Укладка бетонной смеси

При методе ВПТ применяют бетон  класса не ниже В25, бетонную смесь, укладываемую с вибрацией, подвижностью 6... 10 см и укладываемую без вибрации подвижностью 16... 20 см. Приготовляют смесь на гравии или смеси гравия с 20... 30% щебня, обязательно вводя пластифицирующие добавки.

Метод восходящего раствора (ВР) бывает безнапорным и напорным. При безнапорном методе в бетонируемый блок устанавливают шахту с решетчатыми стенками (рис. 7.55, б), на всю глубину которой опускают стальную трубу 038... 100 мм, собранную из звеньев длиной до 1 м с водонепроницаемыми легкоразьемными соединениями. В заопалубленное пространство отсыпают каменную наброску (крупностью 150...400 мм для бутобетонной кладки и крупностью 40... 150 мм для бетонной кладки), пустоты которой заполняют раствором, подаваемым через трубу. Заливку каменной наброски при бутобетонной кладке производят цементным раствором состава 1:1... 1:2, а при бетонной — цементным тестом. Цементный раствор и цементное тесто, подаваемое в шахту через трубу, должны свободно растекаться и обволакивать заполнитель. Поэтому для приготовления раствора применяют мелкие пески крупностью зерен не более 2,5 мм и с содержанием не менее 50% частиц не более 0,6 мм. Подвижность раствора должна быть 12... 15 см по конусу СтройЦНИЛа. Радиус действия каждой трубы 2...3 м. Заглублять трубы в укладываемый раствор необходимо на глубину не менее

1. 8 м. По мере повышения уровня укладываемого раствора трубы поднимают, демонтируя их верхние звенья. Уровень раствора доводят на 100... 200 мм выше проектной отметки. Когда кладка достигнет прочности 2...2,5 МПа, излишек раствора удаляют.

При напорном методе заливочные трубы устанавливают без шахт в каменный или щебеночный заполнитель и через них нагнетают (инъецируют) под давлением цементный раствор (тесто).

Метод ВР применяют при укладке  бетонной смеси на глубине до 20 м.

При методе укладки бункерами бетонную смесь опускают под воду на основание (или ранее уложенный слой) бетонируемого элемента в раскрывающихся ящиках, бадьях или грейферах и разгружают через раскрытое отверстие. Закрытые сверху бункера имеют уплотнение по контуру закрывания, которое препятствует вытеканию цементного теста и прониканию воды внутрь бункера. Бетонную смесь выпускают при минимальном отрыве дна бункера от поверхности уложенного бетона, исключая тем самым возможность свободного сбрасывания бетонной смеси через толщу воды (рис. 7.55, в). Метод технологически прост, не требует устройства подмостей и допускает укладку бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями. Однако бетонная кладка характеризуется слоистостью. Метод применяют при глубине до 20 м и если класс укладываемого бетона не выше В20.

Втрамбовывание бетонной смеси (рис. 7.55, г) начинают с создания бетонного островка в одном из углов бетонируемой конструкции при подаче смеси по трубе или бадьей с открывающимся дном. Островок должен возвышаться над поверхностью воды не менее чем на 30 см. Для втрамбовывания применяют бетонную смесь подвижностью 5... 7 см. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовывать под водой угол 35...45° к горизонтали. Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесс твердения уложенного бетона, и не ближе 20... 30 см от кромки воды. Этим приемом обеспечивается защита от соприкосновения с водой новых порций бетонной смеси.

Метод применяют при глубине воды до 1,5 м для конструкций больших  площадей при классе бетона до В25.

Выдерживание бетона

В процессе выдерживания осуществляют уход за бетоном, который должен обеспечить: поддержание температурно-влажностного режима, необходимого для нарастания прочности бетона; предотвращение значительных температурно-усадочных деформаций и образования трещин; предохранение твердеющего бетона от ударов, сотрясений, других воздействий, ухудшающих качество бетона в конструкции.

Свежеуложенный бетон поддерживают во влажном состоянии путем периодических  поливок и предохраняют летом  от солнечных лучей, а зимой от мороза защитными покрытиями.

