Технология возведения зданий и сооружений

Наряду с механическими применяют и электротермический способ натяжения. Он заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в канал бетонной конструкции, при пропускании через них переменного тока промышленной частоты в результате теплового расширения металла удлиняются, фиксируются гайками, а при остывании укорачиваются и передают сжимающие усилия на бетон.

 

1.4 Методы обеспечения  проектного защитного слоя бетона

 

При установке арматуры должны быть обеспечены предусмотренная проектом толщина защитного слоя бетона и  расстояние между рядами арматуры.

Защитный слой бетона для  рабочей арматуры должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном  на всех стадиях работы конструкции, а также защиту арматуры от внешних  атмосферных, температурных и тому подобных воздействий.

Для продольной рабочей арматуры (ненапрягаемой и напрягаемой, натягиваемой на упоры) толщина защитного слоя, мм, должна быть, как правило, не менее диаметра стержня или каната и не менее (в колоннах) – 20 мм.

Толщина защитного слоя бетона для поперечной, распределительной  и конструктивной арматуры должна приниматься  не менее диаметра указанной арматуры и не менее, мм:

при высоте сечения элемента менее 250 мм – 10

при высоте сечения элемента равной 250 мм и более – 15

Для возможности свободной  укладки в форму цельных арматурных стержней, сеток или каркасов, идущих по всей длине или ширине изделия, концы этих стержней должны отставать  от грани элемента при соответствующем  размере изделия до 9 м – на 10 мм, до 12 м – на 15 мм, свыше 12 м  – на 20 мм.

При эксплуатации железобетонных конструкций в условиях повышенной влажности, при воздействии кислот, солевых растворов и других агрессивных  сред нормированная толщина защитного  слоя должна быть увеличена не менее  чем на 10 мм.

Необходимую толщину защитного  слоя обеспечивают бетонными или  цементными подкладками, которые остаются после бетонирования в теле конструкции а расстояние между стержнями или рядами арматурных стержней – путем укладки обрезков стальной арматуры.

 

2 ТЕХНОЛОГИЯ Бетонирования  конструкции

 

2.1 Проектирование состава  бетонной смеси

 

Подбор состава бетонной смеси состоит в установлении соотношения между цементом, водой, песком, щебнем и добавками в виде расхода материалов на 1 м3 уплотненной  бетонной смеси. Это соотношение  должно обеспечить необходимые технологические  свойства затвердевшего бетона.

Для расчета мы задаемся следующими исходными данными:

Вид вяжущего – ШПЦ-300;

Вид бетона – тяжелый;

Водоцементное отношение  – 0,5;

Удобоукладываемость бетонной смеси: ОК = 4-8 см;

Характеристики основных материалов

Цемент:

истинная плотность и.ц. = 3000 кг/м3;

насыпная плотность н.ц. = 1100 кг/м3;

Песок:

истинная плотность и.п. = 2500 кг/м3;

насыпная плотность н.п. = 1400 кг/м3;

крупность песка Мк = 1,775;

Щебень:

средняя плотность с.з.щ. = 2400 кг/м3;

насыпная плотность н..щ. = 1380 кг/м3.

крупность щебня Мщ = 20мм.

 

Расчет ориентировочного состава бетона:

   1. Определяем расход  воды, в зависимости от удобоукладываемости, вида и крупности заполнителя по таблице - В =180 кг/м3

   2. Определение расхода  цемента:

Ц===360 кг/м3;

   3. Определяем расход  щебня:

Vпуст===0,425;

α=1,40-коэффициент раздвижки  зерен щебня, который принимается  с учетом расхода цемента и  водоцементного отношения;

Щ===1163 кг/м3;

   4. Определение расхода  песка:

П=[1-(++)]∙и. п. =[1-(++)]∙2400=517 кг/м3.

 

Расчет рабочего состава  бетона

 

Расчет состава бетона на влажных заполнителях

Влажность песка 10%, влажность  щебня 1%.

Содержание воды в песке: Вп=517∙0,1=52 кг.

Содержание воды в щебне: Вщ=1163∙0,01=12 кг.

 

Расчет материалов рабочего состава:

Вр=В-(Вп+Вщ)=180-(52+12)=116 кг/м3;

Цр=Ц=360 кг/м3;

Щр=Щ+Вщ=1163+12=1175 кг/м3

Пр=П+Вп=517+52=569 кг/м3.

 

2.2 Транспорт бетонной  смеси к месту укладки

 

При перевозке бетонной смеси  основным технологическим условием является сохранение ее однородности и обеспечение требуемой для  укладки подвижности. При этом надо иметь в виду, что при интенсивных  сотрясениях во время перевозки, разгрузки или перегрузки крупный  заполнитель оседает вниз, а цементное  молоко и раствор всплывают вверх  и бетонная смесь теряет однородность.

На практике пользуются тремя  технологическими схемами доставки бетонных смесей к месту их укладки:

от места приготовления  до места их разгрузки у строящегося  объекта;

от места приготовления  до места разгрузки непосредственно  в бетонируемую конструкцию;

от места разгрузки  до места укладки в конструкцию.

