Бетонные работы в Карабулаке
Приготовление и укладка бетонной смеси. Приготовление бетонной смеси.
Процесс состоит из операций по приему и складированию материалов (цемента и заполнителей), дозирования, перемешивания и выдачи готовой бетонной смеси. Данная технологическая схема может включать дополнительные операции. Например, при бетонировании конструкций в условиях отрицательных температур заполнители и воду следует подогревать, а при применении бетонов с добавками (противоморозными, пластифицирующими и др.) предварительно надо приготовить водный раствор этих добавок.
Бетонную смесь готовят по законченной или расчлененной технологии. При законченной технологии в качестве продукции получают готовую бетонную смесь, при расчлененной – сухую бетонную смесь. Технические средства для приготовления бетонной смеси - расходные бункера с распределительными устройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы внутренних транспортных средств и коммуникаций, раздаточный бункер. Технологическое оборудование компонуют по одноступенчатой (вертикальной) или двухступенчатой (партерной) схемам. При вертикальной схеме материальные элементы (цемент и заполнители) поднимают в расходные бункера, откуда они перемещаются вниз под действием собственной массы. При партерной компоновке сухая бетонная смесь для приготовления бетона транспортируется вниз под действием собственной массы, затем на вторую ступень. Эта схема обеспечивает меньшую высоту, но требует увеличения производственной площади.
Бетонную смесь готовят на районных и приобъектных заводах или на бетоносмесительных установках. Районные заводы снабжают строительные объекты готовыми смесями, расположенными на расстояниях, не превышающих технологически допустимые расстояния автомобильных перевозок. Это допускаемое расстояние R(максимальный радиус действия завода) зависит от технологических свойств цемента, местных дорожных условий и может быть определено из выражения
R=[t1 – (t2 + t3 + t4)\ 60 ] V,
где t1 – начало схватывания цемента, мин; t2 – продолжительность загрузки и выгрузки бетонной смеси из транспортных средств, мин; t3 – продолжительность транспортировки, мин; t4 – продолжительность укладки бетонной смеси в конструкцию, мин; V– скорость транспортировки, км/ч. Обычно завод может обслуживает стройки, находящиеся в радиусе до 30 км. Конечно, в рыночных условиях эти расчеты надо свести с материальными затратами и уже тогда решать, возить бетон с завода или делать на месте.
Технологическое оборудование районного завода обычно компонуется по вертикальной схеме. Завод состоит из одной, двух, трех секций, каждая из которых рассчитана на самостоятельную работу. Заводы готовят и сухие товарные смеси. Тогда бетонные смеси на специальном транспорте или в специальной таре доставляют к месту потребления и перерабатывают на построечных бетоносмесительных установках или в процессе транспортировки в автобетоносмесителях. Заводы на объектах обычно обслуживают крупную строительную площадку в течение 5-6 лет. Такие заводы выполняют сборно-разборными блочной конструкции, что позволяет их перебазировать на трейлерах.
Построечные бетоносмесительные установки обслуживают одну строительную площадку или один строительный объект при потребности в бетоне до 1,5 тыс. м3 в месяц. Эти установки компонуют по партерной схеме. Бетоносмесительные заводы и установки отличаются достаточно высоким уровнем механизации и автоматизации. Все рабочие операции по разгрузке заполнителя и цемента, подаче их в расходные бункера, дозировке, перемешиванию и выдаче готовой смеси выполняет комплект механизмов. Автоматизация бетоносмесительных заводов и установок может быть частичной и комплексной. При частичной автоматизации имеются дистанционное и автоматическое управление отдельными механизмами или группами, а также средства автоматического контроля отдельных параметров – влажности, заполнителя, точности дозировки и т.п. При комплексной автоматизации управление всеми механизмами, транспортными средствами и контроль технологических операций ведутся с одного пульта. Управляют такими заводами несколько операторов.
Состав бетонной смеси
Состав бетонной смеси должен обеспечивать заданные свойства затвердевшего бетона при наименьшем расходе вяжущего. В процессе работ состав бетонной смеси должен систематически корректироваться с учетом изменяющихся активности цемента, влажности и гранулометрического состава заполнителей. При приготовлении бетонной смеси механизированным способом дозирование материалов производится по массе, исключения допускаются при дозировании воды и добавок, которые дозируют в жидком виде. Метрологическая проверка дозаторов должна производиться не реже одного раза в год, а контрольная проверка погрешности дозирующих устройств – не реже одного раза в месяц.
При контрольной проверке дозирования, результаты которой определяются по данным десяти взвешиваний, погрешности должны составлять: для цемента и добавок, дозируемых в виде порошка, - не более 2%; для заполнителей – 2,5%; для воды и добавок, дозируемых в жидком виде, а так же водных растворов этих добавок – 2%. Погрешность работы дозаторов непрерывного действия устанавливают по пробам, отбираемым в течение 30 с непрерывной работы в установленном режиме. Концентрацию рабочего раствора добавки контролируют перед каждым заполнением расходных баков, но не реже одного раза в смену.
