Технология процессов монолитного бетона и железобетона. Основные положения.

СОСТАВ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЦЕССА БЕТОНИРОВАНИЯ Бетонные и железобетонные конструкции по способу выполнения: Сборно-монолитные Монолитные Сборные

Возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкций Требует выполнения комплексного процесса; Включает: 1. Устройство опалубки, 2. Армирование конструкций, 3. Бетонирование конструкций, 4. Выдерживание бетона в конструкциях, 5. Распалубливание, 6. Исправление дефектов, 7. Отделка поверхностей готовых конструкций.

Возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкций Включает комплекс технологических процессов: 1)заготовительных и 2)построечных.

§1. ОПАЛУБКА. КЛАССИФИКАЦИИ. ТИПЫ. Опалубка - временная вспомогательная конструкция, служащая для придания требуемых: формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции (ее части). Требования к опалубке: -прочность; -устойчивость; -неизменяемость геометрических форм при бетонировании; -технологичность (трудоемкость монтажа-демонтажа и транспортирования на 1 м2 опалубливаемой поверхности).

Классификация в соответствии с материалами:

Классификация по частоте применения

Разборно-переставная опалубка состоит из: -отдельных щитов -поддерживающих их элементов: ребер, схваток, стяжек и т.д.

Объемно-переставная (туннельная) Состоит из пространственных металлических П-образных секций, из которых собирается опалубочный блок на ширину помещения. Боковые панели служат внутренней опалубкой монолитных стен, а верхняя - палубой перекрытия. Полностью собранную опалубку устанавливают в проектное положение с помощью крана. Для извлечения опалубку складывают и на катках выдвигают на соседнюю позицию или на подмости.

Объемно-переставная (туннельная)

Скользящая опалубка. Основные элементы опалубки: - щиты, - домкратные рамы, рабочий пол, подмости, домкраты и домкратные стержни. Опалубочные щиты охватывают бетонируемое сооружение по наружному и внутреннему контурам. Щитам придают конусность. Для подъема скользящей опалубки применяют гидравлические и электромеханические домкраты. Требуется контролировать сцепление раствора опалубкой. Это можно обеспечить путем периодического опускания и подъема в пределах 1-го шага — «шаг на месте».

Горизонтально-переставляемая Используется для бетонирования горизонтально-протяженных конструкций или конструкций замкнутого сечения большого периметра (коллекторы, туннели и т. п.) Подразделяется на катучую и тоннельную. Катучая включает щиты внутренней и наружной опалубки. -Внутренняя опалубка состоит из металлической рамы с выдвижным ригелем, стоек с винтовыми домкратами, стоек с внутренней палубой и верхних съемных ригелей, шарнирно соединенных со стойками. -Наружная опалубка имеет жесткую раму с винтовыми домкратами, опорные уголки, рельсы на шпалах. -Рама состоит из стоек с прогонами верхнего ригеля и подкосами. -Ригель и подкос обеспечивают возможность устройства коллекторов различной ширины.

Катучая опалубка

Тоннельная опалубка - для обделки туннелей, сооружаемых закрытым способом

Подъемно-переставная опалубка Используется для бетонирования - высоких конструкций и сооружений (труб, градирен, водонапорных башен и т. п.) Состоит из двух конических оболочек, собираемых из прямоугольных и трапецеидальных щитов из листовой стали. Рабочая площадка (7) крепится к подъемному устройству(4) и поднимается по шахтному подъемнику(5). В настиле рабочей площадки - кольцевая щель для укладки бетонной смеси в опалубку и выпусков арматуры. Наружная оболочка (2) вместе с подмостями подвешивается к ее радиальным балкам (8) Внутренняя опалубка (3) собирается из мелких или крупных щитов, которые ставятся внахлестку. Для фиксации толщины стен ставят распорки - фиксаторы.

1 — бетонируемая стена; 2— наружные опалубочные щиты; 3 — внутренние опалубочные щиты; 4 — подъемное устройство; 5 — шахта опорно-подъемного устройства; 6— подвески; 7—рабочая площадка; 8 — опалубные балки; 9,10 — наружные и внутренние подвесные подмости

Подъемно-переставная опалубка

Пневматическая опалубка Используется для возведения сооружений криволинейной поверхности в т.ч. складов, ангаров, сооружений спорта и т. п. Технология: -Опалубка раскладывается по контуру основания, -В нее нагнетают компрессором воздух с давлением 0,05 МПа. -Бетонная смесь наносится на предварительно покрытую эмульсионной смазкой опалубку послойно или набрызгом. После приобретения прочности опалубку отделяют от бетона. Два метода укладки бетона: А)нанесение бетона на разостланную в горизонтальном положении опалубку => подача воздуха => опалубка в проектное положение. Б)нанесение бетонной смеси на надутую предварительно опалубку.

