Строительство и ремонт

Технология и организация сельского строительства

А.А. Алексеев

§ 27. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И УКЛАДКА БЕТОННОЙ СМЕСИ

Приготовление бетонной смеси. В сельском строительстве бетонную смесь, как правило, приготовляют централизованно на специализированных заводах, обслуживающих сразу несколько строящихся объектов или район строительства.

Технологический процесс приготовления бетонной смеси состоит из следующих операций: подачи материалов к дозирующим устройствам, дозировка (отмеривания) всех составляющих смеси, загрузки их в барабан смесителя, перемешивания и выгрузки готовой смеси.

Материалы для приготовления бетонной смеси дозируют по массе или объему. Заполнители и особенно цемент должны дозироваться только по массе, так как песок с повышением влажности, а цемент при пересыпании из одной тары в другую сильно увеличиваются в объеме. Исключение допускается для крупного заполнителя (щебня, гравия) и воды; последнюю отмеряют специальным дозировочным бачком, которым снабжается бетоносмеситель.-

Продолжительность перемешивания бетонной смеси зависит от объема смесителя, подвижности смеси и ее объемной массы и обычно составляет 1—3 мин. Готовую бетонную смесь выгружают в раздаточный бункер, откуда она поступает в транспортные средства для доставки иа объекты. Процесс приготовления бетонной смеси на централизованных заводах является комплексно-механизированным.

В сельском строительстве в связи с разбросанностью строительных площадок и малых объемов бетонных работ часто бетонную смесь приготовляют в смесительных установках (рис. 1.66), размещающихся вблизи строящегося объекта на эстакаде, высоту которой назначают с учетом возможности выгрузки смеси из бетоносмесителя в транспортные средства. Все необходимые материалы размещают вблизи от подъемника. Подбор состава составляющих и контроль качества бетонной смеси осуществляет лаборатория строительной организации.

Применяемые в сельском строительстве бетоны разделяют в зависимости от объемной массы на: обыкновенные (тяжелые) объемной массой 1800—2500 кг/м3; легкие — объемной массой 500—1800 кг/м3. В качестве вяжущего при приготовлении бетонной смеси применяют различные цементы. Цемент и вода являются активными составляющими бетона. В результате химической реакции цемента с водой образуется цементный камень, в составе которого находятся пассивные заполнители (песок, щебень, гравий). Для приготовления бетонной смеси, применяемой в конструкциях из легких бетонов, а в качестве пассивных заполнителей используют природные и искусственные пористые   каменные материалы объемной массой не более 1700 кг/м3 — туф, пемза, трепел, горелые породы, керамзит и др.

Крупный заполнитель должен применяться только фракционированным. Размер зерен крупного заполнителя должен удовлетворять требованиям: при бетонировании плит иметь крупность иг более половины толщины, плиты; для изготовления железобетонных конструкций не превышать 3Д наименьшего расстояния между стержнями арматуры; для бетонной смеси, укладываемой в скользящую опалубку, не превышать 7е наименьшего размера поперечного сечения бетонируемой конструкции; для бетонной смеси, подаваемой по бетоноводам, быть не более 0,4 внутреннего диаметра бетоновода для гравия и 0,33 — для щебня. Вода, применяемая для приготовления бетонной смеси, не должна содержать вредных примесей в количествах, препятствующих нормальному схватыванию и твердению цемента, и вызывать коррозию арматуры.

Для получения бетона определенных свойств в бетонную смесь вводят добавки или их комплексы: пластифицирующие добавки — сульфитно-дрожжевую бражку, сульфитно-спиртовую барду; пластифицирующие (воздухововлекающие) добавки — мылбнафт, омыленную растворимую смолу, этилсиликонат натрия, пластификатор адипиновый и др.; ускорители твердения бетона — сульфат натрия, нитрат натрия, хлорид кальция и др.; противоморозные добавки — нитрит кальция в сочетании с хлоридом натрия, нитрит натрия, поташ и др. Указанные добавки допускается вводить только в состав тяжелых бетонов. Оптимальное количество добавок определяется строительной лабораторией.

