Бетононасосный транспорт 4 страница

Температура бетонной смеси на выходе из бетонного завода должна обеспечивать поступление бетонной смеси в блок с температурой бетонной смеси не менее 5-7°С. Заполнители не должны содержать лед, снег, мерзлые комья, так как это меняет водоцементное отношение (В/Ц).

Температура бетонной смеси на выходе (Тбс) регулируется подогревом составляющих, что обосновывается расчетом.

Подогрев составляющих осуществляется обычно теми же способами что и охлаждение (см. главу 19). При температуре наружного воздуха выше минус 5°С достаточен только подогрев воды, при более низких температурах подключается обогрев мелких и крупных заполнителей. Вода подогревается в электробойлерах, песок - в бункерах бетонного завода и на складах паровыми регистрами, горячим воздухом или горячими газами. Крупный заполнитель подогревается также на складах и в бункерах бетонного завода паровыми регистрами либо водой и паром в специальных резервуарах, либо горячим воздухом и газами в шахтных нагревателях. Рекомендуются следующие температуры разогрева: воды<85°С, песка < 60°С, крупного заполнителя <50°С.

При транспортировании бетонная смесь должна предохраняться от переохлаждения. Кузова автосамосвалов должны иметь двойную обшивку и обогреваться выхлопными газами, а сверху покрываться крышками, При подаче транспортерами температура в галерее должна быть не ниже плюс 5°С.

22.4. Укладка бетонной смеси

Укладка бетонной смеси в зимний период в зависимости от температуры наружного воздуха осуществляется следующими способами: в открытые блоки методом "термоса" и "активного термоса", в закрытые блоки - под защитой шатров или тепляков.

Укладка методом "термоса". Бетонирование в открытых блоках мето­дом "термоса" производится при температурах до минус 10-15ºС, в отдельных случаях до минус 20°С, в зависимости от модуля опалубливаемой поверхности и дополнительных мероприятий по утеплению от­дельных частей блока. Модуль поверхности (м²/м³бетона) равен

(22.1)

где - площадь опалубливаемой поверхности блока; - объем блока бетонирования.

Сущность метода заключается в том, что бетонная смесь, имеющая темпера­туру плюс 15°-20°С, укладывается в утепленную опалубку. За счет на­чального тепловыделения бетонной смеси и теплоты в процессе гидрата­ции (теплоэкзотермии) бетон набирает необходимую минимальную проч­ность до его замораживания. Продолжительность остывания определяет­ся расчетом и зависит от ряда факторов:

(22.2)

где все обозначения - см. главу 2, формулы (14-28). Она должна быть достаточной для достижения минимальной прочности бетона до замораживания. Метод "термоса" наиболее эффективен для мас­сивных конструкций с Мп < 3 с применением в случае необходимости различных дополнительных мероприятий по утеплению углов, ребер, по­верхностных слоев и др. (рис. 22.3). Наиболее распространенным из до­полнительных мероприятий является устройство электрообогрева в углах и по контуру блока.

Рис. 22.3. Дополнительные мероприятия по утеплению блоков при применении метода "термоса": планы блоков (а); разрезы (б)

1 - теплая опалубка; 2 - дополнительное утепление углов; 3 – укрытие; 4 - электрообогрев углов; 5 – электрообогрев периферийный

Укладка бетонной смеси под защитой шатров или тепляков. При бо­лее низких температурах, исключающих применение метода "термоса", для массивных конструкций применяется укладка бетонной смеси в закрытые блоки под защитой шатров или тепляков. Поскольку климатические усло­вия в нашей стране, особенно в Сибири и на дальнем Востоке, не поз­воляют ограничиться только методом термоса, применение шатров и тепляков имеет место практически на всех крупных стройках. Это обстоятельство усложняет укладку бетонной смеси в зимнее время и значи­тельно удорожает работы.

