Технология строительных процессов » Монолитное домостроение » Бетонные смеси: приготовление, транспортирование и укладка

Бетонные смеси: приготовление, транспортирование и укладка

Новый сервис - Строительные калькуляторы online

Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мелкого или крупного заполнителя, взятых в определенных пропорциях.

До затвердевания эту смесь называют бетонной смесью.

Цемент и вода являются активными составляющими бетона.

В результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия (за исключением силикатных бетонов, получаемых автоклавной обработкой), поэтому заполнители часто называют инертными материалами.

Однако они существенно влияют на структуру и свойства бетона, изменяя его пористость, сроки затвердевания, поведение при воздействии нагрузки и внешней среды.

Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при твердении и тем самым обеспечивают получение большеразмерных изделий и конструкций.

В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.).

Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 65...90%, а цемент - 10...15% от массы бетона.

В последние годы в строительстве для снижения плотности бетона и улучшения его теплотехнических свойств широко используют легкие бетоны, получаемые на искусственных пористых заполнителях.

Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость.

Бетоны классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.

На величину плотности бетона влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетона.

По плотности бетоны делят на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м³, тяжелые - 1800...2500, легкие - 500...1800, особо легкие - менее 500 кг/м³.

Для приготовления особо тяжелых бетонов используют заполнители в виде стальных опилок или стружек, чугунной дроби, окалины, железной руды.

Такие бетоны применяют для радиационной защиты при строительстве атомных электростанций.

Защитные свойства особо тяжелых бетонов повышают введением добавок, содержащих легкие элементы (водород, бор, кадмий, литий, карбид бора, хлористый литий).

Наибольшее применение в практике строительства для возведения подземных и надземных несущих конструкций и сооружений (фундаментов, стен, колонн, балок, ферм, плит перекрытий и покрытий и др.) получил тяжелый бетон, с плотностью 2100...2500 кг/м³,в качестве заполнителя для которого используют щебень плотных горных пород (гранита, известняка, диабаза и др.).

Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак и др.).

К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газозолобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием смеси вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов. В ячеистых бетонах заполнителем является воздух, находящийся в искусственно созданных ячейках.

В зависимости от применяемого вяжущего вещества различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимербетоны, полимерцементные и специальные.

В монолитном домостроении наиболее широко применяют цементные бетоны.

Среди них основное место занимают бетоны на портландцементе и его разновидностях (около 65% от общего расхода), применяемые для различных видов конструкций.

Бетоны на шлакопортландцементе составляют около 20...25%.

Кроме рассмотренных, применяются бетоны на пуццолановом, глиноземистом, безусадочном, напрягающемся, белом и цветном цементах.

В зависимости от области применения различают:

- обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колонн, балок, стен, перекрытий и др.);

- гидротехнический бетон для соответствующих сооружений; дорожный бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;

- бетоны специального назначения, например жароупорный, кислостойкий и др.

Общие требования ко всем бетонам и бетонным смесям заключаются в следующем:

- до затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, обладать подвижностью и удобоукладываемостью, не расслаиваться;

- бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки;

- расход цемента и стоимость бетона должны быть минимальными.

Удобоукладываемость - способность смеси растекаться под действием силы тяжести, легко укладываться в опалубку, заполнять заданную форму и связность - способность сохранять свою однородность при транспортировании, погрузке, выгрузке, укладке и уплотнении.

Эти свойства определяются составом смеси.

Основным фактором, влияющим на удобоукладываемость бетонной смеси, является количество воды, израсходованное на ее приготовление.

Это связано с тем, что от расхода воды зависит вязкость смеси в целом. На практике удобоукладываемость оценивают показателем подвижности или жесткости бетонной смеси.