Транспортирование и укладка бетонной смеси, В сельском строительстве бетонную смесь от бетонного завода к месту ее укладки транспортируют в автобетоносмесителях, автобетоновозах, автосамосвалах и бункерах (бадьях), установленных на автомобилях. Выбор средств и режимов транспортирования бетонной смеси, а также дальности перевозок и необходимое для транспортирования время должно устанавливаться лабораторией с учетом сохранности в пути бетонной смеси требуемого качества.

При приготовлении бетонной смеси в автобетоносмеептелях, загружаемых сухой смесью, необходимо соблюдать правила: перемешивание начинать не позднее, чем через 30 мин после загрузки заполнителей; число оборотов смесителя на замес должно быть не менее 70 и не более 300. При транспортировании бетонной смеси от места ее приготовления к месту укладки нарушение ее однородности и заданной подвижности не допускается. Перевозить ее следует в плотной таре, не допускающей вытекания цементного молока, с наименьшим числом перегрузок.

Укладка бетонной смеси. Перед укладкой бетонной смеси необходимо проверить: плотность н прочность опалубки, устойчивость поддерживающих лесов, правильность установки арматуры и закладных частей. Арматуру и опалубку до укладки бетонной смесн следует очистить от мусора и грязи, а арматуру и от ржавчины. Подготовленное основание для укладки   бетонной смеси   должно быть очищено от мусора, грязи, масел, снега и льда, промыто и не иметь на поверхности воды. Бетонное основание и рабочие швы по горизонтальным и наклонным поверхностям должны быть очищены от цементной пленки без повреждения бетона. При очистке поверхности прочность бетона должна быть не менее: 30 МПа — при очистке водяной нли воздушной струей; 350 МПа — при очистке механической металлической щеткой; 500 МПа — при гидропескоструйной очистке или очистке механической фрезой. Внутренние поверхности инвентарной деревянной, фанерной и металлической опалубки необходимо покрыть смазкой, а поверхности бетонной, железобетонной и армоцементной опалубок — облицовок должны быть смочены водой. Подвижность бетонной смеси, укладываемой в монолитные конструкции, должна соответствовать требованиям проекта производства работ.

Подача бетонной смеси при бетонировании армированных конструкций путем ее свободного сбрасывания допускается с высоты не более 2 м, а при подаче на перекрытие — 1 м. При большей высоте для спуска бетонной смеси применяют наклонные лотки, желоба и хоботы, а также вибролотки, виброжелоба. При высоте более 10 м бетонную смесь спускают по виброхоботам, снабженным промежуточными и нижними гасителями скорости. При бетонировании колонн со сторонами 0,4—0,8 м при отсутствии перекрывающихся хомутов арматуры допускается сбрасывание бетонной смеси с высоты не более 5 м. При бетонировании неармированных конструкций высоту свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку устанавливает строительная лаборатория на основании производственного опыта. При сбрасывании бетонной смеси в опалубку должна обеспечиваться однородность и прочность бетона, а также сохранность арматуры и опалубки.

Бетонную смесь укладывают в опалубку горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов с направлением укладки в одну сторону во всех слоях. Толщину слоя бетонной смеси при ее укладке определяют в зависимости от вида вибрационного уплотнения (внутреннего или поверхностного). Для уплотнения бетонной смеси применяют внутренние (глубинные), поверхностные (площадочные) и наружные вибраторы (рис. 1.67). Частота колебания вибратора 3—20 тыс. в 1 мин амплитуда колебания 0,1 Ч-З мм. Выбор типа вибратора зависит от вида конструкции.