По первой и второй схемам для перевозки бетонной смеси  в зависимости от расстояний, состояния  дорог и других условий могут  быть использованы автомобили-самосвалы, автобетоновозы и автобетоносмесители.

По третьей схеме бетонную смесь можно транспортировать кранами (в бадьях), бетононасосами, пневмонагнетателями, а при бетонировании конструкций на уровне или ниже уровня земли — ленточными конвейерами, вибропитателями, бетононасосами и пневмонагнетателями.

Автомобильные перевозки  бетонной смеси осуществляют на автомобилях-самосвалах, автобетоновозах, автобетоносмесителях и в контейнерах или бадьях.

Продолжительность автомобильных  перевозок бетонных смесей зависит  от начальной температуры бетонной смеси, температуры воздуха, вида цемента  и типа транспортного средства. В  среднем продолжительность перемещения  бетонной смеси, исчисляемая с момента  ее загрузки в транспортное средство до начала ее уплотнения, не должна превышать 60 мин (для цементов со сроками схватывания  — не менее 1 ч). При пониженных температурах наружного воздуха (5...10°С) время  перевозки может быть увеличено  до 120 мин. Это условие с учетом состояния дорог, допускаемой скорости движения и вида транспортных средств и определяет предельную дальность перевозки бетонной смеси.

При перевозках бетонной смеси  возрастает прочность бетона на 5...10%. Этот эффект может быть объяснен тем, что первичная малопрочная крупнокристаллическая структура, образующаяся в смеси сразу после ее затворения, в процессе перевозки и разгрузки от динамических воздействий разрушается и на ее основе за счет повторной гидратации получается вторичная, более прочная кристаллическая структура.

В отечественной практике до 80% всех бетонных смесей доставляют в автосамосвалах. Их применение экономически и технологически оправданно при  больших объемах укладки смеси  и расстояниях перевозки не более 10...15 км. Вместе с тем использование  для транспортирования бетонных смесей самосвалов приводит к их потерям  в пути до 2...3%, расслаиванию, снижению качества смесей от попадания атмосферных  осадков. Кроме того, эксплуатация автосамосвалов в холодное время года затруднена и связана со значительными затратами  ручного труда при очистке  кузова от налипшей смеси.

Автосамосвалы приспосабливают  для перевозки бетонных смесей путем  наращивания бортов кузова, устройства уплотнителей примыкания заднего борта  кузова, установки вибраторов на кузове, облегчающих разгрузку смеси.

Для транспортирования бетонной смеси обычно используют самосвалы  ЗИЛ-585, МАЗ-205, МАЗ-525, МАЗ-5549 грузоподъемностью, соответственно равной 3,5; 5; 7 и 8т.

Зимой наиболее выгодно транспортировать смесь в быстро перемещаемой таре большого объема (в больших бадьях и кузовах автомобилей-самосвалов), так как при этом смесь меньше остывает. Кузова автомобилей-самосвалов накрывают деревянными утепленными  крышками, а при больших морозах  обшивают снаружи (фанерой по войлоку  и другими способами). Удобен обогрев  кузова автомобиля-самосвала отходящими газами. Газы пропускают либо через  специально устроенное двойное дно  кузова, либо выводят через трубы  к верхней части кузова и дают им такое направление при выходе, чтобы над бетонной смесью образовывалась непрерывная тепловая завеса.

В зимних условиях особенно целесообразно использовать специальные  автобетоновозы с глубоким кузовом, приспособленные для перевозки нагретой смеси с минимальными теплопотерями.

Потери тепла при самой  перевозке меньше, чем потери при  перегрузочных операциях, поэтому  зимой необходимо применение бесперегрузочпых способов доставки бетонной смеси от бетоносмесителя к месту укладки.

Тара, в которой развозится бетонная смесь, должна непосредственно  перед началом работ и периодически в процессе их прогреваться паром. Места  перегрузки и выгрузки должны быть защищены от ветра

Вопрос о технологически допустимой дальности перевозки  бетонной смеси в самосвалах и  бетоновозах должен решаться в каждом отдельном случае с учетом состава  смеси, температурных условий, состояния  покрытия дорог, типа транспортных средств  и т. д. Так, например, в нашем случае при перевозке бетонной смеси  на расстояние 10 км использование самосвала  наиболее рационально, но температура, при которой осуществляется перевозка -20°С. Поэтому необходимо перед транспортировкой прогреть кузов самосвала, перевозить бетонную смесь с максимально допустимой температурой для данной марки вяжущего (+35°С), обеспечить подогрев кузова отходящими газами, перевозить наибольший объем бетона и исключите лишние перегрузочные операции.

 

2.3 Укладка и уплотнение  бетонной смеси

 

2.3.1 Укладка бетонной смеси

 

Перед началом бетонирования  проверяют (и оформляют актом) соответствие проекту опалубки, арматуры, расположения анкерных болтов и закладных частей, а также правильность устройства основания.

