Конспект ТСП_испр / Конспект ТСП_испр

необхідної міцності через арматуру пропускають електричний струм, вона нагрівається, пластмаса розплавляється при температурі 60оС і не перешкоджає температурному подовженню арматури. За деякий час при температурі близько 300оС відбувається незворотний процес полімерізації пластмаси, яка надійно зчеплює арматуру з бетоном. Після схолонення арматура скорочується і стискує бетон. При цьому не треба створювати канали в конструкції, а потім їх ін'єцювати; також значно знижуються витрати на долання тертя арматури в каналах.

4.4. Бетонування конструкцій

4.4.1. Склад та структура технологічного процесу

Технологічний процес бетонування конструкцій є комплексним технологічним процесом. До його складу входять такі прості процеси:

1.приготування бетонної суміші;

2.транспортування бетонної суміші від бетоноприготувальних заводів чи установок до будівельного майданчика;

3.подавання (транспортування) бетонної суміші в межах будівельного майданчика;

4.укладання бетонної суміші;

5.ущільнення бетонної суміші;

6.догляд за бетоном;

7.розпалублення;

8.опорядження бетонної поверхні (див. Рисунок 4.1).

4.4.2. Технологічні властивості бетонної суміші та заходи їх регулювання

Бетонна суміш складається з в'яжучого, заповнювача і води, віддозованих в необхідній кількості і ретельно перемішаних в бетонозмішувачах. В результаті формування, ущільнення та подальшого твердіння бетонної суміші одержують штучний кам'яний матеріал, який називається бетоном.

В будівництві використовують різні бетони, які відрізняються один від одного щільністю, класами, міцністю, розмірами заповнювачів і, в необхідних випадках, — спеціальними властивостями: водонепроникненістю, вогнестійкістю, кислотостійкістю і іншими.

По щільності і класах (межа міцності при стисканні стандартних контрольних бетонних кубиків розміром 15х15х15 см на 28 день твердіння) бетони поділяють на важкі (щільність від 1800 до 1500 кг/м3 (класи В30, В40), особливо важкі

(r=2500...5000 кг/м3), легкі (r=500...1800 кг/м3 класи В7,5...В15), особливо легкі (r<500 кг/м3).

По розмірам заповнювачів розрізняють бетони:

1.дрібнозернисті — розміри заповнювачів від 5 до 10 мм;

2.великозернисті — розміри заповнювачів від 10 до 20 мм, а в окремих

81

випадках і до 250 мм (в армованих конструкціях не більше 150 мм). Найбільший розмір щебеню не повинен перевищувати 1/3 мінімального розміру конструкції і 2/3 найменшої відстані «в світлі» між стержнями арматури.

Основними технологічними властивостями бетонної суміші являються: Легкоукладальність бетонної суміші — це кількісний показник і оцінюється

рухомістю та жорсткістю бетонної суміші.

Рухомість — оцінюється осіданням конуса (ОК). Залежно від осідання конуса бетонні суміші підрозділяються:

—жорсткі суміші — ОК=0...2 см; використовуються для покриттів, підготовок під поли, для бетонування великих масивів;

—малорухливі — ОК=3...5 см — використовуються для улаштування фундаментів та інших елементів з мінімальним розміром не менше 0,5 м;

—рухливі — ОК=6...8 см — використовуються для зведення будь-яких конструкцій за винятком густоармованих;

—надто рухливі — ОК=9...12см — використовуються для зведення густоармованих конструкцій;

—литі суміші — ОК=13...20см — використовуються для зведення густоармованих конструкцій.

Жорсткість суміші оцінюється віскозиметром і вимірюється в секундах, використовується для оцінки бетонних сумішей з ОК Ј 4 см. Змінюється жорсткість від 0 до 200 с. Жорсткі суміші використовуються в основному на заводах залізобетонних виробів для виготовлення конструкцій та виробів. На майданчиках частіше використовуються рухомі суміші.

Рухомість бетонної суміші залежить в першу чергу від водо-цементного відношення — (В/Ц) і витрат цементу. Чим більше В/Ц і цементу в суміші, тим більш вони рухомі, тим краще укладальність їх в конструкцію, тим краще поверхні конструкцій. Але вільна вода в суміші при її твердінні призводить до зниження як міцностних, так і ізоляційних властивостей бетону.

