Министерство образования и наукиРоссийской Федерации Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательноеучреждение высшего профессионального образования «Алтайскийгосударственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Кафедра «Технология имеханизация строительства»
Отчет по ознакомительной практике студентов спец. 270102-ПГС ПТ 270102. 00. 00.000 ПЗ
Выполнил
студент гр. ПГС-84
Чирков Александр
Барнаул, 2009
Оглавление
1.Приготовление бетонной смеси
2.Укладка бетонной смеси
3.Проблемы, возникающие перед началом процессабетонирования
4.Работыпри выполнении процесса бетонирования
5. Опалубочные работы
5.1 Классификация опалубки по материалу
5.2 Классификация опалубки по конструктивным признакам
5.3 Производство опалубочных работ
6.Арматурныеработы
6.1 Виды арматуры
6.2 Арматуру по способу установки
7. Бетонные работы
7.1 Подготовка объектов бетонирования
7.2 Приготовление бетонной смеси, транспортировка, укладкаи уплотнение
8. Распалубливание конструкций
9.Бетонные работы в зимних условиях
9.1 Добавки
9.2 Производство работ с применением метода термоса
9.3 Производство работ с применением методов искусственногопрогрева
1.Приготовление бетонной смеси
Бетон состоит из крупного заполнителя(щебня или гравия) и смеси цемента и песка. Песок, гравий и щебень,используемые при приготовлении бетона, должны быть чистыми, без постороннихпримесей, которые значительно могут снизить прочность бетона. Цемент применяюттой марки, которая позволяет получить бетон нужной прочности.
Бетоннуюмассу приготовляют в бетоносмесителях. Она может быть разной консистенции(густоты). Жесткая бетонная смесь требует при укладке сильного уплотнения, апластичная – нуждается в меньшем уплотнении. Литая подвижная масса почтисамотеком заполняет форму. Консистенция бетонной смеси зависит от количестваводы, при избытке которой она расслаивается, а прочность бетона снижается.Подают бетонную смесь к месту укладки в бадье или бетоноукладчиком.
Используя для приготовления бетоннойсмеси различные сырьевые материалы и технологические приемы, можно значительноизменить свойства затвердевшего бетона. Плотность бетона может колебаться от300 до 4500 кг/м3, прочность при сжатии – от 1,5 до 80 МПа. Это означает, чтоиз бетона можно приготовить и несущие и ограждающие теплоизоляционныеконструкции.
При приготовлении бетона цемент ипесок смешивают отдельно, посыпают этой смесью перемешанный заполнитель и всетщательно перетирают до полной однородности. Затем сухую смесь поливают водой иперемешивают еще несколько раз. При бетонировании тонкостенных изделий,особенно с арматурой, бетонную массу приготавливают на мелких заполнителях.Приготовленную таким образом бетонную смесь укладывают в течение 1 ч слоямиразной толщины (не более 200 мм), чтобы она не затвердела, утрамбовывают, тщательноуплотняют путем штыкования, применяя для этого стальной прут диаметром 15 мм, и разравнивают.
Бетон нормально твердеет только втепле или при достаточной влажности. Потому начиная со второго дня послеукладки, его покрывают сверху рогожей, соломенными матами или посыпают песком иподдерживают эти покрытия во влажном состоянии. Боковые поверхности защищают отбыстрого высыхания опалубкой, которую тоже поддерживают во влажном состоянии.Снимают опалубку через 28 суток после бетонирования. Нагружать монолитныефундаменты перекрытием и кирпичной кладкой можно только после полногосхватывания бетона. Монолитный фундамент, выполненный по указанной технологии,обеспечивает равномерную усадку дома без трещин и перекосов.
2.Укладка бетонной смеси
Спуск бетонной смеси с высоты, воизбежание расслоения, выполняется с соблюдением следующих правил:
Высота свободного сбрасываниябетонной смеси в армированные конструкции не должна превышать 2 м;
Спуск бетонной смеси с высоты более 2 м должен осуществляться по виброжелобам, обеспечивающим медленное сползание смеси без расслоения.
Монолитностьбетонной конструкции фундамента обеспечивается непрерывным бетонированием. Еслиэто сделать не удается, то изготавливают рабочие швы, под которыми понимаютплоскость стыка между затвердевшим старым и свежеуложенным бетоном. Рабочие швымогут быть горизонтальными и вертикальными, но никогда их не делают наклонными.Возобновлять прерванное бетонирование можно в том случае, если бетонная смесьприобрела прочность не менее 1 МПа, а также если ранее уложенная бетонная смесьпри вибрации разжижается, то есть процесс ее кристаллизации находится еще вначальной стадии. Перед началом укладки бетона поверхность рабочего швапромывают, а цементную пленку очищают стальной щеткой.
3.Проблемы, возникающие перед началом процесса бетонирования
Армирование — прочность бетона насжатие гораздо выше прочности на растяжение, поэтому в чистом виде неэкономичноиспользовать бетон для изготовления конструкций, работающих на растяжение илиизгиб.
Однако, разместив в немсоответствующим образом стальную арматуру, конструкцию наделяют способностьювоспринимать напряжения от растяжения и изгиба. Такая конструкция называетсяжелезобетонной. Ее несущая способность зависит не только от прочности бетона,но и от вида стальной арматуры.
Вид арматуры, диаметр, местозаложения ее в конструкцию определяет проектировщик на основе расчета. Основныеусловия качественного бетонирования — тщательное перемешивание, быстрое и безтряски транспортирование, укладка и квалифицированный уход за бетоном.