Бетонная смесь подается в блоки через соответствующие закрывающиеся отверстия в перекрытии тепляков и шатров. В случае необходи­мости устанавливаются приемные бункера и хоботы. Разравнивание и уплотнение бетонной смеси осуществляется теми же методами, что и в летний период.

В процессе бетонирования в шатре или тепляке поддерживается положительная температура в пределах 5-10°С. Такая же температура поддерживается и после бетонирования до удаления цементной пленки. После удаления цементной пленки шатер может не отапливаться, но поверхность бетона должна быть покрыта утеплителем с термическим сопротивлением не менее, чем утепленной опалубки. До недавнего временя для этой цели использовались опилки. Однако это загрязняло блоки, уве­личивало трудозатраты. В настоящее время все большее распростране­ние получают различные покрытия из полимерных и теплозащитных материалов, конструируемых а виде отдельных одеял - матов, легко поддающихся монтажу и демонтажу.

Бетонирование тонкостенных элементов. Поскольку объем бетона в тонкостенных элементах относительно небольшой, то запаса тепла экзотермии обычно недостаточно для обеспечения набора прочности до замораживания. Поэтому при бетонировании таких конструкций и элемен­тов обычно применяют различные виды дополнительной термообработки бетона в период твердения.

Методы термообработки можно разделить на ряд групп: электродный прогрев; индукционный прогрев; инфракрасный прогрев; паровой прогрев; греющая термоактивная опалубка.

Электродный прогрев (электротермос) основан на прохождении тока через свежеуложенный бетон. Применяется переменный ток пониженного напряжения 50-100 В, в отдельных случаях 120-220 В. Различают электроды внут­ренние (стержневые, струнные) и поверхностные (нашивные, плавающие). Струнные электроды состоят из арматурной стали диаметром 6-10 мм (для фундаментов, балок, плит). Стержневые электроды состоят из арма­турной стали диаметром 6-16 мм (для колонн и стен). Расстояние между электродами 20-25 мм при напряжении 60 В, до 30-40 см при напряжении 200 В. Расстояние между электродами и арматурой 5-50 см в зависимос­ти от напряжения. Нашивные электроды навешивают на опалубку через 10-20 см. Плавающие электроды втапливают в бетон с поверхности на 2-3 см для прогрева верхних поверхностей бетонных и железобетонных конструкций.

Разновидностью способа электротермоса является метод форсиро­ванного электрообогрева бетонной смеси сразу после ее укладки в опалубку с последующим повторным вибрированием. Разогрев смеси непо­средственно в опалубке исключает преждевременную потерю подвижности, а повторное вибрирование сводит к минимуму возможности структурных нарушений при форсированном разогреве. Кроме того, он более экономи­чен.

Индукционный прогрев - прогрев в электромагнитном поле. Для это­го вокруг прогреваемого элемента устраивают спиральную обмотку - индуктор из изолированного провода и включают его в сеть. Под воздей­ствием переменного электромагнитного поля опалубка и арма­тура, выполняющие роль сердечника (соленоида)нагреваются и переда­ют тепловую энергию бетону. Применяется для прогрева густоармированных конструкций и стыков.

Инфракрасный прогрев - прогрев инфракрасным облучением с помощью генератора в виде электроспирали, помещенной в металлический рефлектор на расстоянии 5-8 см от отражательной поверхности

Паровой прогрев - заключается в создании вокруг бетонируемого элемента паровой рубашки. Паровая рубашка обеспечивает благоприятные тепловлажностные условия для твердения бетона, но требует большого расхода пара (0,5-2 т/м³), а также оградительных стенок, прокладки трубопроводов. В основном применяется при изготовлении сборных железобетонных конструкции.

Греющая термоактивиая опалубка применяется вместо теплой опа­лубки. Она выполняется в виде унифицированных утеплительных щитов, с проложенным в их толще нагревательным кабелем, трубчатыми электро­нагревателями (ТЭНы) и нагревателями других конструкции. Термоактивная разборно-переставная опалубка может оказаться экономичной для бетонирования различных тонкостенных конструкций. Экономически оп­равданный срок службы термоактивной опалубки около 1000-1500 ч, что соответствует 20-30-кратной оборачиваемости.