В летний период бетон на обычных  портландцементах поливают в течение 7 сут, на глиноземистых —3 сут, на шлакопортландских  и других малоактивных цементах —  не менее 14 сут. При температуре воздуха выше +15°С в течение 3 сут поливку проводят днем через каждые 3 ч и один раз ночью, а в последующие дни — не реже трех раз в сутки.

Поливку производят брандспойтами  с распылителями, присоединенными шлангами к трубопроводам временного водоснабжения. Для предотвращения вымывания бетона струей воды его поливку начинают через 5... 10 ч после укладки.

При укрытии поверхности бетона влагостойкими материалами (рогожами, матами, опилками и др.) перерыв между  поливками может быть увеличен в 1,5 раза. При среднесуточной температуре  наружного воздуха +3°С бетон можно  не поливать. Большие горизонтальные поверхности бетона вместо поливки могут быть покрыты защитными пленками (этинолевым лаком, водно-битумной эмульсией, полимерными пленками).

Свежеуложенный бетон не должен подвергаться действию нагрузок и сотрясений. Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на этих конструкциях лесов и опалубки допускается только по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированным конструкциям разрешается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.

Мероприятия по уходу за бетоном, их продолжительность  и периодичность отмечают в журнале  бетонных работ.

 

Особенности бетонирования  в зимних условиях

 

1. Физические процессы и определяющие положения. Понятие «зимние условия» в технологии монолитного бетона и железобетона несколько отличается от общепринятого — календарного. Зимние условия начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха снижается до +5°С, а в течение суток имеет место падение температуры ниже 0°С.

При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лед и не вступает в химическое соединение с цементом. В результате этого прекращается реакция гидратации и, следовательно, бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются значительные силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9%) объема воды при переходе ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и нарушается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость и процесс гидратации цемента возобновляется, однако разрушенные структурные связи в бетоне полностью не восстанавливаются.

Замораживание свежеуложенного бетона сопровождается также образованием вокруг арматуры и зерен заполнителя  ледяных пленок, которые благодаря притоку воды из менее охлажденных зон бетона увеличиваются в объеме и отжимают цементное тесто от арматуры и заполнителя.

Все эти процессы значительно снижают  прочность бетона и его сцепление  с арматурой, а также уменьшает  его плот ность, стойкость и долговечность.

Если бетон до замерзания приобретает  определенную начальную прочность, то все упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальную прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называют критической.

Величина нормируемой критической  прочности зависит от класса бетона, вида и условий эксплуатации конструкции и составляет: для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой—50% проектной прочности для В7,5...В10, 40% для В12,5... В25 и 30% для В 30 и выше; для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой —80% проектной прочности; для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию или расположенных в зоне сезонного оттаивания вечномерзлых фунтов,—70% проектной прочности; для конструкций, нагружаемых расчетной нагрузкой,—100% проектной прочности.

Продолжительность твердения бетона и его конечные свойства в значительной степени зависят от температурных  условий, в которых выдерживают бетон. По мере повышения температуры увели-

Рис. 7.57. График нарастания прочности бетона:

о — при температуре до 50° С на портлащщементах М400...500; б—то же, на шлакопортландцементах М300...400; в—при прогреве на портландцементах М400...500; г—то же, на шлакопортландцементах М 300...400

 

чивается активность воды, содержащейся в бетонной смеси, ускоряется процесс  ее взаимодействия с минералами цементного клинкера, интенсифицируются процессы формирования коагуляционной и кристаллической структуры бетона. При снижении температуры, наоборот, все эти процессы затормаживаются и твердение бетона замедляется (рис. 7.57).

Поэтому при бетонировании в  зимних условиях необходимо создать  и поддерживать такие температурно-влажностные  условия, при которых бетон твердеет до приобретения или критической, или  заданной прочности в минимальные  сроки с наименьшими трудовыми затратами. Для этого применяют специальные способы приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона

При приготовлении бетонной смеси  в зимних условиях ее температуру  повышают до 35...40°С путем подогрева  заполнителей и воды. Заполнители  подогревают до 60°С паровыми регистрами, во вращающихся барабанах, в установках с продувкой дымовых газов  через слой заполнителя, горячей  водой. Воду подогревают в бойлерах или водогрейных котлах до 90°С. Подогрев цемента запрещается.