В соответствии с классификацией по удобоукладываемости (ГОСТ 7473-85) бетонные смеси разделяются на четыре типа по подвижности П и на четыре типа по жесткости Ж:

По подвижности П, см	По жесткости Ж, с
П1 – 4 и менее	Ж1 – 5 - 10
П2 – 5 - 9	Ж2 – 11 - 20
П3 – 10 - 15	Ж3 – 21 - 30
П4 – 16 и более	Ж4 – 30 и более

Определяют подвижность с помощью эталонного конуса:

Схема определения подвижности бетонной смеси с помощью эталонного конуса (а) и примеры оценки бетонной смеси различной подвижности (б):

I– малоподвижная, II - подвижная; III – пластичная, IV – литая; 1 - воронка, 2 - конус, 3 - поддон, 4 – мерная линейка.

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем вибрации (в секундах), необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Схема прибора и последовательность определения жесткости бетонной смеси:

а – установка прибора и загрузка бетонной смеси, б – установка диска на поверхность бетонного конуса; в – момент окончания испытаний; 1 – цилиндрическое кольцо, 2 – эталонный конус, 3 - воронка, 4 – штатив, 5 – диск с отверстиями, 6 – штанга, 7 - виброплощадка.

Прибор плотно закрепляют на виброплощадке 7.

Затем в кольцо 1 помещают эталонный конус 2 с воронкой 3. Конус специальным кольцом-держателем закрепляют в приборе и заполняют в три слоя бетонной смесью, уплотняя каждый слой штыкованием.

Затем конус снимают, поворачивают штатив 4 так, чтобы диск 5 установился на поверхности бетонной смеси. По периметру диска расположены шесть отверстий.

Включают одновременно виброплощадку 7 и секундомер.

Вибрируют до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из любых двух отверстий диска.

В тот момент выключают секундомер и вибро- площадку.

Время в секундах с начала вибрации до выделения цементного теста характеризует жесткость бетонной смеси. Жесткость определяют дважды. Общее время испытаний не должно превышать 15 мин.

Прочность – свойство бетона сопротивляться разрушению от действия внешних нагрузок – характеризуется прочностью цементного камня и его сцепления с заполнителем.

Прочность бетона на сжатие в 28-суточном возрасте при нормальных условиях твердения выражается в МПа.

В зависимости от показателя прочности бетоны разделяются на классы ( СНиП 2.03.01-84): В1; В1,5; В2; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В35; В40; В45; В50; В55; В60.

Для перехода от класса бетона В к средней прочности бетона (МПа) необходимо В разделить на коэффициент 0,778.

Прочность и класс бетона находятся округленно в следующих соотношениях: В7,5 соответствует прочности 10 МПа; В10 – 15 МПа; В15 – 20 МПа; В25 – 30 МПа; В35 – 40 МПа; В40 – 50 МПа; В45 – 60 МПа.

Получить бетон, удовлетворяющий всем требованиям, можно при правильном проектировании состава бетонной смеси, а также при правильном выдерживании бетона в начальный период его твердения.

Если вид и требования к свойствам бетона устанавливают в зависимости от вида и особенностей конструкции и условий ее эксплуатации, то требования к бетонной смеси определяются условиями изготовления конструкции, ее технологическими особенностями (густотой армирования, сложностью формы и др.), применяемым оборудованием.

Следует заметить, что при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций в построечных условиях нельзя заранее судить о качестве конструкции.

Необходимые свойства бетон приобретает в процессе изготовления и выдерживания конструкции.

Отсюда важное значение имеют правильный выбор материалов, проектирование состава бетона с учетом принятой технологии производства бетонных работ, соблюдение технологических режимов, пооперационный контроль качества от получения товарного бетона до окончания набора проектной прочности.

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки.

Их подразделяют на два вида: химическиё добавки (0,1...2% от массы цемента), изменяющие в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5...20%), использующиеся для экономии цемента и повышения стойкости бетона.

Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств.

