Гидротехнический бетон

План:

1)   Запроектировать состав гидротехнического бетона.

a)   Общие принципы проектирования гидротехнического бетона.

b)   Расчёт состава.

2)   Расчёт кирпича.

a) Расчёт кирпичей на 1м². Чертёж.

b) Расчётный проект зданий. Чертёж.

3)   Кладка стен из кирпича в зимнее время и контроль её качества.

4)   Литература.

I. Запроектировать состав гидротехнического бетона.

Общие принципы проектирования.

В задачу проектирования состава гидротехнического бетона входит выбор цементов, заполнителей воды и добавок; установление их оптимальных соотношений при минимальном расходе цемента; обеспечение необходимых технологических свойств бетонной смеси; получение бетона с заданными проектными физико-механическими свойствами по прочностным показателям , водонепроницаемости, коэффициенту фильтрации, коррозийной стойкости, морозостойкости, трещиностойкости и т. д.

При проектировании состава бетонной смеси должны учитываться всевозможные факторы, влияющие на конечное качество бетона с целью обеспечения надёжности и долговечности бетонной или железобетонной конструкции.

Долговечный высококачественный гидротехнический бетон может быть получен при наилучшей структуре бетонной смеси, которая образуется только при использовании доброкачественного цемента, минимального количества воды, оптимального гранулометрического состава качественных заполнителей, ввода пластифицирующих и воздухововлекающих (или комплексных) добавок.

В зависимости от размеров конструкции, густоты армирования, способа укладки и уплотнения назначается удобоукладываемость бетонной смеси и максимальная крупность (d_наиб) гравия и щебня. Следует применять крупный заполнитель максимальной крупности из условий обеспечивающих минимальный расход цемента. Однако нужно иметь ввиду, что слишком большое большое уменьшения количества цемента может вызвать расслоение бетонной смеси и снижение прочности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона.

Предельная крупность заполнителя не должна превышать 0,75 наименьшего расстояния (в свету) между стержнями арматуры и 1/3 наименьшего размера бетонируемой конструкции. При бетонировании плит максимальный размер крупного заполнителя допускается увеличивать до 0,5 толщины плиты.

Удобоукладываемость бетонной смеси при определённом виде и крупности заполнителей определяется количеством цементного теста (соотношением объёмов цементного теста и заполнителей) и его пластичностью.

Самым существенным фактором, определяющим плотность, прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и долговечность бетона является водонепроницаемое соотношения (В/Ц). Поэтому при проектировании состава бетона на определение этого параметра следует обратить особое внимание.

Виды и марки цемента должны отвечать требования ГОСТ. Цементы, применяемые для приготовления бетонной смеси гидротехнического бетона, должны обеспечивать долговечность бетона в конструкции, заданную прочность в определённом возрасте, морозостойкость, водонепроницаемость, водостойкость, трещиностойкость при экзотермии и усадке.

Для затворения бетонной смеси применяется обычная питьевая вода, не содержащая вредных примесей (из водопровода, рек, естественных и искусственных водоёмов), препятствующих нормальной гидратации цемента, схватыванию и твердению бетонной смеси.

В качестве крупного заполнителя в гидротехническом бетоне используется естественный гравий или щебень из плотных горных пород, отвечающих требованиям ГОСТов.

Зерновой состав смеси крупных заполнителей рекомендуется подбирать экспериментально, он должен удовлетворять требованиям ГОСТов.

Использование крупного заполнителя, не отвечающего требованиям стандартов, увеличивает расход цемента, снижает прочность до 10%. Увеличение крупности заполнителей снижает водопотребность бетонной смеси в определённых пределах, что благоприятно сказывается на прочности бетона. При замене щебня гравием прочность бетона понижается до 20% за счёт гладкой поверхности гравия. В качестве мелкого заполнителя следует применять кварцевые пески, отвечающие требованиям ГОСТов. При возведении монолитных и железобетонных конструкций и сооружений гидромелиоративного назначения обязательно применяются химические добавки, т. к. к гидротехническому бетону предъявляются требования по водонепроницаемости марки В4 и выше, морозостойкости Мрз150 и выше. Кроме того, химические добавки в значительной степени улучшают технологические свойства бетонной смеси и физико-механические свойства бетона.

В качестве химических добавок при приготовлении бетонной смеси гидротехнического бетона применяются:

-   Пластифицирующие – с целью снижения начального водосодержания, уменьшения расхода цемента, улучшения удобоукладываемости смеси, повышения водонепроницаемости и прочности бетона;

-   Воздухововлекающие – с целью улучшения однородности, связности и удобоукладываемости бетонной смеси, повышения морозостойкости, трещиностойкости и водонепроницаемости бетона;

-   Пластифицирующе-воздухововлекающие – с целью снижения начального водосодержания, уменьшения расхода цемента, улучшения удобоукладываемости и однородности смеси, повышения водонепроницаемости, морозостойкости, трещиностойкости и прочности бетона;

