Укладка бетонной смеси
Основания и поверхности рабочих швов, подготовленные к укладке 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 не выветривающейся 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 поверхностям должны быть очищены от цементной пленки (вертикальные поверхности очищают при соответствующих требованиях в проекте).
Во время очистки поверхности бетона 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 2 м, 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 прочность 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 направлением 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 (до 35°), 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 элементы ее крепления 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 0,15 м; 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 мин, но 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 см ниже верха опалубочных щитов и со скоростью, исключающей как сцепление 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 колонн 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 наличии в плите вутов - на отметке низа вута плиты; плоских плит - в любом месте параллельно меньшей стороне плиты; ребристых перекрытий в направлении, параллельном 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
Типы вибраторов
§ поверхностные прессовые вибраторы, предназначенные для уплотнения бетона при заливке полов, перекрытий небольшой толщины;
§ наружные вибраторы, используемые для создания вибраций при заливке густоармированных железобетонных тонкостенных конструкций через элементы внешней опалубки;
§ внутренние или погружные вибраторы, применяемые для уплотнения бетонного раствора при заливке массивных и объёмных конструкций: фундаментов, ростверков, опор, дамб и т.д.
По способу создания вибраций и источнику энергии инструменты делятся на следующие виды:
1. электромеханические вибраторы, в которых вибрация рабочей поверхности исполнительного механизма получается за счёт преобразования вращения вала электродвигателя в колебательные движения при помощи эксцентрика;
2. не менее популярные пневматические вибраторы, где источником энергии является компрессорный агрегат, а давление воздуха преобразуется в колебательные движения бегунка;
3. механические вибраторы с небольшим автономным двигателем внутреннего сгорания;
4. электромагнитные и гидравлические специализированные вибраторы.
По частоте создаваемых вибраций исполнительного механизма различают:
§ низкочастотные вибраторы с частотой колебаний до 3,5 тыс. кол/мин для уплотнения бетонных смесей, состоящих из крупнозернистых заполнителей;
§ высокочастотные вибраторы с частотой от 10 до 20 тыс. кол/мин для работы с мелкозернистыми бетонными растворами;
§ среднечастотные вибраторы с частотой от 3,5 до 9 тыс. кол/мин для бетона со среднефракционной структурой.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВНУТРЕННЕГО ВИБРАТОРА ДЛЯ БЕТОНА
Самые распространённые погружные вибраторы электромеханического типа имеют в своём составе электродвигатель, гибкий шланг (приводной механизм) и рабочий наконечник (булава или штык), излучающий вибрацию. Мощный электродвигатель (1 кВт и более) имеет одно или трёхфазное питание от сети переменного тока. С помощью гибкого вала, длина которого может составлять от 1 до 7м, вращение ротора передаётся в вибрационный наконечник.
Вибронасадка представляет собой трубку из нержавеющей стали для устойчивости к коррозии от действия агрессивного бетонного раствора. В целях защиты от влаги концы приводного шланга герметизированы резиновыми прокладками, а насадка имеет полимерную оболочку. Внутри насадки вращается на подшипнике массивный эксцентричный стальной вал. Несовпадение центра тяжести вала относительно оси вращения приводит к появлению вибрационных колебаний насадки, частота которых зависит от скорости вращения ротора электродвигателя.
Форма рабочей части вибронасадки может быть цилиндрической (булава) или конической (штык). Первая предназначена для уплотнения бетона в формах и опалубках с нормальной частотой армирования. Второй тип насадки используется при густой арматурной сетке заливаемых форм. В комплекте вибратора может быть несколько вибронасадок, булавы разного диаметра. Вес двигателя, длина гибкого привода должны быть такими, чтобы с инструментом мог справляться один человек. Если длина вала больше полутора метров, то работу с аппаратом должны выполнять двое.
ВЫДЕРЖИВАНИЕ БЕТОНА И УХОД ЗА НИМ Уложенную бетонную смесь выдерживают при соблюдении требуемого температурно-влажностного режима (18-25°С), предохраняют от ударов, сотрясений и других механических воздействий, способных разрушить структуру бетона. Свежеуложенный бетон до достижения 75% проектной прочности следует оберегать от воздействия ветра, мороза и прямых солнечных лучей. Для поддержания температурно-влажностного режима в летнее время свежеуложенный бетон укрывают влагоемкими покрытиями (рогожа, мешковина, плотная ткань, опилки и т.д.) и поливают водой. В жаркую погоду водой поливают и опалубку. Частота полива влагоемких покрытий бетона зависит от конкретных климатических условий, но в любом случае она должна быть такой, чтобы поверхность бетона находилась во влажном состоянии.
При бетонировании в условиях отрицательных температур прочность монолитной конструкции к моменту возможного замерзания указывается проектом производства работ. В любом случае прочность бетона до замерзания должна составлять не менее:
— для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой - 50% прочности при проектной марке бетона 150, 40% для бетонов марки 200-300 и 30% для бетонов марки 400-500;
— для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой, пролетных строений и других ответственных железобетонных конструкций - 70% проектной прочности. Эти требования не распространяются на бетоны с противоморозными добавками.
Выдерживают бетон при отрицательных температурах по принципу термоса. Для этого делают утепленную опалубку, а открытые поверхности покрывают защитными покрытиями (маты, опилки и т.д.). При низких отрицательных температурах способ термоса совмещают с электрическим обогревом бетона, обдуванием теплым воздухом или паром. В бетон, укладываемый в условиях отрицательных температур, можно добавлять химические добавки: ускорители, цементы с повышенным тепловыделением, быстротвердеющие цементы. Примечание. При использовании быстротвердеющих портландцементов приведенные величины умножаются на коэффициент 1,2, а смешанных цементов (шлаковые и пуццолановые) - на 0,8.
Недопустимо использование противоморозных добавок:
— в предварительно напряженных конструкциях;
— в конструкциях, подвергающихся динамическим нагрузкам;
— в частях конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды;
— в железобетонных конструкциях, расположенных в непосредственной близости от источника постоянного тока высокого напряжения;
— при возведении монолитных дымовых труб и градирен;
Кроме того, недопустимо применение:
— хлористых солей - в конструкциях, имеющих выпуски арматуры или стальные закладные детали, без предварительной химической их защиты. В конструкциях, на поверхности которых не допускается повышенная гигроскопичность;
— нитрит натрия и поташ - в конструкциях, имеющих закладные части из алюминия и его сплавов.
Проверку прочности затвердевшего бетона осуществляют неразрушающими и разрушающими методами. В первом случае при укладке бетонной смеси отбирают часть бетона, из которого изготовляют кубы размером 15x15x15 см и выдерживают их в тех же условиях, что и основной бетон. Проверку бетона на прочность выполняют лабораторными методами.
Во втором случае прочность застывшего бетона проверяют ультразвуковым методом или при помощи молотка конструкции Кашкарова (рис. 1). О прочности бетона судят по глубине лунки, оставленной при ударе молотком о бетон. Диаметр лунки сравнивают с тарировочным графиком