Тема 2.8. Бетонные и железобетонные работы

При изучении вопросов данной темы следует обратить внимание на область применения монолитного бетонирования, его состав и структуру, производство опалубочных, арматурных и бетонных работ.

Сооружение монолитных конструкций связано со значительными затратами труда и материальных ресурсов. В комплекс железобетонных и бетонных работ, выполняемых на объекте при возведении монолитных конструкций, включаются операции:

Основные:

• монтаж и установка опалубки, устройство поддерживающих лесов, подмостей, рабочих настилов;

• монтаж и установка арматуры, кондукторных устройств, анкерных болтов и закладных частей;

• монтаж сборных железобетонных элементов, используемых в качестве опалубки при возведении сборно-монолитных конструкций;

• бетонирование конструкций – подача, распределение, укладка и уплотнение бетонной смеси;

• уход за бетоном в процессе его твердения (укрытие и поливка водой, устройство защитных пленок и др.), утепление конструкций в зимних условиях.

Дополнительные:

• установка и перестановка оборудования (кроме основных строительных машин), инвентаря и приспособлений в процессе работ;

• разборка и ремонт опалубки, поддерживающих лесов, подмостей с укладкой их в штабеля по маркам и видам;

• уборка отходов и строительного мусора, образовавшегося при работе бригады.

Опалубка – это форма для укладки бетонной смеси, которая обеспечивает заданные очертания и проектные размеры возводимой конструкции.

По материалам, формообразующих элементов (палубы) опалубка подразделяются на металлические, деревянные, деревометаллические, фанерные, железобетонные, армоцементные, пластмассовые и тканевые (пневматические надувные оболочки).

По конструктивным решениям опалубку различают на: разборно-переставную, скользящую, подъемно-переставную, катучую, несъемную, заделываемую.

Для повышения несущей способности возводимых конструкций применяют их армирование стальными и неметаллическими стержнями круглого и профильного сечения, проволокой, а также изделиями из них.

В зависимости от технологии изготовления стальная арматура подразделяется на две основные группы: стержневую арматуру, получаемую путем горячей прокатки стали, и проволочную арматуру, получаемую в результате волочения стали в холодном состоянии.

В зависимости от профиля стержневую и проволочную арматуру подразделяют на гладкую и периодического профиля.

По условиям применения арматурную сталь делят на ненапрягаемую и напрягаемую.

По назначению в конструкции арматуру разделяют на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты.

Рабочая арматура воспринимает на себя главным образом растягивающие усилия, возникающие в железобетонных конструкциях от собственного веса и внешних нагрузок.

Распределительная арматура служит для равномерного распределения нагрузок между рабочими стержнями и для обеспечения их совместной работы. Кроме того, распределительная арматура связывает рабочие стержни между собой, препятствуя смещению рабочей арматуры при бетонировании.

Монтажная арматура никаких усилий не воспринимает и обеспечивает точное положение рабочей арматуры и хомутов. При бетонировании монтажную арматуру иногда вынимают.

Хомуты применяют для соединения отдельных рабочих и монтажных стержней в готовый пространственный каркас. В отличие от монтажных стержней хомуты воспринимают часть усилий при работе конструкции; это учитывается при проектировании.

Бетонные смеси, как правило, приготовляют на бетонных заводах, оборудованных механизированными складами заполнителей и цемента, установками с расходными бункерами и дозаторами, а также бетоносмесителями.

Бетонные смеси по технологическому регламенту характеризуются следующими показателями:

• удобоукладываемостью;

• средней плотностью (для легких бетонов);

• видом и количеством исходных материалов;

• крупностью заполнителей;

• объемом вовлеченного в смесь воздуха (при необходимости);

• расслаиваемостью (при необходимости);

• температурой при укладке в конструкцию (при необходимости).

Бетонная смесь может быть приготовлена:

• на центральном или районном заводе, снабжающем готовой или сухой смесью строительные объекты, расположенные на расстоянии не более технологически допустимого, при котором бетонная смесь не претерпевает необратимых изменений;

• на приобъектных бетонных заводах и установках (в том числе мобильных комплексах для приготовления бетонной смеси);

• в автобетоносмесителях, загружаемых на бетонных заводах сухими или частично затворенными смесями;

• в смесителях-перегружателях.

Доставка бетонной смеси на строительную площадку осуществляется в основном автомобильным транспортом: автосамосвалами, автобетоновозами, автобетоносмесителями. Применятся также транспортирование ленточными конвейерами, бетононасосами, пневматическими бетононагнетателями и др. При любом способе транспортирования бетонной смеси основным технологическим условием является сохранение ее однородности и подвижности.