Химические добавки подразделяют по основному эффекту действия:

- регулирующие свойства бетонных смесей: пластифицирующие (увеличивающие подвижность бетонной смеси); стабилизирующие (предупреждающие расслоение бетонной смеси); водоудерживающие (уменьшающие водоотделение);

- регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона: ускоряющие или замедляющие схватывание, обеспечивающие твердение при отрицательных температурах (противоморозные);

- регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона: воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие, уплотняющие, гидрофобизирующие, добавки-регуляторы деформации бетона, расширяющие добавки;

- повышающие защитные свойства бетона к стали, ингибиторы коррозии стали;

- придающие бетону специальные свойства: гидрофобизирующие, антикоррозионные, красящие, повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства, электроизоляционные, электропроводящие, противорадиационные.

В настоящее время разработаны и применяются в строительстве новые химические добавки-суперпластификаторы (СП).

Эти добавки в большей степени, чем ранее применявшиеся пластификаторы, увеличивают подвижность и текучесть бетонной смеси, существенно улучшают строительно-технологические свойства бетона, могут обеспечить значительную экономию цемента.

Основные виды химических добавок к бетону

Наименование добавок	Условное обозначение добавок	Стандарт на добавку, ТУ	Рекомендуемое количество добавок, % по массе цемента	Ориентировочное снижение расхода цемента, %
Пластифицирующие
Сульфитно-дрожжевая бражка	СДБ	ОСТ13-183-83	0,1...0,6	4..8
Пластификатор	ПАЩ-1	ТУ 6-03-26-82	0,1...0,25	-
Пластифицирующие воздухововлекающие	М₁	ГОСТ 13302-77	0,1...0,2	-
Омыленная растворимая смола	ВЛХК	ТУ 81-05-34-73	0,1...0,2	-
Этилсиликонат натрия	ГКЖО-10	ТУ 6-02-696-76	0,1...0,2	-
Метилсиликонат натрия	ГКЖ-11	ТУ 6-02-696-76	0,1...0,2	-
Воздухововлекающие
Смола нейтрализованная воздухововлекающая	СНВ	ТУ 81-05-75-69	0,01...0,02	-
Синтетическая поверхностно-активная добавка	СПД	ТУ 38-101253-77	0,01...0,02	2...8
Омыленный древесный пек	ЦНИПС-1	ТУ 81-05-16-71	0,005...0,02	-
Микрогазообразующие
Полигидросилокксан	ГКЖ-94	ТУ 11-154-69	0,05...0,1	2...8
Этилгидридсепеноксан	ПГЭВ	ТУ 6-02-280-76	0,05...0,1	-
Ускорители твердения
Сульфат натрия	СН	ГОСТ 6318-77	0,05...0,1	-
Нитрит натрия	НН₁	ГОСТ 828-77 Е	0,5...1	2...8
Хлорид кальция	ХК	ГОСТ 450-77	0,5...1	-
Нитрит кальция	НК	ТУ 6-03-367-79	1...2	-
Нитрит-нитрат-сульфат натрия	НН₁СН	ТУ 6810274-74	1...2	2...8
Нитрит-нитрат-хлорид кальция	НН₁ХК	ТУ 6-18-194-76	1...2	-
Ингибиторы
Нитрит натрия		ГОСТ 19906-74	2...2,5	-
Нитрит-нитрат кальция	НН₁К	ТУ 0-03-704-74	2...2,5	-
Нитрит-нитрат-сульфат натрия	НН₁СН	ТУ 3810274-74	1...2	2...8

Суперпластификаторы вводят в бетонную смесь в количестве 0,1...0,2% от массы цемента.

Действие суперпластификаторов, как правило, ограничено 2...3 ч с момента введения их в бетонную смесь.

Характерно, что потеря подвижности наиболее резко наступает через 1 ч после введения добавки.

Этот предел служит жестким технологическим ограничением сроков ведения работ и требует четкой организации работ на строительной площадке. СП не замедляют процесс твердения бетона.

