Бетонные работы

11

В строительстве широко используют арматурные сетки в виде плоских  изделий и рулонов. Арматурные заводы выпускают легкие арматурные сетки, изготовляемые из горячекатаной  низколегированной стали периодического профиля и холоднотянутой проволоки диаметром 3... 7 мм. Промышленность выпускает также тканые сетки с ячейками размером 5...20 мм, предназначенные для армирования тонкостенных железобетонных конструкций. 
Для армирования балок, ригелей, прогонов выпускают плоские или пространственные арматурные каркасы. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

                       Изготовление и установка арматуры. 
 
Арматурные изделия следует изготавливать на крупных арматурных заводах, поскольку при изготовлении арматуры в мелких цехах ^;f на приобъектных полигонах в 3 — 5 раз возрастают затраты ручного труда, увеличиваются потери материала и стоимость продукции. 
Процесс поэтапного изготовления арматурных изделий можно выразить следующей цепью: склад арматуры — разматывание, 
 
 
 
                                                     Рис.9. Виды арматуры 
а - круглая горячекатаная сталь Ст3; б - горячекатаная сталь периодического профиля Ст5; в - горячекатаная сталь марок 25Г2С, 35ГС, и 30ХГ2С; г - холодносплющенная сталь; д - плоский сварной каркас; е - пространственный каркас, собранный из двух плоских; ж - сварная плоская сетка; з - рулонная сетка. 
Правка, чистка и резка — гнутье — сварка — готовое изделие. Разматывание из бухт, правку, чистку и резку легкой арматуры производят на автоматических правильно-отрезных станках. Проходя через правильные ролики, арматура выпрямляется, очищается, а затем отрезается по размеру. Далее арматура гнется на приводных станках и сваривается в сетки точечной контактной сваркой. 
Правку тяжелой арматуры, поступающей в прутках, обычно выполняют вручную на правильных плитах, чистят электрощетками и разрезают на станке-гильотине. Наращивание стержней осуществляют контактной стыковой сваркой, при изготовлении каркасов применяют дуговую или электрошлаковую сварку. 
Сварку ведут при силе тока 250...350 А. При сварке холодно-упрочненной стали во избежание «отпуска» применяют жесткие режимы сварки (короткая продолжительность при большой силе тока) (см. гл. 9). 
 

13

В условиях строительной площадки выполняются: приемка арматурных изделий, сортировка и складирование; подготовка к монтажу, при необходимости укрупнение и объединение в арматур-но-опалубочные блоки; установка, выверка арматуры и окончательное соединение стыков; приемка работ с составлением акта скрытых работ. 
В процессе приемки арматурных изделий контролируют наличие бирок, следов коррозии, деформаций, соответствие размерам. Монтаж арматуры, по возможности, следует осуществлять укрупненными элементами с использованием кранов. Установка вручную допускается лишь при массе арматурных элементов до 20 кг. 
Каркасы устанавливают при одной или двух открытых сторонах опалубки. Для предохранения каркасов от смещения их временно закрепляют. Крепления снимают по мере укладки бетонной смеси. 
При армировании конструкций сетками и плоскими каркасами с диаметром арматуры до 32 мм их соединение может осуществляться с помощью сварки, вязки и без сварки нахлесткой. 
Наименьшие длины / перепуска сварных сеток и каркасов из стержней диаметром d 
до 32 мм (число номинальных диаметров соединяемых стержней) в зависимости от класса арматуры и двух вариантов расположения стыков приведены ниже. 
 
Арматура.....A-I, A-II      А-Ш, A-IIB      A-I, A-II     А-Ш, А-ПВ 
 
/.................... 35*/40**        45/50*              30/35          40/40 
 
* В числителе — значение при расположении стыков в растянутой зоне при изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементах; в знаменателе — при расположении стыков в центрально растянутых или внецент-рально растянутых элементах (плитах, стенах). 
** При классе бетона В 12,5, остальные значения при классе бетона В15 и выше- 
Для перехода от класса бетона к его средней прочности в мега-паскалях необходимо числовое значение В разделить на коэффициент 0,778, например при классе В15 средняя прочность 15:0,778= 19,3 МПа (М200). 
Широко практикуется вязка арматуры с помощью специальных крючков. Стержни сращивают внахлестку с перевязкой стыка в трех местах (по середине и по концам) отожженной стальной проволокой диаметром 0,8... 1,0 мм. При стыковании стержней гладкого профиля в растянутой зоне должны отгибаться крюки. 
При монтаже арматуры необходимо обеспечивать защитный слой бетона, т.е. расстояние между внешними поверхностями арматуры и бетона. Правильно устроенный защитный слой надежно предохраняет арматуру от коррозионного воздействия внешней среды. 
Обеспечить проектные размеры защитного слоя бетона можно с помощью бетонных или металлических фиксаторов, которые привязываются к арматурным стержням. Особо высокими технологическими свойствами характеризуются надеваемые на арматуру пластмассовые кольца-фиксаторы. Во время установки пластмассовое кольцо благодаря присущей ему упругости немного раздвигается и плотно охватывает стержень. 