Необходимо соблюдать следующие правила: продолжительность перемешивания бетонной смеси должна определять строительная лаборатория; допустимое уменьшение или увеличения загрузки барабана смесителя против емкости по паспорту должно составлять не более 10%. При приготовлении бетонной смеси в автобетоносмесителях, загружаемых сухой смесью, соблюдают следующие правила: перемешивание начинают не позднее чем через 30 минут после загрузки заполнителей; число оборотов смесителя на замес должно быть не менее #70 и не более 300.
Как правило, бетонную смесь транспортируют специализированными средствами: автобетоносмесителями и автобетоновозами. Разрешается транспортировать бетонную смесь в автосамосвалах и бункерах (бадьях), установленных в автомобилях. Во всех случаях способы транспортировки должны исключать попадание в смесь атмосферных осадков, нарушение однородности смеси, потери цементного раствора, а также обеспечивать предохранение смеси в пути от вредного воздействия ветра и солнечных лучей. Выбор средств транспортировки бетонной смеси, а также определение допустимого времени и дальности перевозок определяет лаборатория с учетом обеспечения требуемого количества бетонной смеси.
Емкости, в которых перевозится бетонная смесь, должны очищаться и промываться после каждой рабочей смены и перед длительными (не более 1 часа) перерывами в транспортировке. При выборе цементов для бетонов исходят из свойств конструкций, условий твердения бетонов, а также условий окружающей среды. Для получения бетона определенных свойств в бетонную смесь вводят добавки или их комплексы – пластифицирующие,воздухововлекающие, микрогазообразующие, противоморозные, ускорители твердения бетона и ингибиторы коррозии стали. Оптимальное количество добавок устанавливает строительная лаборатория, причем количество ускорителей твердения, как правило, не должно превышать от массы цемента (%): сульфата натрия – 2; нитрата натрия, нитрата кальция, нитри-нитрата кальция и нитри-нитрат-хлорида кальция – 4; хлорида кальция в бетоне армированных конструкций – 2; в бетоне неармированных конструкций – 3.
Подбирая песок, следует учитывать следующие свойства бетонов, назначение сооружений и условия их работы. Песок для бетонных смесей, перекачиваемых по бетоноводам, должен содержать 5-7% частиц с зернами крупностью не менее 0,15 мм и 15-20% частиц с зернами крупностью менее 0,3 мм. Не допускается применять природную песчано-гравийную смесь или дробленый щебень без рассева. Крупный заполнитель применяется только фракционированным.
При определении размера зерен крупного заполнителя необходимо учитывать следующее:
- при бетонировании плит наибольшая крупность зерен заполнителя должна быть равна половине толщины плиты
- наибольший размер зерен заполнителя в бетонной смеси, предназначенный для железобетонных конструкций, не должен превышать ¾ наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры
- размер зерен для бетонной смеси, укладываемой в скользящую опалубку, не должен превышать 1/6 наименьшего размера поперечного сечения бетонируемой конструкции
- размер зерен для бетонных смесей, подаваемых по бетоноводам, должен быть не более 0,4 внутреннего диаметра бетоновода для гравия и 0,33 – для щебня; при этом число зерен наибольшего размера и зерен пластинчатой или игловатой формы по отдельности не должно превышать 15% по массе
- крупность зерен заполнителя бетонных смесей, подаваемых по хоботам или виброхоботам, не должна превышать 1/3 их диаметра.
Требования к воде. Вода, применяемая для затворения бетонной смеси, не должна содержать примесей в количествах, препятствующих нормальному схватыванию и твердению цемента или способствующих коррозии арматуры.
Укладка бетонной смеси
Основания и поверхности рабочих швов, подготовленные к укладки бетонной смеси, должны удовлетворять следующим требованиям:
- естественные и искусственные основания из нескальных грунтов должны сохранять физико-механические свойства, предусмотренные проектом
- скальные основания должны состоять из невыветривающейся породы
- скальные основания и поверхности рабочих швов должны быть очищены от мусора, грязи, масел, снега и льда, промыты и не иметь на поверхности воды
- бетонные основания и рабочие швы по горизонтальным и наклонным плоскостям должны быть очищены от цементной пленки (вертикальные поверхности очищают при соответствующих требованиях в проекте).
Во время очистки бетонной поверхности от цементной пленки не допускается повреждение бетона. При очистке поверхности прочность бетона должна быть не менее, МПа:
- очистка водяной или воздушной струей – 0,3
- очистка механической металлической щеткой – 1,5
- гидропескоструйная очистка или очистка механической фрезой – 5.
