Бетонирование в экстремальных условиях

Зимними считаются условия, когда среднесуточная температура окружающей среды снижается до 5 "С и в течение 1 сут. падает ниже 0 °С.

При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода превращается в лед и, как твердое тело, в химическое соединение с цементом не вступает; бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9 %) объема воды при превращении ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и разрушается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость, и реакция твердения возобновляется, однако разрушенные связи в бетоне полностью не восстанавливаются.

Замораживание бетона сопровождается образованием вокруг арматуры и заполнителя ледяных пленок, которые увеличиваются в объеме и отжимают цементное тесто от арматуры и заполнителя. Эти процессы снижают прочность бетона, его сцепление с арматурой, плотность, стойкость и долговечность.

Если бетон до замерзания приобретает определенную прочность, то упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальная прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называется критической и зависит от класса бетона, вида и условий эксплуатации конструкций: для бетонных и железобетонных конструкций с нена-прягаемой арматурой — 50% проектной прочности для классов В7,5-В1О, 40 % для классов В12,5 — В25 и 30% для классов ВЗО и выше; для конструкций, нагружаемых расчетной нагрузкой — 100 % проектной прочности.

При производстве бетонных работ должны одновременно решаться две взаимосвязанные задачи: технологическая (обеспечение необходимого качества бетона к заданному сроку) и экономическая (обеспечивание минимального расхода материальных и энергетических ресурсов).

Технологическую задачу решают применением соответствующих методов выдерживания бетона. Методы зимнего бетонирования необходимо выбирать на основании технике-экономического анализа.

Существуют следующие методы выдерживания бетона в зимних условиях.

Выдерживание в искусственных укрытиях (тепляках), где поддерживается температура, необходимая для нормального твердения бетона. В связи с появлением новых пленочных покрытий этот метод широко применяют зарубежом, поскольку «пленочный эффект» создает комфортные условия для труда и твердения бетона даже без дополнительного обогревания.

Выдерживание методом термоса подразумевает укладывание бетона, имеющего температуру 15... 20 "С, в утепленную опалубку. За счет начального теплосодержания бетонной смеси и теплоты, выделяемой в процессе твердения (явление экзотермии), бетон набирает заданную прочность до того момента, когда в какой-либо части забетонированной конструкции температура снижается до 0 °С.

Применение метода термоса наиболее эффективно для массивных конструкций с модулем поверхности (М_л) до 6: М_п = ^S/V, где ZjS — суммарная площадь поверхности конструкции; V — объем конструкции. Этот метод достаточно эффективен и для конструкций с большим модулем поверхности (до 8... 12), если осуществить предварительный электроразогрев бетонной смеси (рис. 10.26) в бункерах перед укладкой в опалубку (способ электротермоса). Бетонная смесь при этом форсированно разогревается в течение 5.., 15 мин током промышленной частоты сетевого напряжения 220...290 В до температуры бетонной смеси Г_6с = 70,..80 °С.

Разновидностью метода электротермоса является метод форсированного электроразогрева бетонной смесисразу после ее укладки в опалубку с последующим повторным вибрированием. Разогревание смеси непосредственно в опалубке исключает преждевременную потерю подвижности, а повторное вибрирование сводит к минимуму возможность структурных нарушений, возникающих при форсированном разогревании. Этот метод более экономичен, так как требует меньшего расхода электроэнергии.

Методы электротермообработки бетона наиболее эффективны для конструкций с М_п > 6. Их можно разделить на три группы: электродный прогрев, индукционный прогрев и электрообогрев с применением различного рода электронагревательных устройств.

Электродное нагревание бетонных и железобетонных конструкций основано на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в электрическую цепь (рис. 10.27, а). Электроды могут быть разных видов (стержневыми, пластинчатыми) и располагаться как внутри, так и снаружи прогреваемой конструкции.

Нагревание бетона в электромагнитном поле (индукционное) (см. рис. 10.27, б) применяется для густо армированных конструкций линейного типа (балки, ригели, трубы, колонны). Вокруг опалубки прогреваемого элемента устраивают спиральную обмотку — индуктор из изолированного провода и включают его в сеть. Под воздействием переменного электромагнитного поля стальная опалубка и арматура, выполняющие роль сердечника (соленоида), нагреваются и передают тепловую энергию бетону.

Электрообогревание осуществляется с помощью электрических отражателей, печей, цилиндрических приборов сопротивления и др. Могут также применяться греющие (термоактивные) опалубки (рис. 10.27, в, г). Их выполняют в виде утепленных щитов с

проложенными в их толще нагревательными элементами. Такая опалубка экономична для бетонирования тонкостенных конструкций.

Инфракрасное прогревание (лампами) применяют в тех случаях, когда применение контактных методов прогревания затруднено.

Иногда применяют безпрогревный метод с введением в состав бетонной смеси химических добавок (см. п, 7.6),

В условиях сухого жаркого климата (максимальная температура окружающей среды выше 30 °С, средняя — выше 25 °С) процесс бетонных работ имеет ряд особенностей. При быстром обезвоживании в еще не окрепшем бетоне развиваются деструктивные явления, снижающие его конечную прочность. Качество бетона может быть обеспечено двумя способами: применением таких методов приготовления транспортирования и содержания бетона, которые уменьшают возможность его обезвоживания; сокращением сроков выдерживания бетона, ускоряя его твердение.

В условиях сухого жаркого климата важно сохранить требуемую подвижность бетонной смеси к моменту ее укладки в опалубку.