14

Защитный слой в плитах и стенках толщиной до 10 см должен быть не менее 10 мм; в плитах и стенках  более 10 см — не менее 15 мм; в балках и колоннах при диаметре продольной арматуры 20... 32 мм — не менее 25 мм и  при большем диаметре — не менее 30 мм. 
При оформлении акта приемки смонтированной арматуры кроме проверки ее проектных размеров по чертежу контролируют качество выполненных работ; наличие и месторасположение фиксаторов; прочность сборки и расположение стыков арматуры. (Сумма сварных и вязаных стыков в одном сечении при гладкой арматуре не должна превышать 25 %; при периодической — 50 %.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

           Приготовление и транспортирование бетонной смеси. 

Чтобы приготовить 1 м³ бетонной смеси, требуется: 250... 350 кг цемента; 500... 600 кг песка; 1000... 1200 кг щебня; 100... 200 л воды. Массу компонентов определяет строительная лаборатория, исходя из требуемого проектом класса бетона и характеристик имеющихся материалов. 
Цемент поступает на стройку в мешках или россыпью. Перед применением строительная лаборатория проверяет качество цемента. Инертные крупный и мелкий заполнители (щебень и песок) перед применением моют и сортируют по фракциям. 
 
 
 

 

16

Подготовка инертных материалов (щебень, песок) заполнения бетона включает в себя следующие операции: приемка, сортировка негабаритных частиц, сортировка на ситах, дробление в конусной дробилке, промывка, вторичная сортировка на ситах, затаривание в бункеры. 
Приготовление бетонных смесей осуществляется на районных бетонных заводах и центральных бетонорастворных узлах (БРУ), инвентарных построечных и передвижных мобильных установках. Для этого можно использовать резервные мощности бетоносмесительных цехов заводов железобетонных изделий (ЖБИ), 
члененной технологии (отдозированные компоненты бетона без воды). 
Процесс приготовления бетонной смеси состоит из следующих последовательно выполняемых операций: подача цемента и заполнителей, взвешивание их (дозирование) в соответствии с назначенным лабораторией составом, перемешивание и выдача готовой смеси. 
По способу вертикального расположения оборудования различают одноступенчатую (вертикальную) и двухступенчатую (партерную) схему подъема материалов. 
По способу перемешивания бетонной смеси (рис. 10.10) бетоносмесители бывают со свободным перемешиванием (гравитационные), в которых лопасти приварены к барабану, при вращении смесь поднимается и свободно падает вниз, и бетоносмесители с принудительным перемешиванием (с вращающимися лопастями). 
На крупных заводах подача составляющих обычно осуществляется по одноступенчатой (вертикальной) схеме (рис. 10.11). Цемент и заполнители вначале поднимают наверх с помощью цемент-пушки и транспортеров, затем под действием собственной массы они опускаются вниз к бетоносмесителям через систему дозаторов. Точность дозирования составляет 2 % для цемента, добавок, воды и 2,5 % для заполнителей. 
Современные бетонные заводы оснащаются смесителями принудительного перемешивания. Все рабочие операции по загрузке, дозировке, перемешиванию и выдаче готовой смеси выполняются комплектом взаимосвязанных механизмов. В перспективе предусматривается применение автоматизированных БРУ. 
В зависимости от местных условий транспортирование бетонных смесей может осуществляться с использованием самосвалов, бетоновозов, но наилучшим способом транспортирования бетонной смеси является использование автобетоносмесителей с вместимостью барабана 3... 12 м³. 
На БРУ в барабан бетоносмесителя загружается сухая бетонная смесь. За 10... 15 мин до прибытия транспорта на место в барабан подается вода и включается механизм перемешивания. На месте смесь выгружается в результате вращения барабана в обратную сторону. 

