ТСМ I

автобетоносмесители. При заводском и полигонном изготовлении железобетонных конструкций бетонную смесь транспортируют ленточными конвейерами, раздаточными вагонетками или самоходными бетонораздатчиками, бетоноукладчиками, в бадъях с помощью кранов, пневмотранспортом.

Армирование железобетонных изделий

Бетон – анизотропный строительный материал с высокой прочностью при сжатии и значительно меньшей при растяжении. Чтобы восполнить этот недостаток и предотвратить разрушение бетонных конструкций растягивающими усилиями, в них вводят стальную арматуру с высоким сопротивлением растяжению. Совместная работа стали и бетона обеспечена тем, что бетон прочно сцепляется со стальным стержнем. Сцепление их составляет примерно 0,1-0,2 предела прочности бетона при сжатии. Температурный коэффициент линейного расширения стали и бетона близки друг к другу, поэтому температурные деформации не вызывают нежелательных напряжений.

В зависимости от способа армирования различают железобетонные изделия с обычной и с предварительно напряженной арматурой. При обычном армировании увеличение прочности достигается укладкой в бетон стальных стержней, сеток и каркасов. Однако при изгибе такой способ армирования не предохраняет от образования трещин в растягиваемой зоне бетона. Чтобы предельная деформация наступала в бетоне и стали обновременно, нужно соединить бетон с частично растянутой арматурой. Это достигается предварительным напряжением арматуры.

Для защиты арматуры от коррозии при изготовлении железобетонных конструкций должен быть предусмотрен ряд мероприятий. Прежде всего перед бетонированием необходимо очистить арматуру от масла, грязи и отслаивающейся ржавчины. Бетонную смесь следует хорошо уплотнять. В защитном слое конструкции не должно быть раковин, трещин. Для конструкций, подвергающихся воздействию воздушной среды с высокой влажностью или агрессивных жидкостей и газов, толщина защитного слоя должна быть не менее 10 мм, а для армированных конструкций из ячеистых бетонов – не менее 20 мм.

Некоторые виды бетонов (силикатные, гипсоцементно-пуццолановые и др.) не могут обеспечить сохранность арматуры, так как жидкая фаза, находящаяся в порах бетона, имеет пониженное рН. В этих бетонах, а также в бетонах ячеистых сохранность арматуры обеспечивается нанесением на нее специальных покрытий: цементно-полистирольных и др. Защитную сетку наносят на сетки и мелкие каркасы, погружая в ванну с жидким защитным составом. Крупные арматурные каркасы обрызгивают или поливают защитными составами в специальных камерах.

111

Формование бетонных изделий.

Выбор способа формования бетонных изделий зависит от их удобоукладываемости. Поэтому различают следующие бетонные смеси:

Литые смеси имеют в своем составе большое количество воды и способны уплотняться под действием собственной массы (подвижность более 15 см).

Подвижные смеси – это пластичные массы с непрерывной сеткой сетью водяных пленок, окружающих частицы вяжущего и заполнителей. Они распределяются в форме под действием небольших механических усилий (подвижность 4-15 см).

Жесткие смеси – рыхлые, а иногда и сыпучие массы, в которых недостаточно воды для создания непрерывной сетки водяных пленок. Такие смеси для уплотнения требуют длительного и интенсивного механического воздействия.

В соответствии со спецификой свойств смесей выбирают способ формования (уплотнения), основными из них являются следующие:

Литье – применяется для формования ячеистых бетонных и гипсовых смесей. Уплотнение происходит под действием собственной массы без дополнительного механического воздействия. Изделия формуют из масс подвижной консистенции при содержании воды 55-70% от массы сухой смеси. Изделия отличаются максимально возможной плотностью при минимальных затратах на уплотнение. Однако имеют повышенную влажность, что является существенным недостатком этого способа формования.

Вибрационное уплотнение – основной метод формования бетонных и железобетонных изделий. Энергия внешнего воздействия расходуется только на нарушение структурных связей связующего, пространственную перегруппировку зерен заполнителя, придание массе заданной формы. Происходит коагулящионное уплотнение связующего, сопровождающее уплотнением всего объема смеси за счет собственной массы и внутреннего воздействия сил, вызывающих тиксотропное упрочнение системы.