-   Ускорители твердения цемента – для нейтрализации замедляющего действия поверхностно-активных добавок на процесс гидратации и повышения плотности бетона, а также для ускорения твердения бетона при пониженной положительной температуре;

-   Замедлители схватывания – для предотвращения раннего загустевания смеси в процессе производства работ при повышенной температуре и низкой относительной влажности окружающей среды;

-   Противоморозные – для сохранения жидкой фазы бетона при отрицательной температуре окружающей среды;

 

Запроектировать состав гидротехнического бетона используя:

 

 

 (Вариант 1)

Вид сооружения	Зона использования				Проектные марки			Метод уплотнения бетонной смеси	Качество материалов
	По отношению к воде	Месторасположение конструкции	Климатические условия	Агрессивность внешней среды	По прочности на сжатие Rб180	По водонепроницаемости В, н/см2	По морозостойкости Мрз. циклов
Гравитационная плотина	Подводная	Наружное	Суровые	Слабая	150 R28	6	100	Глубинные вибраторы	Среднее

Рекомендуемые виды добавок в зависимости от условий твердения бетона даны в Таблице 1, а от требований по водонепроницаемости и морозостойкости в Таблице2.

Вид конструкции	Условия твердения	Индивидуальные и комплексные добавки
Монолитные	Зимние	ПАЩ-1 + НКМ, ПАЩ-1+ НК+ М, ПАЩ-1+ СНВ + НКМ, ПАШ-1 + СДП + НКМ, Аммиачная вода.

Таблица 1.

Примечание: индексы М, М₁, НК и НКМ обозначают соответственно: мылонафт, карбамид (мочевина), азотнокислый кальций и двойная соль азотнокислого кальция и мочевины.

Таблица 2.

Наименование добавок	Водонепроницаемость бетона (В)
	До В-6	Более В-6
	Морозостойкость (Мрз), циклов
	150	150
Пластифицирующие СДБ, ССБ, ПАЩ	+	-
Пластифицирующие воздухововлекающие ВЛХК, мылонафт, супердобавки, эмульбит	+	-
Воздухововлекающие СНВ, СПД	+	+
Гидрофобно-пластифицирующие воздухововлекающие ГКЖ-10, ГКЖ-11	-	-
Микрогазообразователь ГКЖ-94	-	-
Комбинированные СДБ + Ca(NO3)2	+	+
Тоже СДБ + СНВ, СДБ + СПД,  ССБ + СНВ,  ССБ + СПД.	+	+

Рекомендуемые (ориентировочные) дозировки добавок в зависимости от вида цемента приведены в Таблице 3, а от расхода цемента в Таблице 4.

Таблица 3.

Вид цемента	Добавки	Количество добавки от массы цемента в расчёте на сухое вещество, %
Сульфатостойкий портландцемент	СДБ, ССБ, мылонафт ВЛХК, ГКЖ-10, ГКЖ-11	0,1 – 0,2 0,05 – 0,15

Таблица 4.

Вид добавки	Количество добавки от массы цемента в расчёте на сухое вещество, в % при расходе цемента, кг/м3
	До 300
СНВ, СМД	0,005 – 0,015

Вид цемента, в зависимости от зоны расположения бетона в сооружении по отношению к воде (надводная, подводная или переменного горизонта воды) принимается по Таблице 5.

Таблица 5.

Зона расположения	Виды цемента
	Рекомендуемые	допустимые
Подводная	Пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, портландцементы с тонкомолотыми добавками или с добавками золы-уноса, портландцемент с умеренной экзотермией пластифицированный или сульфатостойкий портландцемент.	Другие виды цемента

Для массивных сооружений (гравитационные плотины, отстойники) лучше применять в подводной зоне: цементы с умеренной экзотермией (шлакопортландцемент, пуццолановый и сульфатостойкий портландцемент). В надводной зоне: пластифицированный и гидрофобный портландцементы с умеренной экзотермией, т. е. с содержанием трёх кальциевого алюмината не более 8,0% и трёх кальциевого силиката (алита) до 50%.

Марка цемента, в зависимости от заданной марки бетона по прочности на сжатие, принимается по Таблице 6.

Таблица 6.

Марка бетона по сжатию	150
Марка цемента	300

Цементы должны отвечать требованиям ГОСТ 10178-76 «Портландцемент, шлакопортландцемент. Технические условия», ГОСТ 22266-76 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия», ГОСТ 969-77 «Цемент глинозёмистый. Технические условия».

В качестве мелкого заполнителя следует применять кварцевые пески с истинной плотностью зёрен 2,5–2,7 кг/л, с насыпной плотностью 1,50-1,65 кг/л и межзерновой пустотностью 35-40%, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-77 «Песок для строительных работ. Технические условия», ГОСТ 4797-69 «Бетон гидротехнический, материалы для его приготовления. Технические требования». ГОСТ 10268-76 «Заполнители для тяжёлого бетона. Технические требования». Модуль крупности песка при материалах высокого качества должен быть в пределах 3,5-2,5 (крупнозернистый песок), при материалах среднего качества – в пределах 2,5-2,0 и при материалах пониженного качества 2,0-1,5.