Основные виды отечественных суперпластификаторов

Наименование суперпластификаторов	Условное обозначение	ТУ на добавку	Рекомендумое количество добавок, % по массе цемента	Ориентировочное снижение расхода цемента, %
Сульфированные меламиноформальдегидные смолы	10-03 НИЛ-10 МФАС	ТУ 44-3-505-81 ТУ 6-05-1926-82	0,3.0,9 0,3.0,9	10…20 10…20
Продукты конденсации нафталиносульфокислоты	С₁-3 30-03 40-03 С₁-4	ТУ 6-14-625-80 ТУ 384-02-58-82	0,4...1,0 0,4…0,8	10…20 10…20
Модифицированные лингосульфонаты	ЛТМ ЛСТМ-2 НИЛ-20 ТМС-1	ТУ 65-08-74-08 ТУ 13-04-600-81 ТУ 400-802-4-80 ТУ 76-542-83	0,5.0,9 0,15.0,3 0,4.0,6 0,3.0,6	10.20 - 5.8 5...8

Применение суперпластификаторов позволяет эффективно применять бетоны с низким В/Ц и получать высокую прочность более просто, чем при использовании других технологических приемов:

- укладывать бетонную смесь с пониженным В/Ц с помощью кратковременной вибрации;

- бетонировать частоармированные и сложного профиля конструкции;

- повысить качество лицевых поверхностей.

Влияние суперпластификаторов на прочность бетона

Добавки	В/Ц	Снижение расхода воды, л/м³	Прочность при сжатии, МПа, через
Добавки	В/Ц	Снижение расхода воды, л/м³	7 суток	28 суток
С-3	0,320	24,7	63,7	74,4
30-03	0,315	26,0	68,2	74,9
10-03	0,31	27,2	67,8	77,4
С-4	0,34	20,0	57,8	62,9
Майти 100 (Япония)	0,315	26,0	63,4	73,6
БП-1 (Болгария)	0,32	24,7	57,3	70,6
Мелмент 110 (Германия)	0,32	24,7	72	73,8
Суперпласт (США)	0,32	25,3	65,7	73,2

В качестве ускорителей твердения применяют хлорид кальция (ХК), сульфат натрия (СН), нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК) и др.

При этом следует учитывать побочное действие этих добавок.

Например, хлорид кальция способствует коррозии арматуры, поэтому количество его в железобетоне ограничивается 2%.

Сульфат натрия может вызвать появление высолов на поверхности конструкций. В последние годы появились бесхлоридные ускорители.

В качестве противоморозных добавок применяют поташ (П), хлорид натрия (ХН), хлорид кальция (ХК) и др.

Эти добавки понижают точку замерзания воды и способствуют твердению бетона при отрицательных температурах.

Чем ниже температура твердения, тем выше дозировка добавки (до 10% массы цемента и больше).

В качестве газообразующей добавки используют алюминиевую пудру (ПАК) и ГКЖ-94.

Для получения эффекта полифункционального действия применяют комплексные добавки, включающие несколько компонентов, например добавки, одновременно пластифицирующие бетонную смесь и ускоряющие твердение бетона и др.

Разработано большое количество разнообразных комплексных добавок, позволяющих осуществлять управление свойствами и технологией бетона.

Комплексные добавки получили развитие с созданием и внедрением суперпластификаторов.

Многие из них представляют собой комплексные добавки на основе высокоэффективных поверхностноактивных веществ.

Комплексные добавки выпускают в виде готового продукта либо приготавливают непосредственно на бетоносмесительных узлах из отдельных компонентов.

При проектировании применения в бетоне добавок необходимо проводить технико-экономические расчеты для прогнозирования ожидаемого эффекта.

Поэтому следует использовать добавки в первую очередь там, где их применение дает наибольший технико-экономический эффект.

1.2 Приготовление бетонных смесей

Бетонную смесь готовят, как правило, на стационарных и приобъектных бетонных заводах.

Постоянно действующие стационарные заводы выпускают товарный бетон для потребителей близлежащих районов.

Важными преимуществами таких заводов являются низкая себестоимость и трудоемкость 1 м³ товарного бетона.

Недостаток их - большие издержки на транспортирование бетонных смесей и снижение их качества в результате длительного нахождения в пути.