До начала укладки бетонной смеси проверяют и принимают все конструкции и их элементы, закрываемые в процессе последующих работ, правильность установки и закрепления опалубки и поддерживающих конструкций. Перед бетонированием опалубку очищают от мусора и грязи, а арматуру – от налета ржавчины. Поверхности деревянной, фанерной и металлической опалубки покрывают смазкой, которая не должна ухудшать внешний вид и прочностные качества конструкций. Подвижность бетонных смесей, перекачиваемых по трубопроводам, назначают с учетом технической характеристики применяемых бетононасосов и пневмонагнетателей, во всех случаях она должна быть не менее 4 см.
При любом виде подачи бетонной смеси в армированные конструкции высота свободного сбрасывания не должна превышать 2м, а при подаче на перекрытие – 1м. допустимая высота сбрасывания бетонной смеси в опалубку колонн со сторонами сечения 0,4 – 0,8 м и при отсутствии перекрещивающихся хомутов арматуры должна составлять не более 5 м. Допустимая высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку неармированных конструкций устанавливается строительной лабораторией на основании производственного опыта и должна обеспечивать однородность и плотность бетона, а также сохранность основания и опалубки. Крайний предел – высота сбрасывания не должна превышать 6 м. С большей высоты бетонную смесь спускают по наклонным желобам или вертикальным хоботам.
Укладывают бетонную смесь в бетонируемую конструкцию горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов, с последовательным направлениям укладки в одну сторону во всех слоях. Укладка бетонной смеси ступенчатым методом с одновременной укладкой 2-3 слоев может быть разрешена в том случае, если это допустимо ППР. Толщина укладываемого слоя бетонной смеси определяется в зависимости от средств уплотнения. При использовании тяжелых подвесных вертикально расположенных вибраторов толщина слоя должна быть на 5-10 см меньше длины рабочей части вибратора. При использовании вибраторов, расположенных под углом к вертикали (35 градусов), толщина слоя должна быть равна вертикальной проекции длины рабочей части вибратора. Толщина укладываемого слоя при использовании ручных глубинных вибраторов не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора. При уплотнении бетонной смеси поверхностными вибраторами толщина слоя не должна превышать в неармированных конструкциях и конструкциях с одиночной арматурой 25 см, в конструкциях с двойной арматурой – 12 см. При бетонировании специальных сооружений (дорожных и аэродромных покрытий, гидротехнических и других сооружений) с использованием машин с мощными вибраторами толщину укладываемого слоя бетонной смеси увеличивают.
При уплотнении бетонной смеси необходимо соблюдать следующие правила:
- шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия
- глубина погружения глубинного вибратора в бетонную смесь должна обеспечивать углубление его в ранее уложенный слой на 5-10 см
- шаг перестановки поверхностных вибраторов должен обеспечивать перекрытие на 10 см площадкой вибратора границы провибрированного участка
- опирание вибраторов во время работы на арматуру и закладные части бетонируемых конструкций, а также на тяжи и другие ее элементы не допускается.
На каждой позиции продолжительность вибрирования устанавливается опытом, при этом она должна обеспечивать достаточное уплотнение бетонной смеси, основными признаками которого являются: прекращение ее оседания, появление цементного молока на поверхности и прекращение выделения пузырьков воздуха. При бетонировании массивных конструкций необходимо соблюдать следующие правила: если массив разбит на блоки, бетонировать замыкающие блоки следует только после усадки и охлаждения бетона смыкаемых блоков; фундаменты, воспринимающие динамические воздействия оборудования, следует бетонировать без перерыва.
При бетонировании массивных конструкций с укладкой в бетон отдельных камней размером более 15 см («изюма») необходимо соблюдать следующие правила: размеры отдельных камней не должны превышать 1/3 наименьшего размера бетонируемой конструкции; соотношение отдельных размеров камня не должно превышать 1:2,5 , камни должны отстоять от опалубки на расстоянии не менее 30 см и не соприкасаться с арматурой и закладными частями; расстояние между отдельными камнями должно быть не менее 20 см. Прочность камней должна быть не ниже минимальной прочности крупного заполнителя для бетона данного класса, морозостойкость – не ниже предусмотренной проектом для бетона конструкции.
При укладке бетонной смеси в колонны и стены надо соблюдать следующие правила:
- высота колонн, стоек и стен, бетонируемых без перерыва, не должна превышать 5 м – для колонн, 3 м – для стен и перегородок, 2 м – для колонн со сторонами сечения менее 0,4 м и колонн любого сечения с перекрещивающимися хомутами, а также для стен и перегородок толщиной менее 0,15м; при большей высоте участков колонн и стен, бетонируемых без рабочих швов, надо устраивать перерывы для осадки бетонной смеси
- продолжительность перерыва для обеспечения осадки бетона должна быть не менее 40 минут, но и не превышать 2 ч
- рамные конструкции бетонируют с перерывом между бетонированием колонн (стоек) и ригелей рам.