В качестве крупного заполнителя следует применять щебень и гравий из плотных горных первичных изверженных пород (гранит, диорит, базальт, диабаз и т. д. ). Или метаморфических пород (кварциты, гнейсы и т. д.) с истинной плотностью в пределах 2,5-2,7 кг/л, а для осадочных пород (плотные известняки, доломиты и т. д.) – в пределах 2,3-2,6 кг/л. Насыпная плотность крупного заполнителя должна быть в пределах 1,15-1,35 кг/л, а межзерновая пустотность в пределах 40-55%. Прочность зёрен крупного заполнителя на сжатие должна быть не менее 80 Мпа для первичных изверженных и метаморфических пород, и не менее 60 Мпа для осадочных пород. Водостойкость (коэффициент размягчения) должен быть не менее 0,8 (т.е. снижение прочности при водонасыщении должно быть менее 20%). Загрязнённость заполнителей (песка, щебня, гравия) пылевидными частицами, илом и глиной должна быть не более величин указанных в Таблице 7.

Таблица 7.

Примеси	Предельное содержание примесей % по массе
	Подводный бетон и бетон внутренней зоны
	Щебень и гравий	Песок
Глина, ил, и мелкие пылевидные фракции, отделяемые отмачиванием в % по массе, не более	2,0	4,0

Наибольшая крупность зёрен крупного заполнителя для тонкостенных конструкций (лотковые каналы, напорные трубы) должна быть не более 20 мм, обычных конструкций (безнапорный сброс, акведуки, облицовки каналов, арочные плотины, дюкера) – не более 40 мм, а для массивных конструкций (гравитационные плотины, отстойники) – до 70-80 мм.

После выбора материалов для бетона следует определить наибольшую допускаемую величину водоцементного отношения бетона из условия обеспечения требуемой по заданию морозостойкости, водонепроницаемости а также коррозионной стойкости в соответствии с заданной степенью агрессивности внешней среды, с учётом зоны расположения бетона по отношению к воде. Наибольшее значение водоцементного отношения по условию заданной морозостойкости принимается по Таблице 8, по водонепроницаемости - Таблице 9, а по степени агрессивности внешней среды - Таблице 10.

 

Таблица 8. Таблица 9.

Марка бетона по морозостойкости	Наибольшее водоцементное отношение		Марка бетона по водонепроницаемости	Наибольшее водоцементное отношение
100	0,60		В-6	0,55

Таблица 10.

Условия работы конструкции	Наибольшее водоцементное отношение при степени агрессивности внешней среды
	слабая
Подводная конструкция	0,50

Поскольку на эксплуатационную надёжность и долговечность бетона гидротехнических сооружений влияет целый комплекс неблагоприятных внешних воздействий: климатические условия, особенно в зоне переменного горизонта воды, напор воды в поддонных частях сооружений и т. д. – водоцементное отношение бетона с учётом этих неблагоприятных факторов должно быть не более величин указанных в Таблице 11.

 Таблица 11.

Место расположение бетона в конструкции и климатические условия	Наибольшее водоцементное отношение в конструкциях
	Массивных в зоне:
	наружной	внутренней
Подводная зона	0,57	0,75
Надводная зона	0,62	0,75

Из полученных по таблицам 8-11 водоцементных отношений, в дальнейших расчётах выбирается наименьшее значение водоцементного отношения, как предельно допустимое (В/Ц).

Необходимую удобоукладываемость бетонной смеси (требуемую осадку конуса в см.) с учётом вида вида конструкции и метода уплотнения бетонной смеси назначают по Таблице 12.

 

Таблица 12.

Вид конструкций	Метод уплотнения	Осадка конуса, см.
Массивные бетонные и мелиоративные конструкции (гравитационные плотины, отстойники)	Глубинные вибраторы	3 - 5

Дальнейший расчёт состава бетонной смеси ведут в следующей последовательности:

1. Из условия заданной мари бетона (прочности) на сжатие определяют требуемое водоцементное отношение. При этом необходимо оговорить, что марка бетона принимается в возрасте 28 суток нормально-влажного хранения образцов в связи с требованием скорейшего ввода сооружения в эксплуатацию.

Требуемое из условия обеспечения заданий марки бетона водоцементное отношение определяется по формуле: Где R_ц и R_б28 – соответственно марка цемента и бетона по прочности на сжатие Па; А – Параметр учитывающий качество применяемых для бетона материалов. Значение его параметра принимается по Таблице 13.

Таблица 13.

Качество применяемых материалов	Значение параметра А в зависимости от вида крупного заполнителя
	Морской и речной гравий
Среднее	0,51

Если полученное требуемое водоцементное отношение окажется больше ранее найденного по по таблицам 8-10 предельно допустимого водоцементного отношения, дальнейший расчёт ведут принимая:

[В/Ц]^тр = [В/Ц]

где [В/Ц] – полученное по таблицам 8-10 предельно допустимое (нименьшее) водоцементное отношение.

