13.3. Бетонные работы

По степени готовности бетонные смеси подразделяют на:

♦ бетонные смеси, готовые к употреблению (БСГ);

♦ бетонные смеси сухие (БСС).

При заказе бетонной смеси ее условное обозначение должно состоять из сокращенного обозначения бетонной смеси с указанием степени готовности, вида бетона, марки бетонной смеси по удобоукладываемости, а также класса бетона по прочности, марок по морозостойкости, водонепроницаемости, гарантированное достижение которых обеспечивает данная бетонная смесь, и средней плотности (для легкого бетона).

Например, бетонная смесь, готовая к употреблению, тя­желая, класса бетона по прочности на сжатие С²⁰/₂₅, марки по удобоуклады­ваемости (подвижности) П1, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W4 обозначается следующим образом:

БСГТ С²⁰/₂₅ П1 F200 W4 СТБ 1035-96.

То же, сухая бетонная смесь тяжелого бетона:

БССТ П1 С²⁰/₂₅ F200 W4 СТБ 1035-96.

Готовая к употреблению бетонная смесь легкого бетона класса по прочности С¹²/₁₅, марки по удобоукладываемости П2, морозостойкости F200, водонепроницаемости W2 и средней плотности D900:

БСГЛ П2 С¹²/₁₅ F200 W2 D900 СТБ 1035-96.

То же, сухая бетонная смесь легкого бетона:

БССЛ П2 С¹²/₁₅ F200 W2 D900 СТБ 1035-96.

Для приготовления бетонных смесей необходимы вяжущие материалы, инертные материалы (крупный и мелкий заполнители), химические добавки и вода.

Бетонная смесь может быть приготовлена:

 на центральном или районном бетонном заводе, снабжающем готовой или сухой смесью строительные объекты, расположенные на расстоянии не более технологически допустимого, при котором бетонная смесь не претерпевает необратимых изменений.

 на приобъектных бетонных заводах и бетоносмесительных установках (в том числе мобильных комплексах для приготовления бетонной смеси).

Кроме того, для приготовления небольших порций смеси могут быть использованы малогабаритные бетоносмесители, а также автобетоносмесители, загружаемые на бетонных заводах сухими или частично затворенными смесями.

Транспортирование бетонной смеси. При централизованном приготовлении бетонной смеси возникает необходимость ее транспортирования от бетонного завода до строительной площадки. При этом должна быть обеспечена бесперегрузочная доставка ее от места приготовления до бетоноприемного устройства на строительной площадке или места разгрузки непосредственно в опалубку бетонируемой конструкции. На месте укладки бетонная смесь должна иметь заданные проектом показатели удобоукладываемости, а изготовленный из нее бетон - проектные характеристики (класс по прочности и др.).

Применяемые способы транспортирования бетонных смесей должны исключать возможность попадания в них атмосферных осадков, нарушения однородности, потери цементного раствора, а также обеспечивать предохранение смеси в пути от вредного воздействия ветра и солнечных лучей.

Готовые бетонные смеси доставляют потребителю в основном автомобильным транспортом специализированных видов: автобетоносмесителями и автобетоновозами (рис.13.8 а, б). По согласованию изготовителя с потребителем, при отсутствии специализированных транспортных средств, допускается доставлять бетонные смеси автосамосвалами.

а) б)

в) г)

д) е)

Рис. 13.8. Средства транспортирования бетонной смеси

а — автобетоносмеситель: 1 — бак для воды;

2 — смесительный барабан; 3 - загрузочно-разгрузочное устройство; 4 –гидропривод барабана; б — автобетоновоз с термоактнвным кузовом: 1 — положение кузова при загрузке и в транспортном положении; 2 — крышка кузова; 3 — положение кузова при разгрузке; 4 — опорное устройство кузова;

5 — устройство для ввода выхлопных газов автомобиля в кузов;

в — доставка бетонной смеси автосамосвалом (выгрузка непосредственно в опалубку): 1 — переносной инвентарный мостик; 2 — автосамосвал; 3 — опалубка; 4 — распорки

г — доставка бетонной смеси конвейером:

