2. Устройство соединений железобетонных конструкций

Основные операции при устройстве стыков сборных железобетонных конструкций: сварка арматуры и за­кладных деталей; их антикоррозионная защита; герме­тизация и утепление стыков (распространяется на стыки наружных стеновых панелей и блоков); замоноличива- ние стыков раствором или бетонной смесыо.

Сварка монтажных соединений. Основные способы сварки: дуговая шовная, дуговая ванная и электрошла- ковая, которые выполняют по правилам, изложенным_ в гл. IX.

До начала сварочных работ проверяют правильность расположения свариваемых деталей и выпусков армату­ры. Несоосность арматурных стержней в стыках допус­кается до 0,05d (номинального диаметра) при сварке стержней в инвентарных съемных формах и до 0,ld при сварке на стальных остающихся скобах. Перелом осей стержней в стыках не должен превышать 3°. Для умень-

шения несоосности можно выполнять отгиб стержней после подогрева до 600...800°С на расстоянии от бетона не менее 100 мм.

Антикоррозионная защита. Защиту стальных связей элементов железобетонных конструкций (закладных де­талей и сварных соединений) осуществляют двумя спо­собами: омоноличиванием бетоном и нанесением защит­ных покрытий.

Защита бетоном предусматривает надежное омоноли- чивание стальных связей бетоном, плотность и марка которого, а также толщина защитного слоя по отноше­нию к элементам стального соединения не меньше, чем у сборных железобетонных элементов. В этом случае со­хранность стальных связей обеспечивается так же, как стальной арматуры в бетоне.

Если же по условиям производства работ в связи с конфигурацией стыка или ожидаемого в процессе экс­плуатации возможного образования или раскрытия тре­щин (например, стыки стеновых панелей) надежная за­щита стальных соединений бетоном невозможна или проблематична, используют защитные покрытия.

Защитные’покрытия используют двух основных ви­дов: лакокрасочные (полимерные) и металлические. За­кладные детали в процессе тепловлажностной обработки железобетонных изделий подвергаются воздействию го­рячего пара и нагретого бетона, а при сварке в условиях монтажа — влиянию высоких температур. Лакокра­сочные покрытия, как правило, не выдерживают эти воз­действия, поэтому их применяют только в условиях строи­тельной площадки, причем ограниченно. Их используют во внутренних конструкциях зданий без агрессивной среды и в сухих помещениях, а также в тех случаях, ког­да возможно возобновление покрытий при эксплуатации зданий. В остальных случаях (в зданиях с агрессивной средой, при высокой влажности воздуха, в ограждаю­щих конструкциях, при невозможности возобновления защиты в процессе эксплуатации и др.) применяют ме­таллические покрытия из цинка и реже — из алюминия.

Металлические покрытия имеют существенные пре­имущества по сравнению с лакокрасочными и полимер­ными. Если вторые только механически препятствуют доступу среды к поверхностям металла, то цинковые и отчасти алюминиевые покрытия защищают сталь так­же и электрохимически.

Электрохимическая защита заключается в том, что покрытие из цинка обладает более отрицательным потенциалом, чем сталь. Такое покрытие в случае повреж­дения или наличия в нем пор становится анодом, а ого­ленная сталь — катодом. Возникающий при этом элек­трохимический процесс приводит к постепенному раство­рению анода (цинкового покрытия) и заполнению пор продуктами коррозии цинка, а сталь при этом не раз­рушается.

Антикоррозионную защиту стальных связей осуще­ствляют, как правило, при производстве сборных желе­зобетонных конструкций, а в условиях строительной пло­щадки защищают только места, поврежденные сваркой, и сами швы.

Цинк на поверхности стали в заводских условиях на­носят Зрячим цинкованием, гальваническим способом или металлизацией, в построечных условиях — металли­зацией (напылением расплавленного цинка на защищае­мые поверхности). Металлизацию осуществляют газо­пламенным напылением цинкового порошка или на- плавлёнием расплава цинковой (или алюминиевой) проволоки.

Металлизация газопламенным напылением заключа­ется в нанесении на защищаемые детали слоя цинка толщиной 0,1...0,15 мм. Для этой цели применяют пере­движную установку (рис. Х.50,.а, б), которая состоит из баллона с горючим газом, компрессора для подачи воз­духа, питательного бачка и распылительной горелки. Детали установки соединены шлангами. Покрытие нано­сят не позже, чем в течение 3 дней после сварочных ра­бот на тщательно очищенные поверхности.