2. Необходимый расход воды на один кубометр бетонной смеси из условия обеспечения нужной удобоукладываемости бетонной смеси (осадка конуса, полученной по таблице 12) находится по Таблице 14, с учётом вида (щебень или гравий) крупного заполнителя и наибольшей крупности его зёрен.

3. Определив требуемое водоцементное отношение и необходимый расход воды на кубометр бетона, находим расход цемента на кубометр бетона:

где В – расход воды, принятый по Таблице 14. л.

Таблица 14.

Удобоукладываемость бетонной смеси по осадке конуса в см.	Расход воды в литрах на кубометр бетона при крупном заполнителе из
	Гравия с крупностью зёрен до 70-80мм.
3 - 5	160

Указанные в Таблице 14 расходы воды получены при применении песка с модулем крупности равным 2,0 , при увеличении модуля крупности на каждые 0,5 , расход воды уменьшается на 3-5 литров. Если модуль крупности песка меньше 2,0 , то при уменьшении модуля крупности на каждые 0,5 , расход воды увеличивается на 3-5 литров.

Полученный расход цемента должен быть не менее минимального, допустимого из условия нерасслаиваемости бетонной смеси, указанного в Таблице 15 (принимаемого с учётом удобоукладываемости смеси по осадке конуса и наибольшей крупности зёрен крупного заполнителя), а также – минимально допустимого по условиям работы бетона в конструкции, указанного в Таблице 16.

Таблица 15.

Удобоукладываемость бетонной смеси по осадке конуса в см.	Наибольшая крупность зёрен крупного заполнителя в мм.
	80
3 - 5	160

Таблица 16.

Условия работы бетона в конструкции	Минимальный расход цемента в кг, на кубометр бетона
Бетон внутренней зоны массивных сооружений, защищённый от атмосферных осадков.	200

4. Морозостойкость бетона определяется его капиллярной пористостью, которая зависит от водосодержания и расхода цемента в бетоне. Минимальный расход цемента из условия требуемой морозостойкости находим по методике д. т. н. проф. Г. И. Горчакова:

где В – расход воды, найденный по условию требуемой удобоукладываемости бетонной смеси по Таблице 14, л;

П_кап – набольшая капиллярная пористость бетона в %, допустимая из условия морозостойкости, принимаемая по Таблице 17;

β – степень гидратации цемента. В 28-суточном возрасте принимается равной 0,60;

Таблица 17.

Требуемая марка бетона по морозостойкости	100
Наибольшая капиллярная пористость бетона %	8,0

Если найденный из условия морозостойкости расход цемента окажется большею. чем ранее полученный из условия прочности, дальнейший расчёт

ведут, полагая:

где Ц^наим_Мрз – найденный по условию морозостойкости расход цемента (в кг на кубометр бетона).

5.  

Расход крупного заполнителя вычисляется по формуле:

где ρ^кр_нiρ_зi– соответственно насыпная плотность крупного заполнителя и средняя плотность зёрен крупного заполнителя, кг/л;

α_р – коэффициент раздвижки зёрен крупного заполнителя, принимаемый по Таблице 18 с учётом удобоукладываемости бетонной смеси и расхода цемента;

V_iз – межзерновая пустотность крупного заполнителя, равная:

Таблица 18.

Расход цемента кг/м3 бетона	Удобоукладываемость бетонной смеси по осадке конуса, см.
	3 - 5
267	1,3

6.   Расход песка находят по формуле:

где ρ_iц – истинная плотность цемента кг/л, принимаемая равной 3,0-3,2 для обычного портландцемента, сульфатостойкого, гидрофобного и пластифицированного портландцемента и 2,9-3,1 для шлакопортландцемента;

ρ_iп – истинная плотность песка, кг/л;

ρ_iв – истинная плотность воды, кг/л;

ρ_зi – средняя плотность зёрен крупного заполнителя, кг/л;

Значения истинной плотности песка и средней плотности зёрен крупного заполнителя приняты в пределах указанных ранее.

7. Подбор состава бетона проведён в предположении, что песок и крупный заполнитель сухие. Поскольку в производственных условиях эти материалы имеют некоторую влажность, крупный заполнитель способен поглощать часть воды затворения, расход воды для производственных условий уточняется по формуле:

где В, П, Кр – соответственно полученные расчётом расходы воды, песка и крупного заполнителя, кг.

W_п W_кр – соответственно влажность песка и крупного заполнителя, % по массе.

В_мас – воодопоглащение крупного заполнителя, % по массе.

Влажность песка (для предварительных расчётов) можно принимать в пределах 3-7%, а крупного заполнителя из первичных и метаморфических пород – 1-2%, а из осадочных пород – 2-4%.

Водопоглащение крупного заполнителя (В_мас) из первичных и метаморфических пород можно принимать в пределах 0,5-1,0%, а из осадочных пород в – пределах 1-3%.