1 —конвейер; 2 — разгрузочная воронка иа конце конвейера

д — автобетоносмеситель, с разгрузочным конвейером и лотком

е - автобетоносмеситель, оснащенный бетононасосом с распределительной стрелой

При выборе средств для транспортирования бетонной смеси должны учитываться и такие показатели, как максимально допустимая продолжительность. При изменении температуры смеси или окружающей среды, а также при применении добавок максимальную продолжительность транспортирования определяют опытным путем. При выборе способа транспортирования литой бетонной смеси следует учитывать, что ее начальная подвижность, достигнутая при приготовлении с помощью пластификаторов, сохраняется без значительных изменений не более 30—45 мин, а затем начинает быстро снижаться. Поэтому литые бетонные смеси следует готовить из сухих смесей при транспортировании в автобетоносмесителе.

Сухие бетонные смеси в мешках и пакетах доставляют транспортом всех видов.

Автобетоносмесители представляют группу специальных машин, пред­назначенных для транспортирования сухих и готовых бетонных смесей на строительные объекты, приготовления или побуждения их в пути следования и на месте потребления, а также выдачи бетонной смеси на рабочие места. При перевозке автобетоносмесителями полностью исключаются потери бетонной смеси в пути и обеспечивается ее качественная доставка.

Смесительный барабан автобетоносмесителя, загрузочно-разгрузочное устройство, водяной бак с подающим и дозирующим устройствами смонтированы на шасси автомобиля или на автомобильном полуприцепе. Разгрузочное устройство позволяет осуществлять порционную выгрузку бе­тонной смеси. Выгрузка производится обратным вращением барабана авто­бетоносмесителя.

При транспортировании литых бетонных смесей в барабан автобетоносмесителя на бетонном заводе должны загружаться сухие компоненты, а в бачок для воды - раствор пластификатора. Введение в смесь воды затворения с растворенным в ней пластификатором и перемешивание должно производиться за 20-30 мин до прибытия машины к месту укладки смеси. При этом оптимальный режим вращения смесительного барабана составляет от 6 до 12 об/мин.

При доставке автобетоносмесителями готовой смеси следует обеспечить периодическое вращение смесительного барабана или постоянное его вращение при периодическом увеличении частоты вращения до 6 об/мин.

Автобетоновозы являются специализированным транспортом для перевозки бетонных смесей. Их кузов имеет углубленную обтекаемую форму, способствующую транспортированию бетонной смеси без утечки и расслоения. Угол его подъема увеличен до 80-90^о, чем обеспечивается быстрое и полное удаление смеси при разгрузке. Для уменьшения воздействия температуры окружающего воздуха на перевозимую смесь кузов имеет двойные стенки (термосный режим хранения перевозимого бетона). При подаче в образованное пространство отработанных газов кузов становится теплоизолированным, а крышки кузова защищают бетонную смесь от увлажнения или испарения.

Укладка бетонной смеси. Процесс укладки бетонной смеси включает:

 подготовку основания;

 подачу смеси к месту укладки с распределением ее в бетонируемой конструкции;

 уплотнение бетонной смеси.

Перед укладкой бетонной смеси следует про­верить правильность установки и надлежащего закрепления опалубки, а также поддерживающих ее элементов. Армирование, закладные детали и другие элементы, закрываемые в процессе укладки бетон­ной смеси, должны соответствовать проекту и нормативно-техническим требованиям.

При подготовке основания поверхность опалубки и арматуры необходимо очистить от мусора, снега, грязи, ржавчины, пятен мазута, нефти, битума и масла, нанести требуемую смазку, смочить и т.д.

Бетонные смеси следует укладывать в бетонируемые конструкции горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов, соблюдая одно направление укладки для всех слоев. Толщина укладываемого слоя должна быть установлена в зависимости от степени армирования конструкции и применяемых средств уплотнения. Продолжительность перерыва между укладкой смежных слоев бетонной смеси без образования рабочего шва устанавливается строительной лабораторией.