И все же конструкция может оказатьсядефектной, если не будет соблюдено требуемое качество выполнения рабочих швов,которые образуются в случае, если бетонирование по каким-либо причинам пришлосьпрервать и началось твердение уложенного бетона. Покрытый ржавчиной металлнередко вводит в заблуждение застройщика. Любая арматура, попадающая настроительную площадку, покрыта тонким налетом ржавчины, не представляющейопасности. Распространяет коррозию так называемая слоистая ржавчина, поддействием которой поверхность разрушается, отшелушивается все глубже и глубже.Этот дефект уменьшает поперечное сечение арматуры и приводит к снижению еенесущей способности.
Часто можно видеть, как налетржавчины счищают с помощью масла, чтобы снизить опасность распространениякоррозии. Но именно это приводит к последствиям, которые невозможнопредугадать. Ведь известно, что один из основополагающих принципов работыжелезобетонной конструкции — совместная работа бетона и арматуры. Этого можнодостигнуть только в случае хорошего сцепления бетона и арматуры, тогда системасовместно воспринимает все нагрузки, совместно испытывает перемещения. Длялучшего сцепления на поверхности стальной арматуры имеются борозды.
4.Работыпри выполнении процесса бетонирования
Работы по бетонированию монолитныхбетонных и железобетонных конструкций складываются из ряда процессов,непосредственно связанных между собой технологической последовательностьювыполнения. Основными процессами при этом являются следующие работы:
1. приготовление итранспортирование бетонной смеси;
2. изготовление иустановка опалубки и арматуры;
3. укладка иуплотнение бетона;
4. уход за бетоном впроцессе его выдерживания (твердения);
5. распалубкаизделий и ремонт опалубки;
6. обработкабетонных поверхностей.
Каждый из этих видов работ в своюочередь разделяется на отдельные операции, осуществляемые в специальныхзаводских условиях или в специализированных мастерских индустриальным способом,с применением комплексной механизации и автоматизации работ. Остальные процессы(установка опалубки и арматуры в проектное положение, укладка и уплотнениебетона и уход за ним) осуществляются непосредственно на строительной площадке.
В условиях городского строительствапри массовой застройке жилых районов, а также при капитальном ремонте зданийвсе более широкое применение получают сборные железобетонные конструкции,позволяющие избегать мокрых процессов на строительно-монтажной площадке исократить сроки строительства.
При проектировании производствамонолитных железобетонных работ поточным методом объект строительства делитсяна захватки, число которых должно быть не меньше четырех. Это позволяетопалубщикам, арматурщикам и бетонщикам одновременно вести работы на различныхзахватках. После окончания опалубочных работ на одной захватке плотники переходятна вторую, а на первой начинают работать арматурщики. Когда плотники переходятна третью захватку, арматурщики начинают работать на второй; на первой, где ужеуложена арматура, начинается бетонирование. При перемещении бригад на очереднуюзахватку уложенный бетон на первой захватке выдерживается до приобретениянеобходимой прочности.
Так, при возведении многоэтажныхзданий работы на следующем этаже могут производиться только после достижениябетоном прочности не менее 15 кГ/см2.
Поэтому при определении необходимогочисла захваток учитывается время, требующееся для твердения бетона.
Численный состав комплексной бригадыподбирается с учетом трудоемкости каждого вида работ на захватке таким образом,чтобы все работы на захватках выполнялись в одинаковые промежутки времени,обеспечивая непрерывный фронт работ.
5. Опалубочные работы
Для изготовления бетонной ижелезобетонной конструкции определенных размеров и конфигурации необходимобетонную смесь и арматуру уложить в заранее приготовленную форму, котораяназывается опалубкой.
Опалубка на высоте поддерживается впроектном положении при помощи лесов. Опалубка и леса должны быть жесткими,прочными и неизменяемыми, простыми в изготовлении, сборке и разборке. Сторонаопалубки, примыкающая к бетону, должна быть гладкой, стыки досок и щитов недолжны при бетонировании пропускать цементного молока.
Для удешевления бетонных ижелезобетонных конструкций щиты и другие элементы опалубки делают с учетом ихмного кратного использования.
Стоимость опалубки составляет 20-30%общей стоимости бетонных и железобетонных конструкций5.1Классификация опалубки по материалу
По основному материалу опалубкамонолитных бетонных и железобетонных конструкций подразделяется на деревянную,металлическую, фанерную, железобетонную и комбинированную.
Деревянная опалубка обычноизготовляется на опалубочном дворе или в плотничном цехе деревообделочногокомбината строительства. Для изготовления деревянной опалубки применяетсялесоматериал хвойных пород с влажностью древесины до 25%. Элементы опалубкизаготовляются на станках.
От точности изготовления элементовопалубки во многом зависит качество возводимых конструкций, поэтому отклоненияот проектных размеров в изготовленных элементах должны быть минимальными.
Деревянная опалубка обладает малойтеплопроводностью по сравнению с металлической и железобетонной, что имеетбольшое значение при работе в условиях низких температур. К ней легко крепитьразличные элементы отепления в зимнее время, влагопоглощающую облицовку идругие устройства.
Основными недостатками деревяннойопалубки является ее относительно невысокая прочность и склонность кдеформациям при намокании, усушке и транспортировке, следствием чего являетсякоробление, растрескивание досок и раскрытие швов между ними.