Все изложенные методы термообработки бетона предназначены для предотвращения отрицательного воздствиянизких температур на твердеющий бетон,т.е.для предотвращения раннего замораживания бетона.Общим недостатком этих методов при производстве тонкостенных конструкций является неизбежность деструктивных (отрицательных) явлений на ранних стадиях твердения, обусловленные тем, что тепло вносимое в твердеющий бетон, вызывает рпсширение его компонентов, что отрицательно влияет на формирующуюся структуру цементного камня

Недобор прочности в термо обработанном бетоне по сравнению с бетоном нормального твердения составляет от 17 до 23%.Для компенсации потерь прочности термообрабатываемого бетоначасто приходится идти на перерасход цемммента.

Указанные недостатки сводятся к минимуму в методе предварительного разогрева бетонной смеси. Его сущность заключается в том, что непосредственно перед укладой форму или опалубку бетонную смесь подвергают одновременному воздействию температуры (разогрев), вибрации, избыточного давления, пара и электрических полей.Сочетание указанных технологических воздействий, осуществляемых в непрерывном режиме, позволяет интенсифицировать процесса гидролиза и гидратации цемента, вовлечь в процесс его большее количество на ранних стадях твирдения бетона. Это поозволяет обеспечить ускоренный набор прочности бетона, сократить расход электроэнергии, уменьшить расход цемента на 1-15 %, отказаться от других способов термообработки при возведении тонкостенных конструкций при температуре наружного воздуха до минус 20 град. Бетон полученный с такой обработкой смеси обладает лучшими показателями по плотности, морозостойкости, водонепрницаемости, что очень важно для бетонов гидротехнических сооружений.

Для обеспечения бетона с такой термообработкой в производственых условиях разработаны специальные установки для заводских и построечных условий.

ГЛАВА 23. Уход за бетоном и контроль качества бетонных работ

23.1. Основные требования и мероприятия по уходу за бетоном

Основными требованиями по уходу за бетоном являются:

1) обеспечение тепловлажностного режима, определяющего заданное нарастание прочности и предотвращающего значительные температурно-усадочные деформации и трещины;

2) получение температурного режима и температурных перепадов в блоках бетонирования, гарантирующих отсутствие трещинообразования;

3) предохранение твердеющего бетона от ударов и других воздейст­вий, снижающих качество бетона в сооружении.

Тепловлажностный уход за бетоном в начальный период его твердения является обязательным мероприятием для предотвращения потери им влажности во время ранней относительно быстрой гидратации цемента, что обеспечивает нормальный набор прочности и предотвращает значительные температурно-усадочные деформации и образование усадочных трещин.

Уход за свежеуложенным бетоном в летнее время заключается в поддержании открытых поверхностей во влажном состоянии, что осущест­вляется следующими способами: распылением воды; заливкой водой; укрытием пленками, брезентом, мешковиной, матами или другими подобными материалами, увлажняемыми в процессе испарения.

В жаркую сухую погоду во влажном состоянии должна также нахо­диться неснятая деревянная опалубка. Уход за бетоном начинается при достижении прочности 0,5 МПа и продолжается или до перекрытия выше­лежащим блоком или в течение 10-15 сут в зависимости от климатичес­ких условий. При бетонировании в жаркую и сухую погоду открытая по­верхность должна сразу укрываться паронепроницаемой (полиэтилено­вой) пленкой толщиной 0,15-0,2 мм и находиться под нею в течение 6-8 ч, после чего начинается систематический влажностный уход. В районах с жарким климатом предусматривают также меры для за­щиты поверхности бетона от воздействия солнечной радиации путем устройства легких ограждающих конструкций или шатров, а также распыления специальных пленкообразующих материалов.

В осеннее и весеннее время года, когда среднесуточная темпера­тура наружного воздуха составляет около 5°С и возможны заморозки, влажностный уход заменяется укрытием гидроизоляционными материалами с возможным утеплением.