 

 

 

 

 

17

После окончания работы барабан  промывают, а из шлама вырабатывают остаточный бетон (рис. 10.13).

 
 
 
Применение автобетоносмесителей позволяет увеличить расстояния перевозки бетонных смесей без снижения их качества. Стоимость перевозок смеси в автобетоносмесителях на 10... 15% ниже, чем при перевозке самосвалами. Перевозка бетонной смеси в контейнерах также менее эффективна, чем перевозка бетоносмесителями, и широко не применяется. 
Доставленную на объект бетонную смесь можно выгружать непосредственно в конструкцию (рис. 10.14) или перегружать в промежуточные емкости для последующей подачи на место бетонирования. 
Все большее распространение получает трубопроводный способ подачи бетонной смеси к месту укладки с помощью винтовых, роторных бетононасосов, и особенно насосов с маслогид-равлическим приводом. 
Принцип работы такого насоса заключается в том, что при движении поршней бетонная смесь поочередно поступает в один из двух цилиндров и подается в бетоновод: когда один поршень «всасывает» смесь из приемного бункера, другой нагнетает ее в бетоновод. Этот принцип используется в бетононасосах, распределительных мачтах, автобетононасосах и другом современном оборудовании. 

 

 

 

18

 
 
 

 
 

19

Однако финансовое состояние  многих строительных организаций страны пока не позволяет произвести их техническое перевооружение. Поэтому наряду с современными все еще существуют традиционные технологические приспособления подачи бетона к месту укладки. Применяются: кран-бадья (рис. 10.15, а) (на высоту Н< 100 м); подъемник-контейнер (рис. 10.15, б) (Н< 60 м); транспортер (рис. 10.15, в) (Н < 20 м); автобетононасос (рис. 10.15,г) (Н< 62 м); многоцелевой бетононасос с бетоноводом (рис. 10.15, д) (Н < 60 м); распределительная стрела (рис. 10.15, е) (Я < 60 м); автобетоносмеситель с бетононасосом или конвейером (рис. 10.15, ж) (Н < 28 м); пневмонагнетатель (рис. 10.15, з) (Ж 35 м); бетон-шприц-машина (рис. 10.15, и) (Н < 18 м). 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

                            Укладка и уплотнение бетонной смеси. 
 
Перед укладкой бетонной смеси необходимо: 
-проверить надежность основания, правильность установки опалубки, арматуры и закладных деталей. Составить акты скрытых работ; 
-очистить основания и опалубку от грязи и мусора, арматуру от ржавчины. Рейками или паклей заделать крупные щели деревянной опалубки (мелкие щели затянутся при поливке); 
-покрыть поверхность опалубки смазочным материалом, не оставляющим на ней следов (водные — суспензии извести и глины, полуводные — эмульсии уайт-спирита, сольвента, масла, отходы нефтепродуктов). Деревянные поверхности, покрытые полиэтиленовой пленкой, могут использоваться без смазывания; 
-на скальных основаниях и ранее уложенном бетоне выполнить насечку, очистить от мусора, масла и цементной пленки, промыв их и просушив струей воздуха. Для лучшего сцепления каменные и бетонные поверхности рекомендуется перед бетонированием покрыть цементным раствором толщиной 20... 50 мм или коллоидным цементным клеем. 
 
Чтобы обеспечить беспустотное заполнение опалубки и плотный охват арматуры применяется вибрирование с дополнительным штыкованием в углах и густоармированных местах. При вибрировании бетонная смесь переходит из рыхлого состояния в состояние структурной жидкости и, благодаря уменьшению трения между частицами, приобретает подвижность, заполняя все изгибы опалубки. 
Основными признаками достаточного уплотнения смеси служат прекращение ее оседания и выделения пузырьков воздуха, появление на поверхности смеси цементного молочка. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

                Технология бетонирования отдельных конструкций. 
 
Методы укладки бетонной смеси выбирают с учетом типа конструкции, ее расположения, климатических условий и т.д. 
Фундаменты и массивы могут бетонироваться с разгрузкой смеси непосредственно в опалубку или с помощью виброжелобов, бетононасосов, бетоноукладчиков, бадьями с помощью кранов (рис. 10.18). 
При бетонировании малоармированных фундаментов применяют жесткие смеси. Для экономии цемента в такие конструкции можно укладывать камни размером 120... 200 мм («изюм») в объеме 20...25%, для уплотнения бетонной смеси применять вибропакеты. В зависимости от высоты фундамента и его массивности бетонная смесь может подаваться через верх опалубки или по периметру ступеней. Фундаменты, воспринимающие динамические нагрузки, бетонируют в непрерывном режиме. Особо тщательно проверяют отметки опорных поверхностей и расположение анкерных болтов. 
 