Несмотря на указанные недостаткидеревянная опалубка до сего времени широко применяется при постройке монолитныхбетонных и железобетонных конструкций и сооружений.
Металлическая опалубка и оснастка кней изготовляются в механических мастерских или цехах металлоконструкций.Детали металлической опалубки выполняются из стали марки Ст.0. Заготовкиэлементов опалубки обрабатываются с достаточно высоким классом точности.Допускаемые отклонения от проектных размеров в длине и ширине на 1 погонныйметр щитов металлической щитовой опалубки не должны превышать 2 мм, отклонения в расположении отверстий для соединительных элементов (клиньев, болтов и т. д.) — 0,5 мм.
Допускаемые отклонения в размерахэлементов подвижной, катучей и подъемно-переставной опалубок должны приниматьсяв каждом отдельном случае в соответствии с указаниями, приведенными в проектахопалубки.
Металлическая опалубка проходитконтрольную сборку. Детали ее, соприкасающиеся с бетоном, покрывают смазкой, аостальные окрашивают, после чего все элементы опалубки маркируют.
Металлическая опалубка обеспечиваетровную, гладкую поверхность бетона и как вид многооборачиваемой инвентарнойопалубки имеет много достоинств. Она значительно дороже деревянной, нопрактически имеет беспредельную оборачиваемость. Считается экономическицелесообразным применять металлическую опалубку при ее оборачиваемости не менее50 раз.
Кроме этого металлическая опалубкаобладает следующими положительными качествами, а именно: жесткостью, легкостьюраспалубки (при соответствующей смазке поверхностей опалубки), отсутствиемдеформаций при различных режимах влажности.
К недостаткам металлической опалубкиотносятся высокая ее стоимость, теплопроводность, трудность крепления различныхэлементов к опалубке.
Фанерная опалубка наряду сметаллической может быть отнесена к числу высокооборачиваемых, инвентарныхтипов опалубки.
Фанера обычно используется только дляобшивки, несущий же каркас фанерной опалубки делается из дерева или металла.
Фанерная опалубка имеет меньшуютеплопроводность, чем металлическая, к ней легче крепить различные элементы. Посравнению с деревянной и металлической, она имеет и меньший вес.
Особенно целесообразно применятьфанерную опалубку для криволинейных поверхностей. Но к фанере, используемой дляопалубки, предъявляются сравнительно высокие требования, например, она должнабыть водостойкой.
Дефицитность и сравнительно высокаястоимость такого сорта фанеры ограничивают ее широкое применение как материаладля опалубки. Поэтому использование фанерной опалубки пока ограничено.
Железобетонная опалубка в периодбетонирования выполняет роль опалубки, а в последующем является постояннымконструктивным элементом сооружения.
Достоинством железобетонной опалубкиявляется исключение процесса распалубки. В связи с этим значительно упрощаетсяее крепление.
К недостаткам железобетонной опалубкиотносятся высокая теплопроводность и сравнительно большой вес.
Применяется она в основном пристроительстве гидротехнических сооружений, где является постоянной наружнойзащитной облицовкой сооружения.
Комбинированная опалубка устраиваетсяв целях наилучшего использования положительных качеств различных материалов.Такая опалубка чаще всего комбинируется из дерева и металла.5.2Классификация опалубки по конструктивным признакам
По конструктивным признакам встроительстве применяются следующие виды опалубок: стационарная;разборно-переставная; скользящая, подъемно- переставная; катучая; бетонные ижелезобетонные блоки и плиты оболочки;
Применение стационарной(необорачиваемой) опалубки допускается в исключительных случаях для нетиповыхконструкций и сооружений, не имеющих повторяющихся элементов. Для лесовприменяются круглый и пиленый лес преимущественно хвойных пород, сортовая стальи трубы. Все опорные части лесов должны устанавливаться на прочном основании сдостаточной площадью опирания во избежание недопустимых осадок забетонированныхконструкций и сохранения проектных отметок конструкций при замерзании иоттаивании грунта.
В строительной практике широкоприменяется разборно-переставная опалубка, состоящая из отдельных щитов,устанавливаемых вручную или с помощью кранов, и поддерживающих их частей —кружал, ребер, схваток, стяжек, хомутов.
Скользящая или подвижная опалубкашироко применяется при строительстве силосных башен, цементных складов,зерновых элеваторов, резервуаров, водонапорных башен и других сооружений,имеющих большую высоту и относительно небольшое поперечное сечение. Опалубкасостоит из металлических стенок или прочных деревянных щитов, охватывающихсооружение по всему контуру с внутренней и наружной сторон. Подъем опалубки наочередную рабочую позицию при бетонировании осуществляется при помощидомкратной рамы. Заполнение непрерывно поднимаемой опалубки бетономпроизводится слоями 10—15 см без перерывов, при этом уровень бетонной смеси недоводится до верха форм на 15—20 см. Перерывы в бетонировании более 2—3 ч нерекомендуются. Уплотнение бетона производится обычными методами стержневымвибратором с гибким валом.
Применение скользящей опалубкиосвобождает от необходимости устраивать леса и многократной сборки и разборкиопалубки.
Катучая (передвижная) опалубкаприменяется для бетонирования линейных сооружений большой протяженности,имеющих постоянное поперечное сечение.
Сборная катучая опалубкапередвигается на катках или колесах по рельсовому пути.