Обеспечение температурного режима в блоках. Температурный режим твердения бетона из условия его трещиностойкости обеспечивается комплексом технологических мероприятий, выполняемых как в период приготовления и укладки, так и после укладки, т.е. в период набора прочности. При приготовлении бетона это может быть: охлаждение воды затворения; добавки льда; охлаждение крупного заполнителя; охлаждение мелкого заполнителя.

При необходимости температурный режим блоков в период твердения бетона обеспечивают с помощью искусственного охлаждения путем поверх­ностного полива или через систему труб-змеевиков.

Необходимость мероприятий по регулированию температуры в блоках бетонирования определяется расчетами, рассмотренными в главе 14. По опыту расчетов и практики строительства допустимые температурные перепады составляют:

- в контактной зоне (на высоте менее 0,2 длины блока) DТ <16-18°С - для длинных блоков; DT =20-27°С - для столбчатых блоков;

- в свободной зоне (на высоте более 0,5 длина блока) DT <20-25°C.

Разность температур между ядром и горизонтальной поверхностью блоков во всех случаях не должна превышать 14-16°С.

Поверхностный полив осуществляют посредством выпуска воды из специальных перфорированных труб или струйными или дождевальными установками. Слой воды составляет 8-10 мм. Применяется речная или грунтовая вода. Температура воды рекомендуется ниже максимальной допустимой в бетоне не менее чем на 8-12°С. Поверхностный полив целесо­образно применять при больших поверхностях блоков с высотой до 1-1,5 м.

При необходимости более глубокого регулирования температуры высоких блоков применяют трубное охлаждение. Трубное охлаждение осуществляется путем пропуска хладоносителя через систему труб. Предусматривается обычно два этапа охлаждения: в период разогрева и экзотермии; после экзотермического разогрева при остаточном тепловыделении (охлаждении до температуры омоноличивания).

В качестве хладоносителя обычно используется речная или охлаж­денная вода и реже - различные рассолы. Продолжительность первого этапа - 5-15 дней после укладки бетона в блок в зависимости, от шага змеевиков. Перепад температур между бетоном и охлаждающей водой не должен превышать 30°С. Скорость снижения температуры обычно 0,5-1°С/сут в зависимости от длительности охлаждения (по новым ис­следованиям - до 2°С/сут).

Второй этап охлаждения продолжается более длительное время (до 1-2 мес) и зависит от шага труб в плане и по вертикали. Перепад температур между бетоном и охлаждающей водой не должен превышать 20-25°С. Интенсивность охлаждения 0,5°С/сут в контактной зоне и не более I˚С/сут в свободной зоне. Для охлаждения часто используется холодная естественная вода из реки или холодная подземная вода. При их отсутствии предусматриваются холодильные установки. Трубное охлаждение второго этапа должно обеспечивать равномерное охлаждение бетона по всему объему, не вызывая недопустимых перепадов температур между смежными блоками в плане и по высоте.

В качестве труб-змеевиков обычно используют стальные газопро­водные трубы диаметром 1". Соединяют трубы резьбовыми муфтами, свар­кой или специальными уплотнительными муфтами. Горизонтальный и вер­тикальный шаг 1-3 м. В последнее время широкое распространение полу­чают полиэтиленовые трубы. Трубы-змеевики укладываются или на осно­вание бетонируемого блока или на поверхность укладываемых слоев в процессе бетонирования. Для ускорения монтажа в блоке предваритель­но заготавливают трубы-змеевики определенного размера, которые по­даются затем кранами в блок. Змеевики подключаются к распределитель­ным трубопроводам, а те в свою очередь к магистральному. Оптималь­ная длина змеевика около 200 м. Входы и выходы змеевика должны ос­нащаться арматурой, обеспечивающей регулирование расходов воды и изменение направления движения воды, скорость движения воды в трубах в пределах 0,5-0,9 м/с. Средний расход воды через змеевики примерно 1,5 м³/ч. Для более равномерного охлаждения бетона предусматривается периодическое изменение направления движения в змеевиках.