Балки и плиты перекрытий бетонируют одновременно, а монолитно связанные с колоннами и стенами – через 1-2 ч после бетонирования колонн и стен. При высоте поперечного сечения балок более 0,8 м их можно бетонировать отдельно от плит.
При укладке бетонной смеси в вертикально-скользящую опалубку необходимо выполнять следующие условия:
- бетонную смесь надо укладывать равномерными слоями толщиной 23-30 см
- скорость укладки бетонной смеси должна обеспечивать заполнение опалубки в течение 2,5-3,5 ч на высоту, равную не менее половины высоты опалубки
- каждый новый слой бетонной смеси следует укладывать после окончания укладки предыдущего до начала его схватывания
- опалубку поднимают после заполнения бетонной смесью всего периметра бетонируемой конструкции до уровня на 5 м ниже верха опалубочных щитов и со скоростью, исключающей сцепление как бетона с опалубкой, так и оползание его по выходе из опалубки
- забетонированную часть конструкции высотой не более 10 м следует освидетельствовать с целью корректировки ее положения.
В плоские неармированные конструкции (площадки, подготовки под полы) бетонную смесь укладывают полосами шириной 3-4 м через одну, заполняя промежуточные полосы после затвердения бетона в смежных полосах. В арки и своды бетонную смесь укладывают от пят к замку. При этом плоскости рабочих швов, ограничивающих полосы бетонирования, должны быть перпендикулярны поверхностям арок и сводов. Продолжительность перерывов, при которых требуется устройство рабочих швов, определяет лаборатория в зависимости от вида конструкции, применяемого цемента и температуры твердения бетона. Укладка бетонной смеси после таких перерывов допускается после приобретения уложенным бетоном прочности не менее 1.5 МПа.
Поверхность швов, возникающих при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колон и балок, поверхности плит и стен. Рабочие швы допускается устраивать при бетонировании: колонн – на отметке верха фундамента, низа прогонов, балок или подкрановых консолей, верха подкрановых балок, низа капителей колонн; балок больших размеров, монолитно соединенных с плитами,- на 2-3 см ниже отметки нижней поверхности плиты, а при наличие в плите вутов – на отметке низа вута плиты; плоских плит – в любом месте параллельно меньшей стороне плиты; ребристых перекрытий в направлении, параллельным второстепенным балкам; отдельных балок – в пределах средней трети пролета балок; массивов, арок, сводов, резервуаров, бункеров, гидротехнических сооружений, мостов и других сложных инженерных сооружений и конструкций – в местах, указанных в проектах. Предварительно напряженные конструкции должны бетонироваться без перерывов, устройство рабочих швов допускается только при наличии соответствующих указаний проекта.
Уход за бетоном и контроль качества
В начальный период твердения бетона необходимо предохранять бетон от ударов и сотрясений и поддерживать температурно-влажностный режим, обеспечивающий нарастание прочности бетона. Движение по забетонированным конструкциям, а также установка на них опалубки для возведения других конструкций допускается лишь после достижения бетоном прочности не менее 1,5 МПа.
Снятие опалубки с бетонных и железобетонных конструкций производят в следующие сроки:
- боковые элементы опалубки, не несущие нагрузку веса конструкций, снимают после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность поверхности и кромок углов
- снятие опалубки с несущих железобетонных конструкций производят после достижения бетоном 70-100% (в зависимости от нагрузки) прочности
- снятие опалубки, воспринимающей вес бетона конструкций, армированных несущими сварными каркасами, производят после достижения бетоном 25% проектной прочности.
Контроль качества бетона заключается в проверке подвижности или жесткости бетонной смеси, соответствия прочности, морозостойкости и водонепроницаемость бетона требованиям проекта. Подвижность или жесткость бетонной смеси проверяют у места укладки не реже двух раз в смену, у места приготовления – не реже двух раз в смену в условиях установившейся погоды и постоянной влажности заполнителей и не реже чем через каждые 2 ч при резком изменении влажности заполнителей, при переходе на приготовление смеси нового состава или из новой партии составляющих материалов. Проверка прочности бетона требует обязательного испытания его на прочность при сжатии. Бетон дорожных и аэродромных покрытий следует, кроме того, испытывать на растяжение при изгибе.
Испытывают бетон на водонепроницаемость и морозостойкость по пробам, отобранным на бетонных установках перед началом приготовления каждого состава бетона, в дальнейшем – не реже 1 раза в квартал, а также при изменении состава бетона или характеристик материалов.