Приобъектные заводы устраивают для обеспечения бетонной смесью конкретных мелких рассредоточенных объектов, используя передвижные или инвентарные бетоносмесительные установки.

Передвижные бетоносмесительные установки монтируют на трейлерах, прицепах или железнодорожных платформах и устанавливают непосредственно у места бетонирования.

Свежеприготовленную бетонную смесь подают непосредственно в опалубку транспортерами, бетононасосами или с помощью кранов.

Инвентарную бетоносмесительную установку собирают из отдельных секций и блоков, а после окончания работ на участке демонтируют и перевозят на новое место.

Независимо от способа приготовления при оценке качества бетонных смесей является точность дозирования составляющих компонентов. ГОСТ 7473-85 регламентирует предельно допустимые погрешности дозирования цемента и воды 2%, а заполнителей - 2,5%.

Точность дозирования зависит от многих объективных факторов: неоднородности подаваемого в дозатор материала, износа оборудования, климатических условий и др.

Строгое выдерживание В/Ц требует учета влажности заполнителей, которая может колебаться в пределах 10.. 30%. для контроля влажности заполнителей используют метод, основанный на электропроводности, позволяющей при непрерывном контроле определять влажность с точностью 0,2...0,3%.

Бетоносмесительные заводы и установки могут быть цикличного (периодического) и непрерывного действия.

Цикл состоит из трех операций: загрузки исходных материалов в бетоносмесители, перемешивания и выгрузки готовой смеси.

Такая схема позволяет оперативно менять дозировку и выдавать в течение смены бетонную смесь с разными параметрами: подвижностью, маркой и т. п.

На заводах и установках непрерывного действия процессы дозирования, загрузки, перемешивания и выдачи готовой смеси протекают без перерыва. Такие установки целесообразно размещать там, где необходимо получать большое количество бетонной смеси с одинаковыми технологическими параметрами (например, в гидротехническом строительстве).

Приготовление бетонной смеси осуществляется в смесителях принудительного и гравитационного перемешивания.

В гравитационных смесителях допускается приготовление бетонных смесей на плотных и пористых заполнителях.

Технология предусматривает предварительную подачу сухих компонентов, их перемешивание в течение 30...60 с, последующее введение воды затворения и перемешивания.

Приготовление в смесителях принудительного действия наиболее эффективно для малоподвижных смесей с осадкой конуса до 8 см и расходом цемента более 250 кг/м³.

Схемы мобильных автоматизированных заводов: а - инвентарный:

1 - приемный бункер; 2 - ленточный конвейер; 3 - отделение загрузки складов; 4- склад вяжущих; 5 - склад заполнителей; 6 - отделение готовой смеси; 7 - скиповой подъемник; 8 - смесительное отделение; 9 - дозаторное отделение; 10 - галерея ленточных питателей; б - передвижной: 1 - смеситель; 2 - ленточный конвейер; 3-ленточный питатель; 4 - отопительный регистр; 5 - дозатор заполнителей; 6 - дозатор вяжущих; 8 - ленточный конвейер заполнителёй, 9 - приемный бункер; в - инвентарная бетоносмесительная установка СБ-70: 1 - ковш загрузочного устройства; 2 - секторный склад; 3 - скрепер для подачи заполнителей; 4- расходный бункер цемента; 5- дозировочный смесительный блок.

Компоновочные схемы автоматизированных мобильных бетоносмесительных установок конструкции Оргтехстроя Белоруссии и инвентарная бетоносмесительная установка СБ-70.

Их компоновка отличается тем, что склады заполнителей и вяжущих, дозаторно-смесительное и отделение выдачи готовой смеси конструктивно и технологически объединены в единую автоматизированную линию.

В отечественной и зарубежной практике накоплен огромный опыт использования традиционных (гравитационных и принудительного действия) и нетрадиционных бетоносмесителей, например турбулентных (тарельчатых), безлопастных с гибким корпусом, спирально-вихревых с вибровозбужцением и др.