Предохранение свежеуложенного бетона от повреждений. Для предо­хранения бетона от повреждений работы на его поверхности могут начи­наться только после набора бетоном определенной прочности. Так, уда­ление цементной пленки до набора прочности 1,5 МПа должно производить­ся с применением досчатых настилов. Механическое удаление цементной пленки может производиться после набора прочности не менее 1,5 МПа, установка опалубки и перемещение транспорта - при прочности не ме­нее 2,5 МПа.

Распалубка блоков также может производиться только при наличии условий, предотвращающих повреждение поверхности бетона и образова­ние трещин. Сроки распалубки устанавливаются в зависимости от требований к температурному режиму, от условий загружения конструкций и от температуры окружающей среды. Как правило, температурный перепад "центр - поверхность блока" и "центр - окружающая среда" должен быть меньше 25-30°С, что в каждом конкретном случае уточняется рас­четами. Обнаруженные при распалубке дефекты бетона должны быть исправлены. Разделка раковин должна иметь расширение - "ласточкин хвост".

Уход за бетоном в зимнее время. Требования, предъявляемые к уходу за бетоном в летнее время, должны выполняться и в зимнее время. Дополнительные требования предъявляются к теплозащите бетона. Промерзание бетона допускается при наборе прочности не менее 40-50% его марочной прочности, при этом должны быть соблюдены все требования к температурному режиму, перепады температур не должны превышать допустимых. Все это обеспечивается выбором соответствующей зимней опалубки и режима утепления.

23.2. Контроль качества бетона и бетонных работ

Общие положения. Контроль качества бетонных работ заключается в систематической проверке и наблюдении за выполнением требования проекта и действующих норм и ГОСТов. Контроль ведется на всех стадиях и видах работ, начиная от проверки качества исходных материалов, приготовления бетонной смеси и кончая уходом за уложенным бетоном.

Проверке подвергаются: качество исходных материалов и их хранения; точность дозирования; качество приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси; выполнение мероприятии по обеспечению температурного режима; выполнение мероприятий по уходу за бетоном; качество бетона путем одновременного отбора проб и проведения необходимых испытании.

Контроль качества материалов и их хранения. Все используемые в бетоне материалы (цемент, заполнители, добавки, арматура и др.) должны удовлетворять по своему составу и свойствам соответствующим требованиям ГОСТов. Условия хранения каждого из материалов должны выдерживаться такими, чтобы сохранялись все необходимые качества этих материалов. Цементы на строительство должны поступать с соответствующими сопроводительными документами и заводскими паспортами, где должны быть указаны результаты испытании данной партии цемента и их соответствие ГОСТам или специальным техническим условиям. Цементы с разных заводов, разных видов и марок должны разгружаться и храниться раздельно с присвоением каждой партии номера с записью в соответствующем журнале. Использовать цемент можно только с разрешения лаборатории после проверки качества поступившей партии. При хранении цемента на складах(в силосах) должен поддерживаться не­обходимый температурно-влажностный режим и производиться периоди­ческое взрыхление и перекачка цемента из одной банки в другую с целью исключения слеживания и снижения прочностных свойств.

Арматурная сталь, так же как и цементы, поступает с соответ­ствующими документами с завода или базы. Сталь складируется по диаметрам и сортам и должна предохраняться от ржавления и загрязне­ния.

Контроль качества заполнителей осуществляется в местах заготов­ки, промывки, сортировки и складирования путем отбора проб. Склади­ровать каждую фракцию нужно раздельно, без перемешивания, расслое­ния и загрязнения. Перед использованием заполнителей проверяют гра­нулометрический состав, влажность и другие свойства для корректиров­ки водоцементного отношения и других характеристик состава бетона.

Контроль приготовления бетонной смеси. Текущий контроль предус­матривает проверку: соответствия применяемых материалов проектному составу; точности дозирования; соответствие времени перемешивания; температуры бетонной смеси; качества бетонной смеси путем отбора проб.

