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.

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 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.

Бетонирование в экстремальных условиях. Зимними считаются условия, когда среднесуточная температура окружающей среды снижается до 5 °C 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 °C. 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).

Бетонная смесь при этом форсированно разогревается в течение 5… 15 мин током промышленной частоты сетевого напряжения 220… 290 В до температуры бетонной смеси = 70…80 °С.

Рис. 38. Бетонирование конструкций с предварительным разогревом бетонной смеси, а — схема бетонирования; б — разогрев смеси в электробадье: в — то же в кузове автомашины; 1 — БРУ; 2 — передвижная бетономешалка; 3 — электробадьи; 4 — распределительное устройство; 5 — кран; 6 — укладка смеси; 7 — электроды. Разновидностью метода электротермоса является метод форсированного электроразогрева бетонной смеси сразу после ее укладки в опалубку с последующим повторным вибрированием.

Разогревание смеси непосредственно в опалубке исключает преждевременную потерю подвижности, а повторное вибрирование сводит к минимуму возможность структурных нарушений, возникающих при форсированном разогревании. Этот метод более экономичен, так как требует меньшего расхода электроэнергии. Методы электротермообработки бетона наиболее эффективны для конструкций с М6. Их можно разделить на три группы: электродный прогрев, индукционный прогрев и электрообогрев с применением различного рода электронагревательных устройств. Электродное нагревание бетонных и железобетонных конструкций основано на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в электрическую цепь (рис. 39, а). Электроды могут быть разных видов (стержневыми, пластинчатыми) и располагаться как внутри, так и снаружи прогреваемой конструкции.

Нагревание бетона в электромагнитном поле (индукционное) (см. рис. 39, б) применяется для густо армированных конструкций линейного типа (балки, ригели, трубы, колонны). Вокруг опалубки прогреваемого элемента устраивают спиральную обмотку — индуктор из изолированного провода и включают его в сеть. Под воздействием переменного электромагнитного поля стальная опалубка и арматура, выполняющие роль сердечника (соленоида), нагреваются и передают тепловую энергию бетону. Электрообогревание осуществляется с помощью электрических отражателей, печей, цилиндрических приборов сопротивления и др. Могут также применяться греющие (термоактивные) опалубки (рис. 39, в, г). Их выполняют в виде утепленных щитов с проложенными в их толще нагревательными элементами. Такая опалубка экономична для бетонирования тонкостенных конструкций.

Рис. Электропрогрев бетона, а — электродный; б — индукционный; в, г — опалубка с греющими кабелями сетчатыми нагревателями; h — высота навивки кабеля; 1 — электроды; 2 — нагреваемая конструкция; 3 — арматура; 4 — кабель; 5 — нагреватели; 6 — асбсестоцементный лист; 7 — утеплитель; 8 — защитный лист. Инфракрасное прогревание (лампами) применяют в тех случаях, когда применение контактных методов прогревания затруднено. Иногда применяют безпрогревный метод с введением в состав бетонной смеси химических добавок. 27