При приготовлении подогретой бетонной смеси применяют иной порядок  загрузки составляющих в бетоносмеситель. В летних условиях в барабан смесителя, предварительно заполненного водой, все  сухие компоненты загружают одновременно. Зимой во избежание «заваривания» цемента в барабан смесителя вначале заливают воду и загружают крупный заполнитель, а затем после нескольких оборотов барабана — песок и цемент Общую продолжительность перемешивания в зимних условиях увеличивают в 1,2 . 1,5 раза. Бетонную смесь транспортируют в закрытой утепленной и прогре той перед началом работы таре (бадьи, кузова машин). Автомашины имеют двойное днище, в полость которого поступают отработанные газы мотора, что предотвращает теплопотери. Бетонную смесь следует транспортировать от места приготовления до места укладки по возможности быстрее и без перегрузок. Места погрузки и выгрузки должны быть защищены от ветра, а средства подачи бетонной смеси в конструкции (хоботы, виброхоботы и др.) утеплены.

Состояние основания, на котором укладывают бетонную смесь, а также способ укладки  должны исключать возможность ее замерзания в стыке с основанием и деформации основания при укладке бетона на пучинистые фунты. Для этого основание отогревают до положительных температур и предохраняют от замерзания до приобретения вновь уложенным бетоном требуемой прочности.

Опалубку и арматуру до бетонирования  очищают от снега и наледи; арматуру диаметром более 25 мм, а также  арматуру из жестких прокатных профилей и крупные металлические закладные  детали при температуре ниже —10°С отогревают до положительной температуры

Бетонирование следует вести непрерывно и высокими темпами, при этом ранее  уложенный слой бетона должен быть перекрыт до того, как в нем температура  будет ниже предусмотренной.

Строительное производство располагает  обширным арсеналом эффективных  и экономичных методов выдерживания бетона в зимних условиях, позволяющих  обеспечить высокое качество конструкций. Эти методы можно разделить на три группы: метод, предусматривающий использование начального теплосодержания, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении или перед укладкой в конструкцию, и тепловыделение цемента, сопровождающее твердение бетона,— так называемый метод «термоса»; методы, основанные на искусственном прогреве бетона, уложенного в конструкцию,—электропрогрев, контактный, индукционный и инфракрасный нагрев, конвективный обогрев, методы, использующие эффект понижения эвтектической точки воды в бетоне с помощью специальных противоморозных химических добавок.

Указанные методы можно комбинировать. Выбор того или иного метода зависит  от вида и массивности конструкции, вида, состава и требуемой прочности  бетона, метеорологических условий  производства работ, энергетической оснащенности строительной площадки ИТ д

Метод «термоса». Технологическая сущность метода «термоса» заключается в том, что имеющая положительную температуру (обычно в пределах 15... 30°С) бетонная смесь укладывается в утепленную опалубку. В результате этого бетон конструкции набирает заданную прочность за счет начального теплосодержания и экзотермического тепловыделения цемента за время остывания.

В процессе твердения бетона выделяется экзотермическая  теплота, количественно зависящая от вида применяемого цемента и температуры выдерживания (рис. 7.58).

Наибольшим экзотермическим тепловыделением  обладают высокомарочные и быстротвердеющие портландцементы. Так, при применении бетона на портландцементе М500 (при расходе цемента 300 кг) и твердении при +40°С 1 м³ бетона получит следующее количество теплоты: через 12 ч —167 300 = 50 100 кДж, через 1 сут —209 * 300 = 81 600 кДж и т. д.

Данное количество теплоты обеспечит  экзотермический разогрев 1 м³ бетона: через 12 ч — на 20°С, через 1 сут — на 25°С, через

2. сут — на 32°С. Таким образом, экзотермия бетона обеспечивает существенный вклад в теплосодержание конструкции, выдерживаемой методом «термоса».