#G0
Бетонные и железобетонные работы. Общие сведения
Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения смеси вяжущего (цемента), воды и заполнителя (песок, щебень или гравий - для обыкновенного бетона, шлак, пемза, керамзит, туф - для легких бетонов). Бетонные и железобетонные работы производятся при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. Эти работы состоят из следующих комплексных процессов: изготовления и установки опалубки, изготовления и укладки сеток и каркасов арматуры в опалубку, приготовления и укладки бетонной смеси в опалубку, ухода за бетоном.
Материалы, составы и приготовление бетона
Бетоны классифицируются по массе и прочности, назначению и виду вяжущего вещества (см. справочную литературу "Строительные материалы и изделия").
В зависимости от назначения в строительстве бетоны должны обладать определенными качествами: прочностью, плотностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью, химической стойкостью, жароупорностью и т.д. По виду вяжущего вещества бетоны подразделяются на цементные, известковые, гипсовые, асфальтовые, полимерные.
В обычных цементных бетонах применяют в качестве заполнителей: крупных - щебень или гравий, мелких - песок горный и речной.
В состав обычного бетона входят цемент, вода, крупный и мелкий заполнители, которые в определенной пропорции смешиваются, образуя бетонную смесь. Различают бетонную смесь: жесткую, пластичную и литую.
Жесткая бетонная смесь подвижностью 1...2 см (с малым количеством воды) представляет собой слегка влажную массу и при ее укладке необходимо применять вибрирование или прессование.
Пластичная бетонная смесь подвижностью 3...6 см тестообразна и ее можно укладывать с кратковременным вибрированием или штыкованием.
Литая бетонная смесь - густотекучая масса, которая без механического воздействия растекается в опалубке под влиянием собственного веса. Дозы составных частей бетонной смеси зависят от активности (марки) цемента и расчетной прочности (марки) бетона. Марка бетона устанавливается при проектировании сооружения и указывается в рабочих чертежах. Состав бетонной смеси выражают в виде массового соотношения между количествами - цемент : песок : щебень (или гравий) с указанием водоцементного отношения В/Ц (отношения массы воды к массе цемента). Материалы для приготовления бетонной смеси дозируются: цемент в сухом виде по массе с погрешностью ± 1 %, а заполнитель по массе и объему с погрешностью ± 2 %.
При малых объемах работ и приготовлении бетонной смеси в бетономешалках малой емкости допускается отмеривать заполнители по объему, а цемент взвешивать на весах.
При обозначении состава бетона количество (масса) цемента принимают за единицу, а количество массовых частей песка и щебня (гравия) - приходящиеся на 1 массовую часть цемента. Состав бетона обозначается формулой: 1 : X : У при В/Ц = Z.
Рациональное соотношение
составляющих бетон материалов должно
обеспечивать: приобретение бетоном
проектной прочности (марки), необходимую
подвижность бетонной смеси с учетом
конструкции и возможно наименьший
расход цемента на 1 м
бетона.
На крупных и ответственных стройках состав бетонной смеси определяется лабораторным подбором в следующем порядке:
- опытным путем определяют водоцементное отношение, обеспечивающее заданную прочность бетона,
- определяют расход цемента и воды на 1 м бетонной смеси,
- устанавливают соотношение между количеством песка и щебня (гравия),
- вычисляют расход заполнителей на 1 м бетонной смеси,
- производят проверку подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси и вносят поправки в ее состав,
- делают проверку прочности бетона испытанием контрольных образцов.
По нормам наименьший допускаемый расход цемента на 1 м ( )бетона: для сооружений, находящихся на открытом воздухе или в воде, - 250 кг; для сооружений, находящихся внутри зданий, - 220 кг; для бетона, уплотняемого вибрированием, - 200 кг.
Марку цемента выбирают с таким расчетом, чтобы она превышала заданную марку бетона примерно в 1,5...2,5 раза.
Зависимость прочности бетона от водоцементного отношения при цементе разных марок представлена на рис.1.
Рис.1. Зависимость прочности бетона от водоцементного отношения при цементе разных марок
Подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси также зависит от количества содержащейся воды (рис.2).