Эффективность вибпроуплотнения зависит от параметров вибрации и от реологических характеристик смеси. Параметры вибрации:

- амплитуда колебаний, частота колебаний, продолжительность колебаний.

Качество виброуплотнения определяется совокупностью этих параметров.

Параметры вибрации должны быть такими, чтобы энергия вибрации превысила значения предельного напряжения сдвига данной системы.

Для уплотнения обычной бетонной смеси при одночастотном вибрировании используют частоты 2800-300 кол/мин.

Продолжительность вибрирования зависит от размеров изделия, насыщенности его арматурой, амплитуды и частоты колебаний вибратора и

112

составляет от нескольких секунд для подвижных смесей до 3-5 мин. (для жестких смесей).

Вибрирование сборных ж/б изделий осуществляется обычно вместе с формой на виброплощадках, вибрирование монолитного бетона – глубинными и поверхностными вибраторами.

Прессование – применяется для изготовления изделий небольших размеров и несложной формы (силикатный кирпич, тротуарная плитка, бордюрный камень и пр.) Этот способ эффективен и позволяет получать бетон особо высокой плотности. При прессовании происходит принудительное перемещение и взаимное сближение зерен бетонной смеси , однако оно должно вестись до определенного предела, сверх которого возможно появление упругих деформаций , не исчезающих после снятия давления и являющихся причиной брака в изделиях. Одна из разновидностей прессования прокат, который позволяет использовать прессование для формования плоских крупногабаритных изделий. Прокат осуществляется в форме между прессующими валками. Он осуществляется на прокатных станах различной конструкции.

Трамбование – это мгновенно прикладываемое прессующее давление, под действием которого бетонная смесь поступает в форму порциями и трамбуется послойно до достижения требуемой толщины изделия. За счет послойной обработки смеси этот способ можно применять для изготовления изделий большой толщины (например, изделия в вертикальном положении).

Центрифугирование – используется для уплотнения бетонных изделий цилиндрической формы (труб, пустотелых опор линий электропередач). Сущность этого процесса состоит в том, что бетонная смесь при вращении цилиндрической формы под действием центробежных сил отбрасывается к стенкам формы, распределяется слоем равномерной толщины и уплотняется. Часть воды (25-30% от общего объема) отжимаются. Это повышает плотность бетона в наружных слоях, но нарушает однородность структуры изделия. Это повышает плотность бетона в наружных слоях, но нарушает однородность структуры изделия. Центрифугирование позволяет получать изделия высокой плотности, прочности (40-60МПа) и долговечности. Недостаток этого способа высокий расход цемента (400 450 кг/м3) для получения бетонной смеси высокой вязкости во избежание ее расслаивания.

Используются комбинированные способы : сочетание виброобработки, с дополнительным компрессионным воздействием – виброштампование, вибропрессование, вибропрокат.

Тепловлажностная обработка изделий

До отправки потребителю отформованные железобетонные изделия должны приобрести необходимую прочность. При нормальных условиях твердения бетон достигает марочной прочности через 28 суток, а 70-80% прочности через 7-15 суток. Естественное твердение требует минимальных

113

капитальных затрат и обеспечивает высокую прочность бетона, однако экономически оно может быть оправдано лишь в исключительных случаях.

Взаимодействие вяжущих веществ с водой подчиняется правилу ВантГоффа, согласно которому скорость реакции с повышением температуры на каждые 100С увеличивается в 2-4 раза. Поэтому наиболее эффективным способом ускорения твердения бетона является тепловлажностная обработка изделий. Повышение температуры ускоряет протекание химических реакций, а влажная среда предохраняет бетон от потери воды, входящей в качестве структурного элемента в новообразования, которые обеспечивают превращение бетонной смеси в камень. Необходимо, однако, считаться с тем, что тепловлажностная обработка изделий повышает их стоимость на 5-10%, усложняет технологический процесс, ухудшает условия труда, несколько снижает качество ЖБИ.