8. После уточнения расхода воды, следует определить расчётную (теоретическую) среднюю плотность бетонной смеси по формуле:

и коэффициент выхода бетона:

где b^ц_нi, b^п_нi, b^кр_нi – соответственно насыпная плотность цемента, песка и крупного заполнителя.

II. Расчёт кирпича.

 

Мы определим количество кирпичей необходимых для кладки 1 м² стены при двухрядной укладке ложковым и тычковым способом. Размер кирпича – стандартный: 250´120´65мм. Шов – 10мм.

Расчёт:

В 1м – 1000мм.

Нам необходимо будет произвести расчёт количества кирпичей по горизонтали и вертикали, иначе говоря количество кирпичей в ряду и количество рядов в 1м². Сразу добавим к общим габаритам кирпича толщину шва которая составляет 10мм. И получим: при ложковом методе - 260´120´65, при тычковом - 250´130´65мм.

1)   По горизонтали: 1000/260=3,85*2(т.к. 2 ряда)=7,7; 1000/130=7,7;

2)   По вертикали: 1000/75=13,3

3)   S=a*b = 13,3*7,7=102,4 кирпича (в 1м²)

В 1м² – 102 кирпича. На рисунке 1 приведён чертёж участка стены с различными методами кладки. Масштаб 1:10.

Рисунок 1.

Расчётный проект зданий.

Исходные данные	Вариант 1.
Назначение помещения	Машинный зал
Район	Воронеж
Ширина, м.	9
Длина, м.	30
Высота, м.	4,8
Тип освещения	Боковой, двухсторонний
Вид перепл.	Профильное стекло

Из рассчитанного ранее количества кирпичей в 1м² необходимо используя данные таблицы запроектировать здание с учётом всех оконных и дверных проёмов, рассчитать количество кирпичей которые потребуются для его строительства . Чертёж здания изображён на рисунке 2.

Общая площадь стен здания (без окон и дверей) составляет:

Количество кирпичей которое будет затрачено на возведение стен здания двухрядной кладкой составит произведение количества кирпичей в 1м² на разницу между общей площадью стен и суммой площадей всех оконных и дверных проёмов. Иначе говоря:

Всего в здании:

окна	16 (2,5х2 м.)	Расстояние между окнами 2 и 1,5 м.
двери	1 (1х2 м.)	Расстояние между углом и воротами – 1 м.
ворота	1 (3х3 м.)	Расстояние между дверью и углом соответственно 3 и 1 м.

Окна запроектированны с двух сторон в соответствии с условием о боковом двухстороннем освещении.

Используя имеющиеся данные находим общую площадь проёмов:

Площадь с учётом всех проёмов :

Общее количество кирпичей:

Итог: На возведение стен машинного зала из кирпичей двухрядной кладкой потребуется 29020 кирпичей.

Рисунок 2.

III. Кладка стен из кирпича в зимнее время и контроль её качества.

 

Каменная кладка и монтажные работы в зимнее время. Производство работ при отрицательной температуре.

 

Кладка на растворах с химическими добавками позволяет воде, находящейся в растворе, замерзать при более низкой температуре, и ускоряет процесс твердения цемента. Под воздействием химических добавок раствор обретает прочность, если мороз не большой. Растворы с химическими добавками не используют в том случае, если в помещениях в период эксплуатации будет повышенная влажность, так как добавки гигроскопичны, в результате чего на стенах появляются высолы и выделяются вредные газы. В качестве добавок используется хлористый натрий, хлористый кальций, нитрит натрия, поташ (углекислый калий). Вид добавки определяется проектом. Раствор с добавками должен использоваться в дело до схватывания, в момент укладки раствор имеет температуру 5°С. Разогретый замерзший раствор горячей водой запрещается к применению. Обязательно соблюдать требования и инструкции, с помощью которых определяются не только вид, но и количество добавок и условия эксплуатации.

Особенности монтажа в зимнее время.

Осадочные и температурные швы.

 

Процесс твердения при понижении температуры наружного воздуха значительно замедляется, а если температура доходит до 0°С, то совсем прекращается. Известковому раствору для твердения требуется положительная температура и влажная среда. Свежевыложенная кладка при быстром замерзании превращается в отдельные компоненты раствора, т. е. отдельно вяжущее, отдельно песок, все это сковано льдом. В связи с этим теряется пластичность раствора, и горизонтальные швы не уплотнены. При оттаивании под воздействием силы тяжести возникает неравномерная осадка и потеря устойчивости и прочности кладки. Период твердения и приобретения прочности составляет 28 дней, поэтому при раннем замораживании и оттаивании растворов теряется прочность на 50% от марочной прочности. Учитывая все перечисленные особенности, необходимо соблюдать правила, которые позволят производить каменную кладку в зимнее время и не терять качества раствора. Для этих целей используются следующие способы: добавление противоморозных компонентов, использование пароподогрева, электроподогрева, в тепляках.

