книги из ГПНТБ / Ерин Б.Г. Контроль качества мостостроительных работ

где q> — частота собственных колебаний; С — жесткость; для разрезной балки

g _ 17МПР .

~35 ’

М— масса пролетного строения;

g — вес пролетного строения.

Преобразуя вышеприведенные формулы, получаем выражения для определения модуля бетона в разрезной балке:

Сравнивая найденный модуль с табличным при изгибе, можно определить примерную марку бетона в сооружении. Если марка бетона, уложенного в сооружение, определенная на 28-е сутки на основании испытания контрольных образцов или одним из выше­ указанных приближенных методов, окажется ниже проектной бо­ лее чем на 10%, то вопрос о возможности использования этого со­ оружения или конструктивного элемента решает проектная орга­ низация вместе с заказчиком.

§ 13. ПРОПАРИВАНИЕ БЕТОНА

Пропаривание бетона, применяемое при заводском и полигон­ ном изготовлении сборных конструкций, заметно ускоряет процесс гидратации и позволяет значительно увеличить оборачиваемость стендов и опалубки. При пропаривании необходимо строго выдер­ живать заданный режим.

В начале твердения бетона количество химически связанной во­ ды в нем бывает ничтожным; по мере твердения оно постоянно уве­ личивается за счет свободной воды. Если при пропаривании вода интенсивно испаряется, это может привести к прекращению про­ цесса гидратации и к значительной потере прочности бетона. По­ этому пропаривают насыщенным паром или паровоздушной смесью, имеющей высокую влажность, а также применяют защит­ ные кожухи или пленки, герметизирующие изделия от соприкосно­ вения с паровоздушной средой. Пар в пропарочной камере может быть насыщенным только при температуре 100°, при более низких температурах часть пара конденсируется, и образуется паровоз­ душная смесь, обычно обладающая влажностью менее 100%.

Бетонные смеси для искусственных сооружений готовят на вы­ сокоактивных цементах при большом их содержании на 1 м3.

Благодаря ускорению процесса гидратации при пропаривании выделение экзотермического тепла происходит весьма интенсивно; это вызывает внутренние температурные деформации, которые мо­

60

гут вызвать появление в бетоне микротрещин. К тому же приво­ дит и неравномерный нагрев элементов при быстром подъеме тем­ пературы в камере или при интенсивном их охлаждении после про­ паривания. Для устранения возможности появления трещин эле­ менты после изготовления выдерживают несколько часов при обычной температуре и лишь после этого подают в пропарочную камеру.

Известны три способа пропаривания: обычный, полуавтоклавный и ускоренный. Полуавтоклавный и ускоренный способы приме­ няют пока на небольшом количестве заводов железобетонных кон­ струкций, однако при этом можно получить бетон большей прочно­ сти после пропаривания.

При обычном способе пропаривают паровоздушной смесью при температуре 60—80° (нижний предел — при высокоактивных порт- ланд-цементах) Перед термической обработкой изделия выдержи­ вают при положительной температуре 2—6 час. Продолжитель­ ность выдержки пропорциональна активности цемента. Бетоны на пластифицированных цементах выдерживают больше времени, чем на обычных. Повышают и снижают температуру в камере плавно. Скорость подъема и спада зависит от толщины пропариваемых эле­ ментов и от консистенции бетона. Согласно существующим нормам,

В процессе прогрева необходимо строго контролировать темпе­ ратуру и влажность паровоздушной смеси в разных точках по вы­ соте и длине камеры. Температуру в камере замеряют дистанцион­ ными или термоэлектрическими термометрами с ценой отсчета 0,5—1°. При отсутствии их можно пользоваться ртутными термо­ метрами с такой же точностью и шкалой более 100°, вставляемыми в специальные гнезда в крышке или стенках камеры так, чтобы они заходили внутрь ее на 50 см. Все результаты замеров заносят в журнал термовлажностной обработки бетона.

При полуавтоклавном способе изделия пропаривают насыщен­ ным паром с давлением 0,3—0,5 атм и температуре около 98°. При этом время пропаривания уменьшается на 6—8 час., бетон обла­ дает равной прочностью по высоте элемента, а расход пара сокра­ щается.

61

При ускоренной пропарке изделия, защищенные от испарения влаги из бетона, подают в камеру твердения без предварительной выдержки, но применяют пароизоляцию для защиты открытых по­ верхностей.