Укладка и уплотнение бетонной смеси – наиболее ответственный процесс возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций, называемый бетонированием. Основным требованием при бетонировании является послойная укладка бетонной смеси с тщательным заполнением опалубочной формы и уплотнением каждого слоя. Для уплотнения бетона применяют ручные или пневматические трамбовки, электромеханические и пневматические вибраторы. По способу передачи колебания на бетон вибраторы бывают внутренние (глубинные), поверхностные и наружные, прикрепляемые к опалубке. Продолжительность вибрирования устанавливается наблюдением. Вибрирование можно прекратить, если бетонная смесь больше не оседает, а на поверхности уплотняемого слоя появляется цементное молоко.

Необходимо знать специальные способы бетонирования. К таким способам относят торкретирование, вакуумирование, раздельное и подводное бетонирование.

Торкретирование заключается в нанесении под давлением сжатого воздуха на бетонную поверхность тонкого слоя бетонно-песчаного раствора цемент-пушкой или бетонной смеси (набрызг-бетон) торкрет-установкой. С помощью такого способа исправляют дефекты в бетонных и железобетонных конструкциях, наносят водонепроницаемый слой на различного рода сооружения, бетонируют тонкостенные конструкции в односторонней опалубке (резервуары, своды-оболочки и др.).

Работы по вакуумированию бетона заключаются в механическом удалении избыточной (свободной) воды из свежеуложенной бетонной смеси при помощи разреженного воздуха. При этом происходит уплотнение бетонной массы, быстрее нарастает прочность бетона, повышается морозостойкость и водонепроницаемость. Бетонную смесь вакуумируют немедленно после укладки, пока она обладает достаточной подвижностью. До вакуумирования ее уплотняют при помощи вибраторов.

Раздельное бетонирование заключается в нагнетании цементно-песчаного раствора в пространство между крупным заполнителем, предварительно уложенным в опалубку конструкции. Применяется при возведении железобетонных резервуаров, где требуется повышенная плотность бетона, устройстве монолитных свай и других сооружений, труднодоступных для вибрирования и контроля качества уложенного бетона.

Подводное бетонирование применяют при строительстве опор мостов, днищ опускных колодцев и других сооружений, возводимых в водоемах без откачки воды. Бетон в конструкции укладывают в основном следующими способами: вертикального перемещения трубы (ВПТ), восходящего раствора (ВР) и бункерами.

Следует изучить особенности технологии бетонных и железобетонных работ в зим­них условиях, методы выдерживания бетона при отрицательных температурах, техническую документацию при производстве бетонных и железобе­тонных работ и требования безопасности труда.

В зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 ^оС и минимальной суточной температуре 0 ^оС бетонные работы производят по специальным правилам.

При минимальной суточной температуре наружного воздуха 0 ^оС открытые части забетонированных конструкций укрывают.

Один из наиболее простых и экономичных методов, нашедший широкое распространение при бетонировании самых различных конструкций, - выдерживание бетона методом термоса. Он заключается в том, что твердение бетона, уложенного с заданной начальной температурой и в утепленной опалубке, происходит за счет тепла, внесенного в бетон, и тепла выделяемого цементом в процессе гидратации (экзотермии).

Особенно эффективен метод предварительного электрообогрева бетонной смеси. Сущность метода заключается в том, что бетонную смесь перед укладкой в опалубку в течении 5…15 мин интенсивно разогревают до температуры 70…80 ^оС в специальных бункерах или бадьях с помощью электродов.

Методы прогрева бетона. К ним относятся электропрогрев, прогрев бетона в термоактивной опалубке, инфрокрасный и индукционный методы и паропрогрев.

К добавкам, ускоряющим процесс твердения бетона, относят хлорид кальция (СаСl₂), хлорид натрия (NаСl), нитрит натрия (NaNO₂), сульфат натрия (Na₂SO₄), а также ряд комплексных соединений (НМК – нитрит кальция + мочевина; ННКМ – нитриты натрия и кальция + мочевина и др.). Каждая из этих добавок, введенная в бетонную смесь в количестве 2…10 % массы цемента, оказывает положительное воздействие на процесс схватывания бетона. Добавки снижают температуру замерзания воды и, следовательно, позволяют увеличить продолжительность его твердения.

В данной теме необходимо выполнить практическую работу по разработке элементов технологической карты на выполнение моно­литных конструкций, в соответствии инструкционно-технологическими картами №9, №10, №11.

Рекомендуется вычертить из учебника [1] – схемы классификации опалубок (рис. 9.1 стр. 98), схемы трубопроводного транспорта бетонной смеси (рис. 9.3 стр. 121), а из учебника [2] – схемы подачи бетонной смеси в конструкции кранами (рис. 1.53 стр. 194), схемы подачи бетонной смеси в конструкции конвейером, бетоноукладчиком, по виброжелобам (рис. 1.54 стр. 195), схемы расположения рабочих швов при бетонировании (рис. 1.55 стр. 198), схемы установки вакуумирования и цемент-пушки (рис. 1.56 стр. 200), схему подводного бетонирования (рис. 1.57. стр. 203), схемы бетонирования стен и колонн (рис. 1.58 стр. 206). Указанные схемы должны быть тщательно изучены.

Литература: 1, с. 96-135; 2, с. 128-218.