Запрещается добавлять воду на месте укладки (увеличивать водоцементное отношение) для компенсации потери подвижности в процессе транспортирования. В процессе укладки бетонной смеси следует исключать ее расслаива­ние при свободном падении на арматурные стержни, металлические каркасы или другие детали, применяя оборудование для непосредственной подачи бетонной смеси к месту укладки без использования дополнительных прис­пособлений (желобов, лотков, тачек и др.). При этом максимально допус­тимая высота свободного сбрасывания смеси в опалубку колонн -5 м, пе­рекрытий - 1; стен - 4,5, неармированных конструкций - 6,

При бетонировании конструкций и необходимости перерыва при укладке бетонной смеси, по согласованию с проектной организацией, допускается устройство рабочих швов в следующих местах:

 колонн - на отметке верха фундамента и подкрановых балок, низа прогонов, балок, подкрановых консолей и капителей колонн;

 балок больших размеров, монолитно соединенных с плитами, - на 2--3 см ниже отметки нижней поверхности плиты, а при наличии в плите вутов - на отметке низа вута плиты;

 плоских плит - в любом месте параллельно меньшей стороне плиты;

 ребристых перекрытий в направлении, параллельном второстепенным или отдельным балкам - в пределах средней трети пролета балок; при бетонировании в направле­нии, параллельном главным балкам (прогонам) - в пределах двух средних четвертей пролета прогонов и плит.

Поверхность рабочих швов должна быть перпендикулярна к оси бетонируемых колонн и балок, к поверхности плит и стен. Возобновлять бетонирование допуска­ется по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа.

Верхний уровень уложенной бетонной смеси должен быть на 5-7 см ниже верха щитов опалубки.

В зависимости от конкретных условий производства бетонных работ основными средствами подачи бетонной смеси к месту укладки являются: строительные краны и подъемники; конвейеры и виброхоботы; бетононасосы; пневмонагнетатели.

Подача и распределение бетонных смесей строительными кранами и подъемниками. Краны применяют для подачи и распределения бетонной смеси лишь в комплекте со специальным оборудованием – бадьями. По конструкции и принципу действия бадьи разделяются на поворот­ные и неповоротные (рис.13.9, а, б)..

Конструкция бадей должна обеспечивать возможность порционной выгрузки бетонной смеси, иметь простой и надежный в эксплуатации затвор, гарантирующий четкую отсечку смеси и герметичность, исключающую утечку цементного молока.

Конструкция и емкость бадей должны выбираться с учетом технологической совместимости с типом применяемых транспортных средств, характеристиками бетонируемой конструкции и грузоподъемностью Применение бадей с механическим побуждением позволяет производить укладку бетонной смеси с осадкой ко­нуса 5-15 см.

а) б)

Рис. 13.9. Схемы подачи бетонной смеси кранами и подъемниками:

а — загрузка и подъем поворотных бадей; б — неповоротная бадья с вибратором (вибробадья); 1 — корпус бадьи; 2 — затвор; 3 — подвески; 4 — крюк крана

Подача и распределение бетонной смеси конвейерами и виброхоботами. Ленточные конвейеры применяются для подачи и распределения бетонной смеси при бетонировании массивных с большими в плане размерами фундаментных плит, бетонных подготовок и полов на больших участках.

Эти машины наиболее эффективно используются при интенсивности сменного потока бетона 100 м³ и более и бетонировании конструкций, расположенных ниже уровня стоянки бетоноукладчика.

Виброжелоба крепят к выходному проему вибропитателя и устанавливают на опорные конструкции с помощью подвесок с пружинными амортиза­торами. Виброжелоба имеют длину 4 и 6 м. Наибольшая скорость перемещения бетонной смеси в желобе достигается при толщине ее слоя 20--23 см. Производи­тельность виброжелобов зависит от подвижности смеси и угла их наклона к горизонту.

Виброхоботы применяют для подачи бетонной смеси без ее расслаивания на большую глубину (до 80 м). Их собирают из цилиндрических звеньев длиной 1000--1500 мм, на которые через каждые 2--4 секции устанавливают вибраторы-побудители. Нижние концы виброхоботов можно оттягивать в сторону не более чем на 0,25 м на каждый метр высоты.

Подача и распределение бетонных смесей бетононасосами. Бетононасосы являются универсальными машинами с широким диапазоном технологических возможностей. Они позволяют с высокой степенью интен­сивности (до 80 м³/ч и более) доставлять бетонные смеси на расстояние до 400 м по горизонтали и до 100 м и более по вертикали.