На заводах и полигонах конструкции пропаривают паровоздуш­ ной смесью в ямных или тоннельных камерах периодического дей­ ствия. Конструкции пропарочных камер, их герметизации и состоя­ нию уделяют обычно недостаточно внимания. На большинстве предприятий наблюдается большой перерасход пара за счет утеч­ ки сквозь многочисленные щели. Холодный воздух, проникающий сквозь щели, вызывает резкое различие температур по высоте ка­ меры. Практически работает только верхняя ее зона, а части изде­ лия, находящиеся у пола, прогреваются плохо. В результате увели­ чивается продолжительность пропаривания, а бетон конструкций получают неравнопрочным по высоте.

Герметизация камер снижает потери пара, но не обеспечивает равнопрочности бетона. Проф. Л. А. Семенов предложил тип каме­ ры новой конструкции, названной им полуавтоклавной безнапор­ ной. Она отличается от обычной тем, что пар в камеру подают по трубам, расположенным у пола и вверху. Кроме того, имеется об­ ратная труба с контрольным конденсатором для свободного сооб­ щения с атмосферой. Вначале пар в течение 2—3 час. подают через нижние трубы. После того как температура паровоздушной смеси достигнет 85°, нижние трубы отключают и включают верхние. Пар, поступающий по верхним трубам, тяжелее паровоздушной смеси; он вытесняет ее через отводную трубу в конденсатор, и вся камера заполняется насыщенным паром с температурой 100°- при 100-про­ центной влажности. Прогрев по высоте получается равномерным.

Комиссия Госстроя, проверявшая работу этой камеры, пришла к выводу, что для жестких бетонов кратковременный прогрев в те­ чение 2—3 час. при температуре 100° более эффективен, чем про­ грев при 80°. При этом во избежание нарушения структуры бетона свободную поверхность изделия необходимо прикрывать пароизо­ лирующим материалом. При автоматическом регулировании пода­ чи пара камера может быть весьма экономичной.

При изготовлении высоких блоков пролетных строений, особен­ но предварительно напряженных, пропаривание в полуавтоклавных камерах весьма целесообразно.

Ускоренный способ прогрева пригоден при очень жестких бето­ нах, в которых в результате пропарки при высоких температурах конечная прочность бывает близкой к прочности непропаренных бетонов.

, При пропаривании высоких блоков сборных пролетных строе­ ний в обычных камерах следует изготавливать несколько дополни­ тельных серий контрольных бетонных образцов. В ямных камерах одну серию образцов устанавливают на отметке низа пролетного строения, другую — в уровне верха плиты.

В камерах тоннельного типа образцы помещают так же, но ко; личество серий удваивают, так как образцы следует поставить в се

62

редине пролета блока и у одних из ворот камеры. Необходимо сле­ дить за достаточной герметичностью камер, заделывая все щели и неплотности, особенно в нижней части камер. Поверхности бетона, не прикрытые опалубкой, следует во всех случаях покрывать пароизоляцией; это повысит прочность бетона. Контрольные образцы, помещаемые в пропарочную камеру, следует также яокрывать па­ роизолирующим материалом, в противном случае прочность образ­ цов будет меньше прочности бетона в конструкции.

В результате пропаривания бетон должен иметь прочность по­ сле остывания элементов: зимой — 0,7 R 28; летом — 0,5 R28 (при ус­ ловии, что после пропаривания за бетоном ведут обычный уход в течение 7— 14 дней и к моменту отгрузки изделия со склада он при­ обретает прочность не менее 0,7 R28).

Отпускная прочность бетона свай должна быть не менее проектной.

Контроль за пропариванием бетона возлагают на бетонную лабораторую. Температуру и влажность в камерах замеряют кругло­ суточно через каждые 2 часа. Полученные данные заносят в жур­ нал измерения температур, который хранят в бетонной лаборато­ рии завода или полигона.

§ 14. ЗИМНИЕ БЕТОННЫЕ РАБОТЫ

При температуре ниже нуля вода в бетоне замерзает, и процесс гидратации приостанавливается. При замораживании в раннем возрасте находящаяся в бетоне свободная вода увеличивается в объеме и разрывает слабые связи, образовавшиеся между отдель­ ными зернами. Возникающие ледяные прослойки препятствуют контакту цементного раствора с арматурой и частицами крупного заполнителя. После оттаивания такой бетон продолжает твердеть, но прочность его будет всегда ниже, чем если бы он хранился з нормальных условиях, а сцепление с арматурой будет потеряно почти полностью.

Замораживание бетона после достижения им прочности, равной 0,5 R2s, мало сказывается на его конечной прочности и на сцепле­ нии с арматурой. Тем не менее по техническим условиям на по­ стройку искусственных^ сооружений требуется, чтобы к моменту замерзания прочность бетона монолитных конструкций была не менее 70%, а в стыках сборных элементов — не менее 100% от проектной.