Кладка способом замораживания. Ведется на открытом месте из кирпичей, камней или блоков на подогретом растворе на момент укладки, а потом замерзающем. Раствор при таком способе твердеет в швах после оттаивания. Но успевает частично затвердеть, пока имеет положительную температуру. Кладка способом замораживания должна быть предусмотрена проектом, если в проекте этот способ не указан, кладку вести нельзя.

Растворы, применяемые для кладки методом замораживания следующие: растворы цементные, цементно-известковые, цементно-глиняные, можно использовать раствор из негашеной извести. При определенной температуре воздуха назначают марку раствора, но можно без учета погодных условий назначить марку раствора на два порядка выше той марки, что применяется в летнее время.

При температуре наружного воздуха -3°С и выше марку раствора оставляют, как для летнего раствора. Если среднесуточная температура составляет от -4 до -20°С, марку раствора увеличивают на две ступени, например, вместо 10 назначают 25. При более низких среднесуточных температурах марка раствора еще повышается на две ступени выше. Как правило, раствор к месту работы каменщика доставляют в утепленных контейнерах. Если требуется большое количество раствора, его доставляют в авторастворовозах со специальными утепленными крышками, подогреваемыми выхлопными газами двигателя. В зимнее время, кроме мороза, бывает ветер. При ветре до 6 м/с требуется подогревать раствор на 5°С выше указанной температуры. Раствор во время укладки должен оставаться теплым, поэтому его необходимо использовать в течение короткого времени (20—25 минут), причем если разбавить застывающий раствор горячей водой, в процессе твердения возникнет множество пор со льдом, после чего он становится рыхлым и при окончательном твердении не обретает требуемой прочности. При замерзании раствора до схватывания его необходимо переработать и снова пустить в дело. Раствор желательно как можно меньше подвергать перемещениям, т. е. перегружать из одной тары в другую несколько раз. Его необходимо приготовить и один раз выгрузить в утепленный ящик и к рабочему месту.

Чтобы швы были качественно заполнены до замерзания раствора, раствор расстилают небольшими участками для двух кирпичей не более — ложковых и под 4—6 в забутке. Нельзя позволить застыть раствору на постели, поэтому кирпич нужно укладывать очень быстро и так же быстро требуется возводить кладку по высоте, чтобы уплотнить нижележащий раствор силой тяжести верхних слоев. Такая скорость дает положительные результаты, так как приобретается нужная прочность и устойчивость.

Несмотря на то, что кладка ведется в зимнее время, каменщик обязан следить за толщиной вертикальных и горизонтальных швов, и они не должны превышать ширины швов кладки в летнее время. Зимняя кладка замерзает за два часа, а обжатие не отвердевшего раствора происходит только после полного оттаивания кладки, поэтому толщина, превышающая норму, может привести к сильной осадке и даже разрушению. Зимнюю кладку во время перерывов в работе следует укрывать слоем толя или кирпичом без раствора (насухо). Перед началом работ кладку очищают от снега, мерзлого раствора, наледи. Все вертикальные швы до перерыва в работе должны быть тщательно заполнены раствором. Обязательно проверяют вертикальность стены, так как отклонение в период оттаивания раствора приведет к искривлению и даже разрушению.

При возведении стен, столбов требуется кладка по всему зданию, границей может быть осадочный шов, разрывы по высоте не должны превышать 4 м. На готовую кладку немедленно укладывают плиты перекрытий. Опирающиеся на стены балки и прогоны требуется связать с кладкой стены металлическими анкерами, которые закрепляются в вертикальных продольных швах кладки. Концы прогонов скрепляются скрутками, если прогоны деревянные, то накладками. Основание под фундаментную кладку тщательно предохраняют от промерзания во время выполнения работ и после окончания кладки, чтобы при оттаивании основание не осело и не вызвало трещин в кладке и обрушения стен здания. Кладка способом замораживания возводится из камней, имеющих правильную форму, однако разрешается использовать бутовый камень. В зимнее время в цоколях и подвальных стенах применяется гидроизоляционный материал (толь или рубероид), который укладывается по выровненной раствором постели в два-три слоя насухо или на дегтевой или битумной мастике.

В стенах, выкладываемых в зимнее время перемычки, используются железобетонные, но при пролетах до 1,5 м допускается устройство рядовых перемычек с подвесной опалубкой — на кружалах. При опирании опалубки на стойки, их устанавливают на клиньях, и в период оттепели клинья ослабляют для придания равномерной осадки кладке. Установленные стойки перемычки должны быть расположены посередине стены, нельзя допускать смещение стоек. После оттаивания опалубку с перемычек снимают через 15 дней.

Высота оконного и дверного проема в зимней кладке из кирпича должна быть на 5 мм выше, чем в кладке летнего периода. Кроме кладки из кирпича, способом замораживания на подогретом растворе можно возводить из шлакобетонных камней. Перегородки из гипсолитовых плит допускается устанавливать в помещениях, где температура не ниже 5°С. Вода, на которой приготавливается раствор, должна быть подогретой.

Мероприятия, выполняемые в период оттаивания кладки.