В монолитном домостроении при необходимости доставки бетонной смеси на большие расстояния ее приготавливают в автобетоносмесителях или смесителях-перегружателях.

В этом случае на заводе товарного бетона загружают сухую или частично затворенную смесь, а ее окончательное приготовление производят в процессе доставки или непосредственно на строительном объекте.

Такая технологическая схема в ряде случаев более экономически целесообразна по сравнению с организацией приобъектного бетоносмесительного узла.

Сухие бетонные смеси приготавливаются в смесителях гравитационного действия.

Необходимое количество воды для затворения размещается в баке автобетоносмесителя.

Работа автобетоносмесителей производится в одном из трех режимов.

При загрузке или частично затворенной смеси за 1 ч и более до ее использования перемешивание производится по пути следования или на строительной площадке за 10...20 мин до разгрузки.

При времени перевозки менее 1 ч и доставки бетонной смеси на короткие расстояния включение барабана производится сразу после загрузки смеси.

Периодическое включение барабана в процессе транспортирования осуществляется при перевозках на большие расстояния с продолжительностью движения 1,5...2 ч.

Отечественной промышленностью выпускаются автобетоносмесители объемом готового замеса от 2,5 до 9 м³ на базовых автомобилях типа МАЗ-503, КамАЗ-5511, КрАЗ-250 и др.

Для приготовления бетонных смесей на строительных площадках с небольшими объемами работ экономически целесообразно использовать мобильные бетоносмесительные узлы и установки.

Приготовление бетонной смеси в непосредственной близости к бетонируемому объекту позволяет снизить расходы на транспортирование и существенно повысить качество бетонных смесей.

1.3 Контроль качества бетонной смеси

Качество бетона в сооружениях во многом зависит от правильного приготовления бетонной смеси. Постоянный контроль за этим осуществляет лаборатория.

Точность взвешивания на дозирующих установках проверяют не реже двух раз в смену контрольным взвешиванием, выявляя соответствие массы составляющих, идущих в замес, количеству, установленному проектом и лабораторией для данного состава бетона.

Контроль правильности дозирования компонентов бетонной смеси на большинстве заводов обеспечивается применением автоматизированных дозаторов, имеющих устройства для сигнализации при нарушении заданного режима.

Для надежной и бесперебойной работы дозаторное оборудование, помимо ежедневных профилактических осмотров с выполнением необходимых проверок и регулировок, регулярно (не реже одного раза в месяц) контролируют с помощью эталонных гирь.

Правильность показаний стрелки циферблатного указателя проверяют при постепенно возрастающей, а затем повторно при уменьшающейся нагрузке по всей шкале. Если погрешности дозатора превышают допускаемые, его необходимо отрегулировать.

Продолжительность смешения бетонной смеси в барабане (чаше) бетоносмесителя контролируют по специальным часам или регламентируют автоматическими приборами.

Если при бетоносмесителе отсутствуют специальные устройства, контролирующие продолжительность смешения, лаборатория обязана установить у бетоносмесителя песочные часы, дать необходимые инструкции мотористу, управляющему бетоносмесителем, и периодически проверять правильность режима смешения бетонной смеси.

Влажность заполнителей определяют, высушивая пробы до постоянной массы, не реже одного раза в смену, а при получении новых партий и после выпадения осадков определяют дополнительно.

Пробы берут послойно, не реже чем через 2 м по высоте склада.

Зерновой состав заполнителей проверяют, просеивая отобранные пробы через набор сит, не реже одного раза в сутки и, кроме того, каждый раз, когда начинают расходовать новый склад.

Если обнаружено отклонение влажности песка или зернового состава заполнителей от предусмотренных проектом, дозировку составляющих изменяют.

Последовательность загрузки составляющих в загрузочный бункер или ковш также периодически контролируют.

Подвижность или жесткость бетонной смеси проверяют путем испытания проб приготовленной смеси, отбираемых при выгрузке ее из бетоносмесителя.