Для уплотнения бетонной смеси внутри массивных конструкций применяют внутренние (глубинные) вибраторы, при бетонировании плит перекрытия, полов,   дорожных   покрытий — поверхностные (площадочные) вибраторы и виброрейкн (рис. 1.68), а при бетонировании густоармнрованиых колонн шириной до 60 см и стен толщиной до 30 см — наружные вибраторы, которые прикрепляют к опалубке снаружи. При уплотнении тяжелыми вибраторами, расположенными вертикально, толщину слоя принимают на 5— 10 см меньше длины рабочей части вибратора. При расположении вибраторов под углом к вертикали до 35° толщина слоя бетонной смеси должна быть равна вертикальной проекции длины рабочей части вибратора. При уплотнении ручными глубинными вибраторами толщина слоя бетонной смеси не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора. При уплотнении поверхности вибраторами толщина слоя бетонной смеси не должна превышать: в не-армированных конструкциях и конструкциях с одиночной арматурой 25 см, в конструкциях с двойной арматурой — 12 см.

Бетонную смесь уплотняют с соблюдением правил: шаг перестановки глубинного вибратора не должен быть больше радиуса действия вибратора, а глубина погружения этого вибратора в бетонную смесь должна обеспечивать углубление его в ранее уложенный слой на 5—10 см; шаг перестановки поверхностных вибраторов на смежную позицию должен перекрывать на 10 см уже уплотненную позицию. Опирание вибраторов во время их работы на арматуру, закладные части и элементы крепления опалубки не допускается.

Бетонную смесь можно считать достаточно уплотненной, если прекращена ее осадка, а на ее поверхности появилось равномерно тонким слоем цементное молоко и прекратилось всплывание на поверхности пузырьков воздуха. После вибрирования бетонная смесь становится однородной, хорошо заполняет форму. Прочность вибрированного бетона увеличивается на 20—25%. Метод вибрирования по сравнению с ручным уплотнением дает возможность применять жесткие смеси, уменьшает расход цемента на 10—15%, сокращает затраты труда бетонщиков почти вдвое и сроки распалубки.

Колонны и стены бетонируют с соблюдением правил: высота участков 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, необходимо устраивать перерывы не менее 40 мин н не более 2 ч для осадки бетонной смеси. Балки и плиты перекрытия бетонируют одновременно. Балки сечением более 80 см разрешается бетонировать отдельно от плит. При перерывах в бетонировании балок, монолитно соединенных с плитами, устраивают рабочие швы. Арки и своды большой протяженности бетонируют отдельными участками, расположенными симметрично относительно поперечной оси. Бетонную смесь и а каждом участке укладывают от пят к замку; участки разделяют между собой рабочими швами, которые должны быть перпендикулярны поверхности свода.

Для экономии цемента и крупного заполнителя при возведении массивных конструкций допускается укладывать в бетон отдельные камни размером не менее 150 мм (так называемый изюм), но не более 7з наименьшего размера бетонируемой конструкции или блока. Камни должны иметь прочность не ниже прочности крупного заполнителя смеси. Расстояние между отдельными камнями, а также между ними и опалубкой должно допускать применение внутренних вибраторов и обеспечивать обволакивание каждого камня слоем бетона в 200—300 мм.

Для бетонирования конструкций в вертикально-скользящей опалубке применяют цемент М 400 с началом схватывания не ранее 3 ч и концом схватывания — не позднее 6 ч с момента приготовления бетонной смеси, а при бетонировании в горизонтальной скользящей опалубке — соответственно не ранее 5 ч и не позднее 6 ч. При бетонировании конструкций в вертикально-скользящей опалубке необходимо соблюдать правила: бетонную смесь укладывать в опалубку равномерными слоями толщиной не более 20 см в стенах толщиной 20 см и слоем не более 25 см в остальных конструкциях; каждый новый слой укладывать до начала схватывания бетона предыдущего слоя; верхний уровень укладываемого слоя бетонной смеси должен быть на 50 мм ниже верха щишв опалубки.

Вертикально-скользящую опалубку поднимают постепенно после заполнения бетонной смесью всего периметра бетонируемой конструкции. Когда форма заполнена на высоту 60-—70 см через 3—'3,5 ч опалубку поднимают при помощи домкратов. Бетонную смесь укладывают и в процессе подъема скользящей опалубки с уплотнением вибраторами.