Перед нанесением покрытия разогревают поверхность сварного шва и около сварочной зоны закладных плас­тин до 320...350 °С, что обычно достигается двумя—тре­мя проходами горелки. Вслед за этим включают подачу порошка и напыляют цинковое покрытие. РасплавЛеИ- ные в воздушно-газовом пламени распылительной горел­ки частицы цинка, наносимые под давлением сжатого воздуха на предварительно прогретую стальную поверх­ность, прочно сцепляются с нею. Покрытие наносят в один слой. Высококачественное покрытие должно иметь мелкозернистую структуру и матовую металлическую поверхность без вспучиваний, трещин и других дефек­тов. Во-время нанесения покрытия оператор держит соп-

Х.50. Металлизация газопламенным напылением

а — общий вид установки; б — схе­ма работы установки; в —рабочий прием нанесения покрытия; 1 — баллон для ацетилена или пропан, бутана; 2 — масловодоотделитель; 3 — компрессор; 4 ~ питательный бачок; б — Ьорелка установки; 6 — воздушный шланг; 7 — ацетилено­вый шланг

Х.5\. Нанесение покрытия электро- металлизатором

а — общий вид электрометаллиза- тора (корпус с катушек снят); б — рабочий прием нанесения покры­тия; / — цинковая проволока; 2 — катушка с проволокой

ло горелки (рис. Х.50, в) на расстоянии 80...120 мм от металлизируемой поверхности под углом 75...90° к ней.

Такое металлизационное покрытие, выполненное на стройке, можно дополнительно покрыть 2...3 слоями ла­кокрасочных материалов для получения комбинирован­ного металлизационно-лакокрасочного покрытия. Ком­бинированные покрытия, обладающие высокой стойко­стью и долговечностью, применяются для защиты стальных связей в агрессивных средах.

Металлизацию наплавлением расплава проволоки производят электрометаллизатором (рис. Х.51). Принцип действия электрометаллизатора заключается в том, что между двуэдя непрерывно сматываемыми с катушек про­волоками возникает дуга, металл проволок плавится и струей воздуха выдувается в виде мелких капелек на сварной шов. Режим наплавления зависит от скорости подачи и качества проволоки, устойчивости и давления воздуха. При напылении длину факела выдерживают в пределах 100... 150 мм от дуги до наплавляемой по­верхности. Покрытие наносят в 2...4 слоя (при толщине 0,1...0,2 мм).

Для нанесения цинковых покрытий применяют пере­движную электрометаллизационную установку, в комп­лект которой, кроме электрометаллизатора, входят комп­рессор, электродвигатель, воздухосборник, переносной сварочный трансформатор, масловлагоотделитель, элек­трокалорифер и пневматическая сверлильная машина с комплектом щеток.

В настоящее время на стройках получает распрост­ранение специальное лакокрасочное покрытие — цинко­вый протекторный грунт. Его приготовляют на основе перхлорвинилового лака. Примерный состав грунта, %: цинковая пыль — 65...76, перхлорвиниловый лак — 35... ...25, растворитель—10. Протекторный грунт наносят сразу после подготовки поверхности или не позже, чем через 2 ч. Состав наносят плавными движениями распы-. лительного пистолета или филенчатой кисти шириной

50. .60 мм. Для достижения необходимой толщины защитного слоя (0,15...0,3 мм) грунт наносят в 2...3 слоя, причем каждый последующий слой — по высохшему пре­дыдущему. Высыхание определяют по просветлению пленки, при этом волокна ватного тампона или нити ве­тоши не должны прилипать к пленке.

Герметизацию стыкод наружных стеновы$ панелей и блоков осуществляют укладкой между ними пористых прокладок и нанесением с наружной стороны в стык уплотняющих мастик.

В качестве прокладок применяют гернитные, пороизо- ловые, резиновые с мелкопористой структурой жгуты.

В качестве мастик применяют: нетвердеющие — вяз­кую однородную массу на основе полиизобутиленового, изопренового и бутилового каучуков, наполнителей и пластификаторов, и вулканизирующиеся — эластичную резиноподобную массу с высокой адгезией (прилипани­ем) к бетону и другим материалам на основе каучука, пластификатора, растворителя, наполнителя и вулкани­затора (тиокояовая, бутилкаучуковая, силиконовая, «Эластил» и др.).-

Герметизирующие прокладки в горизонтальные сты­ки укладывают в процессе монтажа, а в вертикальные — после проверки вертикальных панелей (блоков) и их за­крепления по проекту.