При отрицательной температуре наружного воздуха свежеуло^ женный бетон предохраняют от замерзания, применяя способ тер­ моса или обогрев.

В конструкции без расчетной арматуры (бутобетонные фунда­ менты, бетонные блоки) при температуре не ниже —20° можно укладывать смесь с добавками растворов солей хлористого каль­ ция и хлористого натрия. В армированных конструкциях соли при­ менять нельзя, так как они вызывают ржавление арматуры

Бетонные смеси, твердеющие на морозе, готовят на портландцементах марки не ниже 300 с обязательным введением пластифи-

63

цирующих добавок и уменьшением расчетного количества воды на 10%. Количество соли, вводимой в бетонную смесь (в процентах от веса воды затворения), зависит от ожидаемой температуры на­

поверхность которой покрыта битумом. Плотность растворов про­ веряют ареометром не менее двух раз в смену.

Метод термоса применяют при бетонировании массивных эле­ ментов с небольшим модулем поверхности. Для тонкостенных кон­ струкций он может быть применен только при малых отрицатель­ ных температурах и в сочетании с дополнительным обогревом. С целью ускорения твердения целесообразно применять бетоны с малым водоцементным отношением, изготовленные на цементах высоких марок, особенно содержащих большой процент трехкаль­ циевых аллюминатов. Полезно вакуумировать бетонную смесь, что увеличивает интенсивность твердения в первые 3—5 дней в 1,5—2 раза. Температуру смеси и ее составляющих определяют расче­ том, и она не должна превышать значений, приведенных в табл. 12.

Для уменьшения потерь тепла бетонную смесь приготавливают в отапливаемом помещении и выгружают в утепленную тару, укры­ вая сверху от охлаждения. Ранее уложенный бетон в стыке с но­ вым необходимо предварительно нагреть до положительной темпе­ ратуры и предохранить от замерзания. Перед укладкой смеси по­ лезно обогреть опалубку и арматуру. При послойном бетонирова­ нии необходимо новый слой укладывать прежде, чем ранее уложен­ ный бетон остынет до температуры +5°. После укладки бетонной смеси свободную от опалубки поверхность укрывают матами.

Электроили парообогрев применяют при изготовлении кон­ струкций с большим модулем поверхности. При бетонах на пласти-

64

фицированных цементах электрообогрев применяют только после проверки влияния его на прочность бетона. Температура бетона, при электропрогреве не должна превышать указанной в табл. 13.

Подъем температуры в теле бетона не должен превышать 8° в час при конструкциях с модулем поверхности, равным 6 и более, и 5° — при модуле меньше 6.

Прогрев ведут на пониженном напряжении тока (50—100 в). Все не защищенные опалубкой поверхности укрывают и во избе­ жание пересушивания периодически поливают теплой водой. Пе­ ред увлажнением ток должен быть выключен. Скорость остывания монолитного бетона не должна превышать 8° в час. Опалубку и теплозащиту можно снимать не ранее чем обогревавшийся бетон остынет до температуры +5°. При этом разница в температуре бе­ тона и наружного воздуха не должна быть выше 20° для конструк­ ций с модулем поверхности до 5 и выше 30° — при модуле 5 и более.

В сооружениях, возводившихся зимой, часто встречается как замороженный, так и пересушенный бетон. Поэтому в зимнее вре­ мя необходимо строго следить за правильностью соблюдения тех­ нологии работ и за температурой твердеющего бетона и наружного воздуха. Последнюю замеряют 3 раза в сутки (в 8, 16 и 24 часа) и записывают в журнал измерения температур. Для контроля тем­ пературы бетона применяют обычные технические термометры, вставляемые сквозь опалубку в отверстия, оставленные в уложен­ ном бетоне и тщательно теплоизолированные от влияния наружно­ го воздуха. В тонкостенных конструкциях температуру в теле бе­ тона замеряют на расстоянии 5— 10 см от опалубки, а массивных — на расстоянии до 50 см. Термометры желательно помещать в наибо­ лее характерных местах конструкции: в углах, вблизи сопряжения нового бетона со старым, посередине забетонированного участка. Места установки термометров наносят на схему, прилагаемую к журналу замера температур, который ведет персонал бетонной ла­ боратории для каждой конструкции, строящейся зимой. .

Если бетонные работы выполняют в тепляках или по методу термоса, то температуру бетона в конструкции замеряют сразу по­ сле укладки смеси, а в дальнейшем не реже 5—6 раз в сутки. При искусственном обогреве бетона подъем температуры замеряют че-

сутки, до тех пор пока она не снизится до 0°.

На основании сделанных замеров подсчитывают среднюю тем­ пературу бетона за все время его твердения, а по ней определяют вероятную его прочность. Эти данные заносят в журнал измерения температур.

При зимних работах необходимо изготавливать не менее трех

в тех же температурных условиях, что и бетон конструкции. Вто­ рую серию испытывают после остывания бетона конструкции до 0°, третью — после остывания выдерживают при положительной тем­ пературе до 28-суточного возраста.

Необходимо отметить, что создать для контрольных образцов температурные условия, аналогичные тем, в которых находится бе­ тон конструкции, очень трудно, и прочность бетона в различных точках сооружения может заметно отличаться от прочности об­ разцов.

При методе «термос» формы с образцами устанавливают в опа­ лубку на свежеуложенный бетон и закрывают сверху той же теп­ лоизоляцией, что и бетон конструкции. Прочность бетона образца в этом случае получается несколько заниженной Если работы ве­ дут в тепляке, то образцы располагают в уровне верха и низа уло­ женного бетона. При низких температурах в тепляке и массивной конструкции прочность бетона образцов может оказаться несколь­ ко ниже, чем в сооружении.

После снятия опалубки конструкцию осматривают с целью вы­ явления дефектов. Особое внимание следует уделить поискам мест с замороженным бетоном. Замороженный бетон обычно бывает зе­ леноватого цвета и при нагревании в воде до 80° становится мяг­ ким и крошится. Обнаруженные дефекты исправляют только в теп­ лое время года.

*

§ 15. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ НАПРЯЖЕННО-АРМИРОВАННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ

Изготовление напряженно-армированных конструкций необхо­ димо поручать квалифицированным рабочим, прошедшим специ­ альное обучение.

Холоднотянутую проволоку для напряженного армирования не­ зависимо от наличия заводского паспорта направляют в лаборато­ рию на испытание. Контрольные образцы длиной 1,5—2 м берут от каждой бухты. Если испытания покажут, что какой-то образец имеет недостаточный предел прочности или малое относительное удлинение, то использовать эту бухту проволоки запрещается. Применение ржавой проволоки категорически запрещено.

Качество предварительно напряженных конструкций, армиро­ ванных пучками, в большой степени зависит от надежной работы

66

анкеров. При конусных анкерных закреплениях неоднократно на­ блюдалось протаскивание конуса сквозь колодку с разворачива­ нием последней, а также проскальзывание проволок в анкере. Про­ таскивание конуса имеет место при недостаточной твердости стали, из которой изготовлена колодка, проскальзывание проволок — при случайных ударах по их торцам во время производства работ.

Экспериментальными работами, проведенными в Союздорнии [1], установлено, что обоймы конусных анкерных закреплений необ­ ходимо изготавливать из Ст. 5 или Ст. 45 (ГОСТ 1050—57), кону­

Готовые анкеры заводского изготовления, а также изготовлен­ ные в мастерских, должны быть приняты по акту. При приемкевыполняют наружный осмотр колодок и конусов, замер их разме­ ров и уклона, осматривают качество рифления и проверяют твер­ дость стали по ГОСТ 10242—45. Твердость металла конусов кон­ тролируют после закалки, измеряя' ее на торце узкой части в 4—5 точках, расположенных на расстоянии не менее 3—4 мм от края.. Качество закалки считается удовлетворительным, если разброс по­ казаний отдельных точек не превышает 2—3 единиц по Роквеллу, а средняя твердость не менее заданной. 2% анкеров, но не менее 6 штук следует испытать на надежность закрепления на специаль­ ном стенде (рис. 13).

На стенде пучок закрепляют анкером на домкратной балке 4, после чего с другой стороны натягивают домкратом двойного дей­ ствия 1 до заданного усилия. При этом замеряют величину втяги­ вания пучка в обойму при освобождении домкрата после запрес­ совки конуса. При удовлетворительном изготовлении анкера эта величина не должна превышать 3 мм. Затем пучок растягивают домкратами одиночного действия 6 до его разрыва. Анкерное за­ крепление считается надежным, если разрушение пучка произой­ дет при усилии не меньшем, чем это предусмотрено проектом. Ана­ логичное испытание рекомендуется выполнять и при приемке анке­ ров типа ЦНИИ Минтрансстроя СССР.