Периодически проверяется реальный выход бетонной смеси. Регуляр­но проверяется исправность оборудования, дозаторов.

Регулярный контроль качества бетонной смеси осуществляет лаборатория строительства путем определения подвижности, объемной массы, содержания воздуха и температуры не реже одного раза в сутки

Контроль за транспортированием и укладкой бетонной смеси. Контроль предусматривает проверку: исправности всех средств и механизмов; защиты средств от осадков и других атмосферных воздействий; продолжительности транспортирования и подвижности бетонной смеси; изменения температуры бетонной смеси в пути. Пробы для определения подвижности бетонной смеси отбирают у места приготовления и укладки на реке двух раз в смену.

Контроль качества подготовки основания и блоков к бетонированию. Контроль предусматривает проверку: всех участков основания блоков до, в процессе и после бетонирования блока; прочности скального основания; качества монтажа опалубки; качества монтажа арматуры и сварных соединений; качества обработки смежных поверхностей.

Перед началом бетонирования производится окончательная приемка блока комиссией, назначаемой главным инженером строительства, с участием представителей заказчика и проектной организации. Результаты приемки фиксируются в акте с приложением технических документов.

Контроль качества укладки бетонной смеси. Контроль осуществляют перед началом и в процессе бетонирования.

Перед началом бетонирования проверяется: наличие акта приемки блока; готовность бетонного завода; наличие исправного транспорта; обеспечение необходимой интенсивности бетонных работ; качество опалубки; наличие средств по уходу; наличие средств по удалению воды.

В период укладки бетонной смеси проверяется; отсутствие расслоения бетонной смеси; качество уплотнения (не реже 1-З раз в смену) плотномером ВНИИГа, атомным плотномером конструкции Оргэнергостроя или другими приборами; выполнение требований по укладке в процессе всего хода бето­нирования (перерывы, возобновление работ); прочность и плотность опалубки. По результатам проверки указанных элементов в случае необходи­мости корректируют состав бетона, толщину слоев, условия бетониро­вания и др.

В процессе бетонирования отбирают пробы каждой марки бетона для испытания прочностных и иных свойств. Отбор производится ежесу­точно на бетонном заводе и у места укладки.

Контроль за уходом и за качеством уложенного бетона. После ук­ладки бетонной смеси в блок контролируют: температурно-влажностный режим твердения с помощью контрольно-измерительной аппаратуры (КИА); трещинообразование на блоках путем визуального осмотра поверх­ностей и по приборам с составлением актов и фиксированием дефектов; прочностные свойства бетона в сооружении, а также морозостой­кость, водонепроницаемость, однородность, объемный вес и др.

Контроль качества бетона в сооружении осуществляют различными методами: с помощью заложенной КИА (тензометров, термометров); испытанием образцов ненарушенной структуры; проведением ультразвуковой, акустической и радиоизотопной де­фектоскопии; нагнетанием воды в скважины.

Для определения прочности поверхностных слоев бетона можно ис­пользовать различные простые способы и приборы: диск Губбера, эта­лонный молоток и др.

Контроль качества зимних бетонных работ. Непосредственно перед началом зимних бетонных работ проверяют: готовность бетонного завода и всех механизмов; готовность средств обогрева и отогрева.

В период проведения бетонных работ проверяют температуры: наружного воздуха (не реже двух раз в смену); материалов для бетона (не реже четырех раз в смену); бетонной смеси на выходе из бетонного завода, и перед выгрузкой в блок; бетонной смеси в уложенном слое до перекрытия следующим слоем (не допускается бетона в сооружении (не реже двух раз в смену в первые сутки твердения и один раз - в последующие до снижения температуры до 0°С).

Документация. Процесс производства бетонных работ должен фиксироваться в различных документах. На каждый блок составляют акты приемки и паспорт блока, в который заносят все сведения о блоке, результаты испытаний, показания КИА и т.д.