Оптимальне значення В/Ц=0,4...0,65. Не збільшуючи витрат цемента рухомість та легкоукладальність бетонних сумішей підвищують за допомогою спеціальних хімічних добавок.

Для пластифікації і поліпшення легкоукладальності бетонної суміші найбільш широко використовують пластифікатори.

Пластифікатори СДБ, УПС та інші дозволяють при введенні в бетонну суміш в кількості 0,1...0,3 % маси цементу забезпечити зниження водопотреби суміші на 15...25 %. Необхідно також відзначити, що нарівні з пластифікуючим ефектом ці добавки декілька сповільнюють процеси гідратаційного твердіння. В зв'язку з цим їх звичайно вводять в суміші з добавками, прискорюючими твердіння.

Суперпластифікатори (С-3 — сульфірована нафталін-формальдегідна смола) являються синтезованими добавками на основі сульфірованих меламіно-або нафталіноформальдегідних смол, а також далеких лігносульфонових кислот.

82

На відміну від пластифікаторів суперпластифікатори розріджують суміш та, покращуючи її легкоукладальність, не знижують міцності бетону. Їх використання дозволяє на 20...25 % скоротити витрати води й значно знизити витрати цементу. Суперпластифікатор діє на протязі 2...3 годин з моменту його введення в суміш.

Для підвищення рухомості й регуляції бетонної суміші використовуються також пластифікуючи повітровтягуючи добавки в більшості свойому — ПАР (поверхово-активні речовини) гідрофобного типу.

Однорідність бетонної суміші кількісно оцінити дуже важко. Але вона грає суттєву роль в міцності бетону. За рахунок неоднорідності бетонної суміші міцність бетону може знизитися на 30...40 %. На однорідність суміші значний вплив має процес транспортування. При транспортуванні на значні відстані при використанні застарілих видів транспорту можливе значне розшарування бетонної суміші. Її необхідно додатково перемішувати перед укладанням. На однорідність суміші також впливає спосіб її подачі в конструкції. Можливе розшарування і порушення її структури при скиданні суміші із значної висоти.

Строк тужавіння — технологічна характеристика бетонної суміші. Визначається строком початку тужавіння (tп.т) та строком закінчення тужавіння (tк.т). На практиці необхідно дуже часто ці строки регулювати, а саме строк початку тужавіння віддаляти, щоб за цей час встигнути привезти суміш на майданчик та укласти в конструкцію, а строк закінчення тужавіння прискорювати, для того щоб раніше можна було б розбирати опалубку, навантажувати зведену конструкцію, щоб бетон до замерзання встигав набрати необхідну міцність.

Цього можна досягти, вводячи в бетонну суміш добавки-регулятори тужавіння і твердіння бетону.

Прискорювачі твердіння — це добавки, введені до складу бетонної суміші, які визивають прискорення початкової швидкості реакції гідратації цементу, що забезпечує прискорення його тужавіння і процесів твердіння бетону.

Сповільнювачі тужавіння використовують в тих випадках, коли виникає необхідність збільшити строки тужавіння в'яжучого, наприклад, при бетонуванні в жарких умовах, при тривалих строках транспортування.

Протиморозні добавки використовують при бетонуванні монолітних конструкцій в умовах негативних температур. Як протиморозні, використовуються: поташ (П), хлорид натрію (ХН), нітрит натрію (НН), хлорид кальцію (ХК), нітрит кальцію (НК), нітрит-нітрат кальцію (ННК), нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК), сечовина (С) та інші, а також їхні різні сполучення.

При бетонуванні відповідальних споруд та конструкцій, що експлуатуються в вологих умовах, а також попередньо напружених залізобетонних конструкцій недопустимо використання хлоридів. В цьому випадку іноді можуть використовуватися добавки-інгібітори корозії арматури (сповільнюють процес корозії). Це

83

нітрит натрію (НН) і нітрит кальцію (НК) та ін.

В зв'язку з тим, що дуже часто необхідно покращувати одночасно декілька характеристик бетонної суміші, використовують комплексні хімічні добавки. Вони дозволяють усунути або локалізувати негативні прояви тих чи інших добавок, а інколи підсилюють їх позитивні властивості.