Опалубка-облицовка — это используемыев качестве опалубки плиты-оболочки и блоки. Такая опалубка, прочно соединяемаяс бетонируемой частью конструкции с помощью выпусков арматуры, остается всооружении в качестве облицовки. 5.3 Производство опалубочных работ
Деревянную и фанерную опалубки иэлементы поддерживающих их деревянных лесов рационально изготовлять вопалубочных цехах деревообделочных комбинатов. При малых объемах работ иотдаленности объектов от центральных мастерских деревянная опалубка может бытьизготовлена в приобъектных опалубочных мастерских.
Для правильной сборки и разборки опалубкипоследняя маркируется.
Опалубщики работают по маркировочномуили установочному чертежу, состоящему из плана сооружения с нанесеннымиэлементами железобетонной конструкции и присвоенными им марками. Сборкаопалубки производится с применением шаблонов, кондукторов и другихприспособлений, обеспечивающих точность работ при минимальных затратах труда.
При наличии на строительной площадкекранов достаточной грузоподъемности опалубку следует собирать в укрупненныеблоки и устанавливать этими кранами.
6.Арматурные работы
В железобетоне арматурой называютсястальные стержни различного сечения и формы, стальные канаты и пряди,воспринимающие растягивающие и скалывающие напряжения, возникающие вжелезобетонных элементах от внешних нагрузок и собственного веса конструкций.Арматура может быть постоянного сечения(гладкие стержни) и периодическогопрофиля.6.1 Виды арматуры
Арматура, применяющаяся вжелезобетонных конструкциях и сооружениях, делится на рабочую,распределительную, хомуты, монтажную.
Рабочая арматура воспринимаетвозникающие в железобетоне растягивающие и скалывающие усилия от внешнихнагрузок и собственного веса конструкций.
Распределительная арматура,располагаемая обычно перпендикулярно к рабочей, удерживает рабочие стержниарматуры в определенном положении и распределяет нагрузку между ними.
В тех случаях, когда рабочие стержнирасполагаются не только в растянутых, но и в сжатых частях конструкций,например в балках, ригелях, арматура называется двойной.
Хомуты связывают арматуру в единыйкаркас и предохраняют бетон от появления косых трещин около опор.
Монтажная арматура никаких усилий невоспринимает, служит для сборки арматурного каркаса и обеспечивает точноеположение рабочей арматуры и хомутов при бетонировании.
Для лучшего предохранения арматуры отскольжения в бетоне арматурные стержни, подверженные растяжению, на концахзагибаются в виде крюков.
Применение арматуры периодическогопрофиля благодаря повышенному сцеплению с бетоном позволяет в большинствеслучаев отказаться от крюков, что приводит к экономии стали.
Арматурные стержни в точкахпересечений соединяются преимущественно сваркой и только в отдельных случаяхпри незначительных объемах работ — вязкой мягкой проволокой.6.2 Арматуру поспособу установки
Штучная арматура может быть прутковаяиз круглых стержней и жесткая из профильной прокатной стали: двутавровых балок,швеллеров, уголков, рельсов, труб.
Штучная арматура собирается путемсварки на месте бетонирования в арматурный каркас или арматурную конструкцию изотдельных элементов.
Применение штучной арматурыцелесообразно при малых объемах работ, при необходимости пригонки стержней поместу в стесненных условиях бетонируемой конструкции.
Арматурная сетка представляет собойвзаимно перекрещивающиеся стержни, соединенные в местах пересечений сваркой иливязкой, и применяется в основном для армирования плит. Они могут изготовлятьсяв виде отдельных полотнищ (плоские сетки) нужного размера и в виде рулонов большойдлины, от которых отрезают куски необходимых размеров.
Арматурные каркасы состоят обычно изпродольной арматуры и соединяющей их решетки. Это так называемые плоскиекаркасы. Другой разновидностью арматурных каркасов являются пространственныекаркасы, собранные из нескольких плоских каркасов или плоских сеток и пакетов.Арматурные каркасы применяются для армирования балок, колонн и т.д.
7. Бетонные работы7.1 Подготовка объектов бетонирования
До начала бетонирования необходимопроверить правильность установки арматуры и закладных частей, наличие бетонныхподкладок для соблюдения защитного слоя. Если арматура, анкерные болты, опорныеплиты и т. п. были установлены задолго до укладки бетонной смеси икоррозировали, они должны быть очищены от ржавчины, которая снижает сцеплениебетона с металлом и отрицательно влияет на качество конструкции. Качество иположение арматуры и закладных частей фиксируется актом.
Работы по бетонированию массивныхконструкций должны быть организованы на основе типовых технологических карт,составленных с учетом опыта передовых строек и в каждом отдельном случаеуточненных и привязанных к местным условиям строительства данного объекта.
Технологические карты, разработанныепо определенной методике, содержат в своем составе следующие разделы: областьприменения; основные указания по выполнению комплексного процессабетонирования; суточный график выполнения работ; схема организации работ;потребность в материально-технических ресурсах; технико-экономическиепоказатели. К технологической карте должна быть приложена производственнаякалькуляция трудовых затрат, которая служит для составления наряда напроизводство работ.
7.2 Приготовлениебетонной смеси, транспортировка, укладка и уплотнение
Бетонная смесь, как правило,приготовляется на бетонных заводах и доставляется на строительствоспециализированными автомашинами. В необходимых случаях приготовление бетонаможет быть организовано в бетонорастворных узлах непосредственно настроительной площадке. Бетонные заводы или бетонные узлы на строительнойплощадке состоят из складов цемента, песка и гравия (или щебня), дозировочныхустройств, бетоносмесительных машин и бункеров для готового бетона. Бетонныезаводы и установки оборудуются водоснабжением и средствами автоматизациипроизводства и механизации подъемно-транспортных работ.
