ТСП Лекции 7 / Лекция 7.11 Производство бетонных работ в условиях сухого жаркого климата
.pdfТехнология строительных процессов. |
Лекция 7.11. |
Производство бетонных работ в условиях сухого жаркого климата.
Сухой жаркий климат отличается продолжительным знойным летом (более 100 дней в году), высокими дневными температурами (20...30°С и выше) и низкой относительной влажностью (55...50% и ниже). Его характеризуют сильный нагрев в течение дня открытых поверхностей почвы и возводимых конструкций вследствие интенсивной солнечной радиации; значительные перепады температуры и влажности в течение суток; наличие ветров (суховеев), особенно в равнинных областях.
Жаркая сухая погода вызывает появление ряда факторов, которые существенно усложняют технологию бетонных работ, а именно: повышенную температуру бетонной смеси, влекущую увеличение водопотребности для обеспечения ее отпускной подвижности и расхода цемента для получения требуемой прочности бетона; быструю потерю бетонной смесью подвижности в процессе ее транспортирования или выдерживания до укладки вследствие ускоренного схватывания цемента и интенсивной потери воды затворения, приводящей к нарушению принятых условий транспортирования и укладки бетонной смеси, а также отделки поверхности конструкций; интенсивное обезвоживание бетона
иснижение вследствие этого его прочности на сжатие (до 50% в месячном возрасте), долговечности, а также ухудшение других физико-механических свойств.
Скорость испарения воды из бетонной смеси и уложенного бетона в значительной степени зависит от температурно-влажностных характеристик окружающей среды. Так,
например, если при температуре воздуха 20°С, влажности 70% и скорости ветра около 5 м/с интенсивность испарения составит 0,3 кг/м2, то в условиях жаркой сухой погоды при
температуре 35°С, влажности 30% и той же скорости ветра интенсивность испарения возрастет до 1,2 кг/м2, т. е. станет в четыре раза выше. Если же скорость ветра возрастет до 10 м/с, то интенсивность испарения повысится еще в два раза.
Очень важным фактором, характерным для процесса бетонирования в жаркую сухую погоду, является значительная пластическая (начальная) усадка бетона, приводящая к раннему растрескиванию бетонных и особенно железобетонных конструкций и сооружений, ухудшению физико-механических свойств бетона к резкому снижению его долговечности.
Пластическая усадка протекает на протяжении первых нескольких часов после укладки в период формирования структуры бетона и перехода его из пластического в полупластическое и полутвердое состояние. Основная причина этого явления — быстрое обезвоживание бетона вследствие испарения воды. Пластическая усадка бетона в жаркую
исухую погоду повышает в несколько раз последующую влажностную усадку затвердевшего бетона, имеющую место во всех бетонах, уложенных при любых климатических условиях.
Вследствие пластической усадки уложенный бетон испытывает неравномерные послойные усадочные деформации (изменения формы и размеров), различающиеся по значению и скорости проявления. В результате в поверхностных слоях возникают растягивающие напряжения. Если они превосходят прочность бетона на растяжение, то возможно появление значительных по длине и ширине усадочных трещин (макротрещин). Трещины могут достигать в длину 1...1.5 м, глубину до 100...200 мм с шириной раскрытия до 3...4 мм и более.
Пластическая усадка особенно вредна для железобетонных конструкций. Армирование бетона создает стесненные условия для протекания процесса усадки, что усиливает степень растрескивания бетона. Усугублять растрескивание бетона могут также силы трения, возникающие, например, при сцеплении покрытий дорог или облицовок канала с основанием или земляным полотном, слоя штукатурки с поверхностью бетона и т.п..
Особенностью районов с жарким сухим климатом является значительный перепад между дневной и ночной температурами, доходящий до 40°С и более. В ранние весенний
-1 -
Технология строительных процессов. |
Лекция 7.11. |
иосенний периоды возможны ночные заморозки, приводящие к замерзанию поверхностных слоев бетона. Происходящее при этом попеременно замерзание и оттаивание поверхности бетона еще более ухудшает условия выдерживания забетонированных конструкций.
Выбор материалов для бетона. В условиях сухого жаркого климата можно получать качественные монолитные железобетонные конструкции, применяя комплекс кон- структивно-технологических мер. Большое внимание при этом необходимо уделять подбору компонентов бетонной смеси.
При выборе цементов следует иметь в виду, что наиболее эффективными являются высокоактивные быстротвердеющие портландцементы. В целях снижения усадочных и температурных деформаций в твердеющем бетоне и экономного расходования цемента марка цемента (его активность) должна превышать заданный класс бетона не менее чем в полтора раза (при высоких классах бетона — на 25...30%). Бетоны на таких цементах имеют большую скорость начального твердения и меньшую способность к влагоотдаче, чем при использовании обычных портландцементов. Это позволяет сократить сроки ухода за бетоном и уменьшить его пластическую усадку.