4.4.3. Приготування бетонної суміші

Бетонну суміш готують на стаціонарних та приоб'єктних бетонних заводах та бетонозмішуючих установках. Головна мета — отримання бетонної суміші з заданими властивостями по міцності, однорідності та легкоукладальності.

Бетонні суміші і розчини готують на стаціонарних бетоно-розчинних заводах (БРЗ) великої (120...240 м3/г) і середньої (30...60 м3/г) продуктивності, а також на мобільних пересувних БРЗ малої продуктивності (5...15 м3/г).

Стаціонарні заводи забезпечують товарним бетоном декілька районів будівництва, розташованих в радіусі 25...30 км. Приоб'єктні заводи звичайно експлуатуються на одному місці не більше 2...3 років, тому їх зводять збірнорозбірними, такими, що легко переміщуються з об'єкта на об'єкт. Стаціонарні бетонорозчинні заводи (вузли) являються установками баштового типу і мають, як правило, вертикальне компонування; тобто технологічний процес приготування бетонної суміші — подача матеріалів в бункери-накопичувачі, дозування їх, перемішування і вивантаження в транспортні засоби — йде по вертикалі зверху вниз.

Для приготування суміші використовують змішувачі, які працюють за двома принципами:

—змішувачі гравітаційної дії та

—бетонозмішувальні установки з примусовим перемішуванням. Бетонозмішувачі гравітаційної дії найчастіше використовуються для приготу-

вання бетонної суміші на звичайних важких заповнювачах. Перемішування суміші відбувається за рахунок вільного падіння складових бетону при обертанні змішувального барабана (Рисунок 4.25).

Бетонозмішувачі з примусовим перемішуванням найчастіше використовуються для приготування бетонної суміші на легких заповнювачах (тобто для легких бетонів). Перемішування відбувається за допомогою лопатєвого валу в горизонтальній площині. При цьому змішувальний барабан або залишається нерухомим, або обертається в протилежному напрямі.

Пересувні БРЗ (Рисунок 4.26) дозволяють швидко і без додаткових витрат на монтаж-демонтаж перебазовуватися на іншу чергову будову і на значну відстань. Тому цікаво розглянути пересувний автоматизований бетоно-розчинний завод — ПБРЗ-10. Він може перебазовуватися без демонтажу, тому що змонтований на пневмоколесному напівпричепі; пристосований до роботи в різних атмосферних і кліматичних умовах. На ньому встановлений змішувач С-

84

773, є обігрівний склад заповнювачів на 150 м3 на чотири роздільні фракції, склад цементу на 15 т. Маса завода 20 т, продуктивність взимку 5 м3/г, влітку — 10 м3/г. Заводом керує один оператор. Весь технологічний процес від розвантаження заповнювачив і в'яжучих до видачи готової суміші автоматизований.

4.4.4. Транспортування бетонної суміші

Склад операцій по транспортуванню бетонної суміші та її подачі до місця укладання залежить від дальності транспортування, положення в просторі об'єкта, що бетонується, властивостей бетонної суміші, наявності тих чи інших транспортних засобів, кліматичних та інших місцевих умов.

В загальному вигляді цей технологічний процес заключається в прийманні бетонної суміші з бункера бетонозмішувальної установки, переміщенні (доставці) її різними транспортними засобами до майданчика, наступної подачі суміші до місця укладання або ж перевантаженні її на інші транспортні засоби чи пристосування, які доставляють суміш на ділянку, що бетонується.

Найбільша тривалість транспортування бетонної суміші встановлюється лабораторними дослідами з таким розрахунком, щоб на місці укладання бетонна суміш мала задану рухливість, тобто, щоб не почався процес тужавіння.

Дальність транспортування суміші визначається допустимим часом знаходження її в дорозі, станом доріг і середньою швидкістю переміщення по них транспортних засобів, а також рухливістю бетонної суміші. Час доставки бетонної суміші до об'єкта і інтервали між рейсами встановлюють залежно від продуктивності механізмів, що подають суміш до місця її укладання, та прийнятих темпів бетонування.

При транспортуванні бетонну суміш необхідно захищати від атмосферних опадів, дії вітрів і сонячних променів. Важливо в дорозі зберегти однорідність суміші, звести до мінімуму її розшарування й захистити від втрати цементного молока та розчину.

Транспортувати бетонну суміш на об'єкт можливо порціальним (циклічним),

безперервним або комбінованим способом.