Бетонная смесь, доставляемая к местуукладки, должна быть однородной и удобоукладываемой. Расслоившуюся приперевозке бетонную смесь, потерявшую прочность перед укладкой, необходимо вновьхорошо перемешать до полного восстановления однородности.
Бетонная смесь должна обладатьсвойствами, обеспечивающими заданную прочность бетона. Бетонная смесь должнаудовлетворять следующим требованиям: сохранять при транспортировании,перегрузке и укладке в опалубку свою однородность, достигнутую приперемешивании; обладать соответствующей консистенцией, способностью хорошоформоваться и уплотняться; обладать удобоукладываемостью для быстрого и плотногозаполнения опалубки, всех промежутков между арматурными стержнями.
Различают подвижные (пластичные)смеси, способные укладываться в опалубку и уплотняться под действиемсобственного веса, и жесткие, требующие для своего уплотнения приложениевнешних сил (вибрирование, виброштампование, вибропрокат). Жесткие смесисодержат ограниченное количество воды; смесь при этом отличается большойнасыщенностью крупного заполнителя (щебнем или гравием). Применение жесткихбетонных смесей способствует повышению прочности бетона, более экономномурасходованию цемента и ускорению оборачиваемости опалубки. В процессеприготовления жестких смесей требуется точная дозировка воды, так как даженезначительные отклонения содержание ее в смеси резко изменяют ее свойства.
При осуществлении бетонных ижелезобетонных работ широкие применение нашли малоподвижные смеси, которые поструктуре и повышенному содержанию цементного теста приближаются к пластичнымсмесям, а из-за уменьшенного содержания воды обладают положительными свойствамижесткой бетонной смеси.
Степень подвижности пластичныхбетонных смесей оценивают при помощи стандартного конуса, в который укладываютбетонную смесь. После снятия формы бетон под собственным весом оседает;величина осадки в мм характеризует подвижность бетонной смеси.
Укладка бетонной смеси производитсяслоями с тщательным их уплотнением, от качества уплотнения зависят плотность,прочность и долговечность бетона.
Для уплотнения бетона применяютсяэлектромеханические, электромагнитные и пневматические вибраторы.
Уплотнение бетона и ускорение еготвердения возможно при помощи вакуумирования, т.е. искусственное удалениелишней влаги, которая замедляет процес схватывания и не позволяет достичь болееполного уплотнения.
8. Распалубливаниеконструкций
Нарастание прочности бетона вопределенные сроки контролируется лабораторией путем испытания серий образцов.С учетом прочности бетона назначаются сроки распалубливания бетонных ижелезобетонных конструкций.
Перед началом распалубливанияоткрытые бетонные поверхности осматривают и обстукивают. При распалубливаниянеобходимо сохранять опалубку от повреждений, чтобы снизить расходы на ееремонт.
Процесс распалубливания всегданачинают с удаления боковых элементов опалубки, не несущих нагрузки отсобственною веса конструкций. Летом при тем пературе наружного воздуха 15—20°боковые поверхности распалубливают через 2—3 дня.
Несущая опалубка железобетонныхконструкций небольших пролетов снимается примерно через 10—12 дней взависимости от вида конструкции, температуры наружного воздуха, марки и видацемента, величины и характера нагрузок и т. д. Эти сроки определяютприменительно к виду конструкций, исходя из требуемой прочности бетона кмоменту распалубки.
9.Бетонные работы в зимних условиях
На территории, составляющей более 50%нашей страны, зимний период продолжается свыше семи месяцев. Это в основномрайоны Урала, Сибири, Дальнего востока, Крайнего Севера, в которых с каждымгодом объем строительно-монтажных работ увеличивается, и выполнять ихприходится в условиях отрицательных температур.
Ликвидация сезонности в строительствеи переход на новые методы ведения строительно-монтажных работ в зимних условияхпозволили получить большие экономические выгоды для народного хозяйства нашейстраны. Бурное развитие промышленности в районах Сибири, Дальнего востока,Крайнего Севера потребовало от ученых и производственников разработатьтехнические условия и соответствующие указания по производствустроительно-монтажных работ при отрицательных температурах. При разработкеновых методов ведения земляных, каменных, бетонных и других работ ученые ирационализаторы в комплексе с вопросами технологии и организациистроительно-монтажных работ решали вопросы охраны труда.
При бетонных работах в условияхотрицательных температур цемент и заполнители бетона практически не изменяются,а в бетонной смеси замерзает вода, что нарушает связь заполнителей с цементом,т. е. прекращается процесс гидратации. Установлено, что уменьшение сцеплениябетона с арматурой имеет особенно важное значение для работы конструкций поднагрузкой. Оптимальная температура выдерживания бетонов -20° С.
Бетонные работы в зимних условияхпроизводятся при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С иминимальной суточной ниже 0°С. Работы в зимних условиях должны, производитьсяпо проектам производства работ и технологическим картам. При выполнениибетонных работ необходимо следить за температурой бетонной смеси, которая кначалу выдерживания или прогрева бетона по методу «термоса» должнабыть не ниже величины, установленной расчетом; к началу искусственного прогревазабетонированной конструкции — не ниже +5°С. Места выгрузки поступающей наплощадку бетонной смеси должны быть защищены от ветра.