Контролировать состояние конструкций в период оттаивания и твердения крайне необходимо, чтобы не произошло снижение прочности, устойчивости, не возникли деформации, осадки. Поэтому требуется проводить следующие мероприятия: после завершения кладки каждого этажа, ставят контрольные рамки, по которым зимой и весной следят за осадкой стен. Арки и перемычки укрепляют стойками с подклиниванием, кроме того, укрепляют помимо клиньев, поперечные подкладки из мягких пород деревьев. При осадке их снимают. В период наступления оттепели перекрытия очищают от мусора, убирают ненужные материалы, свободно стоящие столбы раскрепляют в поперечном направлении, стены и простенки, высота которых превышает их толщину в шесть и более раз. Кладка, выполненная способом замораживания, в период оттаивания или при искусственном прогреве нуждается в постоянном наблюдении и особенно проверяется кладка простенков, столбов, сильно нагруженных опор, опирания опалубки перемычек, сопряжений стен. Чтобы проконтролировать оттаивание и твердение раствора в швах кладки, из того же раствора делают кубики размером 7х7х7 см и сохраняют их в тех же условиях, что и кладку. По состоянию этих кубиков определяют прочность кладки. За кладкой стен ведут наблюдение в период оттаивания в течение 7—10 дней, когда температура наружного воздуха не меняется. Для улучшения условий твердения и предотвращения неравномерной осадки стен, располагаемых с южной стороны, их при необходимости поливают водой. Если в кладке появились трещины или отклонения от вертикали, немедленно устанавливают маяки, определив причину отклонений, принимают меры по их устранению.

Монтаж железобетонных конструкций в зимнее время.

Монтаж железобетонных конструкций в зимнее время выполняют теми же методами, что и в летнее время. Отличие заключается в том, что проектом предусматривают ряд дополнительных мероприятий, марку раствора и его состав. Конструкции для монтажа должны подаваться очищенными от снега, наледи, грязи. Хранение сборных железобетонных элементов допускается только в сухих помещениях, во время транспортировки конструкции так же предохраняют от дождя и снега. Особое внимание уделяют стыкуемым частям конструкций, просушивают стыки перед герметизацией. При соединении элементов неочищенными поверхностями, стык окажется непрочным. Температура раствора, применяемого для монтажа конструкций: в зависимости от температуры наружного воздуха, °С не ниже:

Воздух	Раствор
-10	5
-11-20	10
Ниже -20	15

Раствор желательно использовать до остывания, его расстилают по постели перед укладкой для получения хорошего обжатия раствора в шве. Толщину швов выполняют строго по проекту, если ее увеличить, то возникнет неравномерная осадка в период оттаивания приводит к разрушению. В зависимости от воспринимаемых нагрузок сборными железобетонными конструкциями применяют способы заделки стыков. Если стыки не воспринимают расчетных усилий, их замоноличивают раствором марки 50 или бетоном, в который добавляется поташ. До замоноличивания поверхностей конструкций надо обязательно произвести очистку от снега, наледи, грязи и прогреть обледеневшие участки. Бетонная смесь и раствор укладываются обычными приемами с послойным уплотнением. Стыки, воспринимающие значительные расчетные нагрузки, замоноличивают раствором и бетоном, состав которого указан в проекте. Стыки предварительно прогревают, потом выдерживают бетон способом термоса или электропрогревом.

Техника безопасности при возведении кладки в зимних условиях.

Правила остаются те же, что и при производстве в летнее время. Однако нужно следить, чтобы леса, подмости, стремянки своевременно очищались от снега, наледи. Поэтому их надо посыпать песком. Грунт и перекрытия должны быть тщательно очищены перед установкой подмостей. Все проходы на строительной площадке также должны быть очищены от снега, льда и посыпаны песком. У каменщиков и монтажников должна быть теплая одежда, обувь не должна скользить. При сильном гололеде, снегопаде возведение и монтаж конструкций запрещаются. Способ электроподогрева не следует использовать, если конструкция под напряжением. Прежде чем подключить напряжение, требуется, прежде всего, закончить возведение кладки, расставить предупредительные знаки и только после этого подключать. Электромонтеры ведут круглосуточное наблюдение за прогреваемыми участками. При сырой погоде электропрогрев недопустим. Все электропровода при прогреве конструкций должны быть ограждены, а все корпуса электрооборудования заземлены. Допускаются к установке устройств электропрогрева, их монтажу и присоединению к электросети только электромонтеры, прошедшие инструктаж по технике безопасности. Приготовление растворов с химическими добавками выполняют рабочие, прошедшие специальный инструктаж, так как химические добавки обладают вредными свойствами. Растворы приготавливают в помещениях с хорошей приточно-вытяжной вентиляцией.

Материалы для каменной кладки.

