76 Уход за бетоном. Расопалубка

Уход за бетоном должен обеспечить:

температурно-влажностный режим, исключающий интенсивное  высыхание бетона и связанные с этим температурно-усадочные деформации;

условия, исключающие механические повреждения свежеуложенного бетона, нарушение прочности и устойчивости забетонированной конструкции.

Условия выдерживания бетона и сроки распалубки определяют на основании требований, установленных действующими строительными нормами и правилами.

При летней-температуре наружного воздуха, характерной для большинства западных, центральных и восточных регионов страны, более открытые поверхности бетона (например, плоскости перекрытия) защищают от прямого воздействия солнечных лучей и ветра рогожей, мокрыми опилками, полимерными пленками.

Бетон на портландцементе поливают в течение 7 сут, на глиноземистых цементах — в течение 3 сут и на прочих цементах — 14 сут.

При температуре воздуха выше 15°С бетон первые 3 сут поливают с интервалом в 3 ч. В последующие дни полив может быть сокращен до 3 раз в сутки.

Чтобы -исключить механические повреждения свежеуложенного бетона, запрещаются движение людей, установка лесов и опалубки до достижения бетоном прочности не менее 1,5МПа. Движение по забетонированным перекрытиям автотранспорта, бетоноукладчиков и других машин запрещается до достижения бетоном проектной прочности. Лишь в исключительных случаях, вызванных неотложной производственной необходимостью, может быть разрешено движение монтажных кранов по свежезабетонированному перекрытию. При этом должен быть, устроен прочный деревянныг настил.

Как только бетон достигнет прочности, при которой может быть обеспечена при распалубке сохранность поверхностей и граней конструкции, распалубливают боковые элементы опалубки.

Распалубка происходит, как правило, в обратном порядке по сравнению с установкой опалубки. Для того чтобы при распалубке по возможности не повредить и не разрушить части опалубки, необходимо уже при планировании опалубочных работ продумать процесс снятия опалубки с готового элемента здания. Гвоздевые соединения необходимо снова разъединить и отделить «одежду» опалубки от поверхности бетона. Иногда полезно встраивать узкие доски в одежду опалубки, так как при этом при распалубке образуется место, для того чтобы зацепить и снять «одежду» опалубки с конструкции.

Снимать опалубку со строительных конструкций можно только тогда, когда бетон набрал достаточную прочность. При этом к моменту распалубки элемент сможет воспринять действующие на него нагрузки без образования в теле бетона недопустимых трещин.

77. Организация специализированного потока бетонных работ

Наиболее производительным методом организации строительных работ является поточный. Производство бетонных работ – это пример специализированного потока, состоящего из нескольких частных потоков: установки опалубки, армирования, укладки бетонной смеси, разборки опалубки.

Определение объемов и трудоемкости работ

При выполнении индивидуального задания объемы работ определяются из расчета на часовой поток бетона с учетом исходных данных Трудоемкости работ (на рассчитанные объемы) определяются по производственным нормам

Определение числа и размеров захваток

Число захваток на объекте зависит от размеров объекта, принятого ритма потока, количество частных потоков, входящих в специализированный поток, времени выдерживания бетона в опалубке:

mmin = p + tb/K,                                                            (1)

где р – число частных потоков (р = 4); К – ритм потока, д. (1...2 дн.); tb – продолжительность выдерживания бетона в опалубке, д. (время твердения бетона).

    Разбивая сооружение на захватки, руководствуются следующим: захватки должны быть максимально равновелики по трудоемкости; наименьший размер захватки назначают достаточным для работы звена на протяжении смены; границы захваток следует определять в местах, намечаемых для устройства рабочих или деформационных швов.

    Время твердения бетона до набора определенной прочности Rb (в долях от марочной прочности) в обычных условиях (без тепловой обработки) зависит от средней температуры бетонной смеси за период выдерживания:

lgtb = 1,447 Rp/(0,047T + 0,06),                                               (2)

где Rp – относительная прочность бетона в возрасте tb суток (в долях от прочности в возрасте 28 суток; Т – средняя температура воздуха за период твердения бетона 0С.