Широкое применение указанных портландцементов сдерживается их высокой стоимостью. Поэтому в условиях сухого жаркого климата, как правило, более целесообразно введение в состав бетона химических добавок, которые повышают подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси (пластифицирующие добавки) и ускоряют твердение бетона. Наиболее эффективно применение так называемых «комплексных» добавок, где в качестве пластифицирующего компонента наиболее часто используют сульфитнодрожжевую бражку (СДБ), а в качестве ускорителя твердения бетона— нитрат кальция
Ca(NО3)2, а также нитрит-нитрат хлорида кальция (ННХК). Поскольку добавки типа СДБ замедляют твердение бетона, их дозировка не должна выходить за пределы 0,1… 0,3% массы цемента.
Конечно, в реальных условиях производства могут быть применены и другие дозировки, а также иные виды добавок, назначаемые строительными лабораториями.
Для бетонов, применяемых в условиях сухого жаркого климата, целесообразно использовать заполнители из карбонатных пород, так как эти породы обладают хорошим сцеплением с цементным камнем и близки его значениям коэффициента температурного расширения. Применять заполнители из вулканических пород, например базальтовый щебень, не рекомендуется, так как это приводит к снижению прочности затвердевшего бетона. Заполнители перед приготовлением бетонной смеси необходимо защищать от солнца, а пористый щебень, кроме того, увлажнять.
Приготовление, транспортирование и укладка бетонной смеси. В процессе приготовления бетонной смеси необходимо стремиться к тому, чтобы ее температура при выходе с бетонного завода была более низкой. Уже при температуре бетонной смеси выше 25 °С могут возникнуть серьезные затруднения при ее укладке и уплотнении.
Добиться снижения температуры бетонной смеси можно, применяя меры по охлаждению воды и крупного заполнителя. Чтобы предотвратить нагревание воды в резервуарах и трубопроводах, последние защищают теплоизоляцией. В ряде случаев экономически целесообразно понижать температуру воды в специальных установках — емкостях, куда добавляют измельченный лед. Перемешивание такой воды с заполнителями в бетоносмесителе необходимо продолжать до полного таяния льда.
Заполнители, хранящиеся обычно в открытых штабелях, охлаждают путем испарения влаги с их поверхности. Для этого заполнители на складе смачивают водой, а затем при транспортировании в бункер бетонного завода по конвейерам по штабельной галерее
инаклонной эстакаде обдувают потоком воздуха, нагнетаемым вентиляторами.
Продолжительность перемешивания бетонной смеси в условиях сухого жаркого климата увеличивают на 30-50%. Бетонную смесь транспортируют в автобетоносмесителях. На центральном бетоносмесительном заводе сухую смесь загружают в автобетонос-
- 2 -
Технология строительных процессов. |
Лекция 7.11. |
меситель, который транспортирует ее в сухом виде на строительную площадку и перемешивает с водой непосредственно у места бетонирования.
Чтобы избежать потерь цементного молока и влаги перед укладкой бетонной смеси, опалубку проверяют на герметичность. Внутреннюю поверхность опалубки увлажняют.
Бетонную смесь подают в блок бетонирования бетононасосами или в больших бадьях с помощью кранов. Свободное падение смеси допускается с высоты не более 2 м. Бетонирование ведут непрерывно. В случае перерывов особое внимание обращают на подготовку рабочих швов. Чтобы обеспечить плотную структуру бетона и снизить испарение воды смесь тщательно уплотняют вибраторами.
После укладки и уплотнения бетонной смеси, обеспечивают условия, необходимые для нормального твердения бетона. Сначала открытые поверхности свежеуложенного бетона закрывают плотными материалами (тентами ПВХ, мешковиной, брезентом, рогожами, соломенными матами), препятствующими испарению влаги и систематически через каждые 3-4 часа увлажняют. В отличие от увлажнения бетона в условиях средней полосы, при жарком сухом климате его поливают чаще с продолжительностью до 28 суток. Также бетонные конструкции засыпают влажным песком или опилками с последующим систематическим увлажнением. Укрытие бетона из влагоемких материалов и деревянную опалубку постоянно поддерживают во влажном состоянии.
При максимальной температуре воздуха 30–35°С бетон поливают через каждые 2 ч, при 35–40°С – через 1,5 ч, при температуре воздуха выше 40°С – через 1 ч. В ночное время перерыв между поливами может быть увеличен в 2 раза. Частота полива назначается с учетом скорости ветра и относительной влажности воздуха.
Ввиду того, что систематическое увлажнение бетона в процессе ухода за ним при дефиците воды в ряде районов страны связано со значительными затратами, целесообразно применять безвлажностные методы. К таким методам относят выдерживание бетона под специальными воздухонепроницаемыми колпаками из поливинилхлоридной пленки или покрытие поверхности бетона специальными пленкообразующими составами.
В последние годы находит применение метод ускорения твердения бетона, основанный на использовании солнечной энергии с применением защитных покрытий из полимерных материалов. Под влиянием солнечной радиации и высокой температуры воздуха бетон, выдерживающийся под пленкой, в течение первых 1-3 суток интенсивно набирает прочность, которая к 7-суточному возрасту при отсутствии влагопотерь достигает R28.
- 3 -