Сроки распалубливания и загружениябетонных конструкций устанавливаются в соответствии с данными фактическоготемпературного режима, указанного в технологических картах, или после испытаниябетона неразрушающими методами. Снятие опалубки и теплозащиты с конструкций,выдержанных по методу термоса, производят не ранее остывания бетона в наружныхслоях до 0°С, при электротермообработке — после остывания бетона дотемпературы, предусмотренной расчетом, при применении противоморозных добавокдо температуры, на которую рассчитано количество добавок, — 30, 25, 20%проектной прочности при марке соответственно 200, 300, 400.
Результаты измерения температурзаписывают в ведомость контроля температур. После снятия опалубки конструкцииследует укрывать теплозащитными матами, если разность температур поверхностногослоя бетона и наружного воздуха превышает 20°С для конструкций с модулемповерхности бетона от 2 до 5 и 30°С для конструкций с модулем поверхности 5 ивыше.
В соответствии с требованиями СНиПIII-В.2-62 выбор метода выдерживания бетона при отрицательных температурахдолжен производиться при соблюдении следующих условий. Бетонную смесьукладывают в утепленную опалубку (способ термоса), рассчитанную на медленноеостывание бетона до получения проектной прочности. Прогрев бетона электрическимтоком или паром следует применять при бетонировании тонких конструкций, а такжев том случае, когда невозможно применить способ термоса, включая химическиедобавки (ускорители твердения).
Укладываемая бетонная смесь должнабыть подвижной. Степень подвижности бетонной смеси зависит от размеровконструкций и их назначения, густоты арматуры и определяется по техническомувискозиметру.
За последние годы были проведеныисследования по приготовлению бетонной смеси на холодных заполнителях сдобавлением поташа К2СО3. При приготовлении бетонной смеси по такому методуцемент должен иметь марку 300 и соответствовать ГОСТ 10178--62. Поташ в бетонследует добавлять в виде водного раствора. Так, при наружной температуревоздуха от +5 до -5°С требуется добавлять поташа в количестве 5%, а притемпературе от -5 до -15° С — не более 10%.
Как показали исследования, принарастании прочности бетона в условиях отрицательных температур (от -5 до-22°С) с добавлением поташа в количестве 3 — 5 и 10% веса цемента (расход цементапринят по зимним нормам) достигается 100%-ная прочность бетона в 28-дневномвозрасте. Повышенные требования следует предъявлять к бетонной смеси,предназначенной для заделки ответственных стыков конструкций.
Климатические условия страныизменяются в широких пределах, например от +10 до — 45°С, поэтому особо важноезначение для расчета производственных процессов в зимний период имеетопределение средней температуры наружного воздуха.
Электропрогрев и подогрев бетоннойсмеси с помощью электрического тока широко применяют в строительной практике.При электропрогреве бетона вся электропусковая аппаратура должна быть исправнаи надежно заземлена. Зоны прогрева, как правило, ограждают, причем в темноевремя суток на ограждениях вывешивают сигнальные лампочки. Во время всегопериода прогрева бетона электрическим током необходимо назначать дежурногоэлектромонтера, обеспеченного защитными средствами (диэлектрическимиперчатками, инструментом с изолирующими ручками, указателями напряжения,диэлектрическими ковриками).
Расход электрической энергии зависитот ряда факторов: продолжительности электропрогрева, объема прогреваемогобетона (конструкции), разности температур наружного воздуха и укладываемойбетонной смеси.
Для расчета режима прогрева бетоннойсмеси определяют:
-мощность электроэнергии для прогрева 1 м2 опалубки;
-мощность электроэнергии для прогревавсей опалубки;
-удельный расход электроэнергии навесь объем прогреваемого бетона;
-режим прогрева;
-длительность остывания бетона.
Приготовление, транспортирование иукладка бетонной смеси в зимних условиях.
Бетонную смесь необходимо готовить вотапливаемых бетоносмесительных помещениях (узлах). Для нее рекомендуетсяприменять подогретую воду, оттаянные или подогретые заполнители. Приприготовлении бетонной смеси только на подогретой воде необходимо одновременнос заливом примерно половины воды загружать крупный заполнитель и посленескольких оборотов барабана догружать все остальные составляющие (песок, водуи цемент). Продолжительность перемешивания определяется степенью оттаиваниязаполнителей или подогрева их, а при отсутствии этих показателейпродолжительность перемешивания следует увеличить не менее чем на 25% противлетней нормы. При транспортировании бетонной смеси следует предусматриватьмеры, предупреждающие ее охлаждение (укрытие, утепление тары, трубопроводов, атакже мест выгрузки), при этом не следует допускать излишних перегрузок смеси.
При контроле качества производстваработ необходимо следить за тем, чтобы основание под укладку бетона, а такжеметод укладки исключали возможность замерзания бетонной смеси на стыке соснованием; пучинистые грунты перед укладкой бетонной смеси были отогреты доположительной температуры; опалубка и арматура были очищены от снега; арматурадиаметром более 25 мм и крупные закладные детали (части) при температуревоздуха ниже -10°С были отогреты до положительной температуры; температурауложенной бетонной смеси в опалубку к началу выдерживания или подогрева быларазличной в зависимости от применяемых методов: при выдерживании бетона вусловиях «термоса» (температура определяется и выдерживается порасчету); при применении противоморозных добавок она должна быть вышетемпературы замерзания раствора на 5°С; при применении поташа в качествепротивоморозной добавки температура бетона в начальный период твердения должнабыть отрицательной; при электропрогреве как перед началом предварительногопрогрева бетонной смеси, так и при форсировании разогрева уложенного бетона вконструкциях температура не должна быть ниже 0°С в наиболее охлажденных местах,а при применении других методов обработки — не ниже 2°С; выдерживание бетонапроизводить в соответствии с расчетными положениями, укрывать немедленно поокончании бетонирования гидро- и теплоизоляционными материалами неопалубленныеповерхности бетонных и железобетонных конструкций.