Бетонирование в горизонтально-скользящей опалубке ведут по-ярусно, бетонную смесь укладывают непрерывно. Во время подъема скользящей опалубки проверяют правильность ее положения.

Возведение бетонных и железобетонных конструкций желательно вести непрерывно, что обеспечивает их высокую надежность и монолитность. Однако ввиду значительных объемов работ, сложности самой конструкции и других специфических факторов не всегда представляется возможным бетонировать без перерывов. В этом случае при возобновлении работ бетонную смесь приходится укладывать на бетон, который приобрел к этому времени уже некоторую прочность. Стыки ранее уложенного бетона со свежим называют рабочими швами (рис. 1.69 и 1.70).

Продолжительность перерывов в бетонировании определяет лаборатория в зависимости от вида и характеристики применяемого цемента и температуры твердения бетона. Укладка бетонной смеси после перерыва допускается при наборе прочности уложенным бетоном не менее 150 МПа. При этом поверхность рабочих швов должна быть перпендикулярна к оси бетонируемых колонн и балок, поверхности плит и стен.

Рабочие швы допускается 'устРа1}вать 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 20—30 мм 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 в направлении, параллельном главным балкам (прогонам) в пределах двух средних четвертей пролета прогонов и ПЛИТ; массивов, арок, сводов, резервуаров, бункеров, мостов и других сложных инженерных сооружений и конструкций — в местах, указанных в проектах.

Для удобоукладываемости в бетонную смесь при ее приготовлении кроме объема воды, требуемого для гидратации цемента, добавляют необходимое дополнительное количество воды; излишняя вода в процессе твердения бетона испаряется, оставляя в нем поры, которые уменьшают прочность бетона. Для удаления излишней воды из уложенной бетонной смеси (для повышения ее прочности) применяют вакуумирование бетона, т. е. отсос излишней воды из слоя смеси, ближайшего к поверхности. Вакуумирование следует начинать не позднее, чем через 15 мин после укладки бетонной смеси и сразу же после ее вибрирования. Продолжительность и режим вакуумирования должны обеспечивать отсос воды в конструкциях толщиной 200 мм в количестве не менее 15% от количества воды, введенной при приготовлении бетонной смеси, а в конструкциях толщиной более 200 мм — в количестве не менее 5 л с 1 м2 поверхности.

Вакуумирование осуществляют последовательными захватками по мере бетонирования.

При производстве бетонных работ ведутся записи в «Журнале бетонных работ»: дата начала и окончания бетонирования каждого участка, блока, конструкции; марка бетона; подвижность бетонной смеси; объем выполненных работ по частям сооружения; дата изготовления контрольных кубиков, сроки и результаты испытания их; температура наружного воздуха во время бетонирования; температура бетонной смеси при укладке (в зимних условиях и при бетонировании массивов); тип опалубки и дата распалубки конструкции.

Выдерживание бетона, уход за ним и распалубка. Правильный уход за бетоном оказывает большое влияние на его прочность. Мероприятия по уходу за бетоном должны разрабатываться в проекте производства работ.

После укладки бетонной смеси необходимо сразу обеспечить благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона, для чего предохраняют его от воздействия ветра, солнечных лучей, дождя, холода путем покрытия его поверхности пленками из полимерных материалов, мешковиной, рогожкой или брезентом и производят увлажнение с частотой, при которой поверхность бетона в период твердения все время была бы во влажном состоянии.

Пока бетон в опалубке не наберет 25% проектной прочности, его нельзя подвергать влиянию каких-либо нагрузок или механических воздействий. После затвердения бетонной смеси и набора бетоном необходимой прочности опалубку снимают в следующие сроки: боковые элементы опалубки, не несущие массу конструкции, разбирают как только бетон отвердеет и его боковая поверхность и кромки не будут повреждены при снятии опалубки; несущие железобетонные конструкции распалубливают после достижения бетоном прочности (табл. 1.14), опалубку с конструкций, армированных несущими сварными каркасами, снимают после достижения бетоном этих конструкций 25% проектной прочности

При отсутствии в бетоне добавок-ускорителей твердения и противоморозных.