Порціальний (циклічний) способ доставлення бетонної суміші на об'єкт є найбільш розповсюдженим: на автобетоновозах, автосамоскидах, а також в баддях, які встановлюються в кузовах автомобилів або на залізничних платформах.

З умов нерозшарування відстань транспортування бетонної суміші обмежується для автосамоскидів 20 км, автобетоновозів 40 км, автобетонозмішувачів 60 км — і залежить від інших умов: стану шляхів, температури повітря тощо.

Автотранспортом можливо подавати бетонну суміш безпосередньо в конструкцію (при бетонуванні підстилаючого шару під підлоги, основу під дорожні покриття, масивних бетонних або слабоармованих фундаментних плит). Але в більшості випадків використовують тимчасові естакади, пересувні мости

85

(Рисунок 4.27). Їх застосовують при бетонуванні великих фундаментних масивів, наприклад, під прокатні стани металургійних заводів; причому з пересувних мостів бетонування можна вести в двох напрямах: поздовжному и поперечному.

Бетоновозна естакада складається з металевих опор, розташованих на забетонованих подушках (на рівні нижньої арматури), стояків естакади та гаків для підвішування арматури, які залишаються потім в бетоні. На естакаді або по її краях розташовують вібробункери, до яких підвішують ланкові хоботи для подачі бетонної суміші. Заїзди на естакаду влаштовують у вигляді пандусів. Автомобілі з бетонною сумішшю подаються на естакаду і вивантажують суміш в приймальні бункери. При цьому категорично забороняється скидання бетонної суміші при вільному падінні, тому що тоді відбувається розшарування бетонної суміші ще в повітрі. Щоб цього не було, вільне скидання бетонної суміші допускається з висоти до 5 м; при висоті до 10 м застосовуються так звані «хоботи», а при висоті до 40...80 м — «віброхоботи». Хоботи — це низка металевих (або пластмасових) конусів без ден, які не дають суміші розлітатися у вільному падінні.

Тип і кількість транспортних засобів вибирають з урахуванням дальності перевезення, виду дороги, погодних умов, складу і рухливості суміші, а також необхідного потоку (П) бетону, м3/зміну:

де Q — загальний об'єм бетонної суміші, м3;

Т — тривалість виконання робіт по укладанню бетонної суміші, змін.

Кількість машин i-го типу, необхідних для перевезення бетонної суміші з заводу, визначається за формулою:

tні, tрі, tмі — тривалість навантаження, розвантаження і маневрування і-ї

автомашини, в годинах;

tпер.і — додатковий час на перемішування суміші (для автобетонозмішу

вачів), в годинах;

l — відстань від заводу до будівельного майданчика, км; Vв — щвидкість машини з вантажем, км/год;

Vх — те ж, без вантажу (холостого пробігу).

Найбільш поширеним способом подачі бетонної суміші до місця укладання зараз є спосіб «кран-баддя». Продуктивність (Пе) при цьому залежить від типу вибраного крана, ємкості бункера і кількості бетонної суміші, що вкладається в

86

один конструктивний елемент, і може бути визначена за формулою:

опускання пустої бадді;

tр — тривалість розвантаження бадді (при бетонуванні масивів або плоских конструкцій tр = 1...3 хв; при бетонуванні тонкостінних конструкцій, де необхідно вивантаження порціями, tр = 8...10 хв).

Відповідно до продуктивності крана, який являється водійною машиною комплекту в технологічному процесі, підбирають склад ланки бетонувальників і необхідну кількість транспортних засобів для забезпечення безперебійної роботи крана.

До недоліків виконання бетонних робіт за допомогою кранів і бункерів необхідно віднести неможливість подачі бетону в важкодоступні місця, циклічність подачі суміші, неповне використання кранів по вантажопідйомності, відсутність дистанційного управління розвантаженням.

Удосконалення технологічного процесу кранової подачі бетонної суміші реалізують в таких напрямках:

—використання поворотних і неповоротних баддей більшої ємкості, що забезпечують її завантаження по схемі «кузов автомобіля-баддя» і повне використання вантажопідйомності крана;

—оснащення баддей приборами дистанційного управління, затворами і пристроями шнекового типу для порційного завантаження й вивантаження бетонної суміші;

—технологічна сумісність баддей з засобами доставки бетонної суміші;

—використання конвейєрної схеми доставки бетонної суміші в неповоротних баддях на автопоїздах;

—удосконалення конструкцій затворів, використання гідроприводів, приставок шнекового типу і т.п.;

—використання автоматичних захватів для стропування і розстропування бадді;

—використання циліндричних баддей (зменшує витрати металу й висоту

87

бадді при тій же ємкості).