По исполнению привода бетононасосы делятся на машины с механическим и гидравлическим приводом, по исполнению перекачивающего механизма - на поршневые и беспоршневые (роторные, диафрагменные и др.).

Значительно повышает эффективность применения бетононасосов установка их на автомобильное шасси и оснащение распределительными поворотными шарнирно-сочлененными стрелами из нескольких секций (как правило, от 3 до 5), на которых укреплен транспортирующий трубопровод. Они называются автобетононасосами. На современных автобетононасосах положение стрелы рассчитывается и контролируется бортовым компьютером насоса. При перекачке бетона на дисплее бортового компьютера указывается, в каком направлении необходимо произвести пе­ремещение опор для достижения максимальной устойчивости. С помощью звуковых сигналов оператор оповещается о достижении предела устойчивости машины при развернутой стреле. Компьютером осуществляется регистрация всех предельных состояний, а также фиксируется количество отработанных часов, число рабочих циклов, время, дата.

Автобетононасосы позволяют обеспечить подачу и распределение бетонной смеси в зоне действия стрелы без необходимости установки стационарных бетоноводов, быстроту маневрирования в пределах строительной площадки и переброски с объекта на объект.

Автобетононасосы могут применяться:

 при бетонировании конструкций зданий небольшой высоты (в основном, до трех этажей) и возможности обхода автобетононасоса по периметру здания;

 при бетонировании отдельно стоящих фундаментов, буронабивных свай, фундаментных плит и других конструкций, расположенных ниже уровня земли, и возможности движения автобетононасоса по периметру здания;

 при бетонировании конструкций, расположенных в труднодоступных для других механизмов местах, например при необходимости подачи бетонной смеси в проемы в условиях реконструкции.

а)

б)

в)

Рис.13.10. Подача бетонной смеси бетононасосами:

а — автобетононасосом при бетонировании столбчатых фундаментов

1 — автобетоносмеситель; 2 — приемный бункер автобетононасоса; 3 — бетононасос; 4 — распределительная стрела; 5 — гибкий шланг.

б — бетононасосом при возведении вторичной обделки тоннелей:

1 — автобетоносмеситель; 2 — бетононасос; 3 — бетоновод;

4 — арматура; 5 — гидродомкраты-манипуляторы; 6 — опалубка;

7 — вибратор; 8 — механизм перемещения

в — бетононасосом с автономной распределительной стрелой:

1 — автобетоносмеситель; 2 — бетононасос; 3 — бетоновод;

4 — рукав-компенсатор длины бетоновода; 5 — постамент с полноповоротной платформой; 6 — стрела; 7 — гибкий участок бетоновода; 8 — рабочий пол и опалубка; 9 — гидравлическая станция.

В качестве бетоноводов могут быть использованы стальные трубопро­воды и резиновые шланги со стальным кордом или текстолитовой основой. Возможно применение легких трубопроводов из пластических масс. К бетоноводу подсоединяется концевой гибкий шланг длиной 3--5 м, позволяющий повысить точность подачи бетонной смеси.

Уплотнение бетонной смеси. Уплотнение бетонной смеси - важная технологическая операция при выполнении бетонных работ. От ее качества в основном зависят плотность и однородность бетона, а, следова­тельно, его прочность и долговечность. При уплотнении из бетонной сме­си удаляется воздух. Установлено, что каждый процент воздуха уменьшает прочность бетона на 3-5%, поэтому даже высокопластичные смеси необхо­димо уплотнять. В жестких смесях объем воздуха достигает 40-45%. Основным способом уплотнения бетонных смесей является вибрационный - виброуплотнение. Продолжительность виброуплотнения устанавливается в зависимости от формы и размеров конструкции, степени ее армирования и характеристик бетонной смеси. При подвижности бетонной смеси свыше 22 см допускается безвибрационный метод укладки. Особенно тщательно следует уплотнять и распределять бетонную смесь вокруг арматуры, а также по углам опалубки до образования сплошной массы без пустот, прежде всего в защитном слое бетона.