Расчет потребности в рабочих

   Потребность в рабочих по каждому частному потоку можно определить, исходя из требуемой численности звеньев. Для обеспечения принятого ритма потока на частных потоках должно быть занято определенное число звеньев Nзв:

Nзв = Qч/К0Чзв,                                                             (3)

где Qч – трудозатраты по частному потоку в расчете на часовой поток бетона, чел.-ч (; Чзв – число рабочих в звене по ЕНиР, чел.; К0 – коэффициент выполнения норм выработки равный 1...1,25. Чтобы получить целое число звеньев, следует корректировать величину К0 в заданном интервале.

График специализированного потока

Общая продолжительность специализированного потока, состоящего из ряда частных потоков при едином ритме работ составляет

Т0 = К(m + p – 1) + tb,                                                     (4)

где m – общее число захваток в потоке; р – число частных потоков; К – ритм потока, д.; tb – время твердения бетона в опалубке до ее снятия, д.

Оборачиваемость опалубки

    Инвентарная опалубка должна использоваться многократно. Отношение количества опалубки, требующейся для бетонирования всех конструкций F1, к количеству опалубки, фактически используемой в деле F2, называется степенью оборачиваемости опалубки и определяется из выражения

n = F1/F2 = m/m0,                                                         (5)

где m – общее число захваток в специализированном потоке; m0 – число захваток, на которые должна быть заготовлена опалубка.

    Число захваток m0 можно определить по графику поточного производства. Например, из приведенного графика следует, что при m0 = 7, m = 15 n = 15/7 = 2,1.

78 Подводное бетонирование. Виды. Технология работ

Подводное бетонирование применяют на строительстве русловых и береговых водозаборов, оголовков на выпусках воды в водоемы, при устройстве днища в опускных колодцах в условиях грунтовых вод и в других случаях, когда не представляется возможным в период производства бетонных работ откачивать воду. ВИДЫ: вертикально перемещающихся труб; восходящего раствора; втрамбовывания- бетонной смеси; укладки бетонной смеси в мешках. При любом способе производства работ свежеуложенный бетон должен быть защищен от действия текучей воды. Возводимое сооружение с учетом принятого способа подводного бетонирования разбивают на блоки и в пределах каждого блока бетонную смесь укладывают непрерывно. При первых трех способах ведения работ бетонную смесь или раствор укладывают в пространство, огражденное шпунтовыми рядами, или в специально изготовленную и установленную опалубку, имеющую форму пространственного блока. Опалубка и шпунтовые ряды должны быть плотными — не допускать вытекания через них бетонной смеси или раствора и размывания их водой. Установку опалубки и контроль за ее состоянием обычно осуществляют водолазы. Способ вертикально перемещающейся трубы (ВПТ)' применяют при подводной укладке бетонной смеси на глубину от 1,5 до 50 м, когда требуется высокая прочность, массивность и монолитность сооружения. Для подачи бетонной смеси в подводную конструкцию (рис. 46, а) применяют стальные трубы диаметром не менее 20 см, собранные из звеньев длиной до 1 м с водонепроницаемыми легкоразъемными соединениями. В верхней части труба имеет воронку для загрузки бетонной смеси. Нижняя часть трубы должна быть заглублена в укладываемую бетонную смесь не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования до 10 м, на 1,2 м при глубине бетонирования от 10 до 20 м и на 1,5 м при глубине свыше 20 м. Увеличение заглубления трубы против приведенных минимально допустимых размеров улучшает качество бетонной кладки. Под давлением бетонной смеси, находящейся в трубе, уложенная смесь выпирает вверх, образуя холмик вокруг трубы. По мере повышения уровня укладываемого бетона с помощью лебедки трубу поднимают при заполненной смесью воронке и укорачивают, снимая верхнее звено. Процесс укладки бетонной смеси заканчивают, когда уровень бетона превысит на 10—20 см проектную отметку. После достижения бетоном прочности 20—25 кгс/см2 верхний слабый слой, непрерывно соприкасавшийся с водой во время производства работ, удаляют. Радиус действия одной трубы не превышает 6 м. При больших размерах сооружения в плане бетонную смесь укладывают одновременно через несколько труб с обязательным перекрытием смежных зон действия труб. Заполнение трубы бетонной смесью начинают с постановки в трубе пробки, которая под действием веса подаваемой в воронку бетонной смеси будет опускаться по трубе, не допуская соприкосновения смеси с водой. Подвижность бетонной смеси должна быть от сильно пластичной до литой с осадкой конуса 16— 20 см. Состав бетона подбирают таким, чтобы его прочность была на 10% больше проектной. В качестве крупного заполнителя применяют гравий или смесь гравия с 20—30% щебня. Крупность зерен заполнителя принимают не более 'Д диаметра трубы, подающей смесь. Интенсивность бетонирования нужно принимать из расчета не менее 0,3 м3 на 1 м2 бетонируемой площади в час. При неосторожном подъеме трубы или недостаточном ее заглублении в бетон возможен прорыв воды в трубу. В этом случае укладку бетонной смеси немедленно прекращают. Возобновлять укладку можно только после достижения бетоном прочности не менее 25 кгс/см2 и удаления верхнего слоя слабого бетона толщиной 10—15 см. При способе восходящего раствора (ВР) в центре бетонируемого блока (рис. 46, б) устанавливают шахту, в которую опускают на всю ее глубину стальную трубу диаметром 38—100 мм, собранную из звеньев длиной до 1 м, с водонепроницаемыми легкоразъемными соединениями. Сверху труба имеет воронку для загрузки в нее цементного раствора.

