7. Производство бетонных работ в зимнее время.

Главной особенностью и требованием при зимнем бетонировании является создание такого режима укладки и твердения бетона, при котором он к моменту замерзания приобретает необходимую прочность, называемую критической. Пределы такой прочности указаны в СНиПе, в частности, для бетона марки М150 она должна составлять не менее 50% проектной, для марок М200-М300 - 40 %, но независимо от марки 70 % — для конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания замораживанию и оттаиванию, 80 % — для предварительно напряженных конструкций и 100 % — для конструкций, подвергающихся сразу после выдерживания действию расчетной нагрузки (давлению воды и др.).       Способы укладки бетона зимой в значительной мере определяются применяемыми способами его выдерживания. На практике применяют как безобогревные способы выдерживания (способ термоса и термоса с добавками - ускорителями твердения, противоморозны-ми добавками), так и способы искусственного подогрева или прогрева конструкций (электротермообработка бетона, применение греющей опалубки и покрытий, обогрев паром, горячим воздухом или в тепляках).       Выдерживание бетона способом термоса применяется для массивных конструкций. Массивность конструкций характеризуется отношением суммы охлаждаемых наружных поверхностей к ее объему, называемым модулем поверхности (Мп). Способом термоса выдерживают конструкции с модулем поверхности до 6. Способ основан на использовании: утепленной опалубки, тепла подогретых составляющих смеси, а также тепла, выделяемого в процессе схватывания и твердения цемента вследствие экзотермии. При этом хорошо укрытый бетон остывает настолько медленно, что успевает набрать критическую прочность до замерзания. При данном способе применяют быстротвердеющие портландцементы, а также портландцементы высоких марок (не ниже 400), которые не только быстро набирают прочность, но и выделяют при твердении значительное количество воды.       Применение противоморозных добавок (хлорида натрия в сочетании с хлоридом кальция, нитрата натрия, поташа и др.) в количестве 3— 16 % от массы цемента, обеспечивающих твердение при отрицательных температурах, позволяет транспортировать бетонную смесь в неутепленной таре и укладывать ее на морозе. При выборе вида добавки учитывают область применения бетонов с химическими добавками и имеющиеся ограничения. Оптимальное количество добавок обычно не превышает 16% от массы цемента. Смесь с противоморозными добавками укладывают в конструкции и уплотняют с соблюдением общих правил укладки бетона.       Электротермообработка бетона основана на использовании тепла, получаемого от превращения электрической энергии в тепловую. Электротермообработку осуществляют методами электродного прогрева (электропрогрева), а также путем электрообогрева различными электронагревательными устройствами, индукционного нагрева (в электромагнитном поле). Электродный прогрев бетона обеспечивается через электроды, располагаемые внутри или на поверхности бетона. Соседние или противоположные электроды подсоединяют к проводам разных фаз, в результате чего между электродами в бетоне возникает электрическое поле, прогревая его. Ток в армированных конструкциях пропускают напряжением 50-120 В, а в неармированных - 127-380 В. При прохождении тока бетон нагревается и в течение 1,5-2 сут. приобретает распалубочную прочность.       Электрообогрев бетона осуществляют инфракрасными лучами, передающими теплоту в виде лучистой энергии, используя в качестве источников таких лучей трубчатые электронагреватели (ТЭНы) и стержневые карборундовые излучатели. Используют также контактный электрообогрев путем непосредственной передачи теплоты от нагревающих поверхностей к прогреваемому бетону. Его используют в греющих подъемно-переставной и разборно-щитовой инвентарной опалубках. Бетонные подготовки и дниша, например, емкостных сооружений (резервуаров и др.) толщиной до 20 см бетонируют с прогревом полосовыми электродами, закрепленными на накладных деревянных щитах (рис. 13.12, а), с подключением их к трем фазам электросети. Электрообогрев можно выполнять с помощью различных нагревателей — проволочных, греющих кабелей и проводов, стержневых, трубчатых, сетчатых, пластинчатых и др.       Индукционный прогрев осуществляют за счет преобразования энергии переменного магнитного поля в арматуре или стальной опалубке в тепловую с передачей ее бетону с помощью индукционной обмотки.       Обогрев бетона в греющей опалубке и покрытиях. Греющую (термоактивную) опалубку (см. рис. 13.2, ж) применяют для обогрева тонкостенных и среднемассивных конструкций (с любой степенью армирования) при температурах наружного воздуха до -40°С. Для обогрева конструкций типа днищ емкостных сооружений применяют инвентарные термоактивные гибкие покрытия (ТАГП): сборно-разборное (см. рис. 13.12, б), цельноклееное (рис. 13.12, в), с греющим проводом (рис. 13.12, г). При скоростном возведении вертикальных стен, например, водонапорных башен, градирен в скользящей опалубке применяют двухсторонний их обогрев с установкой термоактивного подвесного покрытия (ТАПП) (рис. 13.12, д).