Рис.2. Водопотребность бетонной смеси с расходом портландцемента 200...400 кг/м , песка средней крупности и гравия крупностью:
а - 10 мм,
б - 20 мм,
в - 40 мм,
г - 80 мм
Усредненный оптимальный состав бетона 1: 2: 4 при В/Ц = 0,4...0,7.
Подвижность бетонной смеси подбирается с учетом удобоукладываемости в различные конструкции (табл.1). Для приготовления бетонных смесей используются вяжущие: портландцементы (марок 300...600), шлакопортландцемент (300), сульфатостойкие цементы (400, 500), быстротвердеющий шлакопортландцемент (400), напрягающий цемент НЦ (400, 500), глиноземистый (400, 500, 600).
Таблица 1
Рекомендуемая подвижность бетонной смеси
#G0Виды конструкций |
Осадка конуса, см |
Показатель удобоукладываемости, с |
Подготовка под фундаменты, полы, дорожные покрытия и т. п. |
1...2 |
35...25 |
Массивные неармированные и с редко расположенной арматурой конструкции |
2.. 4 |
25... 15 |
Каркасные железобетонные конструкции (плиты, балки, колонны большого и среднего сечения) |
4...6 |
15..12 |
Железобетонные конструкции, насыщенные арматурой (стенки, колонны небольших сечений, бункеры) |
6...8 |
12...10 |
Железобетонные конструкции, сильно насыщенные арматурой (арочные и балочные мосты, опорные части) |
8..12 |
10..5 |
Конструкции, выполняемые подводным бетонированием |
12...18 |
5 |
Расход цемента на 1 м бетона зависит от вида конструкций (табл.2).
Таблица 2
Ориентировочный расход цемента в бетонах для монолитных бетонных и железобетонных конструкций
#G0Марка бетона |
Марка цемента |
|
Расход цемента, кг на 1 м бетона для конструкций |
|
|
массивных |
тонкостенных |
100 |
300 |
225 |
- |
150 |
300...400 |
250 |
- |
200 |
400 ..500 |
270 |
300 |
300 |
500...600 |
320 |
350 |
400 |
600 |
440 |
440 |
500 |
600 |
500 |
550 |
600 |
700 |
560 |
600 |
Заполнители для бетонных смесей: песок (по #M12293 0 901700280 3271140448 236756085 247265662 4292033677 3918392535 2960271974 1052220950 4291804369ГОСТ 8736-93#S), щебень и гравий из природного камня (по #M12293 1 1200000314 3271140448 1441418669 247265662 4292033677 3918392535 2960271974 3628676638 4294967268ГОСТ 8267-93#S), щебень из доменных шлаков (#M12293 2 9055868 3271140448 580247302 247265662 4292033677 3918392535 2960271974 3628676638 4294967268по ГОСТ 5578-94#S), заполнители пористые неорганические для легких бетонов (по #M12293 3 901700274 3271140448 1930658554 4294961312 4293091740 2693571757 247265662 4292033677 557313239ГОСТ 9757-90#S).
Приготовление бетонных смесей производится на централизованных заводах и бетоносмесительных узлах, местных приобъектных установках. Бетонная смесь перемешивается в бетоносмесителях стационарных и передвижных - автобетоносмесителях (табл.3).
Таблица 3
Бетоносмесители
#G0Тип |
Модель |
Вместимость смесительного барабана, л |
|
СБ-101.СБ-174 |
65 |
Гравитационные |
СБ-ЗОГ
|
165 |
|
СБ-169
|
250 |
|
СБ-1БГ, СБ-91Б |
500 |
Принудительного действия |
СБ-199 |
250 |
|
СБ-92-1А, |
|
Автобетоносмесители на базе КамАЗ-5511 |
СБ-92В-1, |
5000 |
|
СБ-159А |
|
Бетоносмесители (бетономешалки) бывают периодического и непрерывного действия. Непрерывного действия бетоносмесители применяются, когда требуется непрерывная укладка бетона одной марки в больших объемах. В гражданском и промышленном строительстве в основном применяются бетоносмесители периодического действия:
- с вращающимся смесительным барабаном, в котором перемешивание материалов осуществляется по принципу свободного падения (гравитационные),
- с неподвижным барабаном с вращающимися лопастями для принудительного перемешивания бетонной смеси.