Рис. 46. Схемы подводного бетонирования, а — по способу вертикально перемещающейся трубы; б — по способу восходящего раствора (подмости условно не показаны); в — по способу втрамбовывания бетонной смеси с островка; 1 —сваи; 2 — шпунтовые ряды; 3 — уровень раствора; 4 — стальная труба; 5 —воронка; 6 — лебедка; 7 —шахта; « — бетонный островок; 9 — порция смеси Пространство между шахтой и шпунтовым ограждением заполняют, чистым рваным камнем крупностью 150—400 мм марки не менее двойной проектной прочности бетона или щебнем горньгх пород крупностью зерен 40—150 мм. Крупный каменный заполнитель заливают цементным раствором состава 1:1 — 1:2, а щебеночный — цементным раствором с мелкопомольными добавками. Цементные растворы, подаваемые в шахту, должны свободно растекаться и обволакивать заполнитель. Для приготовления раствора применяют мелкие пески с крупностью зерен не более 2,5 мм и с содержанием не менее 50% частиц крупностью не более 0,6 мм. Первоначальное заполнение заливной трубы раствором производят обычно с применением скользящей пробки. Радиус действия заливных труб определяют соответствующим расчетом и принимают не более 3 м при крупном каменном заполнителе и не более 2 м при щебеночном заполнителе. При размерах сооружения более указанных радиусов его разбивают на блоки с установкой в них заливных труб с расчетом перекрытия смежных зон. Заглублять трубы в укладываемый раствор необходимо на глубину не менее 0,8 м. По мере повышения уровня укладываемого раствора трубы поднимают и снимают верхние звенья их. Уровень раствора увеличивают на 10—20 см выше проектной отметки. Когда кладка достигнет прочности 20—25 кгс/см2, излишек раствора удаляют. Интенсивность бетонирования должна быть не менее 0,2 м3 на 1 м2 площади в час. Этот способ бетонирования более простой по выполнению, но цемента расходуется почти в 2 раза больше (600—800 кг/м3), чем при первом способе. Способ ВР применяют с крупным каменным заполнителем при глубине бетонирования до 20 м и с щебеночным заполнителем при глубине от 20 до 50 м. Способ втрамбовывания бетонной смеси (рис. 46, в) применяют при глубине воды до 1,5 м для бетонирования конструкций, выступающих из воды. Сначала создают бетонный островок в одном из углов бетонируемой конструкции с подачей бетонной смеси по трубе или бадьей (кюбелем) с открывающимся дном. Островок должен возвышаться над поверхностью воды не менее чем на 30 см. Бетонную смесь подают на островок на расстоянии 20—30 см от уреза воды и последовательно втрамбовывают каждую порцию смеси, не допуская сплы-ва ее поверх откоса в воду. Одновременно с втрамбовыванием рекомендуется уплотнять бетонную смесь внутренним вибратором, устанавливая его.на таком расстоянии, чтобы на откосе не взмучивался цемент. 79. Строительство сооружений методом стена в грунте

. Метод стена в грунте позволяет проводить безопасное строительство различной конфигурации на территориях с плотной застройкой в выше указанных условиях.