Причем пробы при выгрузке бетонной смеси из бетоносмесителей цикличного действия отбирают в три приема: в начале, середине и конце разгрузки бетоносмесителя, а из бетоносмесителей непрерывного действия - в три приема с промежутками времени в минуту.

Подвижность или жесткость смеси определяют не менее двух раз в смену при установившейся погоде и постоянной влажности заполнителей и не реже чем через каждые 2 ч при резком изменении влажности заполнителей, а также при переходе на новый состав бетонной смеси или на новую партию того или иного материала.

Кроме того, на заводах и установках бетонной смеси проверяют соответствие фактической прочности бетона заданной на контрольных образцах, выдерживаемых в условиях нормального твердения при температуре воздуха 20±2° С и относительной влажности не менее 90%.

Для этого каждые сутки отбирают не менее двух проб бетонной смеси каждого состава, который приготовлен в бетоносмесителях, загружаемых через одну группу дозаторов.

Пробы отбирают равномерно в течение смены. Из каждой пробы бетонной смеси изготовляют одну серию контрольных образцов и испытывают их в возрасте 28 дней.

В одной серии может быть два контрольных образца, если параллельно изготовляют контрольные образцы из проб бетонной смеси, взятой у места укладки, или три образца, если контрольные образцы на месте укладки не изготовляют.

Объем отбираемой пробы бетонной смеси должен превышать требуемый для изготовления контрольных образцов в 1,5-2 раза.

Прочность бетона, изготовленного на инвентарных и передвижных бетоносмесительных установках производительностью менее 15 м³/ч, которые обеспечивают бетонной смесью только определенный строящийся объект, систематически контролируют на пробах, отобранных на месте бетонирования.

При этом не реже одного раза в неделю изготовляют контрольные образцы из проб, отобранных у места приготовления смеси.

На заводах бетонной смеси и стационарных бетоносмесительных установках отбирают пробы для изготовления образцов, испытываемых на водонепроницаемость и морозостойкость.

При этом пробы отбирают для каждого состава в начале производства бетонной смеси и в дальнейшем не реже одного раза в квартал, а также при изменении состава бетонной смеси или характеристики используемых материалов.

Пробы для испытания на водонепроницаемость и морозостойкость отбирают и на строительных площадках (у места укладки бетонной смеси) не реже 1 раза в квартал для каждой проектной марки бетона, а также при изменении состава бетона или характеристики материала.

1.4 Транспортирование бетонных смесей

Доставка бетонных смесей - это комплексный технологический процесс, включающий транспортирование, приготовление смеси и управление ее свойствами в процессе транспортирования, погрузочные и разгрузочные операции, подогрев и распределение выгружаемой смеси, перегрузку смеси во внутриобъектное бетоноподающее оборудование.

Под транспортированием бетонной смеси обычно понимают доставку (горизонтальный транспорт) ее от бетонного завода к строящемуся объекту и подачу (вертикальный транспорт) на место укладки.

Транспортируют бетонную смесь от бетонного завода к объекту с помощью средств, обеспечивающих необходимые темпы укладки бетона.

Транспортирование бетонной смеси должно быть организовано так, чтобы на месте укладки она имела заданную подвижность, температуру и однородность, а изготовленный из нее бетон должен иметь проектную марку по прочности и, при необходимости, морозостойкости, водонепроницаемости, истираемости и другим характеристикам.

При этом в целях качественного строительства необходимо, чтобы показатели свойств и температура бетонной смеси и приготовленных из нее бетонов после всех операций находились на допустимом технологическом уровне.

Бетонные смеси поставляются изготовителем в следующих видах:

- готовой затворенной водой смеси;

- частично приготовленной бетонной смеси, затворенной частью необходимого количества воды с последующим добавлением в пути или по прибытии на объект оставшейся частью воды и дополнительным перемешиванием всей массы смеси;

- сухих смесей, содержащих высушенные заполнители;

- сухих смесей, содержащих влажные заполнители;

- расфасованных в специальную тару (мешки) сухих смесей, содержащих высушенные заполнители.