В условиях строительной площадки используют следующие виды вибри­рования: внутреннее, поверхностное и наружное (рис.13.11.). В зависимости от вида привода вибраторы делятся на элетромеханические, пневматические и с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Для внутреннего вибрирования применяются глубинные вибраторы (рис.13.11,а) с погружаемым в бетонную смесь вибронаконечником (вибратор с гибким ва­лом) или корпусом (вибробулава и подвесные вибраторы). Подвесные глу­бинные вибраторы могут быть собраны в блоки (вибропакеты). Одной из систем глубинных вибраторов являются плоскостные виброизлу­чатели, представляющие собой два мощных цилиндрических вибратора, жестко связанных стальной плитой.

Они позволяют эффективно уплотнять бетонную смесь с осадкой конуса менее 10 см в массивных конструкциях.

При погружении в бетонную смесь глубинный вибратор должен углубляться в ранее уложенный слой на 5-10 см. Шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия.

а)

I II III IV V VI

б)

I II III

Рис. 13.11. Вибраторы и инструменты для уплотнения бетонной смеси:

а — вибраторы глубинные (внутренние):

I — схема работы; II — внутренний вибратор с двигателем, встроенным в наконечник; III — то же, с двигателем, вынесенным к ручке; IV — то же, с гибким валом; V — пакетный вибратор; VI — плоскостной виброизлучатель;

1 — корпус вибратора; 2 — штанги; 3 — двигатель; 4 — гибкий вал; 5 — серьга; 6 — зажим; 7 — подвеска; 8 —синхронизатор;

9 — резиновый амортизатор; 10 — плита; 11 — ребра;

б — поверхностные вибраторы:

I — схема работы; II — площадочный вибратор; III — виброрейка;

1 - площадка; 2 - двигатель; 3 - питающий кабель; 4 - уплотняющий брус.

Для уплотнения бетонной смеси при устройстве бетонных подготовок под полы, площадок, перекрытий, проездов, дорожек и других тонких горизонтальных конструкций (с одиночной арматурой толщиной не более 250 мм, с двойной - 120 мм) применяют поверхностные (площадочные) вибраторы (рис. 13.11, б) и виброрейки (рис.13.11, в). Шаг их перестановки должен обеспечивать перекрытие на 10 см площадкой вибратора границы уже провибрированного участка.

Для уплотнения бетонной смеси при бетонировании конструкций незначительной толщины, для побуждения выгрузки сыпучих и вязких материалов из бункеров и бадей на них ус­танавливают наружные вибраторы (рис.13.11, г).

Вакуумирование как способ уплотнения бетонной смеси. Повышенное содержание воды в смеси влечет за собой увеличение рас­хода цемента и снижение каче­ства бетонных конструкций (сокращение их долговечности), так как при испарении излишней воды затворения в твердеющем бетоне образуются по­ры, происходит повышенная усадка, возникают трещины.

Вакуумирование производят с помощью щитов с вакуум-полостями и вакуум-насоса сразу после укладки и вибрирования. Кроме наружных вакуум-полостей для вакуумирования стен и колонн могут использоваться специальные вакуум-трубки - горизонтальные и вертикальные, которые устанавливаются внутрь бетонируемых конструкций.

Избыточная вода отсасывается вакуум-насосом и удаляется непрерывно по шлангам. В результате вакуумирования содержание воды в бетонной смеси уменьшается на 20-25%, что значительно повышает прочность на сжатие, износостойкость и другие показатели бетона. Вакуумирование происходит очень быстро и бетон уплотняется настолько, что можно по нему сразу ходить и приступить к следующей операции.

После вакуумирования бетон (вакуум-бетон) сразу же приобретает значительную прочность, которая позволяет осуществить полную немедленную распалубку таких конструкций, как стены и колонны, и частич­ную распалубку таких, как ригели, балки, плиты перекрытий.

Наиболее успешно такой способ используется при устройстве высокопрочных полов (рис.13.12.).

Рис.13.12. Схемы вакуумной обработки бетона при устройстве высококачественных бетонных полов:

I — подготовительные работы, установка рельс-форм;

II — укладка бетонной смеси с уплотнением глубинным вибратором; III — поверхностное уплотнение вибро-рейкой;

IV — вакуумирование; V, VI — разравнивание поверхности сразу после вакуумирования и обработка бетоноотделочной машиной, при необходимости введение специальных упрочняющих или обеспыливающих составов.