В большинстве случаев применяются гравитационные бетоносмесители. Для приготовления легких и тяжелых жестких бетонов на мелком заполнителе крупностью 12...20 мм пользуются бетоносмесителями принудительного действия. Бетоносмесители специального назначения применяются в виде самоходных машин-автобетоносмесителей для приготовления в пути и доставки бетонной смеси на большие расстояния. Размер бетоносмесителей определяется полезной емкостью смесительных барабанов по суммарному объему сухих материалов, загружаемых на один замес.
Во время перемешивания мелкие составные части (цемент, песок) заполняют пустоты между зернами щебня (гравия), и объем готовой смеси уменьшается на 28...35% по сравнению с суммой загружаемых объемов отдельных составляющих. Тщательное перемешивание бетонной смеси зависит от длительности перемешивания и пластических свойств смеси (табл.4).
Таблица4
Наименьшая продолжительность перемешивания бетонной смеси, с
#G0Емкость бетоносмесителя, л |
|
Осадка конуса |
|
до 6 см |
более 6 см |
до 250 |
60 |
45 |
425 |
60 |
45 |
1200 |
120 |
90 |
2400 |
150 |
120 |
При потребности малых объемов бетонной смеси возможно ее ручное приготовление, для чего устраивается боек - небольшой настил из досок. На боек насыпается для замеса в нужном количестве песок, лопатой в нем делают лунку, в которую насыпают отмеренное количество цемента. Затем песок с цементом равномерно перемешивается лопатой (перелопачивается), пока смесь песка с цементом не будет однородной по цвету. После этого в песчано-цементной смеси делают лунку (или борозды) и высыпают требуемое количество щебня (гравия), снова перелопачивают смесь, поливая ее постепенно водой из лейки или ведра в отмеренном количестве для получения заданной подвижности смеси. Смоченная водой цементно-песчано-щебеночная (гравийная) смесь перелопачивается до однородного состояния.
Бетонная смесь после выгрузки из бетоносмесителя (или приготовления на бойке) должна быть уложена в строительные конструкции до момента начала твердения: в течение не более 1,5 ч при температуре воздуха 5...20° и 1 ч при температуре более 20 °С.
Бетонная смесь к месту укладки доставляется автомобилями-самосвалами, в бункерах или бадьях, может перемещаться ленточными транспортерами (подвижность бетонной смеси до 6 см и угол наклона ленты транспортера до 20°), бетононасосами и пневмонагнетателями (табл.5) по стальным бетоноводам диаметром 19...28 см (на расстояние по горизонтали до 350 м и по вертикали до 50 м).
Таблица 5
Бетононасосы и пневмонагнетатели
#G0Тип |
Модель |
Подача, м /ч |
Вместимость резервуара, м |
Дальность подачи, м |
|
|
|
|
|
горизонт. |
вертикал. |
Бетононасос |
СБ-68 |
5 |
- |
100 |
10 |
|
СБ-85 |
25 |
0,55 |
300 |
50 |
|
СБ-95 |
25 |
0,55 |
350 |
50 |
|
СБ-7 |
40 |
2,8 |
250 |
15 |
Автобетононасос |
СБ-126Б, СБ-170-1 |
60 |
- |
300 |
50 |
Пневмонагнетатель |
СМЖ-136, СМЖ-141, ПБМ-1 |
20 |
0,8 |
200 |
35 |
Таблица 6
Бадьи для подачи бетона
#G0Вместимость бадьи, м |
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), см |
Масса, кг |
Неповоротные: |
|
|
0,3 |
90 х 90 х 76 |
125 |
0,5 |
218x110x97 |
280 |
0,8 |
150x118x130 |
445 |
Поворотные: |
|
|
0,8 |
282x115x90 |
370 |
1,2 |
320x170x106 |
700 |
1,6 |
320x170x106 |
1060 |
2,4 |
400x255x195 |
1630 |
Бетононасосы и пневмонагнетатели целесообразно использовать при больших объемах бетонных работ (не менее 5000 м ).
Бетононасосами и пневмонагнетателями перекачиваются бетонные смеси с крупностью заполнителей не более 70 мм и подвижностью 4... 12 см.