Бетонные и железобетонные работы,проводимые в зимних условиях, должны находиться под строгим контролем. Следуетсистематически проверять: качество применяемых материалов и изделий;температуру нагрева воды; заполнителей и бетонной смеси на выгрузке избетоносмесителя (через каждые 2 ч); дозирование противоморозных добавок;выполнение мероприятий по укрытию, утеплению и обогреву тары при транспортированиии приемке бетона на строительной площадке с проверкой не менее одного раза всмену; соответствие теплоизоляции опалубки требованиям технологических карт, апри необходимости — отогрев стыкуемых поверхностей и грунтового основания;температуру уложенного бетона при применении способов «термоса»,предварительного электроразогрева бетонной смеси, с парообогревом в тепляках — каждые 2 ч в первые сутки, не реже двух раз в смену в последующие трое суток иодин раз в сутки в остальное время выдерживания; при использовании бетона спротивоморозными добавками — три раза в сутки до приобретения им расчетнойпрочности; при электротермообработке бетона в период подъема температуры соскоростью до 10 °С в час — через 2 ч, в дальнейшем--не реже двух раз в смену;температуру наружного воздуха по окончании выдерживания бетона и распалубки — 1 раз в смену; прочность, морозостойкость (наружных конструкций),водонепроницаемость и другие качества бетона; правильность устройства швов,размещения отверстий, проемов и выступов, установки закладных деталей; толщинузащитного слоя, соответствие ее нормативным требованиям. 9.1 Добавки
При бетонировании конструкции вбетонную смесь вводят следующие добавки, понижающие температуру замерзания водыв бетоне:
нитрит натрия (НН) NаNО2 (ГОСТ19906-74);
хлорид кальция (ХК)+нитрит натрия(НН);
нитрат кальция (НК) Са(NО3)2 (ГОСТ4142--77)+мочевина (М) СО(NН2)2 (ГОСТ 2081--75Е);
комплексное соединение нитратакальция с мочевиной (НКМ) ТУ 6-03-266-70);
нитрит-нитрат кальция (ННК) (ТУ603-7-04-74)+мочевина (М);
нитрит-нитрат кальция (ННК)+хлоридкальция (ХК);
нитрит-нитрат — хлорид кальция(ННХК) +мочевина (М);
поташ (П) К2СО3 (ГОСТ 10690--73).
Соли следует вводить в состав бетонатолько в виде водных растворов рабочей концентрации. Для повышения скоростирастворения солей их дробят, подогревают раствор и перемешивают в лопастныхсмесителях сжатым воздухом или паром. Растворы, содержащие мочевину, не следуетподогревать выше 40 °С. Растворы солей рабочей концентрации не должны иметьосадков нерастворившихся солей.9.2 Производстворабот с применением метода термоса
Бетон, уложенный в зимних условиях,выдерживают преимущественно методом термоса, основанным на примененииутепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. В качестве защитногослоя применяют толь, камышит, картон, соломит, фанеру, по которым могут бытьуложены опилки, шлак, шлаковойлок, стекловата. Опалубку утепляют толем, камышитом, соломитом, минеральной ватой. Опалубкаможет быть двойной, тогда промежутки между её щитами засыпают опилками, шлакомили заполняют минеральной ватой, пенопластом. На продолжительность остывания бетонной смеси большое влияние оказываетмодуль поверхности конструкции МП, т. е. отношение размера поверхностиохлаждения бетонной конструкции к ее объему: чем меньше модуль поверхности, теммассивнее конструкция и тем медленнее идет охлаждение смеси. Продолжительностьостывания бетонной смеси определяют по формуле Б.Г. Скрамтаева:
— удельная теплоемкость бетона,принимается равной 1,05 кДж/(кг.°С); — плотность бетона, кг/м3; — начальнаятемпература бетонной смеси после укладки, °С; — температура бетона к концуостывания (для бетонов без противоморозных добавок рекомендуется принимать неменее 5°С); Ц — расход цемента, кг, на 1м3 бетона; Э — тепловыделение цементаза время твердения бетона, кДж/кг; К -коэффициент теплопроводности опалубки иутепления неопалубленных поверхностей, Вт/(м2.°С); — средняя температурабетонной смеси за время остывания, °С (приближенно может быть принята при
9.3 Производстворабот с применением методов искусственного прогрева
К методам искусственного прогреваотносятся: предварительный электроразогрев бетонной смеси, обогрев бетонаинфракрасными лучами, индукционный, паро- и электропрогрев бетона. В любомслучае бетон к моменту замерзания должен иметь прочность не ниже 50, 40 и 30%от R28 при марках бетона соответственно М150, М200, М300, М400, М500; 70% -дляконструкций, подвергающихся по окончании выдерживания замораживанию иоттаиванию; 80% — для преднапряженных конструкций; 100% — при наличииспециальных требований.