Герметизацию вертикальных стыков проводят в та­кой последовательности: прочищают наружный зазор в стыке металлической щеткой; поверхность стыка грун­туют клеящей' мастикой; прокладку запрессовывают в загрунтованный зазор (при блочном строительстве иногда конопатят). Затем в стык снаружи нагнетают уплотняющую мастику с последующим разравниванием металлической расшивкой.

Прокладку запрессовывают в вертикальный стык па­нелей (блоков) роликом (рис. Х.52) с наружных сторон здания. Толщина прокладки должна быть в 1,7 раза больше зазора, чтобы получить обжатие в стыке на 30... ...50 %.

Изоляцию стыков мастиками выполняют после уплот­нения прокладками и замоноличивания стыков стеновых панелей (блоков), которые выполняют изнутри здания. Мастику в вертикальный стык вводят специальными шприцами: .ручными (мало эффективны), пневматиче­скими (рис. Х.53) и электрогерметизаТорами (рис. Х.54).

Работа пневматических шприцев основана на выдав­ливании из заполненного цилиндра через мундштук мас­тики энергией сжатого воздуха. •

В электрогерметизаторе рабочее давление создается вращающимся шнеком. Брикет мастики, заключенный в полиэтиленовую пленку, подается в загрузочное от­верстие, и шнек, постепенно забирая мастику, нагнетчет

Х.52. Ролик для закатывания прокладки

Ш[Ш,

Х.53. Пневматический шприц дли мастик

1 — мундштук; 2 — наконечник; 3 — муфта; 7 — цилиндр; 5 — поршень; в —< крышка; 7 — ручка; 8 — штуцер; 9 — скоба

Х.54. Укладка мастики в стык электрогерметизатором

а — общий вид электрогерметизатора; б — схема укладки; 7 — насадка;, 2 — электрообогреватель; 3 — рабочий шнек; 4 — загрузочное устройство; 5—элект рическая сверлильная машина; « — брикет мастики; 7 — стык между пайеля , »и; 8 — мастика, уплотненна»* стыке

ее через насадку в стык. Разррванная шнеком на кусоч­ки пленка остается в слое уложенной в стык мастики. Для улучшения адгезии мастики с бетонной поверхно­стью в холодное время года включают электронагрева­тель.

Мастику в стыки наносят непрерывно равномерно валиком толщиной 10...15 мм, который затем деревянной или металлической специальной расшивкой плотно при­жимают к кромкам панелей. Толщина наносимого слоя мастики должна быть 10... 15 мм по оси стыка и 20... ...25 мм в местах контакта с бетонной поверхностью кро­мок панелей.

Утепление стыков. В качестве теплоизоляционных материалов применяют вкладыши из пенополистирола, полужесткого стекловолокна или минераловаты, предо­храняя их от увлажнения обертыванием синтетической пленкой или пергамином. Утеплительный пакет наклеи­вают изнутри стыка на гидроизоляционный слой (гер­метизирующие ленты, два слоя рубероида и др.), а если он не предусмотрен проектом, непосредственно на бетон­ную поверхность. Для наклейки гидроизоляционного слоя и утеплительного пакета применяют нетвердеющие мастики.

В горизонтальных стыках утеплительный пакет укла­дывают насухо (без мастики) между наружной стеновой панелью (блоком) и торцом панели перекрытия.

Замоиоличипаиие стыков является трудоемким про­цессом, так как большое количество бетона (раствора) укладывают малыми порциями одновременно. Так, объ­ем рассредоточенного монолитного бетона для заполне­ния стыков по отношению к сборному железобетону кон­струкций зданий составляет: в одноэтажных промыш­ленных зданиях 9... 12 %, в многоэтажных промышленных зданиях 12...20 %, в жилых домах 3...7^/₀.

Замоноличивают стыки только после приемки свар­ных соединений и выполнения^антикоррозионной защи­ты металлических деталей. Бетонные поверхности сты­куемых частей элементов должны быть шероховатыми. Стыки перед укладкой в них бетона очищают, продува­ют струей сжатого воздуха или промывают водой.