На эффективность тепловой обработки бетонных изделий влияют состав цемента и бетонной смеси, а также условия тепловой обработки (температура, продолжительность). Целесообразно предварительное выдерживание бетона в течение 2-3 часов перед тепловой обработкой, придающее ему способность сопротивляться деструктивным явлениям. Оно особенно эффективно при пропаривании изделий без форм и изделий с большими открытыми поверхностями. ТВО может производиться при атмосферном давлении до температуры 1000С (основной вид тепловой обработки) и при повышенном давлении 0,8-1,2 МПа в автоклавах (применяют в основном для ячеистых бетонов). Прогрев бетона при атмосферном давлении проводят во лажной паровой среде (пропаривание); на подогреваемых стендах или в формах с обогреваемыми стенками без непосредственного контакта с теплоносителем (контактный обогрев); лучистой теплотой, например инфракрасными лучами; электрическим током, пропускаемым через бетонную смесь (электрообогрев).

Пропаривание. Процесс заключается в выдерживании изделий в специальных камерах, заполненных насыщенным паром или паровоздушной смесью при оптимальной для ускоренного твердения бетона температуре 80900С и относительной влажности 100% до достижения бетоном заданной прочности.

Этому традиционному способу ТВО подвергается около 90% выпускаемой продукции, хотя он не относится к самым экономичным: на 1м3 железобетона расходуется до 2,5 тонн пара.

Процесс пропаривания включает три этапа:

1.Разогрев изделий до температуры изотермического прогрева;

2.Собственно пропаривание при постоянной температуре (изотермический прогрев);

3.Охлаждение изделий.

Установки для ТВО могут быть периодического действия, в которых пропаривание прерывается для загрузки и выгрузки изделий, и непрерывного, когда оно осуществляется в процессе перемещения изделий.

114

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ БЛОК-СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

↓

РАЗДАТОЧНЫЙ БУНКЕР

↓

ФОРМОВАНИЕ (форма)

↓

ТЕПЛОВЛАЖНОСТНАЯ ОБРАБОТКА

↓

ОТДЕЛКА ИЗДЕЛИЙ

↓

СКЛАД

116

РАЗДЕЛ №9. Строительные смеси, основные характеристики

Сухие смеси представляют собой смесь вяжущих, заполнителей (наполнителей) и различных добавок. Основные материалы, используемые для их производства, представлены в таблице.

В отличие от растворов и бетонов, приготовленных по традиционной технологии, сухие смеси доставляются на объекты строительства в сухом виде и смешиваются с водой непосредственно перед использованием.

Первоначально сухие смеси применялись в случаях, когда доставка обычного раствора и бетона на объекты строительства была затруднена или неэкономична. В результате разработки новых добавок и методов производства сухих смесей удалось реализовать оригинальные технологии строительных работ на основе модифицированных сухих смесей. К ним относятся тонкослойные технологии (самовыравнивающиеся растворы, плиточные составы, тонкие штукатурки), комплексные системы устройства несущих полов.

Мировой и отечественный опыт использования сухих смесей показал их высокую эффективность и преимущества по сравнению с традиционными методами проведения работ:

•повышение производительности труда в 1,5~5 раз в зависимости от вида работ, механизации, улучшение транспортировки;

•снижение материалоемкости по сравнению с традиционными технологиями в 3~10 раз в зависимости от видов работ (плиточные работы — в 7 раз, выравнивание стен и по лов — в 10 раз);

•стабильность составов и, как следствие, повышение качества строительных работ;

•длительность срока хранения без изменения свойств и расходование по

117

мере необходимости;

• возможность транспортирования и хранения при отрицательной температуре.

Внастоящее время в мире выпускается широкая номенклатура сухих смесей для различных видов строительных работ. Классификация наиболее распространенных смесей представлена на схеме 8-1.