Рис. 13.12. Способы и средства выдерживания бетона при зимнем бетонировании: 1 — деревянный опалубочный щит; 2— полосовой электрод; 3— прижимные планки; 4 — вилочные разъемы; 5 — защитный чехол; 6 — утеплитель; 7 — стекпохолст; 8 — электронагреватели; 9 — стеклоткань; 10 — терм о контактор; 11 —листовая резина; 12— алюминиевая фольга; 13 — нэгревательный провод; 14 — токо про водящие провода; 15 — брезентовое укрытие; 16 — термоактивное подвесное покрытие (ТДПП); 77— скользящая опалубка; 18 — подвеска ТАПП; 19— подвесные леса

      Обогрев бетона паром или горячим воздухом. Обогрев паром применяют для конструкций с модулем поверхности больше 8-10. Этот способ прогрева обеспечивает благоприятные тепловлажностные условия для твердения бетона, однако требуется большой расход пара (до 2 т на 1 м3 бетона), а также устройство паровых рубашек, трубопроводов и т.п. Применяют следующие разновидности паропрогрева: прогрев в паровой рубашке, при котором пар подается в замкнутое пространство, образованное вокруг прогреваемой конструкции паронепроницаемым ограждением, отстоящим от опалубки на 10-15 см. Этот метод эффективен для конструкций с большими поверхностями.       Применение тепляков, или шатров, создающих замкнутое пространство, внутри которого бетонируют и выдерживают конструкции в естественных условиях (без подогрева воздуха), не получило широкого практического распространения, а использование пленочных тепляков шатрового типа с подогревом воздуха внутри них является эффективным и прогрессивным способом зимнего бетонирования 8. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ БЕТОНИРОВАНИЯ.       Такие методы бетонирования применяют в тех случаях, когда обычные методы мало пригодны или неэкономичны. Из специальных применяют методы литья, раздельного бетонирования, торкретирования, инъецирования и др.       Укладка смеси литьем возможна при применении бетонов повышенной подвижности, в частности с добавлением суперпластификаторов, являющихся химическими добавками (на основе меламиновой смолы или нафталинсульфокислоты). Введение суиерпластификато-ров в бетонную смесь резко увеличивает ее подвижность, что, в свою очередь, позволяет укладывать ее в опалубку методом литья, т.е. без необходимости ее распределения и виброуплотнения. При этом смесь полностью заполняет всю опалубку под действием гравитационных сил. Метод позволяет сократить расход цемента и повысить качество бетонируемых конструкций.       Метод раздельного бетонирования заключается в раздельной укладке в опалубку крупного заполнителя (щебня), а затем цементно- песчаного раствора, который заполняет в нем пустоты. Его применяют при возведении железобетонных резервуаров, бетонировании в условиях интенсивного притока грунтовых вод и в других случаях.       Раздельное бетонирование может быть гравитационным и инъекционным. При первом раствор проникает в крупный заполнитель под действием сил тяжести, а при втором - под давлением, создаваемым нагнетателем. Метод нагнетания раствора более эффективен и может быть применен для бетонирования тонкостенных конструкций. Гравитационное раздельное бетонирование с заливкой раствора сверху применяют при бетонировании конструкций высотой до 1,2 м, а при большей высоте их - инъекционное, с нагнетанием раствора через трубы-инъекторы. При толщине конструкции более 1 м раствор нагнетают через стальные трубы, устанавливаемые в опалубку, а при толщине менее 1 м - через боковые инъекционные отверстия. Для нагнетания раствора применяют растворо-насосы. Время бетонирования яруса не должно превышать продолжительности схватывания цемента в растворе. Нагнетают раствор непрерывно снизу вверх под давлением 0,15-0,2 МПа и по мере нагнетания трубы поднимают. Перерывы в производстве работ более 20 мин не допускаются, так как может произойти закупорка инъекционных труб.       