В смесях для замоноличивания соединений применя­ют быстротвердеющие и обычные портландцемента мар­ки 400 и выше; в качестве крупного заполнителя — ще­бень или гравий из камня твердых пород. Чтобы обеспечить хорошее заполнение полостей соединений и исключить образование пустот и раковин, размер зе­рен крупного заполнителя должен быть не более 1/3 наименьшего сечения полости и 3/4 наименьшего рас­стояния в свету между стержнями арматуры. Размер зе­рен песка для стыков стеновых панелей не должен пре­вышать 5 мм.

Для обеспечения высокого качества заполнения по­лостей соединений бетонная (растворная) смесь должна обладать необходимой подвижностью. Для монтажных соединений подвижность должна быть: бетонной сме­си — 6...8 ем; раствора для стыков — не более 8 см; рас­твора для заполнения горизонтальных швов стеновых панелей — 5...7 см, а для заполнения вертикальных сты­ков между панелями — 30... 12 см.

Бетокную или растворную смесь подают в стык вруч­ную или механизированным способом — под давлением. Заполнение стыков бетоном (раствором) механизирован­ным способом производят при помощи плунжерных или винтовых растворонасосов, пневмонагнетателей, комп­лексных пневматических установок, работающих по принципу торкретирования, цемент-пушек и другого обо­рудования. Пневматические нагнетатели и комплексные установки пригодны для заделки стыков как бетонной смесью, так и раствором; растворонасосы и цемент-пуш­ки— только раствором.

Смесь, поданную в стык свободно (т. е. не под дав­лением), уплотняют глубинными и значительно реже — наружными прикрепляемыми вибраторами. Учитывая небольшие размеры зазоров в соединениях, применяют глубинные вибраторы обычно с вибронаконечниками не­большого диаметра — 28 и 38 мм, Если по каким-либо причинам (частое расположение арматуры, небольшие размеры полости стыка и т. п.) не удается применять вибраторы, смесь в стыках уплотняют вручную штыко­ванием. "

Технологические приемы замоноличивания соедине­ний диктуются их конструктивными решениями. С этих позиций наиболее характерны стыки: колонны с фунда­ментом стаканного типа, колонны с колонной, ригелей с колоннами, вертикальные стыки стеновых панелей.

Стыки колонн с фундаментами стаканного типа за- моноличивают вслед за установкой, выверкой и времен­ным закреплением ряда колонн. Для замоноличивания применяют бетонную смесь с заполнителем, крупность частиц которого должна быть в пределах. 5...20 мм. Бе­тонную смесь уплотняют глубинным вибратором с нако­нечником диаметром до 38 мм. Если таких вибраторов нет, то следует использовать обычные глубинные вибра­торы с надеваемыми на'них наконечниками или метал­лическими полосами (рис. X.55).

Стыки колонн с колонной замоноличивают одним из следующих способов, обеспечивающих плотное заполне­ние всей полости: с подпором бетонной смеси, прессова­нием, инъецированием.

Замоноличив,ание стыка с подпором бетонной смеси производят в инвентарной'опалубке, состоящей из двух Г-образных частей,- соединяемых болтами (рис. Х.56). С каждой стороны опалубки устроены карманы, через которые в полость подают бетонную смесь и уплотняют ее. Верхний обрез карманов находится выше верхней границы стыка, чем обеспечивается плотный контакт укладываемой бетонной смеси со стыкуемой гранью верхней колонны. После укладки бетонной смеси нарос­ты бетона в карманах срезают, забивая стальные плас­тины заподлицо с гранями конструкции.

Способ замоноличивания прессованием основан на за- прессовании бетонной смеси в полость стыка с помощью специальной пресс-опалубки (рис, Х.57), состоящей из двух скрепленных частей, На подготовленный стык уста­навливают обе части опалубки и закрепляют болтами. Затем отводят до отказа пуансоны опалубки от стыка, камеры заполняют бетонной смесыо и закрывают крыш­ками. Вращая рукоятку, вдавливают смесь в стык. До­ведя пуансоны до упора и открыв крышку камеры, при­ставляют поочередно к каждому пуансону вибробулаву, одновременно продолжая допрессовывать пуансоном бе­тонную смесь в стык до появления ее в зазорах между колонной и опалубкой. После этого раскрывают и сни­мают пресс-бпалубку и кельмой зачищают поверхности замоноличенного стыка от наплывшего бетона. Способ трудоемок, но обеспечивает качественное заполнение по­лости стыка. Г .