Сфера использования метода включает:    - жилищное строительство (фундаменты зданий, подземные гаражи, подземные паркинги);    - транспортное строительство (подземные автомагистрали, подземные переходы, тоннели и станции метро);    - гидротехническое строительство (насосные станции глубокого заложения, каналы, набережные и порты, причальные сооружения);    - промышленное строительство (хранилища и т.п.);    - реконструкция существующих объектов.

Стена в грунте возводится в глубоких (до 40 метров) и узких (0,4 м -1 м) траншеях, которые в момент выемки грунта заполняются бентонитовым раствором. Этот раствор за счет своих свойств избыточного гидростатического давления на вертикальные плоскости способствует сохранению траншеи от обрушения. Готовая траншея заполняется элементами из железобетона или монолитным бетоном, а бентонитовый раствор при этом вытесняется. Выполненная таким образом стена может является ограждающей и в тоже время несущей конструкцией подземного сооружения.

Для разработки земли в траншее применяется оборудование двух типов: плоский грейфер (ковш) и гидравлическая фреза. При помощи ковшового оборудования можно разрабатывать только дисперсные составы (пески, глины). Гидрофрезерное оборудование способно разрабатывать все типы: от дисперсных до полускальных (аргиллиты, алевролиты, песчаники).

Технологический процесс строительства включает: монтаж оборудования (завода по очистке бентонита, гидрофрезы или грейфера, устройство форшахты и технологических дорог, разработка траншеи под бентонитом отдельными захватками, армирование и бетонирование захваток.

80. Бетонирование в зимних условиях

Основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона. Как говорится в рекламе: «Не дай себе засохнуть». В данном случае – не дайте засохнуть цементу. Цемент нуждается в воде. Это его жизнь и его сила. По сути, технология зимнего бетонирования и нацелена на сохранение воды от замораживания (кристаллизации).

Какие же методы зимнего бетонирования наиболее часто используются на современной стройке. Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

Применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)

Использование электропрогрева бетона

Укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.

Сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками

Применение противоморозных добавок в бетон - наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Большинство бетонных заводов выпускают бетон с зимними добавками ПМД. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок.

Противоморозные добавки вводятся в бетон в строгом процентном соотношении с количеством цемента, входящего в ту или иную марку бетона. Так же, количество противоморозной добавки зависит от предполагаемой температуры воздуха, при которой будет происходить бетонирование. Более подробную информацию читайте в разделе противоморозные добавки для бетона.

Электропрогрев бетона чаще применяется на больших стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). В российских реалиях дряхлых подстанций и электросетей недостаточной мощности, зимний прогрев бетона - это малореальное мероприятие для частного застройщика. Электрический прогрев бетона зимой, на мой взгляд - лучший метод, при проведении монолитных работ, но... Как говорится: "Чем богаты, тем и рады".

Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при пограничных температурах воздуха +3-3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. И было бы неплохо сохранить это тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5-15) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

В большинстве случаев, для первичного набора прочности бетона, достаточной для проведения дальнейших работ, хватает 1-3 суток прогрева тепловыми пушками. За это время бетон может набрать до 50% марочной прочности.