Безперервний спосіб транспортування бетонної суміші на об'єкт використовується відносно рідко, тоді коли приготування бетонної суміші відбувається безпосередньо на об'єкті. Тому частіше вживається комбінований спосіб транспортування бетонної суміші: на об'єкт порціальний, а до місця укладання

— безперервний. Для подачі і розподілення бетонної суміші в місці укладання можуть використовуватися:

1.стрічкові конвейєри;

2.вібраційні конвейєри;

3.стрічкові бетоноукладачі.

Стрічкові конвейєри застосовуються при будівництві споруд великої протяжності і масивності , наприклад, фундаментів. Цей спосіб більш продуктивний (5...10 м3/г) у порівнянні з порціальним.

Щоб не допустити розшарування, вживають бетонну суміш з осадкою конусу не більше 6 см. Кути нахила транспортерної стрічки не повинні перебільшувати при підйомі суміші з осадкою конусу до 4 см — 18о, 4...6 см — 15о, а при спуску

— відповідно 12о і 10о. Швидкість руху стрічки транспорту не повинна бути більше 1 м/с. Транспортерна стрічка завантажується з бункерів, або вібробункерів, у які суміш подається (найчастіше) автотранспортом. Найбільша відстань транспортування суміші транспортерами не повинна бути більше 1500 м. Транспортери повинні бути захищені від кліматичного впливу і атмосферних опадів.

Вібраційні конвейєри застосовують звичайно разом з віброживильником і віброжолобом (вібролотком) при бетонуванні підземної частини споруди. Нескладні за конструкцією і експлуатацією, дешеві за вартістю — вони дозволяють знизити енерговитрати і машиноємкість бетонних робіт.

З умов нерозшарування бетонну суміш можна транспортувати віброконвейєрами (конвейєр може складатися з 2...3-х віброжолобів) уверх до 6...10о і униз до 30...70о при використанні жорстких сумішей. Продуктивність установки

5...12 м3/г.

Стрічкові бетоноукладачі — це, як правило, два телескопічних транспортери, встановлені на самохідній повноповоротній платформі екскаватора. Для прийому бетонної суміші встановлюється перекидний приймальний бункер, куди суміш завантажується порціальним методом (автотранспортом). Застосовуються при бетонуванні масивних споруд нульового циклу (фундаменти, стіни). Відстань подачи суміші 3...30 м, висота подачи до 8 м, продуктивність 9...12 м3/г.

Транспортування і розподіл бетонної суміші трубопровідним транспортом виконується за допомогою бетононасосів або пневмотранспортними установками.

Бетононасоси являються універсальними машинами з широким діапазоном технологічних можливостей. Вони дозволяють з високим ступенем інтен-

88

сивності (5...80 м3/год і більше) подавати бетонну суміш на відстань до 400 м по горизонталі і до 100 м і більше по вертикалі, безперебійно вкладати її в опалубки конструкції.

За виконанням приводу бетононасоси поділяють на машини з механічним і гідравлічним приводом, а за виконанням перекачувального механізму — на поршневі і безпоршневі.

Найбільш поширеним у нас мобільним бетононасосом є автобетононасос. По суті — це гідравлічний бетононасос, змонтований на автомобілі і оснащений секційною гадравлічною керованою маніпуляційною стрілою (Рисунок 4.28). По стрілі, яка складається звичайно з 3-х шарнірно з'єднаних секцій, проходе підключений до бетононасосу бетоновод, який закінчується гнучким рукавом. При роботі автобетононасоса випускають виносні опори, а при переїзді — складають стрілу і приводять її в транспортне становище. Наявність розподільчої стріли дозволяє подавати бетонну суміш у радіусі дії стріли в отвори, в конструкції, розташовані нижче і вище рівня землі, і інші важко доступні ділянки. Тому автобетононасосами найбільш вигідно послуговуватися там, де ефективно використовується його мобільність і маніпуляційні можливості. В інших випадках перевагу необхідно віддавати бетононасосам, змонтованим на причепах, маючи на увазі, що вартість та експлуатаційні витрати при використанні причепних бетононасосів на 30...40 % нижчі, ніж у автобетононасосів в зв'язку з відсутністю витрат на паливо і простої базової автомашини, неминучі при використанні автобетононасосу. При відсутності спеціальних маніпуляційних стріл для розширення радіуса розподілення бетонної суміші без переналадки бетоноводів, використовують поворотні вібролотки, які підвішуються до головки бетоноводу, або кругові розподілювачі, які представляють собою повноповоротну стрілу з противагою, встановлену на опору, радіус дії якої 10...15 м.