При использовании данного метода уменьшается объем работ по перемешиванию материалов, упрощается технологическая схема работ, исключаются рабочие швы бетонирования, что увеличивает монолитность конструкций. К недостаткам относится необходимость применения растворов с высоким содержанием цемента. Однако этот недостаток может быть устранен при использовании метода вибронагнетания, когда одновременно с нагнетанием раствора осуществляется его глубинное вибрирование.       Торкретирование заключается в последовательном нанесении на обрабатываемую бетонную поверхность слоев цементно-песчаного раствора (торкрета) с помощью цемент-пушки или бетонной смеси (набрызг-бетон) с помощью бетон-шприц-машины (см. рис. 13.9, б). Торкретирование применяют для повышения водонепроницаемости железобетонных емкостных сооружений, а также бетонирования тонкостенных конструкций в тех случаях, когда обычные способы бетонирования сложны или не обеспечивают нужной плотности бетона. Методом торкретирования исправляют дефекты в бетонных и железобетонных конструкциях. Торкретирование с помощью цемент-пушки или набрызг-бетони-рование бетон-шприц-машиной ведут следующим образом. Сухую цементно-песчаную или бетонную смесь из резервуара под давлением воздуха подают по шлангу к наконечнику, где, смешивая ее с водой, наносят на поверхность бетона или арматурную сетку.       Инъецирование (заполнение) каналов и заполнение пазов предварительно напряженных конструкций. Пустоты в каналах предварительно напряженных конструкций заполняют цементным раствором, чтобы защитить натянутую арматуру от коррозии и одновременно обеспечить ее сцепление с бетоном конструкций. К инъецированию каналов приступают сразу после натяжения арматуры. Для инъеци-рования готовят раствор на цементе марок 400-500, который подают в канал растворонасосом. Инъецирование ведут непрерывно под давлением 0,6-0,8 МПа до тех пор, пока раствор не начнет выходить с другой стороны канала. Пазы после навивки кольцевой напряженной арматуры на стены цилиндрических емкостных сооружений заполняют торкретным покрытием, наносимым на поверхность стен цемент-пушкой методом «снизу вверх» после гидравлического испытания емкости. 9. ПОДВОДНОЕ БЕТОНИРОВАНИЕ       Методы подводного бетонирования применяют для возведения подводных частей сооружений, например затопленных оголовков русловых водозаборов, днищ их опускных колодцев и насосных станций (при погружении без водоотлива), а также при их ремонте и восстановлении. Подводное бетонирование выполняют различными методами, в том числе методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), восходящего раствора (ВР), укладкой бункерами, утрамбовы-ванием бетонной смеси, укладкой в мешках.       Подводное бетонирование методом ВПТ заключается в непрерывной подаче бетонной смеси по опущенной сквозь толщу воды и погруженной в смесь на дно трубе в условиях, исключающих вымывание цемента. Только верхний слой первой порции бетонной смеси соприкасается с водой, остальная смесь, поступающая через нижнее отверстие трубы, остается защищенной верхним слоем от контакта с водой (рис. 13.11, а, 6). Бетонирование этим методом можно производить при глубине воды до 50 м и толщине укладываемого слоя бетона не менее 1 м. Подводную конструкцию (блок, захватку) методом ВПТ бетонируют непрерывно до уровня, превышающего проектную отметку на величину, равную 2% высоты конструкции, но не менее чем 20 см.