Большая часть исходных материалов производится отечественной промышленностью. Широкое внедрение в практику строительства моди– фицированных сухих смесей в России началось с 90-х гг. За этот небольшой промежуток времени сформировался рынок по их реализации, создано несколько сот небольших фирм. Осуществились первые* крупные проекты с иностранным участием по строительству заводов сухих смесей. В качестве примеров можно привести совместные предприятия ТИГИКНАУФ и ЕМФИ-РФ.

Вданное время вырос интерес специалистов к проблеме разработки сухих смесей и растворов на их основе. Активно работает ряд научноисследовательских центров.

Существующие технологии возведения зданий в некоторых случаях не позволяют проводить отделочные работы тонкими слоями, что приводит к увеличению расхода сухих смесей и, соответственно, к повышению стоимости работ. Прежде всего это относится к работам по выравниванию стен и перегородок из кирпича или мелких блоков, для которых характерен значительный расход штукатурных растворов. Для снижения стоимости работ строители вынуждены использовать штукатурные растворы на известково-песчаной основе (гарцовка), которые не обеспечивают стабильного качества оштукатуренных поверхностей.

Вкачестве альтернативного варианта АНТЦ «АЛИТ» предложил решение, заключающееся в получении высококачественной штукатурной смеси на основе дешевого из-вестково-песчаного раствора и комплексной добавки, состоящей из портландцемента и полимерных компонентов.

Штукатурную смесь готовят, смешивая добавки с гарцовкой и водой. Применение комплексной добавки позволяет получать высококачественные штукатурные растворы. По сравнению с изготовленными по традиционной технологии растворы с комплексной добавкой имеют более высокую прочность сцепления с основанием, высокую водостойкость и морозостойкость, что дает возможность рекомендовать их для наружной отделки зданий.

Строительные клеи

В настоящее время при проведении строительных работ вместо традиционных крепежных материалов все чаще используются различные клеящие вещества в силу технологичности их применения, универсальности свойств, стойкости и долговечности при различных

118

воздействиях среды. Сегодня производство клеев — быстро развивающаяся отрасль, тонко реагирущая на возросшие запросы потребителя.

По своей химической природе клеи подразделяются на натуральные и синтетические.

К первым относятся животные, растительные, минеральные клеи, а ко вторым — неорганические и полимерные.

119

По способом отверждения

клеи подразделяются на 5 основных типов:

•ПВА-клеи, склеивание происходит сухим остатком после испарения воды;

•контактные клеи, склеивание происходит сухим остатком после испарения летучего растворителя;

•полиуретановые клеи, склеивание происходит

благодаря воздействию влаги, содержащейся в воздухе и материале; клеи-расплавы, склеивание происходит за счет остывания вещества;

• молекулярные клеи, склеивание происходит на молекулярном уровне. Стоит уделить внимание некоторым терминам, которые часто

используются в технической документации (описании) клеев:

•Водородный показатель — кислотно-щелочной уровень. Если он находится в пределах от 0 до 6, то с клеевым раствором можно работать без перчаток.

•Точка беления указывает температуру воздуха или материала, начиная с которой можно производить склеивание.

•Время открытой выдержки — время, за которое можно поправить или переставить склеиваемые детали.

В классификации клеев по европейским стандартам (DIN) все клеевые соединения должны соответствовать нормам, представленным в табл. 8-2.

Также все строительные клеевые соединения подразделяются на группы

взависимости от облает применения:

•для паркетов,

•для напольных покрытий (линолеум, ковролин),

•для стеновых и потолочных панелей,

•для обоев,

•другие специальные клеи.

Каждый вид клея пригоден только для работы с определенными материалами, поэтому рекомендуется при проведении ремонтных работ использовать специальные клеи (обойные, паркетные), а не многофункциональные. Универсальность клея всегда сказывается на его качестве: чем больше назначений, тем меньше прочность и гарантии.

Наибольшее распространение на российском рынке имеют следующие производители клея:

•КИИЛТО (KIILTO), Финляндия,

•КАСКО (CASCO), Швеция,

•КЛЕБШЕМИ (KLEBCHEMIE), Германия,

•МАПЕИ (MAPEI), Италия,

•ХЕНКЕЛЬ (HENKEL), Германия.

•Клеи для паркетов

120