Несъемная опалубка Изготавливается из опалубочных щитов и листов которые остаются после бетонирования в теле конструкции и работают как единое целое. Используются железобетонные, армоцементные, фибробетонные, асбестоцементные, стеклоцементные, металлические листы, тканная или металлическая сетка. Применяется для бетонирования конструкций и сооружений простой конфигурации и большой площади (перекрытия, гидротехнические сооружения и т. п.), также для облицовки поверхности сооружений, гидроизоляции или теплоизоляции конструкций. Для повышения прочности соединения несъемной опалубки с бетоном, поверхность опалубки выполняют со специальными анкерами.

Несъемная опалубка

§2. МОНТАЖ АРМАТУРЫ 2.1. АРМАТУРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ. Арматурная сталь подразделяется на две основные группы: стержневая арматура и проволочная Стержни из стали: класса А240 имеют гладкий профиль, классов A300 и выше - периодический. Промышленность поставляет двух классов: B-I и B-II В дополнении к стержням промышленность выпускает: пряди, канаты, проволочные пучки, арматурные сетки, плоские и пространственные каркасы.

2.2. Монтаж арматуры При монтаже арматурные элементы соединяют в единую армоконструкцию с помощью сварки, нахлесткой или вязкой. Элементы и стержни необходимо устанавливать в проектное положение, т.е. надо обеспечить защитный слой бетона заданной толщины, (расстояние между внешними поверхностями арматуры и бетона конструкции) => предохраняет арматуру от коррозии. Для этого: 1)В конструкциях арматурных элементов => специальные упоры. 2)Бетонные, пластмассовые и металлические фиксаторы, которые привязывают или надевают на арматурные стержни. 3)При армировании плит перекрытия двумя метками по высоте проектное положение фиксируют подставками из круглой арматурной стали, изогнутыми «зигзагами» или установкой: - «лягушек» для сеток нижнего ряда; - «козелков» для верхней сетки.

«Лягушка» и «козелок» для обеспечения защитного слоя бетона. а-«лягушка», для обеспечения защитного слоя для нижней арматурной сетки; б—«козелки», для обеспечения защитного слоя для верхней арматурной сетки

2.3. Напрягаемое армирование Достоинство предварительно напряженных ж/б изделий - их повышенная трещиностойкость и жесткость => бóльший прогиб. Предварительное напряжение в конструкциях создается по методу натяжения арматуры на затвердевший бетон с линейным ее расположением. Напрягаемые арматурные элементы применяют в виде отдельных стержней, прядей, канатов и проволочных пучков. Работы с линейной напрягаемой арматурой включают: заготовку напрягаемых арматурных элементов; образование каналов для них; -установку арматурных напрягаемых элементов с анкерными устройствами; -напряжение арматуры; -инъецирование закрытых каналов или -бетонирование открытых каналов.

§3. БЕТОНИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ 3.1. Приготовление бетонных смесей. Бетонную смесь приготовляют в бетоносмесителях. Они подразделяются по способу загрузки компонентов и выдачи готовой смеси на бетоносмесители непрерывного действия (загрузка и выдача смеси происходят непрерывно) и цикличные.

Цикличные бетоносмесители

3.1. Приготовление бетонных смесей Бетонную смесь приготовляют по технологии: -Законченной => получают готовую бетонную смесь, -Расчлененной => сухую бетонную смесь. Основные технические средства для приготовления смеси: -расходные бункеры с распределительными устройствами, -дозаторы, -бетоносмесители, -системы транспортных средств и коммуникаций, -раздаточный бункер. Технические средства компонуют по одноступенчатой или двухступенчатой схемам.

Одно- и двухступенчатые схемы Одноступенчатая (башенная) схема - все составляющие бетонной смеси сразу, поднимаются на командную высоту (башню) в бункера и затем под действием собственного веса (вертикально) последовательно поступают в дозаторы, смесители и другое оборудование. Двухступенчатая схема. В первой ступени - дозирование заполнителей с получением сухой смеси. Далее эта смесь транспортируется (поднимается) на вторую ступень, где расположены бетоносмесители и осуществляется перемешивание и выдача бетонной смеси.