Каменные и кирпичные работы — это наиболее распространенный вид кладки. Камень — это один из наиболее распространенных долговечных материалов. Впервые камень использовался в качестве защиты от природной стихии, а также от нападения животных. В каменных работах для строительства современного жилья используется два основных материала: каменный материал и раствор. Все каменные материалы подразделяются на две основные группы: Естественные (природные), которые можно найти в природе. Гранит — кристаллическая горная порода. В состав ее входят: кварц, слюда, полевой шпат, прекрасно обтесывается и полируется. Известняк — в его состав входят углекислый кальций и различные примеси. Также к естественным каменным материалам относятся: песчаник, туф, мрамор (рис. 1).

Рис. 1. Природные камни

Искусственные камни, получаемые искусственным путем, делятся на: обжиговые — кирпичные керамические блоки; безобжиговый — силикатный кирпич (из смеси извести и песка), мелкие блоки из шлака и пемзы (см. табл. 2).

Таблица 2. Размеры кирпича

Наименование	Марка	Размеры
Кирпич глиняный обыкновенный пластического прессования (ГОСТ 530-80)	300	250х120х65
	250
	200
	150
	125
	100
	75
Кирпич глиняный модульный	-	250х120х88
Кирпич керамический пустотелый пластического прессования (ГОСТ 530-90), одинарный	250	250х120х65
Кирпич керамический пустотелый пластического прессования (ГОСТ 530-90), утолщенный	100	250х120х88
Кирпич керамический пустотелый пластического прессования (ГОСТ 530-90), модульный	75	288х138х63
Камни керамические пустотелые пластического прессования (ГОСТ 530-80), камень	250	250х120х138
Камни керамические пустотелые пластического прессования (ГОСТ 530-80), камень модульных размеров	200	288х138х138
Камни керамические пустотелые пластического прессования (ГОСТ 530-80), камень укрупненный	150	250х250х138
Кирпич силикатный (ГОСТ 379-79), одинарный	250	250х120х65
	200
	150
Кирпич силикатный (ГОСТ 379-79), модульный	125	250х120х88
	100
	75

Наиболее распространенные искусственные камни — это кирпич глиняный обыкновенный, силикатный, легкий пустотелый и лицевой, камни — шлакобетонные, бетонные, ячеистые, керамические и др. По величине камни бывают крупными и малыми. Кирпич глиняный обыкновенный (рис. 2, а) — имеет красный цвет и формуется из глины, обжиг происходит при температуре 1000° С. Формование такого кирпича выполняется двумя способами — пластическим и полусухим. Кирпич глиняный обыкновенный используется для кладки внутренних и наружных стен, а также для фундаментной кладки зданий и кладки столбов. Силикатный кирпич (рис. 2, б), подобен по размеру глиняному обыкновенному, однако имеет светло-серый цвет, и не применим для возведения конструкций, подвергающихся частому увлажнению или сильному нагреванию — более 200°С. Силикатный кирпич применяют для возведения наружных стен, так как он обладает морозостойкостью. Кирпич глиняный пустотелый (рис. 2, в), имеет красный цвет, из-за своих теплотехнических свойств применяется для кладки наружных и внутренних стен. Наружные стены из этого кирпича выполняются тоньше, чем из обыкновенного глиняного. Лицевой кирпич (рис. 2, г), бывает профильный и рядовой. Лицевой кирпич укладывается вместе с основной кладкой, его применяют для облицовки как фасадов, так и внутренних стен в нежилых помещениях. Поверхность лицевого кирпича может быть рифленой, гладкой, офактуренной, а цветовая гамма — от кремового до темно-красного. Бетонные и шлакобетонные камни (рис. 2, д) — в состав смеси входят вяжущие материалы — это цемент, известь, вода; заполнители — щебень, песок, гравий, шлак. По заполнителям можно определить вид бетонного камня — тяжелый и легкий. Шлакобетонные камни производят как сплошными, так и пустотелыми. Стеклянные пустотелые блоки (рис. 2, е) выполняют с помощью сварки полублоков. Улучшение теплоизоляционных свойств блоков происходит благодаря созданию вакуума внутри блока, когда охлаждается горячий воздух. Форма блоков может быть различной: прямоугольной, угловой, радиальной, квадратной. Самыми распространенными являются квадратные блоки. Гипсовые и гипсобетонные блоки (рис. 2, ж), применяются в строительстве для перегородок и производятся полнотелыми и со сквозными пустотами. Смотрите рисунок на следующей странице.

Рис. 30. Искусственные камни

 

05.01.2004

Komaristy Vadim.

 

IV. Литература.

 

1. Г. И. Горчаков, Ю. М. Баженов. «Строительные материалы».

МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1986 г. – 680 с.

2. А. Г. Комар. «Строительные материалы». МОСКВА 1983. – 488 с.

3. Г. И. Горчаков. «Строительные материалы». МОСКВА 1981. – 412 с.

4. Ресурсы глобальной сети INTERNET. Сайт посвящённый строительству «Стройся!!!». http://www.mukhin.ru/stroysovet/  2004 г.

Курсовую работу на тему: «Проектирование и подбор состава гидротехнического бетона

расчётно-экспериментальным методом.».

Выполнил студент II курса группы ГТС-1-02 Комаристый Вадим <vadim@max.ru>