4 Производство плит перекрытий

4.1 Общая характеристика плит перекрытий

Железобетонные плиты перекрытия – конструктивные элементы несущих систем зданий и сооружений, служащие для восприятия вертикальных нагрузок и передачи их на капитальные стены. Совместно с несущими стенами плиты перекрытия обеспечивают жесткость каркасу строительного сооружения. Различают два типа плит перекрытия: монолитные и плиты из сборного железобетона.

Монолитные перекрытия, как и любой другой монолитный элемент конструкции здания, изготавливают непосредственно на строительной площадке. Изготовление такого изделия в общем случае делится на три этапа: установка опалубки, монтирование арматурного каркаса и заливка бетонной смеси в приготовленную опалубку.

Плиты из сборного железобетона изготавливают на специализированных заводах, доставляют в готовом виде и монтируют в соответствии с проектом непосредственно на объекте строительства.

Сравним характеристики и свойства двух видов плит.

Монолитные плиты перекрытия. Преимущества:

• возможность изготовления перекрытий сложной формы.

• отсутствие соединительных швов.

• долговечность (при условии соблюдения технологии изготовления).

Недостатки:

• трудоемкое производство.

• высокая продолжительность сроков строительства, связанная с естественным процессом затвердевания бетонной смеси.

• сезонность работ.

• профессиональное армирование монолитной железобетонной плиты.

• риски, связанные с использованием некачественной бетонной смеси.

• дорогостоящий монтаж подмостей и опалубки.

Плиты перекрытий из сборного железобетона, изготовленных в заводских условиях. Преимущества:

• гарантия качества изделия.

• короткие сроки монтажа.

• невысокая трудоемкость монтажа.

Недостатком является более низкая жёсткость конструкции по отношению к монолитной.

Таким образом, использование сборного железобетона имеет множество потенциальных преимуществ по сравнению с монолитным.

4.2 Сырьевые материалы для производства плит перекрытий

В качестве сырьевых материалов для производства плит перекрытий используют цемент, песок, воду, химические добавки, бетонную смесь. Требования к применяемым материалам, комплектующим, полуфабрикатам.

Цемент. Портландцемент ПЦ400, ПЦ500 Д0, ПЦ500 Д20 I и II группы (эффективности пропаривания с содержанием трехкальциевого алюмината (С3А) не более 8 % по массе, отвечающие требованиям ГОСТ 10178-85 или ГОСТ 31108.

Песок. В качестве мелкого заполнителя для бетонов применяется природный песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93, с модулем крупности 2,5-3,0. Содержание в природном песке пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 2 мас. %. Содержание глины в комках в песке природном не должно превышать 0,25 мас. %.

Щебень. В качестве крупного заполнителя применяется щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ по ГОСТ 8267-93

Крупный заполнитель для тяжелого бетона марки С16/20, должен отвечать следующим показателям:

• зерновому составу и наибольшей крупности;

• содержанию пылевидных и глинистых частиц;

• форме зерен;

• прочности;

• содержание зерен слабых пород;

• радиационно-гигиенической характеристике, а также плотности, водопоглощение, пустотность.

Средняя плотность крупного заполнителя должна иметь 2000-3000 кг/м3.

Крупный заполнитель следует применять в виде раздельно-дозируемых фракций при приготовлении бетонной смеси фр. от 5 до 10; от 10 до 20 мм. (Допускается смешивание фракций от 5 до 20 мм).

Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гравия:

• от 5 до 10 мм должны соответствовать для сит с диаметром отверстий контрольных сит 5 мм – 90-100% по массе;

• для сит с диаметром отверстий контрольных сит 12,5 мм – до 0,5%;

• св. 10 до 20 мм должны соответствовать для сит с диаметром отверстий контрольных сит 10 мм – 90-100 % по массе;

• для сит с диаметром отверстий 25 мм – до 0,5%;

• от 5 до 20 мм должны соответствовать для сит с диаметром отверстий контрольных сит 5 мм – 90-100%;

• для сит с диаметром отверстий 12,5 мм – 30-80%;

• для сит с диаметром отверстий 20 мм – до 10%;

• для сит с диаметром отверстий 25 мм – до 5%.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне для бетонов всех классов не должно превышать 1 мас. %..

Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы в крупном заполнителе представлено в таблице 4.1 и не должно превышать 35 мас. %.

Таблица 4.1

Группа щебня	Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы
1 2 3 4 5	До 10 включительно Св. 10 до 15 Св. 15 до 25 Св. 25 до 35 Св. 35 до 50

Марка по прочности щебня из природного камня должна быть не ниже:

• 300 – для бетона класса С 12/15;

• 400 – для бетона класса С 16/20;

• 600 – для бетона класса С 20/25;

• 800 – для бетона класса С 25/30;

• 1000 – для бетона класса С 30/37.

Марка по прочности гравия и щебня из гравия должна быть не ниже:

• 600 для бетона класса С16/20 и ниже;

• 800 для бетона класса С20/25;

• 1000 для бетона класса С25/30 и выше.

Содержание зерен слабых пород в щебне не должно превышать, % по массе:

• 5,0 – для бетона классов С 30/37 и выше;

• 10 – для бетона классов С 16/20, С 20/25, С 25/30;

• 15 – для бетона классов С 12/15 и ниже.

Вода. Вода для затворения бетонной смеси должна соответствовать требованиям СТБ 1114-98 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия».