Это может быть обеспечено благодаря увеличению расхода воды, что связано с увеличением расхода цемента.

Более практичным является снижение температуры смеси при ее приготовлении.

Температура бетонной смеси может быть снижена до 20... 25 °С в результате смачивания охлажденной водой заполнителей, их обдува холодным воздухом при подаче в смеситель и т.д. Для этого можно также добавлять лед в количестве до 50 % массы воды. Сохранение удобоукладываемости бетонной смеси может быть дос-титнуто и введением в бетонную смесь в процессе приготовления поверхностно-активных добавок (0,4... 0,5 % массы цемента).

Открытая поливка бетона не только не предохраняет его от обезвоживания, а, наоборот, способствует возникновению термического удара и интенсивной потере влаги.

Обезвоживание бетона особенно опасно при строительстве тонкостенных бетонных сооружений с большими открытыми поверхностями. Поэтому для предохранения от обезвоживания рекомендуется защищать свежеуложенный бетон различными пленочными покрытиями, что не только резко уменьшает потери воды, но и создает условия, близкие к твердению бетона в пропарочных камерах.

В районах с сухим жарким климатом экономично использовать такой дешевый источник энергии, как солнечное излучение. Для этого свежеуложенный бетон покрывают водонепроницаемыми полиэтиленовыми пленками, которые пропускают лучистую энергию и предотвращают потери воды, что существенно в районах с ограниченными ресурсами воды.

При строительстве сооружений с незначительными открытыми поверхностями водопотери бетона могут быть уменьшены благодаря покрытию горизонтальных поверхностей слоем воды 3...5 см (метод «водяного бассейна»).

Обезвоживание бетона может быть сведено к минимуму и за счет сокращения времени его выдерживания. Для этото используют высокоактивные цементы, добавки — ускорители твердения, а также метод тепловой обработки.

Во избежание обезвоживания бетон после укладки в конструкцию защищают слоем пароизоляции.

10.13. Организация процесса поточного выполнения бетонных и железобетонных работ

Железобетонные работы неразрывно связаны с календарными сроками, предыдущими и последующими работами других видов (земляными, каменными и др.). Так, звено бетонщиков, приступая к бетонированию, должно найти подготовленный фронт работ:

начать укладку бетонной смеси оно может лишь после установки на месте работ опалубки и укладки арматуры. Лишь при таком условии можно работать без простоев.

Чтобы достичь этого, железобетонные работы должны выполняться поточными методами: каждое звено работает на своем участке (захватке), переходя с одной захватки на другую и сменяя друг друга через равные промежутки времени. На каждой захватке в каждый момент должен производиться один определенный вид работ — опалубочные, арматурные или бетонные. Захватки должны бетонироваться в ходе одной-двух рабочих смен.

Захватки по возможности должны быть равновеликими по трудоемкости (отклонения по трудоемкости возведения различных захваток не должны превышать 25 %). Наименьший размер захватки должен быть достаточным для работы звена на протяжении не менее целой смены. Границы захваток необходимо определять в местах рабочих и температурных швов или минимальных напряжений. При разбивке объекта на захватки необходимо обеспечивать удобство доступа рабочих к своим рабочим местам.

где Т — директивный срок производства работ; /_тв — продолжительность твердения бетона до распалубливания (при возведении монолитных стен и перекрытий, принимается 3... 5 дней при нормальных температурно-влажностных условиях твердения и 1...2 дня в случае применения средств ускорения твердения бетона); К~ шаг потока, принимается 1... 2 дня; и = 4 — число простых процессов (установка опалубки, укладка арматуры, укладка бетона, распалубливание).

В комплексе железобетонных работ ведущим является бетонирование, которое и определяет темп строительства. Для этого частного потока подбирают по производительности ведущую машину, например бетононасос или кран. Затем в зависимости от производительности ведущей машины подбирают комплектующие машины и оборудование, например автобетоновозы, вибраторы и т.д.

С учетом производительности ведущего частного потока (бетонирования) подбирают комплекты механизмов для остальных частных потоков (установка опалубки, монтаж арматуры, выдерживание бетона и распалубливание).

Для успешного бесперебойного ведения работ поточными методами необходимо комплектовать бригады или звенья бетонщиков, арматурщиков и опалубщиков, подбирая их так, чтобы продолжительность работы на каждом участке-захватке была одинаковой. В противном случае одно звено, нагоняя другое, не получит достаточного фронта работ и вынуждено будет простаивать в ожидании его подготовки. Состав бригад и звеньев разной специальности подсчитывает-ся по ЕНиР в зависимости от объемов и трудоемкостей работ ддя различных железобетонных конструкций. Организация работ значительно облегчается, если рабочие владеют смежными профессиями (например, арматурщика и бетонщика).

Для скоростного возведения монолитного сооружения следует: выполнять работы не менее, чем в две смены; сокращать разрывы во времени между работами разных звеньев, принимать меры ддя ускорения твердения бетона.

В процессе проектирования поточного выполнения железобетонных работ сначала определяют трудоемкость выполнения опалубочных, арматурных и бетонных работ и делят объект на захватки, затем подбирают комплекты машин и состав звеньев, способных выполнить свою часть работы на захватках в назначенные сроки, далее определяют параметры потоков: шаг, ритм, технологический перерыв и др., составляют график производства работ (циклограмму). При строительстве общественного здания с монолитными железобетонными стенами и перекрытиями (рис. 10.28) за захватку принята секция-этаж; количество захваток на этаже — четыре; шаг потока — 1 дня. Технологический перерыв на твердение бетона — 5 дней.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: