Приготовление бетонной смеси, транспортировка, укладка и уплотнение

7.2 Приготовление бетонной смеси, транспортировка, укладка и уплотнение

Бетонная смесь, как правило, приготовляется на бетонных заводах и доставляется на строительство специализированными автомашинами. В необходимых случаях приготовление бетона может быть организовано в бетонорастворных узлах непосредственно на строительной площадке. Бетонные заводы или бетонные узлы на строительной площадке состоят из складов цемента, песка и гравия (или щебня), дозировочных устройств, бетоносмесительных машин и бункеров для готового бетона. Бетонные заводы и установки оборудуются водоснабжением и средствами автоматизации производства и механизации подъемно-транспортных работ.

Бетонная смесь, доставляемая к месту укладки, должна быть однородной и удобоукладываемой. Расслоившуюся при перевозке бетонную смесь, потерявшую прочность перед укладкой, необходимо вновь хорошо перемешать до полного восстановления однородности.

Бетонная смесь должна обладать свойствами, обеспечивающими заданную прочность бетона. Бетонная смесь должна удовлетворять следующим требованиям: сохранять при транспортировании, перегрузке и укладке в опалубку свою однородность, достигнутую при перемешивании; обладать соответствующей консистенцией, способностью хорошо формоваться и уплотняться; обладать удобоукладываемостью для быстрого и плотного заполнения опалубки, всех промежутков между арматурными стержнями.

Различают подвижные (пластичные) смеси, способные укладываться в опалубку и уплотняться под действием собственного веса, и жесткие, требующие для своего уплотнения приложение внешних сил (вибрирование, виброштампование, вибропрокат). Жесткие смеси содержат ограниченное количество воды; смесь при этом отличается большой насыщенностью крупного заполнителя (щебнем или гравием). Применение жестких бетонных смесей способствует повышению прочности бетона, более экономному расходованию цемента и ускорению оборачиваемости опалубки. В процессе приготовления жестких смесей требуется точная дозировка воды, так как даже незначительные отклонения содержание ее в смеси резко изменяют ее свойства.

При осуществлении бетонных и железобетонных работ широкие применение нашли малоподвижные смеси, которые по структуре и повышенному содержанию цементного теста приближаются к пластичным смесям, а из-за уменьшенного содержания воды обладают положительными свойствами жесткой бетонной смеси.

Степень подвижности пластичных бетонных смесей оценивают при помощи стандартного конуса, в который укладывают бетонную смесь. После снятия формы бетон под собственным весом оседает; величина осадки в мм характеризует подвижность бетонной смеси.

Укладка бетонной смеси производится слоями с тщательным их уплотнением, от качества уплотнения зависят плотность, прочность и долговечность бетона.

Для уплотнения бетона применяются электромеханические, электромагнитные и пневматические вибраторы.

Уплотнение бетона и ускорение его твердения возможно при помощи вакуумирования, т.е. искусственное удаление лишней влаги, которая замедляет процес схватывания и не позволяет достичь более полного уплотнения.

8. Распалубливание конструкций

Нарастание прочности бетона в определенные сроки контролируется лабораторией путем испытания серий образцов. С учетом прочности бетона назначаются сроки распалубливания бетонных и железобетонных конструкций.

Перед началом распалубливания открытые бетонные поверхности осматривают и обстукивают. При распалубливания необходимо сохранять опалубку от повреждений, чтобы снизить расходы на ее ремонт.

Процесс распалубливания всегда начинают с удаления боковых элементов опалубки, не несущих нагрузки от собственною веса конструкций. Летом при тем пературе наружного воздуха 15—20° боковые поверхности распалубливают через 2—3 дня.

Несущая опалубка железобетонных конструкций небольших пролетов снимается примерно через 10—12 дней в зависимости от вида конструкции, температуры наружного воздуха, марки и вида цемента, величины и характера нагрузок и т. д. Эти сроки определяют применительно к виду конструкций, исходя из требуемой прочности бетона к моменту распалубки.

9. Бетонные работы в зимних условиях

На территории, составляющей более 50% нашей страны, зимний период продолжается свыше семи месяцев. Это в основном районы Урала, Сибири, Дальнего востока, Крайнего Севера, в которых с каждым годом объем строительно-монтажных работ увеличивается, и выполнять их приходится в условиях отрицательных температур.

Ликвидация сезонности в строительстве и переход на новые методы ведения строительно-монтажных работ в зимних условиях позволили получить большие экономические выгоды для народного хозяйства нашей страны. Бурное развитие промышленности в районах Сибири, Дальнего востока, Крайнего Севера потребовало от ученых и производственников разработать технические условия и соответствующие указания по производству строительно-монтажных работ при отрицательных температурах. При разработке новых методов ведения земляных, каменных, бетонных и других работ ученые и рационализаторы в комплексе с вопросами технологии и организации строительно-монтажных работ решали вопросы охраны труда.

При бетонных работах в условиях отрицательных температур цемент и заполнители бетона практически не изменяются, а в бетонной смеси замерзает вода, что нарушает связь заполнителей с цементом, т. е. прекращается процесс гидратации. Установлено, что уменьшение сцепления бетона с арматурой имеет особенно важное значение для работы конструкций под нагрузкой. Оптимальная температура выдерживания бетонов -20° С.

Бетонные работы в зимних условиях производятся при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной ниже 0°С. Работы в зимних условиях должны, производиться по проектам производства работ и технологическим картам. При выполнении бетонных работ необходимо следить за температурой бетонной смеси, которая к началу выдерживания или прогрева бетона по методу "термоса" должна быть не ниже величины, установленной расчетом; к началу искусственного прогрева забетонированной конструкции - не ниже +5°С. Места выгрузки поступающей на площадку бетонной смеси должны быть защищены от ветра.

Сроки распалубливания и загружения бетонных конструкций устанавливаются в соответствии с данными фактического температурного режима, указанного в технологических картах, или после испытания бетона неразрушающими методами. Снятие опалубки и теплозащиты с конструкций, выдержанных по методу термоса, производят не ранее остывания бетона в наружных слоях до 0°С, при электротермообработке - после остывания бетона до температуры, предусмотренной расчетом, при применении противоморозных добавок до температуры, на которую рассчитано количество добавок, - 30, 25, 20% проектной прочности при марке соответственно 200, 300, 400.

Результаты измерения температур записывают в ведомость контроля температур. После снятия опалубки конструкции следует укрывать теплозащитными матами, если разность температур поверхностного слоя бетона и наружного воздуха превышает 20°С для конструкций с модулем поверхности бетона от 2 до 5 и 30°С для конструкций с модулем поверхности 5 и выше.

В соответствии с требованиями СНиП III-В.2-62 выбор метода выдерживания бетона при отрицательных температурах должен производиться при соблюдении следующих условий. Бетонную смесь укладывают в утепленную опалубку (способ термоса), рассчитанную на медленное остывание бетона до получения проектной прочности. Прогрев бетона электрическим током или паром следует применять при бетонировании тонких конструкций, а также в том случае, когда невозможно применить способ термоса, включая химические добавки (ускорители твердения).

Укладываемая бетонная смесь должна быть подвижной. Степень подвижности бетонной смеси зависит от размеров конструкций и их назначения, густоты арматуры и определяется по техническому вискозиметру.

За последние годы были проведены исследования по приготовлению бетонной смеси на холодных заполнителях с добавлением поташа К2СО3. При приготовлении бетонной смеси по такому методу цемент должен иметь марку 300 и соответствовать ГОСТ 10178--62. Поташ в бетон следует добавлять в виде водного раствора. Так, при наружной температуре воздуха от +5 до -5°С требуется добавлять поташа в количестве 5%, а при температуре от -5 до -15° С - не более 10%.