Уход за бетоном и приемка работ. После укладки бетонной смеси начинается сложный физико-химический процесс твердения бетона, при котором цемент во взаимодействии с водой образует прочные монолитные соединения. Для обеспечения твердения бетона и набора его прочности в заданные сроки необходимо осуществлять серию мероприятий по уходу за бетоном. Порядок и сроки их проведения, контроль за выполнением, сроки распалубки и приемка готовых конструкций устанавливаются нормативно-техническими документами и проектом производства работ.

В начальный период твердения открытую поверхность бетона защищают от потерь влаги во избежание обезвоживания бетона. Если вода из бетона преждевременно испарится, твердение практически прекратится и в результате усадки появятся мелкие усадоч­ные трещины на его поверхности, прочность бетона снизится на 15—40%, уменьшатся также его морозостойкость, водо- и газонепроницаемость. Для защиты от вредного воздействия прямых солнечных лучей, ветра и попадания атмосферных осадков устанавливают щиты (тенты), открытую поверхность свежеуло­женного бетона покрывают жидкими пленкообразующими материалами (лаком этиноль, битумными эмульсиями) или укрывают пленками из полимерных материалов, водонепроницаемой бумагой, брезентом, влагоемкими покрытиями из мешковины, опилок и т.д. В сухую и жаркую погоду необходимо систематически поливать из брандспойта с распылителем деревянную опалубку и влагоемкие покрытия. Влагоемкие покрытия поливают так часто, чтобы поверхность бетона в период ухода постоянно была влажной. Открытые поверхности бетона следует поддерживать во влажном состоянии до достижения бетоном 75% проектной прочности. При средней температуре воздуха от 0 до +5 °С бетон можно не поливать.

После окончания периода влажностного ухода следует предпринимать специальные меры для предотвращения образования микротрещин, появляющихся из-за интенсивного испарения влаги. С этой целью после прекращения полива не следует удалять материал, покрывающий бетон, еще от 2 до 4 суток.

Распалубливание бетонных и железобетонных конструкций. Распалубливание забетонированных конструкций является одним из основных видов опалубочных работ.

Разбирать опалубку можно только с разрешения производителя работ, а при особо ответственных конструкциях (по перечню, установленному проектом) - с разрешения главного инженера. Опалубку незагруженных монолитных конструкций горизонтальных и наклонных пролетом до 6 м снимают при прочности бетона не менее 70%, а опалубку конструкций пролетов свыше 6 м — не менее 80%. Минимальная прочность загруженных конструкций, в том числе от вышележащего бетона (бетонной смеси), определяется проектом производства работ и согласовывается с проектной организацией.

Сокращение времени выдерживания бетона в опалубке позволяет увеличивать ее оборачиваемость, и тем самым обеспечивает эффективность использования опалубки. При разборке опалубки не допускается повреждение монолитных конструкций и элементов опалубки. Поэтому распалубливание следует выполнять аккуратно. Снятие всех типов опалубки следует производить после предварительного отрыва от бетона. При разборке мелкощитовой опалубки применяют ломики-гвоздодеры

Подготовка опалубки к повторному применению заключается в очистке ее от налипшего бетона, извлечении гвоздей и ремонте поврежденных мест. Металлические щиты смазывают со стороны, обращенной к бетону, смазочными материалами (смазками), пользуясь распылителем или кистями.

После распалубливания, когда бетон ещe достаточно свеж, исправляют обнаруженные дефекты. Пустоты и раковины очищают от плохо уплотненного бетона, обрабатывают щетками или пес­коструйным аппаратом, промывают водой и заделывают раствором (1:2). Каверны заделывают торкретированием.

Движение людей по забетонированным конструкциям и установка опалубки вышележащих конструкций допускаются после достижения бетоном прочности не менее 1,5 МПа.

Приемка бетонных и железобетонных конструкций. Приемку бетонных и железобетонных конструкций производят после достижения бетоном проектной прочности. При этом предъявляются журналы работ, документы о согласовании всех изменений в чертежах, данные испытаний контрольных образцов бетона, акты на скрытые работы.

Отклонения в размерах и положении возведенных конструкций не должны превышать нормативных (табл.13.2.).