Способ инъецирования заключается в заполнении по­лости стыка раствором под давлением в специальную опалубку с помощью пневматических и механических на­гнетателей (рис. Х.58). Специальная опалубка состоит из двух Г-образных половин,^оторые соединяют ц^атяги-

Х

' Х.55. Замоноличивание стыка колонны с фундаментом стаканнЪго типа

/ — металлическая полоса; 2 — хомуты;- 3 — вибробулава

.56. Инвентарная опалубка для заделки стыков колонны

/ — колонна; 2 — стальные пластины для срезки наплывов; 3 — крепление щитова

4. карманы для подачи бетонной смеси; 5 — щиты; . 6 — перекрытие; 7 — отверстия для крепления отражателей с инфракрас­ными излучателями; 8 — границы стыка

Х.57. Пресс-опалубка для замоноличива- i ния стыка колонн

/ — камера нагнетания; 2 — опалубка; За­крытии; 4 — шток; 5 — пуансон; 6 ■— сты­куемые колонны;. 7—запоры; «9 — рукоят­ка

Х.58. Заменоличивание стыка колони инъецированием

•контрольный кран; 2-

5. — воздуховод; 6 —

-колонна; 5 —опалубка; 4 — наконечник с краном; трубопровод; 7 — нагнетатель; 8 — компрессор

Х.59. Инвентарная опалуб­ка для замоноличивания ригелей прямоугольного се­чения со средней колонной

1 — колонна; 2 — ригель; 3 — бетон заделки; 4 — щи­ты опалубки; 5 — отверстия для крепления отражателей с источниками инфракрас­ных лучей; 6 — болты

Х.60. Опалубка для вертикальных стыков стеновых панелей

а — панель с оконными проемами; б — то же, сплошных; 1 — перекрытие; 2 — стеновая панель; 3 — верхняя скоба; 4 — щит опалубки; 5 —хомут с захвата­ми; б — клин; 7 — лоток для бетона; 8 — упр£

вают болтами или клиньями. Опалубку устанавливают с герметизирующими прокладками из эластичной рези­ны. Полость стыка заполняют подвижным раствором марки 300 при избыточном давлении до 30 Па. Инъек­ционные головки подсоединяют к штуцерам задвижек в опалубке и открывают контрольные краны. Чтобы из­бежать воздушных пробок, раствор подают в полости опалубки с небольшой скоростью. Когда из отверстий контрольных кранов появляется раствор, их закрывают и продолжают подачу раствора для создания дополни­тельного давления. Затем задвижки закрывают, а инъ­екционную головку отсоединяют.

Замо.ноличивание стыков ригелей с колоннами осуществляют с применением инвентарной опалубки (рис. Х.59). Укладку бетонной смеси производят безна- порно с'уплотнением вибратором с гибким валом.

Для замоноличивания вертикальных стыков стено­вых панелей используют инвентарную опалубку (рис. Х.60), а в месте примыкания панелей внутренних стен —• иащельниками. Смесь подают с вышележащего пере­крытия растворонасосом или при малых объемах — че­рез воронку. Перед этим наконечник вибратора с гибким валом опускают на дно стыковой полости и по мере по­дачи смеси поднимают кверху, уплотняя подаваемую смесь.

Замоноличенные стыки в период твердения бетона (раствора) предохраняют от ударов, сотрясений, воз­действия прямых солнечных лучей. Для создания влаж­ного режима твердения бетона замоноличенные стыки укрывают мешковиной, опилками и систематически увлажняют в течение 3 сут. При температуре +15°С и выше в период первых 3 сут поливают днем не реже чем через 4 ч и не менее 1 раза ночыо. В последующие дни стыки поливают не реже 2 раз в сутки. Поливку не производят при температуре воздуха +5 °С и ниже.

Передача монтажных нагрузок на стыки допускает-' ся после достижения бетоном или раствором прочности не менее 70 % проектной; в каждом случае этот предел должен быть проверен расчетом устойчивости смонтиро­ванных конструкций. Распалубку стыков в летних ус­ловиях можно производить после достижения бетоном или раствором прочности, указанной в проекте, а при от­сутствии таких указаний — не менее 50 % проектной марки. **,■' **•