Как показали исследования, при нарастании прочности бетона в условиях отрицательных температур (от -5 до -22°С) с добавлением поташа в количестве 3 - 5 и 10% веса цемента (расход цемента принят по зимним нормам) достигается 100%-ная прочность бетона в 28-дневном возрасте. Повышенные требования следует предъявлять к бетонной смеси, предназначенной для заделки ответственных стыков конструкций.

Климатические условия страны изменяются в широких пределах, например от +10 до - 45°С, поэтому особо важное значение для расчета производственных процессов в зимний период имеет определение средней температуры наружного воздуха.

Электропрогрев и подогрев бетонной смеси с помощью электрического тока широко применяют в строительной практике. При электропрогреве бетона вся электропусковая аппаратура должна быть исправна и надежно заземлена. Зоны прогрева, как правило, ограждают, причем в темное время суток на ограждениях вывешивают сигнальные лампочки. Во время всего периода прогрева бетона электрическим током необходимо назначать дежурного электромонтера, обеспеченного защитными средствами (диэлектрическими перчатками, инструментом с изолирующими ручками, указателями напряжения, диэлектрическими ковриками).

Расход электрической энергии зависит от ряда факторов: продолжительности электропрогрева, объема прогреваемого бетона (конструкции), разности температур наружного воздуха и укладываемой бетонной смеси.

Для расчета режима прогрева бетонной смеси определяют:

-мощность электроэнергии для прогрева 1 м2 опалубки;

-мощность электроэнергии для прогрева всей опалубки;

-удельный расход электроэнергии на весь объем прогреваемого бетона;

-режим прогрева;

-длительность остывания бетона.

Приготовление, транспортирование и укладка бетонной смеси в зимних условиях.

Бетонную смесь необходимо готовить в отапливаемых бетоносмесительных помещениях (узлах). Для нее рекомендуется применять подогретую воду, оттаянные или подогретые заполнители. При приготовлении бетонной смеси только на подогретой воде необходимо одновременно с заливом примерно половины воды загружать крупный заполнитель и после нескольких оборотов барабана догружать все остальные составляющие (песок, воду и цемент). Продолжительность перемешивания определяется степенью оттаивания заполнителей или подогрева их, а при отсутствии этих показателей продолжительность перемешивания следует увеличить не менее чем на 25% против летней нормы. При транспортировании бетонной смеси следует предусматривать меры, предупреждающие ее охлаждение (укрытие, утепление тары, трубопроводов, а также мест выгрузки), при этом не следует допускать излишних перегрузок смеси.

При контроле качества производства работ необходимо следить за тем, чтобы основание под укладку бетона, а также метод укладки исключали возможность замерзания бетонной смеси на стыке с основанием; пучинистые грунты перед укладкой бетонной смеси были отогреты до положительной температуры; опалубка и арматура были очищены от снега; арматура диаметром более 25 мм и крупные закладные детали (части) при температуре воздуха ниже -10°С были отогреты до положительной температуры; температура уложенной бетонной смеси в опалубку к началу выдерживания или подогрева была различной в зависимости от применяемых методов: при выдерживании бетона в условиях "термоса" (температура определяется и выдерживается по расчету); при применении противоморозных добавок она должна быть выше температуры замерзания раствора на 5°С; при применении поташа в качестве противоморозной добавки температура бетона в начальный период твердения должна быть отрицательной; при электропрогреве как перед началом предварительного прогрева бетонной смеси, так и при форсировании разогрева уложенного бетона в конструкциях температура не должна быть ниже 0°С в наиболее охлажденных местах, а при применении других методов обработки - не ниже 2°С; выдерживание бетона производить в соответствии с расчетными положениями, укрывать немедленно по окончании бетонирования гидро- и теплоизоляционными материалами неопалубленные поверхности бетонных и железобетонных конструкций.