Вода не должна содержать примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона.

При применении технической воды испытания проводят один раз в год на содержание растворимых солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц, а также на соответствие другим техническим требованиям.

Химические добавки. Химические добавки должны соответствовать нормативным документам, по которым они выпускаются.

Особенности производства бетонных работ в зимних условиях. При производстве работе в зимнее время следует отдавать предпочтение бетонным смесям пониженной подвижности, так как это способствует ускорению твердения бетона в начальные сроки. Для сохранения требуемой подвижности бетонной смеси при снижении водоцементного отношения следует применять комплексные добавки на основе суперпластификаторов и ускорителей твердения. Максимально допустимые температуры подогрева заполнителей должны быть для портландцемента, шлакопортландцемента, пуццолановый портландцемент марок до 600°С.

• бетонной смеси при выходе из смесителя – 30;

• заполнителей при загрузке в смеситель – 60-70.

Предварительный разогрев бетонной смеси с суперпластификатором из-за быстрой потери подвижности смеси применять не следует.

Наибольшая допустимая температура воды, поступающей в смеситель, должна соответствовать температуре заполнителей. При применении подогретой воды в смеситель надо одновременно загружать воду 0,5 требуемого количества и крупный заполнитель, несколько оборотов смесителя, а затем песок и цемент. Перемешивание бетонной смеси в зимний период на 25% больше времени, чем летом.

С целью обеспечения условий твердения бетона при отрицательных температурах в бетонную смесь следует вводить противоморозные добавки, снижающих температуру замерзания жидкой фазы.

При введении суперпластификаторов температура бетонной смеси должна быть не более 30°С и в момент укладки не ниже 50°С. После укладки бетона в форму, во избежание повышенного увлажнения за счет атмосферных осадков, следует поверхность конструкции укрыть (пленкой, рубероидом и т.д.).

Арматура должна производиться из углеродистых сталей обыкновенного качества спокойных и полуспокойных марок. Химический состав и углеродный эквивалент должны соответствовать приведенным в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Химический состав и углеродный эквивалент

Класс арматуры	Углерод	Марганец	Кремний	Сера	Фосфор	Медь	Азот	Углеродный эквивалент
S240	0,24	0,65	0,30	0,045	0,045	0,30	0,012	0,45
S400 S500	0,24	1,5	0,9	0,055	0,055	0,8	0,014	0,52

Механические свойства арматуры должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Механические свойства арматуры

Наименование показателя	Класс арматуры
	S240	S400	S500
1	2	3	4	5
Номинальный диаметр	6-40	6-40 СТБ1704	6-40 СТБ-1704	4-16 СТБ1704
Физический или условный предел текучести Re, МПа, не менее	240	400	500	500
Временное сопротивление разрыву Rm, МПа, не менее	370	500	600	550

Продолжение таблицы 4.3

Отношение временного сопротивления разрыву к физическому или условному пределу текучести Rm/Re, не менее	1,3	1,25	1,08	1,05
Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке Aqt на участке длиной 50 мм, %, не менее	-	-	5,0	2,5
Относительное удлинение δ5, %, не менее	25	16	14	12
Испытание на изгиб в холодном состоянии: угол изгиба диаметр оправки	180° 0,5d ном.	90° 3d ном.	90° 3d ном.	180° 3d ном.

Для арматуры класса S500, изготовленной методом холодного деформирования, все механические свойства принимать как для арматуры класса S500.

Для арматуры диаметром 4,0; 5,0 мм контролируется δ 100, принимаемое не менее 2,5%.

Для арматуры диаметром 4,0; 5,0 мм выполняют испытания на перегиб по ГОСТ 1579. Минимальное количество перегибов – 5.

Для арматуры диаметром 4,0 мм при получении показателей ниже указанных, временное сопротивление разрыву должно быть не менее 650 МПа.

Для арматуры класса S500, изготовленной методом холодного деформирования, все механические свойства принимать как для арматуры класса S500, выполненной по рисунку 2 СТБ 1704.

Для арматуры диаметром 4,0; 5,0; мм – Rm/Re не менее 1,03.

Для арматуры диаметром 4,0; 5,0 мм – Aqt не менее 1,5 %.

Для арматуры диаметром 4,0; 5,0 мм контролируется δ 100, принимаемое не менее 2,5%.

Для арматуры диаметром 4,0; 5,0 мм выполняют испытания на перегиб по ГОСТ 1579. Минимальное количество перегибов – 5.

Для арматуры диаметром 4,0 мм при получении показателей ниже указанных, временное сопротивление разрыву Rm должно быть не менее 650 МПа.

На поверхности арматуры не должно быть трещин, рванин, закатов. Допускается наличие отдельных раскатанных загрязнений, отпечатков, следов раскатанных пузырей (волосовин), рябизны, мелких рисок, царапин, чешуйчатости и незначительной ржавчины, не ухудшающих механические характеристики арматуры согласно таблице 4.3.

Арматура поставляется в связках массой до 10 т или в мотках массой не более 3 т. Арматура должна быть смотана в мотки не перепутанными рядами. Каждый моток должен быть перевязан равномерно по окружности стальной лентой по ГОСТ 503 или катанкой, или другими материалами по ТНПА, не менее чем в трех местах, равномерно расположенных по окружности. Концы мотка должны быть аккуратно уложены и легко находимы.