81 Уравнение теплового баланса при бетонировании зимой. Физический смысл

Бетонирование методом термоса. Применение этого метода основано на использовании начального запаса тепла и тепла выделяемого бетоном в процессе твердения при экзотермических процессах. Обозначается соответственно q1 и q2. В массивных блоках с модулем поверхности М < 3 начального запаса тепла обычно бывает недостаточно для набора бетоном к моменту замерзания необходимой прочности. При увеличении модуля поверхности даже сильно разогретый бетон сильно остывает. Для уменьшения потерь тепла используют специальную опалубку. За время остывания в окружающее пространство будет рассеяно количество тепла q3. Достаточность начального запаса тепла проверяют по уравнению теплового баланса: q1 + q2 = q3. На основании уравнения теплового баланса находят необходимую начальную температуру бетонной смеси. Бетон высокого качества можно получить при ограничении максимальной температуры бетонной смеси 35-45°С с учетом активности и цемента. При выборе составляющих, подлежащих подогреву, и температуры подогрева следует учитывать количество составляющих в 1 м3 бетона, теплоемкость, сложность организации подогрева различных составляющих. Так как в бетоне преобладает гравий, его подогрев в большей степени определяет температуру смеси. Температуры составляющих компонентов подбирают в определенном порядке. При сухих заполнителях предусматривается нагрев в первую очередь воды, если нагрева воды недостаточно, то предусматривают нагрев гравия, если этого недостаточно – песка. Цемент не подогревают, так как с нагревом ухудшаются его свойства. Предельная температура для воды не должна превышать 90°С, для гравия – 60°С, для активных цементов высоких марок берут нижние из названных пределов, для малоактивных верхние. Воду подогревают в водяных котлах – теплообменниках, бойлерах. При небольшом объеме воды ее подогревают в баках огневым способом. Гравий и песок подогревают в бункерах или штабелях материалов на складе. Бункеры располагают: на стыке складов этих материалов и транспортных устройств для подачи материалов в надбункерное отделение завода бетонной смеси. При необходимости гравий и песок подают со склада вначале в бункеры подогрева, а из них в подогретом виде в расходные бункеры завода. Подогрев ведут открытым или закрытым паром, нагретым воздухом. В первом случае бункеры в нижней части оборудуются паропроводами с отверстиями, через которые пар поступает в массу подогреваемого материала и, циркулируя по порам, подогревает его. Этот способ наиболее быстрого подогрева. Однако в данном случае расходуется большое количество пара и кроме того должны быть приняты меры по отводу конденсата. Так как он обильно и неравномерно увлажняет подогреваемый материал, что требует особого внимания к учету влажности материала при дозировке воды. Во втором случае пар циркулирует по системе пароотводов в бункерах и передает тепло подогреваемому материалу через стенки паропроводов. Такой подогрев более продолжительный, но он имеет значительные преимущества в отношении постоянства влажности материала и более благоприятных условий работы. Непосредственно в штабелях материалы подогревают с помощью регистров, сваренных из труб, но которым циркулирует пар или горячая вода от котельной. При большом удалении от места приготовления бетонной смеси за время транспортировки смесь может сильно охладится. Дополнительный подогрев проще достигается электроразогревом от сети. Непосредственно в бадьях, оборудованных пластинчатыми электродами.

82. Критическая прочность бетона при бетонировании зимой. Физический смысл.

При замерзании свежеуложенного бетона содержащаяся в нем свободная вода превращается в лед; активность воды, оставшейся в микропорах в жидком состоянии, резко падает; практически считают, что твердение прекращается при температуре 0°, хотя очень медленно оно продолжается и до —10°. Замерзающая вода из-за значительного увеличения объема развивает силы внутреннего давления, которые разуплотняют структуру неокрепшего бетона; кроме того, замерзшая вода образует на поверхности заполнителей ледяные пленки, нарушающие сцепление между заполнителями и раствором.

Если бетонную смесь заморозить сразу после укладки в опалубку, то она будет обладать прочностью при отрицательных температурах только за счет сил смерзания. При наступлении положительных температур гидратация цемента возобновится и бетон будет твердеть, но вследствие разуплотнения структуры прочность его значительно ниже прочности бетона того же состава, твердевшего без замораживания. Только бетон, набравший определенную прочность, может противостоять действию «морозных сил» без разрушения структуры и после оттаивания продолжить лабор прочности.

Конечные прочности бетона, подвергнутого замораживанию в различные сроки после укладки смеси и затем снова твердевшего в нормальных условиях, приведены на  55.

Из кривых набора прочности бетона после замораживания, построенных на основании большого количества экспериментов, следует: 1) бетон, .набравший в результате предварительного твердения прочность около 70% марочной, после замораживания .при последующем оттаивании продолжает твердеть, набирая нормальную марочную прочность; замораживание не вызвало в бетоне деструктивных изменений, а только из-за замерзания воды приостановило на время его твердение; 2) при замерзании бетона, предварительно набравшего 50% марочной прочности, деструкции замораживания еще невелики; бетон при оттаивании и последующем твердении теряет около 10% прочности; 3) замораживание, бетона до набора им 50% марочной прочности вызывает значительные потери конечной прочности после оттаивания и последующего твердения.