Рис. 13.11. Методы подводного бетонирования конструкций: а — укладка бетонной смеси способом ВПТ (в подушку опускного колодца); б— бетонирование способом ВПТ с плавучим бетонным заводом; в — бетонирование способом ВР с шахтой; г — то же, без шахты; д — бетонирование способом утрамбования бетонной смеси; 1 — опускной колодец; 2 —- заливочные трубы; 3 — воронка; 4 — свежеуложенная и уложенная бетонная смесь; 5 — бездонный железобетонный ящик; 6 — лебедка; 7 — рабочая площадка; 8 — соединение звеньев трубы; 9 — башенный подъемник; 10 — загрузочный ковш подъемника; 11 — плавучий бетонный завод; 12— крупный заполнитель; 13— опалубка; 14 — новая порция бетонной смеси

      Бетонирование методом восходящего раствора (ВР), или методом раздельного бетонирования, осуществляется путем подачи цементного раствора в опалубленную подводную стену (или массив — блок), предварительно загруженную крупным заполнителем. При этом бетонирование может выполняться различными видами этого метода, в том числе: безнапорное (гравитационное) бетонирование, когда заливочные трубы устанавливают в решетчатых ограждающих шахтах и распространение раствора в пустоты крупного заполнителя происходит под действием массы раствора (рис. 13.11, в); напорное бетонирование (инъекционный метод), когда установленные в блоке трубы засыпаются крупным заполнителем и распространение раствора обеспечивается давлением, создаваемым массой столба раствора в трубах или растворонасосом (рис. 13.11, г); напорное бетонирование с вибрацией (вибронагнетательный метод), когда распространение раствора в пустотах заполнителя обеспечивается давлением, создаваемым растворонасосом, и воздействием вибраторов, устанавливаемых отдельно от заливочных труб на расстоянии, не превышающем радиуса действия этих труб.       Бетонирование укладкой бетона бункерам (бадьями, ящиками, грейферами) выполняют путем опускания их под водой на основание опускаемого блока или ранее уложенный слой бетона и последующим выпусканием бетонной смеси через раскрывающееся дно или затвор.       Бетонирование методом втрамбовывания бетонной смеси применяют при глубине воды до 1,5 м. Бетон укладывают с берега от уреза воды или с бетонного островка, причем последующие порции смеси укладывают и утрамбовывают в ранее уложенные, но еще не схватившиеся (рис. 13.11, д). Таким образом, с водой соприкасается только бетон, а утрамбовываемая смесь остается изолированной от воздействия воды. Для укладки бетона в мешках применяют мешки, на 2/3 заполненные бетонной смесью. Работы выполняют водолазы, которые укладывают мешки вперевязку.

9.1 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ БЕТОННЫХ РАБОТ       Качество бетонных и железобетонных конструкций зависит от качества используемых материалов, а также от соблюдения основных требований технологии на всех стадиях комплексного процесса бетонных работ.       Для этого необходим контроль на всех стадиях этих работ, включая: приемку и хранение исходных материалов (цемента, песка, щебня, арматурной стали, лесоматериалов и др.); изготовление и монтаж арматурных сеток и каркасов, изготовление и монтаж опалубки; подготовку основания и опалубки к укладке бетонной смеси; приготовление и транспортировку смеси; укладку, уплотнение и уход за бетоном в процессе его твердения.       Все исходные материалы должны отвечать требованиям ГОСТа. Показатели свойств материалов следует проверять в строительной лаборатории по принятой единой методике.       На стадии приготовления смеси проверяют точность дозировки материалов, продолжительность перемешивания, подвижность и плотность смеси. Причем подвижность надо проверять не реже двух раз в смену, и она не должна от заданной более чем на 1 см, а плоьность - более чем на 3%.       При транспортировке смеси следят за тем, чтобы она не начала схватываться, не расслаивалась на составляющие, не теряла подвижности из-за потерь воды, цемента или схватывания.       В процессе армирования проверяют качество арматурной стали, правильность формы и размеров (диаметров) стержней, качество сварки, правильность положения арматуры в конструкции с учетом допускаемых отклонений, приведенных в СНиПе. Аналогично при устройстве опалубки особое внимание надо обратить на правильность ее установки, плотность стыков в щитах и сопряжениях, взаимное положение опалубочных форм и арматуры (для обеспечения необходимого защитного слоя бетона).       Перед укладкой бетонной смеси проверяют чистоту поверхности опалубки и качество ее смазки. Контролируют в процессе укладки смеси высоту ее сбрасывания, продолжительность вибрирования и равномерность уплотнения, не допуская расслоения смеси и образования раковин, пустот.       