 
Бетонные полы укладывают на бетонную подготовленную поверхность (подготовку) из тощего бетона, разделяют бетонируемую площадь на полосы шириной 3...4 м. Бетонирование полос ведут через одну (рис. 10.19). 
Бетонную смесь уплотняют поверхностными вибраторами или виброрейками, поверхность пола выравнивают правилом и заглаживают резиновой лентой. 

22

Могут применяться бетоноукладочные машины, которые, двигаясь, оставляют за собой готовую полосу пола. 
Бетонирование конструкций каркасов зданий выполняют так. Для бетонирования густоармированных колонн обычно применяют бетонные смеси с осадкой конуса 6... 8 см. Перед укладкой смеси 
 
 
 
 

23

место примыкания колонны  к фундаменту очищают от строительного мусора, укладывают слой раствора или мелкозернистого бетона для того, чтобы исключить образование раковин. Колонны высотой до 5 м бетонируют сразу по всей высоте. 
Колонны высотой более 5 м бетонируют ярусами высотой до 2 м — с загружением бетонной смеси и ее вибрированием через «карманы» — боковые окна в стенках короба (рис. 10.20). 
Бетонирование прогонов, балок и плит следует начинать через 1... 2 ч после бетонирования колонн. Уплотнение смеси производят внутренними вибраторами, при необходимости оснащенными наконечниками (виброштыками). Плиты перекрытия уплотняют поверхностными вибраторами. 
Арки и своды пролетов менее 15 м бетонируют непрерывно одновременно с двух сторон от пят к замку. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

                       Бетонирование в экстремальных условиях. 
 
Зимними считаются условия, когда среднесуточная температура окружающей среды снижается до 5 °С и в течение 1 суток , падает ниже 0 
При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода превращается в лед и, как твердое тело, в химическое соединение с цементом не вступает; бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9 %) объема воды при превращении ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и разрушается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость, и реакция твердения возобновляется, однако разрушенные связи в бетоне полностью не восстанавливаются. 
Замораживание бетона сопровождается образованием вокруг арматуры и заполнителя ледяных пленок, которые увеличиваются в объеме и отжимают цементное тесто от арматуры и заполнителя. Эти процессы снижают прочность бетона, его сцепление с арматурой, плотность, стойкость и долговечность. 
Если бетон до замерзания приобретает определенную прочность, то упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальная прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называется критической и зависит от класса бетона, вида и условий эксплуатации конструкций: для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой - 50% проектной прочности для классов В7,5 - В10, 40 % для классов В12,5 - В25 и 30 % для классов В3О и выше; для конструкций, нагружаемых расчетной нагрузкой - 100 % проектной прочности. 
При производстве бетонных работ должны одновременно решаться две взаимосвязанные задачи: технологическая (обеспечение необходимого качества бетона к заданному сроку) и экономическая (обеспечивание минимального расхода материальных энергетических ресурсов). 
Технологическую задачу решают применением соответствующих методов выдерживания бетона. Методы зимнего бетонирования необходимо выбирать на основании технико-экономического анализа. 
Существуют следующие методы выдерживания бетона в зимних условиях. 
Выдерживание в искусственных укрытиях (тепляках) где поддерживается температура, необходимая для нормального твердения бетона. В связи с появлением новых пленочных покрытий этот метод широко применяют за рубежом, поскольку "пленочный эффект" создает комфортные условия для труда и твердения бетона даже без дополнительного обогревания. 
Выдерживание методом термоса подразумевает укладывание бетона, имеющего температуру 15...20 °С, в утепленную опалубку. За счет начального теплосодержания бетонной смеси теплоты, выделяемой в процессе твердения (явление экзотермии) бетон набирает заданную прочность до того момента, когда в какой-либо части забетонированной конструкции температура снижается до 0 °С. 
Этот метод достаточно эффективен и для конструкций с большим модулем поверхности (до 8... 12), если осуществить предварительный электроразогрев бетонной смеси (рис.38) бункерах перед укладкой в опалубку (способ электротермоса).