а — башенная (вертикальная), б — двухступенчатая (партерная) 1-2 - конвейер подачи заполнителей в расходные бункеры, 3, 9, 10 — поворотная направляющая, распределительная воронка, 4 — расходный бункер, 5 — труба пневмоподачи цемента, 6…8— дозаторы цемента, заполнителей, воды, 11 — бетоносмеситель, 12 — раздаточный бункер, 13 — автобетоновоз, 14 — автоцементовоз, 15 — скиповый подъемник.

3.2. Транспортирование и уплотнение Транспортировку бетонной смеси до места разгрузки осуществляют автотранспортом, Транспортировку от места разгрузки в блок бетонирования: Кранами (в бадьях), Подъемниками, Конвейерами, Бетоноукладчиками, Вибропитателями, Мототележками, Бетононасосами, Пневмонагнетателями. Основное технологическое условие при перевозке бетонной смеси - сохранение ее однородности и обеспечение требуемой для укладки подвижности.

Два типа машин для транспортования бетонных смесей Машины для доставки их от завода к строительным объектам Машины для внутрипостроечного транспортирования, подающие смеси к месту укладки

От завода к строительным объектам

Подача к месту укладки В зависимости от принятого метода подачи используют : 1. Краны с бункерами-бадьями; 2. Ленточные конвейеры; 3. Бетоноукладчики; 4. Вибрационные конвейеры и хоботы; 5. Трубопроводный транспорт (Бетононасосы и пневмонагнетатели); 6. Автотранспортные средства.

Бункера - бадьи переносные Неповоротные Поворотные

Ленточный бетоноукладчик

Хобот и виброхобот

ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ Подача по трубопроводам осуществляется: Бетононасосы по типу привода делятся на: Бетононасосы по характеру работы: Основные характеристики бетононасоса

Бетононасос со стрелой 70 метров

Бетононасос с гидравлическим приводом Наиболее распространены в настоящее время. Основные преимущества перед механическим приводом - небольшие динамические нагрузки на детали (в связи с этим малый износ), гарантированное максимальное давление. Схема работы: Масло с помощью насоса высокого давления попеременно поступает в правую и левую полости гидроцилиндра Обеспечивается возвратно-поступательное движение поршня рабочего цилиндра.

Пневмонагнетатель Стальной сосуд имеющий: загрузочное отверстие для подачи бетонной смеси (снабжено герметически закрываемым затвором), разгрузочное отверстие, соединенное с бетоноводом, система подачи сжатого воздуха от компрессора. Работает циклически. После загрузки бетонной смеси затвор герметически закрывается, далее подается сжатый воздух, который выдавливает бетонную смесь в бетоновод. Для предотвращения возникновения удара бетонной смеси из-за высокой скорости ее истечения на конце бетоновода устанавливается гаситель.

Распределительная стрела

Уплотнения бетонных смесей Бетонную смесь, укладываемую в монолитные конструкции, уплотняют: - Вибрированием, - Штыкованием, - Трамбованием.

Бетоноукладчик

Вибропитатель ВП-1,0

Пневмонагнетатель СО-241

3.3. Некоторые специальные методы обработки бетона Вакуумирование бетона. Суть процесса - удаление (при понижении давления) части воды и воздуха из свежеуложенной бетонной смеси. В результате: - повышается конечная прочность бетона, увеличиваются водонепроницаемость, возрастает морозостойкость, возрастает сопротивление истираемости. Торкретирование бетона. Технологический процесс нанесения в струе сжатого воздуха на поверхность конструкции цементно-песчаного раствора или бетонной смеси. Осуществляют «сухим» и «мокрым» способами.

3.4. БЕТОНИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Фундаменты и массивы Массивные фундаменты бетонируют непрерывно. Укладывают бетонную смесь в массивные фундаменты с густой арматурой горизонтальными слоями, уплотняя внутренними вибраторами. Подготовки и полы. Площадь, на которой предусмотрено устраивать бетонную подготовку, разбивают на карты - полосы шириной 3...4 м. Полосы-карты бетонируют через одну. Бетонную смесь разгружают на месте бетонирования из автобетоновоза, разравнивают, а затем уплотняют с помощью вибробруса.