При компонуванні бетоноводу ланки труб з'єднують за допомогою швидкороз'ємних замкових пристроїв. Застосування бетононасосів з гідравлічним приводом, який забезпечує високий тиск, дозволяє використовувати полегшені бетоноводи з тонкостінних сталевих труб діаметром Ј 100 мм. З метою зменшення маси бетоноводу і трудомісткості їх збирання (монтажу) ряд зарубіжних фірм практикує використання неметалевих бетоноводів.

Вимоги до бетонної суміші, яку перекачують по трубопроводах. Обов'язко-

вою умовою надійної роботи бетононасоса є використання бетонної суміші, що легко перекачується. Така суміш повинна мати підвищену в'язкість, однорідну структуру і забезпечувати отримування необхідних фізико-механічних характеристик бетону.

Легкоперекачуваною називають бетонну суміш, яка при її перекачуванні по трубах з швидкістю і на відстань, що не перевищують граничних для даного типу бетононасоса, не втрачає своєї однорідності і не створює пробок. Легкоперекачувана суміш являється показником високої якості бетону.

89

Експериментально доказано, що для забезпечення легкоперекачуваної суміші об'єм цементного тіста повинен перебільшувати об'єм пустот суміші великого і дрібного заповнювачів не менше ніж на 40 %. Рухомість бетонної суміші повинна бути 6...14 см, а водоцементне відношення — не більше 0,75 (оптимум 0,4...0,6). За межами цих значень бетонна суміш втрачає свою легкоперекачуваність. При цьому треба мати на увазі, що збільшення об'єму цементного тіста і водоцементного відношення вимагає збільшення витрат цементу, тобто вартості бетонної суміші.

Технічну продуктивність (Пт) бетононасоса можна знайти за формулою:

де d — діаметр робочого циліндра бетононасоса, м; L — хід поршні, м;

n — кількість двогонних ходів поршня за годину;

k — коефіцієнт заповнення циліндрів бетонною сумішшю (k=0,9 для сумішей з ОК=5...10 см, k=0,95 для сумішей з ОК>10 см).

При проектуванні виконання робіт з використанням бетононасосів необхідно враховувати, що важливою умовою продуктивної і надійної роботи бетононасоса є наявність чітко взаємозв'язаного технологічного ланцюга: «бетонний завод — автобетонозмішувач — бетононасос» або «бетонний завод

— автомобіль-самоскид (бетоновоз) — активний перевантажувач — бетононасос».

Практика показала, що така схема буде тільки тоді ефективною, коли будуть тісно пов'язани процеси бетоноприготування, бетоноукладання та об'єкта бетонування. Мається на увазі безперервне приготування бетонної суміші необхідної якості, надійна робота комплексу, наявність відповідного фронту робіт, організація робіт за чітким графіком, випереджаюче збирання бетоноводу на об'єкті, використання стимулюючої системи оплати праці и т.п., що може враховуватися коефіціентами К1...Кn, які неминуче будуть впливати на зниження експлуатаційної продуктивності бетононасосу на даному об'єкті.

Транспортування бетонної суміші по трубах пневмотранспортними уста-

новками. Механізм транспортування бетонної суміші такий: в сухій суміші тверді частки матеріалу обтікаються повітряним потоком і в зваженому стані переносяться по трубопроводу. Рухома в'язкопластична суміш транспортується суцільним потоком способом проштовхування.

Для транспортування сухої суміші або сипучих матеріалів в зваженому стані використовують цемент-гармати, розчинокидачі (розчиномети) і набризкмашини. Ці ж механізми використовуються і для бетонування методом торкре-

90