамбованием. Этот способ применяют для устрой­ства подводных оснований на отлогих каменных берегах и при восстановлении поврежденных берегоукрепительных со­оружений на мелководье, а также при бетонировании низких ростверков и дру­гих подобных конструкций. Он приме­ним при глубинах не более 2 м и на хорошо защищенной от волнения аква­тории. Бетон укладывают с берега от уреза воды или с созданного бетонного «ост­ровка». Сущность способа заключается в том, что последующие пор­ции бетона укладываются и втрамбовываются в ранее уложенные, но еще не схватившиеся порции бетона. Поэтому с водой соприкасается откос бетона, перемещающийся по направлению бетонирования, а втрамбовывае­мая бетонная смесь остается изо­лированной от воздействия воды. Вновь поданный бетон втрамбо­вывается в первоначально уло­женный слой глубинными вибра­торами. При такой укладке рас­стояние от края откоса до вновь уложенного бетона должно быть равным 0,3-0,4 м. Марку бетона назначают на 20% выше требуе­мой для бетонируемого элемента с осадкой конуса 7-10 см. Бе­тонирование ведут в один прием без перерыва с равномерной интенсивностью, обеспечивающей сохранность зоны схватывающего бетона.

97. Подводное бетонирование методом восходящего раствора.

В каменную наброску (рис.) или щебеночную отсыпку через установленные непосредственно в отсыпку трубы диаметром 38—100 мм нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор, цементный раствор без песка или цементный раствор с добавками. Раствор, поднимаясь снизу вверх, вытесняет из пустот в наброске воду и создает монолит (инъекционный метод напорного бетонирования).

2 — опалубка, 4 — труба, подающая раствор, 5—каменная наброска, 6 — предохранительная шахта, 7 — наброска, заполненная раствором(!!!измените нумерацию)

Если бетонируют с установкой труб в ограждающих шахтах, то сначала в пространство, огражденное опалубкой 2, устанавливают вертикальные шахты 6 с решетчатыми стенками, которые могут быть сварены из стальных рельсов или проката. Затем в опалубку засыпают крупный заполнитель. По окончании отсыпки в шахты опускают трубы для заливки раствора. В этом случае раствор в крупном заполнителе растекается под давлением столба раствора в шахте, а напор в трубах не используется (гравитационный метод безнапорного бетонирования).

По мере заливки раствора трубы поднимают, не допуская прорыва в них воды или воздуха. Это обеспечивается постоянным заглублением труб в укладываемый раствор во время бетонирования не менее чем на 0,8 м. Радиус действия труб определяют бетонированием опытных блоков. Практически при заливке каменной наброски радиус действия принимают не более 3 м, а при заливке щебеночного заполнителя — не более 2 м.

Метод ВР с заливкой наброски из крупного камня цементно-песчаным раствором применяется на глубинах не более 20 м для получения бетона, требования к которому не превышают требований, предъявляемых к бутовой кладке.

Метод ВР с заливкой щебеночного заполнителя цементно-песчаным раствором используют на глубинах не более 20 м, когда к бетону предъявляются требования, соответствующие требованиям к обычному монолитному бетону. Метод ВР с заливкой щебеночного заполнителя цементным раствором без песка или цементного раствора с добавками применяют при глубинах бетонирования от 20 до 50 м и вне зависимости от глубины (но не более 50 м) при высоких требованиях к прочности и однородности бетона в ответственных конструкциях (густоармированные и малогабаритные конструкции, водонепроницаемые подушки и оболочки, стыки омоноличивания).

Метод ВР имеет ряд преимуществ по сравнению с методом ВПТ: вместо бетонного завода пользуются растворосмесительной установкой меньшей производительности; транспортирование бетонной смеси заменено раздельной подачей крупного заполнителя и раствора, что исключает возможность расслоения бетонной смеси.

К недостаткам метода ВР можно отнести необходимость тщательного подбора зернового состава песка, увеличенное число труб, недостаточно надежное заполнение пустот раствором.

Этот метод применяют, когда по условиям производства работ или по размерам бетонируемой конструкции невозможно или экономически нецелесообразно применять метод ВПТ: при ремонте сооружений в стесненных условиях, при бетонировании сооружений малого объема с густым армированием и сооружений, а также их частей из бутовой кладки.

Бетонированию методом ВР при объемах 200 м3, а для несущих конструкций при любых объемах должно предшествовать изготовление опытных блоков объемом 5 м3 для бетона с заливкой крупного камня и 3 м3 для бетона с заливкой щебеночного заполнителя.