Предварительный электроразогревбетонных смесей производят в специально оборудованных переносных бункера илинепосредственно в кузовах автосамосвалов; если смесь выгружают непосредственнов опалубку, — то с помощью электродов, погружаемых в бетонную смесь.
Расстояние между электродами, м,определяют по формуле, где — расстояние между соседними электродами, м;-напряжение на электродах, В (220 или 380 В); — расчетное удельноеэлектрическое сопротивление разогреваемой смеси, Ом.м (определяется с помощьюэлектровискозиметра или может быть принято ориентировочно 8 Ом.м); — удельнаямощность, кВт/м3.
Время разогрева смеси составляет всреднем 5… 10 мин. Температура разогретой бетонной смеси не должна превышать80°С. Укладку смеси ведут в течение 20 мин после ее разогрева.
Инфракрасный обогрев применяют длятермообработки бетона в тонкостенных конструкциях с большим модулем поверхности(стены, возводимые в скользящей опалубке, плиты, балки), а также монолитныхстыков.
Источником инфракрасного излученияслужат ТЭНы типа НВСЖ или НВС либо стержневые карборундовые излучателидиаметром 6...50 мм, длиной 0,3...1 м. Мощность ТЭНа на 1 м длины колеблется от 0,6 до 1,2 кВт, температура излучающих поверхностей от 300 до 600°С.
Обогревать можно как открытыеповерхности бетона, так и через опалубку. Для лучшего поглощения инфракрасногоизлучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком. Открытыеповерхности бетона во избежание пересушивания закрывают полимерной пленкой,пергамином или рубероидом. Температура на поверхности бетона не должнапревышать 80...90°С.
Для термообработкилинейно-протяженных густоармированных конструкций (колонны, балки, трубы,каналы) применяют индукционный прогрев, в результате которого происходит нагревстальной арматуры или опалубки в переменном магнитном поле, которое создаетсяпропусканием переменного тока через обмотку спирального или плоского индуктора.
Для питания индукторов применяетсяпеременный ток промышленной частоты пониженного или сетевого напряжения. Расходэнергии 120...150 кВт.ч/м3.
В течение первых 2...3 ч послеукладки бетонную смесь выдерживают при температуре 5...8°С, что достигаетсяпериодическим включением индуктора на 5...10 мин каждый час. Затем температурубетона повышают со скоростью 5...15°С. После достижения бетоном расчетнойтемпературы напряжение либо отключают и бетон выдерживают методом термоса либопереходят на импульсный режим работы индуктора.
Индукционный прогрев имеет рядпреимуществ: он обеспечивает равномерность прогрева по сечению и длинеконструкций, исключает расход металла на электроды.
Паропрогрев бетона ведут насыщеннымпаром.
Для этого устраивают тепляки,конструкцию укрывают несколькими слоями брезента или устраивают тепловыерубашки вокруг опалубки. Снаружи короб утепляют. Пар под брезент или в коробаподводят с помощью резиновых рукавов через 1,5...2 м. Режим паропрогревастандартный.
Паропрогрев бетона рекомендуетсявести до набора им проектной прочности или значений, близких к ней. Паропрогревв тепляках применяют для выдерживания бетона фундаментов, башмаков и фундаментныхплит.
Паровые рубашки устраивают прибетонировании колонн, ригелей, балок и плит междуэтажных перекрытий с =10...20м-1.
При электропрогреве ток пропускаютнепосредственно через массу уложенного бетона при помощи электродов. Электродымогут быть внутренние (стержневые и струнные) и поверхностные (нашивные,полосовые и плавающие).
Прогрев электродами выполняют принапряжении в пределах 50...100 В с использованием трансформаторов. Применениенапряжения 120...220 В возможно только при электропрогреве бетонных инезначительно армированных (не более 50 кг арматуры на 1 м3 бетона) конструкциях; напряжение 380 В возможно только при условии соединения электродов снулевым проводом, с тем чтобы рабочее напряжение в бетоне не превышало 220 В.Электропрогрев при напряжении в сети выше 380 В запрещается.
Для присоединения электродов кпроводам используют софиты, представляющие собой деревянные доски (длиной 3...4м, шириной 16...20 см, толщиной 2,5...4 см) с роликами, к которым прикрепленытри изолированных провода с отпайками из проводов площадью сечения 1,5 мм2.Отпайки присоединяют к электродам, а провода — к сети. Электроды независимо оттипов присоединяют к разноименным фазам поодиночке или группами.
Список литературы
1. Д.В.Коротеев. Безопасность строительно-монтажных работ при отрицательныхтемпературах. — М.: Стройиздат, 1970 — 121с.
2.Справочник мастера — строителя / под ред. Д.В. Коротеева — М.: Высшая школа,1986 — 440с.
3. А.П.Михеев, А.М. Береговой, Л.Н. Петрякина. Проектирование зданий и застройкинаселенных мест с учетом климата и энергосбережений — М.: Издательства АСВ,2002 — 192с.
4.Справочник по контролю качества строительства жилых и общественных зданий /М.М. Шулькевич, Т.Д. Дмитренко, А. И. Бойко. — 2-е изд., перераб. и доп. — Киев: Буддвельник, 1986. — 328 с.: ил.
5.ГалкинИ.Г. «Технология и организация строительного производства»,
М:1969
6.ДаниловН.Н. «Производство бетонных работ», М:1962
7.ЛуцкийС.Я., Атаев С.С. «Технология строительного производства»,
М:1991