Бетонные и железобетонные работы, проводимые в зимних условиях, должны находиться под строгим контролем. Следует систематически проверять: качество применяемых материалов и изделий; температуру нагрева воды; заполнителей и бетонной смеси на выгрузке из бетоносмесителя (через каждые 2 ч); дозирование противоморозных добавок; выполнение мероприятий по укрытию, утеплению и обогреву тары при транспортировании и приемке бетона на строительной площадке с проверкой не менее одного раза в смену; соответствие теплоизоляции опалубки требованиям технологических карт, а при необходимости -- отогрев стыкуемых поверхностей и грунтового основания; температуру уложенного бетона при применении способов "термоса", предварительного электроразогрева бетонной смеси, с парообогревом в тепляках -- каждые 2 ч в первые сутки, не реже двух раз в смену в последующие трое суток и один раз в сутки в остальное время выдерживания; при использовании бетона с противоморозными добавками -- три раза в сутки до приобретения им расчетной прочности; при электротермообработке бетона в период подъема температуры со скоростью до 10 °С в час -- через 2 ч, в дальнейшем--не реже двух раз в смену; температуру наружного воздуха по окончании выдерживания бетона и распалубки -- 1 раз в смену; прочность, морозостойкость (наружных конструкций), водонепроницаемость и другие качества бетона; правильность устройства швов, размещения отверстий, проемов и выступов, установки закладных деталей; толщину защитного слоя, соответствие ее нормативным требованиям.

  9.1 Добавки

При бетонировании конструкции в бетонную смесь вводят следующие добавки, понижающие температуру замерзания воды в бетоне:

нитрит натрия (НН) NаNО2 (ГОСТ 19906-74);

хлорид кальция (ХК)+нитрит натрия (НН);

нитрат кальция (НК) Са(NО3)2 (ГОСТ 4142--77)+мочевина (М) СО(NН2)2 (ГОСТ 2081--75Е);

комплексное соединение нитрата кальция с мочевиной (НКМ) ТУ 6-03-266-70);

нитрит-нитрат кальция (ННК) (ТУ 603-7-04-74)+мочевина (М);

нитрит-нитрат кальция (ННК)+хлорид кальция (ХК);

нитрит-нитрат -- хлорид кальция (ННХК) +мочевина (М);

поташ (П) К2СО3 (ГОСТ 10690--73).

Соли следует вводить в состав бетона только в виде водных растворов рабочей концентрации. Для повышения скорости растворения солей их дробят, подогревают раствор и перемешивают в лопастных смесителях сжатым воздухом или паром. Растворы, содержащие мочевину, не следует подогревать выше 40 °С. Растворы солей рабочей концентрации не должны иметь осадков нерастворившихся солей.

9.2 Производство работ с применением метода термоса

Бетон, уложенный в зимних условиях, выдерживают преимущественно методом термоса, основанным на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. В качестве защитного слоя применяют толь, камышит, картон, соломит, фанеру, по которым могут быть уложены опилки, шлак, шлаковойлок, стекловата. Опалубку утепляют толем, камышитом, соломитом, минеральной ватой. Опалубка может быть двойной, тогда промежутки между её щитами засыпают опилками, шлаком или заполняют минеральной ватой, пенопластом. На продолжительность остывания бетонной смеси большое влияние оказывает модуль поверхности конструкции МП, т. е. отношение размера поверхности охлаждения бетонной конструкции к ее объему: чем меньше модуль поверхности, тем массивнее конструкция и тем медленнее идет охлаждение смеси. Продолжительность остывания бетонной смеси определяют по формуле Б.Г. Скрамтаева:

- удельная теплоемкость бетона, принимается равной 1,05 кДж/(кг.°С); - плотность бетона, кг/м3; - начальная температура бетонной смеси после укладки, °С; - температура бетона к концу остывания (для бетонов без противоморозных добавок рекомендуется принимать не менее 5°С); Ц - расход цемента, кг, на 1м3 бетона; Э - тепловыделение цемента за время твердения бетона, кДж/кг; К -коэффициент теплопроводности опалубки и утепления неопалубленных поверхностей, Вт/(м2.°С); - средняя температура бетонной смеси за время остывания, °С (приближенно может быть принята при <4-(+5)/2, при =5...8-/2, при =9…12-/3); - температура наружного воздуха, °С.