3.4. БЕТОНИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Стены и перегородки. Стены толщиной более 0,2 м с редким армированием бетонируют, при высоте стен до 3 м. разгружая смесь непосредственно в опалубку, более 3 м - подавая через воронки по звеньевым хоботам. При толщине густоармированных стен до 0,15 м бетонирование ведут ярусами высотой до 1,5 м. Опалубку возводят с одной стороны на всю высоту, а с другой - только на высоту яруса. Бетонную смесь подают и уплотняют шуровками (длинный металлический стержень), реже - вибраторами. Колонны высотой свыше 5 м бетонируют через воронки по хоботам. Высокие и густоармированные колонны с перекрещивающимися хомутами бетонируют ярусами до 2 м с подачей бетонной смеси через окна в опалубке или специальные карманы.

3.4. БЕТОНИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Балки и плиты -Монолитно связанные с колоннами и стенами, бетонируют через 1...2 ч после укладки бетона в вертикальные конструкции. -Балки и плиты ребристых перекрытий бетонируют одновременно. -Балки высотой более 80 см разрешается бетонировать независимо от бетонирования плиты с укладкой последнего слоя на 3...5 см ниже уровня низа плиты. Плиты перекрытия Бетонируют сразу на всю ширину с уплотнением поверхностными вибраторами при их толщине до 0,25 м и внутренними при большей толщине.

3.5. Устройство рабочих швов Рабочие швы должны устраиваться в сечениях, где стыки старого и нового бетона не могут отрицательно влиять на прочность конструкции. Поверхность рабочего шва должна быть перпендикулярна оси элемента, а в стенах и плитах - их поверхности. Для этого устанавливают сетку «рабицу» или щитки-ограничители с прорезями для арматурных стержней.

3.5. Устройство рабочих швов ТЕХНОЛОГИЯ Поверхность ранее уложенного бетона тщательно обрабатывают: -очищают от цементной пленки и обнажают крупный заполнитель; -продувают сжатым воздухом; -промывают струёй воды. Очищенную поверхность покрывают цементным раствором такого же состава, как укладываемая бетонная смесь.

§4. Уход за бетоном В процессе выдерживания осуществляют уход за бетоном с обязательным контролем его качества. Свежеуложенный бетон поддерживают во влажном состоянии путем периодических поливок. Летом его предохраняют от солнечных лучей, а зимой от мороза - защитными покрытиями. В летний период бетон на обычных портландцементах поливают в течение 7 суток. Свежеуложенный бетон не должен подвергаться действию нагрузок и сотрясениям. Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на этих конструкциях лесов и опалубки допускается только после достижения уложенным бетоном прочности не менее 1,5 МПа.

§5.Распалубка При распалубливании конструкций необходимо: обеспечить сохранность опалубки для повторного применения, избежать повреждений бетона. Снимать боковые элементы опалубки, не несущие нагрузок, можно после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность углов, кромок и поверхностей. Боковые щиты фундаментов, колонн, стен, балок и ригелей снимают через 48...72 ч. Несущие элементы опалубки снимают после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность конструкции.

§6. Дефекты бетонирования и их исправление После распалубливания мелкие неровности и наплывы бетона на стенах, колоннах и балках срубают вручную с последующей затиркой неровностей цементным раствором. Открытые бетонные поверхности с мелкими раковинами после очистки и смачивания водой затирают цементным раствором. Крупные раковины очищают на всю глубину. Рыхлый бетон вырубают с последующей продувкой сжатым воздухом и промывкой водой. Если позволяют размеры раковины, устанавливают опалубку и бетонируют. Замазывать крупные раковины цементным раствором категорически запрещается!

§7. Отделка поверхностей готовых конструкций Основные способы отделки бетонных поверхностей следующие: 1)Отделка поверхностью опалубки; 2)Отделка специальной обшивкой; 3)Отделка инструментами; 4)Отделка с обнажением заполнителя; 5)Отделка пескоструйным аппаратом; 6)Отделка шлифованием; 7)Применение готовых бетонных плит.

Отделка поверхностей 1)Отделка поверхностью опалубки Структура опалубки, больше чем любой другой фактор, влияет на внешний вид бетонной поверхности. При сооружении опалубки следует учитывать такие обстоятельства: 1)доски должны подгоняться плотно и ровно; 2)доски должны быть одинаковыми по ширине; узкие доски дают лучшие результаты вследствие меньшего коробления; строганые доски легче отделяются от бетона и легче очищаются; 3)не нужно смешивать старые и новые доски, так как старые часто сильнее поглощают влагу и имеют более грубую поверхность. В связи с этим текстура бетона получается неоднородной.