Контроль качества бетона состоит в проверке соответствия прочности, морозостойкости и водонепроницаемости бетона требованиям проекта. Для проверки прочности бетона в конструкциях изготовляют 9 кубиков размером J5X 15Х 15 см из бетонной смеси, укладываемой в конструкции непосредственно на месте производства работ. Кубики выдерживают в аналогичных условиях с бетоном, уложенным.в конструкции. Через 7 дней проверяют прочность 3 кубиков на сжатие, раздавливая их на прессе, следующие 3 кубика проверяют через 28 дней, а оставшиеся 3 кубика сохраняют для контроля. Бетонная смесь в первые дни ее твердения быстро набирает прочность, которая обычно через 7 дней достигает 70% расчетной, а через 28 дней—100% расчетной прочности.

Проверку прочности бетона в конструкциях можно также провести на бетонных кубиках размером 10x10X10 см, изготовленных из бетонной смеси, укладываемой в конструкции, выдержанных в аналогичных условиях с конструкциями и раздавленных на прессе: 3 кубика через 7 дней и 3 кубика через 28 дней. Полученную при раздавливании кубиков прочность бетона умножают на коэффициент 0,95, в результате получают прочность бетона в конструкции соответственно через 7 и 28 дней. При изготовлении бетонных конструкций в заводских условиях также изготовляют 9 кубиков и укладывают их в пропарочную камеру вместе с конструкциями. Три кубика раздавливают на прессе через 4 ч после пропарки и 3 кубика через 28 дней.

Проверку бетона на морозостойкость и водопроницаемость проводят по пробам бетонной смеси, отобранным на бетонных заводах перед началом приготовления каждого состава бетона, а в дальнейшем — не реже одного раза в квартал, а также при изменении состава бетона или характеристики используемых материалов.

Торкретирование — способ производства работ по нанесению под давлением воздуха слоя цементно-песчаного раствора (торкрет) или бетонной смеси (набрызгбетон) на торкретируемую поверхность с помощью цемент-пушки или бетон-шприц-машины. Торкретирование применяют при бетонировании тонкостенных железобетонных конструкций (резервуары, своды-оболочки и др.), а также для исправления дефектов и восстановления бетонных и железобетонных конструкций. Для торкретирования используют смесь на плотных или пористых заполнителях и наносят ее на торкретируемую поверхность в один или несколько слоев. Число и толщина слоев, характеристики смеси, вид и максимальная крупность заполнителя, тип армирования определяются проектом.

Перед началом торкретирования поверхность должна быть выровнена, заделаны крупные впадины на поверхности, произведена продувка ее сжатым воздухом и промыта струей воды, установлена арматура (при необходимости) и др.

При торкретировании сухую смесь подают под давлением воздуха (35 МПа) по шлангу к соплу, сюда же поступает вода под давлением (превышающим давление воздуха на 5—15 МПа). В камере сопла происходит образование раствора, который подают со скоростью (120—140 м/с). Во время торкретирования сопло надо держать на расстоянии 0,7—1 м от обрабатываемой поверхности, при этом направление струи смеси (раствора) должно быть перпендикулярно к торкретируемой поверхности.

При торкретировании не допускается перерыв больше 10 мин между нанесением отдельных слоев, участков-карт. Перед возобновлением работ после перерыва необходимо обильно увлажнить покрываемую поверхность. Торкретирование делает бетон водонепроницаемым и значительно повышает износостойкость, кислотоупорность и пр.

Цемент-пушку обслуживает звено из 2 бетонщиков, которые наносят за смену около 250 м2 слоя торкрета толщиной 1,5—2 см.