Перед бетонированием опалубку очищают от грязи и строительного  мусора. Деревянную опалубку примерно на 1 ч до укладки смеси обильно  смачивают, а оставшиеся щели законопачивают.

Если бетонную смесь укладывают на ранее уложенный бетон основания, то во избежание обезвоживания укладываемой бетонной смеси обильно увлажняют  бетон основания, причем перед бетонированием с поверхности основания удаляют  остатки воды.

Если арматура установлена  на всю высоту конструкции, при подаче бетонной смеси сверху может быть забрызгана выше расположенная арматура, что в последствии уменьшит сцепление бетона с арматурой. Этого следует избегать.

Бетонную смесь следует  разгружать в опалубку как можно  ближе к месту ее укладки. Попытки  горизонтального перемещения вибратором порций бетонной смеси приводят к  ее расслаиванию. Во избежание расслаивания бетонной смеси при ее подаче с  высоты более 3 метров применяют инвентарный виброхобот. Он состоит из приемного бункера и шарнирно сочлененных между собой трубчатых звеньев длиной 100…150 см. Хоботы оснащают вибраторами, устанавливаемыми на звеньях, и секторным затвором на последнем звене.

При возведении железобетонных конструкций рекомендуется там, где это возможно, непрерывно укладывать бетонную смесь. Однако, в большинстве случаев при сооружении обычных железобетонных конструкций по организационным и технологическим причинам перерывы в бетонировании неизбежны и, следовательно, неизбежно устройство рабочих швов.

Бетонирование может быть возобновлено после незначительного  перерыва в работе, когда уложенный  бетон еще находится в ранней стадии твердения и сохраняет  некоторую подвижность или когда  он уже приобрел начальную прочность.

В первом случае, чтобы не повредить нарождающуюся кристаллизационную структуру ранее уложенного бетона и не нарушить его сцепление с  арматурой при кладке свежего  бетона, необходимо избегать сотрясений опалубки и расстоянии до 1 м от стыка  не применять вибраторов.

Во втором случае, если бетон  уже достиг некоторой прочности  поверхность, непосредственно примыкающую  к стыку, бетонируют обычным способом. Для лучшего сцепления ранее  уложенного бетона со свежим с плоскости стыка удаляют карбонатную пленку толщиной до 3 мк, которая образуется в результате взаимодействия минералов цемента с углекислотой. Затем бетон насекают, тщательно промывают или продувают сжатым воздухом и покрывают слоем цементного раствора толщиной 1,5…2,0 мм.

При бетонировании колонн нижнее отверстие в коробе опалубки, место примыкания колонны к фундаменту перед укладкой бетонной смеси очищают  от строительного мусора, после чего в опалубку укладывают слой цементного раствора состава 1/2…1/3 или мелкозернистого  бетона толщиной 5…20 см. Этот буферный слой исключает образование раковин  и неплотностей у основания колонны.

Колонны высотой более 5 м  бетонируют ярусами высотой до 2 м с загружением бетонной смеси, ее вибрированием через боковые окна в стенках короба.

 

2.3.2 Уплотнение бетонной  смеси

 

Одним из условий получения  высококачественного бетона с заданными  физико-механическими свойствами и  высокой степенью удобоукладываемости является его уплотнение в процессе укладки.

В неуплотненной бетонной смеси содержится значительное количество воздуха: смеси жесткой консистенции объем воздуха достигает 40 – 45 %, в пластичной – 10–15%, причем ориентировочно считают, что каждый процент воздуха  в смеси уменьшает прочность  бетона на 3 – 5 %.

При вибрировании бетонной смеси  ей сообщают частые вынужденные колебания (импульсы), под действием которых  удаляется находящийся в смеси  воздух, нарушается связь между частицами  и происходит более компактная их упаковка. Это обеспечивает получение  более плотного бетона с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной  структурой. При этом уменьшается  внутреннее трение, защемленные пузырьки воздуха всплывают на поверхность. В результате резко снижается  вязкость смеси, и она приобретает  свойства тяжелой структурной жидкости. Временно перейдя в текучее состояние, бетонная смесь приобретает повышенную подвижность, растекается по форме  и уплотняется под действием  собственной массы.

В данном случае используются наружные вибраторы. Наружные вибраторы  крепят к опалубке. Их используют при  бетонировании густоармированных  колонн.

Уплотнение бетонной смеси  будет эффективным лишь при креплении  вибраторов к элементам жесткости  опалубки. Такие вибраторы следует  устанавливать на расстоянии не менее  чем 0,8 м от жесткой заделки опалубки.

Наружные вибраторы могут  играть роль побудительных устройств, устанавливаемых на бункерах, бадьях, желобах для перемешивания бетонной смеси.

 

2.4 Уход за бетоном, распалубка  и контроль качества

 

2.4.1 Уход за бетоном  и распалубка

 

Уход за бетоном должен обеспечить:

   *   температурно-влажностный режим, исключающий интенсивное высыхание бетона и связанные с этим температурно-усадочные деформации;

   *   условия, исключающие механические повреждения свежеуложенного бетона, нарушение прочности и устойчивости забетонированной конструкции.