Процесс виброуплотнения контролируют визуально, по степени осадки смеси, прекращению выхода из нее пузырьков воздуха и появлению на поверхности цементного молока. В некоторых случаях используют плотномеры.       Контроль качества уложенного бетона осуществляют систематически в процессе бетонирования конструкций. Он заключается в проверке соответствия физико-механических характеристик бетона требованиям проекта. Прочность бетона на сжатие проверяют на контрольных образцах, изготовленных из бетонной смеси, взятой после ее приготовления и непосредственно на месте укладки. Приемку выполненных монолитных бетонных и железобетонных конструкций производят лишь после достижения бетоном проектной прочности. Железобетонные резервуары и другие емкостные сооружения испытывают, кроме того, на утечку воды из них, а метантенки - на утечку воздуха.       Особые меры контроля качества применяют при выполнении бетонных работ в зимнее время. Так, в процессе приготовления смеси через каждые 2 ч проверяют: отсутствие льда, смерзшихся комьев в необогреваемых заполнителях, подаваемых в бетоносмеситель, при приготовлении смеси с противоморозными добавками, температуру воды и заполнителей перед загрузкой; концентрацию солей; температуру смеси на выходе из бетоносмесителя. При транспортировании смеси один раз в смену проверяют выполнение мер укрытия, утепления и обогрева транспортной и приемной тары. Если смесь подвергают предварительному электроразогреву, то контролируют ее температуру в каждой разогреваемой порции.       При укладке смеси следят, чтобы не было снега и наледей на поверхности основания, арматуры и опалубки, следят за соответствием теплоизоляции опалубки, а при необходимости отогрева - за выполнением этих работ. Температуру смеси проверяют во время выгрузки смеси из транспортных средств и непосредственно после укладки в опалубку. Источник статьи: www.sbh.ru       В процессе выдерживания бетона его температуру измеряют дистанционными методами с использованием температурных скважин, термометров сопротивления либо технических термометров, причем, если используется способ «термоса», предварительного электроразогрева смеси или обогрева в тепляках, температуру бетона измеряют каждые 2 ч в первые сутки и не реже двух раз в смену в последующие трое суток и один раз в остальное время выдерживания. В случае применения бетонов с противоморозными добавками температуру его проверяют три раза в сутки до приобретения им заданной прочности, а при электропрогреве бетона в период подъема температуры со скоростью до 10°С/ч — через каждые два часа, в дальнейшем — не реже двух раз в смену.       Прочность бетона контролируют путем испытания дополнительного количества образцов, изготовленных у места укладки бетонной смеси при соблюдении сроков, предусмотренных для различных способов зимнего бетонирования и указанных в инструкциях и справочниках. Образцы, хранящиеся на морозе, перед испытанием выдерживают 2—4 ч для оттаивания при температуре 15—20°С. 9.2 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РАБОТ       При установке опалубки в несколько ярусов каждый последующий ярус устанавливают только после закрепления нижнего. Разбирать опалубку после достижения бетонов заданной прочности можно с разрешения производителя работ. Заготавливать и обрабатывать арматуру необходимо в специально предназначенных для этого и соответственно оборудованных мастерских или цехах. При выполнении работ по натяжению арматуры в местах прохода работающих необходимо установить защитные ограждения высотой не менее 1,8 м. Монтаж, демонтаж и ремонт бетоноводов, а также удаление из них пробок бетона допускаются только после снижения давления до атмосферного. Ежедневно перед началом укладки бетона в опалубку необходимо проверять состояние ее и подмостей и в случае обнаружения неисправностей их следует незамедлительно устранить. Рабочие, укладываюшие бетонную смесь на поверхности, имеющей уклон более 20° (конусные днища отстойников), должны пользоваться предохранительными поясам. При уплотнении смеси электровибраторами перемешать их за токоподводящие шланги не допускается, а при перерывах в работе и переходах с одного места на другое вибраторы следует выключать. Зона электропрогрева бетона должна быть ограждена, иметь световую сигнализацию и знаки безопасности. Пребывание людей и выполнение ими каких-либо работ в этой зоне без соответствующих средств защиты не допускается.