При приемке анкеров типа ЦНИИ Минтрансстроя проверяют специальным шаблоном точность расположения крюков в анкер­ ных стаканах. Перед бетонированием анкеры устанавливают строго перпендикулярно оси пучка; зазоры между дном анкера и пучком

тщательно конопатят. Анкер бетонируют на вибропрессе или вибро­ площадке. Для определения качества бетона анкеров готовят одну серию контрольных образцов и испытывают на 28-е сутки. Резуль­ таты испытания образцов и технологию бетонирования анкера от­ мечают в журнале бетонных работ.

Арматурные пучки изготавливают из выпрямленной проволоки, которая после правки не должна иметь механических поврежде­ ний, уменьшающих сечение и снижающих вибрационную проч­ ность. Витые канаты подвергают предварительной вытяжке в те­

мают по акту. Допускаются следующие наибольшие отклонения от

Сборные напряженно-армированные пролетные строения необ­ ходимо изготавливать на бетонных плазах, исключающих возмож­ ность просадки опор при натяжении арматуры, так как в против­ ном случае в бетоне могут появиться трещины. При пропарочных камерах тоннельного типа конструкция может быть забетонирова­ на в металлической опалубке, установленной на вагонетках широ­ кой колеи. Количество вагонеток и состояние рельсового пути должны обеспечить целостность свежеуложенного бетона при пе­ ревозке элемента от места бетонирования в пропарочную камеру.

• Перед бетонированием пролетного строения необходимо обеспе­ чить проектное положение пучков, так как в противном случае мо­ гут быть большие потери натяжения, вызванные трением пучков. Испытания нескольких мостовых балок, выполненные лаборато­ рией исследования мостов МАДИ, показывают что в отдельных наиболее неблагоприятных случаях потери на трение могут дости­ гать 40% от усилия натяжения.

68

Каналы для пучков образуют с помощью металлических гибкихрукавов, стальных труб или резинотканевых рукавов. Применение трубок из кровельного железа или жести не допускается.

Гибкие металлические рукава наиболее рациональны для устройства каналов в длинных балках. Каналообразователи из, стальных труб с гладкой поверхностью и толщиной стенок 3—4 мм применяют при длине прямолинейного канала не свыше 10 м или криволинейного с радиусом более 20 м при длине до 4 м. При дли­ не прямолинейных каналов свыше 5 ж и при криволинейных кана­ лах в трубах делают разъемный стык, облегчающий извлечение их из бетона. Если прямолинейные каналы имеют длину более 10 м и при криволинейных каналах с радиусом менее 20 м, примеряют резинотканевые рукава, внутрь которых вводят металлический сер­ дечник, увеличивающий их местную жесткость. В качестве-сердеч­ ника наиболее удобно пользоваться арматурным .пучком. При дли­ не каналов более 15 м рукав делают с разъемным стыком.

Рукава или трубы должны быть надежно закреплены к арма­ турному каркасу, чтобы при бетонировании они не изменяли сво­ его положения. Для этого их укладывают в различные фиксаторы, прикрепленные к ненапрягаемой арматуре. Конструкция фиксато­ ров должна обеспечивать возможность извлечения каналообразователей из свежеуложенного бетона.

Расстояния между фиксаторами для прямых пучков принимают около 2 м; на криволинейных участках их ставят не реже чем через 1 — 1,5 м. Для надежного закрепления каналообразователей необ­ ходимо, чтобы каркас из ненапрягаемой арматуры был достаточно жестким. Для этого его следует делать сварным из стержней диа­ метром не менее 8 мм при балках высотой до 1,5 м и диаметром 10 мм при более высоких балках.

Установленные в каркас каналообразователи должны быть приняты и оформлены актом одновременно с приемкой арматурно­ го каркаса. Для удобства установки каналообразователей и про-: верки их положения рекомендуется вычертить на опалубке ребра проекцию их на вертикальную плоскость. Положение в плане по­ веряют обычно на глаз. Наибольшее местное отклонение каналообразователя от проектного положения не должно превышать 10 мм для продольных пучков и 5 мм для напряженных хомутов.

Стальные трубы извлекают из бетона через 2—3 часа после бе­ тонирования. Для уменьшения сцепления с бетоном через каждые полчаса, считая с момента окончания укладки бетонной смеси, тру­ бы поворачивают вокруг продольной оси в обе стороны на угол не более 10°. Перед бетонированием трубы покрывают тонким слоем минеральной смазки.

Резинотканевые рукава извлекают после достижения бетоном прочности примерно 25—50 /сг/сж2, причем предварительно извле­ кают сердечник.

После извлечения каналообразователей сквозь каналы прота­ скивают металлический челнок, диаметр которого на 4—5 мм

т