Во избежание нарушения однородности смеси и излишних затрат труда наиболее целесообразно доставлять бетонную смесь на объект и подавать на место укладки одним и тем же оборудованием (например, автосамосвалами).

Однако в большинстве случаев смесь доставляют на объект одним оборудованием (например, бетоновозами), а затем перегружают (например, в бадьи) и подают на место укладки другим оборудованием (например, кранами в бадьях, хоботами, виброхоботами).

Нельзя допускать, чтобы при перевозке нарушалась однородность бетонной смеси, т. е. она расслаивалась (щебень или гравий оседает вниз, а отделившееся цементное молоко и вода выступают на поверхности).

Расслоившуюся бетонную смесь запрещается укладывать в бетонируемые конструкции, ее необходимо вновь перемешать до полного восстановления однородности. Одновременно следует выяснить причины расслоения бетонной смеси и принять меры к их устранению.

Особенно легко расслаиваются неправильно подобранные бетонные смеси с избыточным количеством воды. Смесь обычно расслаивается от толчков и сотрясений при погрузке, перевозке или выгрузке с большой высоты.

Допускаемая продолжительность транспортирования должна устанавливаться в каждом отдельном случае лабораторией в зависимости от сроков схватывания применяемого цемента и наружной температуры.

Для легкобетонных смесей на пористых заполнителях продолжительность транспортирования не должна быть более 45 мин, причем при длительности более 30 мин рекомендуется использовать автобетоносмеситель.

Для транспортирования бетонной смеси в зависимости от ее первоначальной подвижности, скорости схватывания применяемого цемента и температурно-влажностных условий перевозок, а также состояния дорог могут применяться автобетоносмесители и автобетоновозы.

В отдельных случаях транспортирование бетонной смеси может осуществляться в усовершенствованных автосамосвалах, бадьях и бункерах, установленных на автомашинах.

Все автотранспортные средства должны иметь характеристику вместимости их кузовов и смесительных барабанов при перевозке бетонных смесей различной плотности.

В целях предотвращения расслоения и сохранения технологических свойств перевозимой бетонной смеси рекомендуется:

- перевозки бетонной смеси осуществлять по дорогам и подъездным путям с жестким покрытием;

- максимально сокращать количество перегрузочных операций и по возможности осуществлять разгрузку смеси непосредственно в бетонируемую конструкцию или бетоноукладочное оборудование;

- ограничивать высоту свободного сбрасывания бетонной смеси при выгрузке ее из автотранспортных средств 1,5 м или оборудовать автотранспорт специальными лотками;

- при транспортировании бетонных смесей в зимних условиях предохранять от переохлаждения, а пункты перегрузки защищать от ветра и снега.

Выбор той или иной технологии доставки определяется технико-экономическим обоснованием. При этом критериями выбора могут быть экономические, энергетические, трудовые и другие показатели.

Технологические критерии устанавливаются строительными лабораториями.

Наиболее важным технологическим критерием, как правило, является допустимое расстояние транспортирования смеси, которое устанавливается экспериментально.

При этом определяются все необходимые показатели свойств перевезенных на объект бетонных смесей и проверяется их соответствие проектным показателям.

Если приведенное расстояние доставки смесей превышает допустимое, то необходимо: выбрать другой способ, режим, средство доставки, другой маршрут или, при наличии возможности, применить дополнительное оборудование (перегружатели смеси и т.д.).

При технологической и организационной возможности применения различных способов и средств доставки выбор и определение областей рационального использования тех или иных бетонотранспортных машин можно выполнить методами линейного и динамического программирования с применением ЭВМ.

При отсутствии возможности расчета по специальным математическим программам рекомендуется пользоваться предпочтительностью условий доставки бетонных смесей.

Автобетоновозы рекомендуется применять до 20 км, а автобетоносмесители - свыше 20 км, в исключительных случаях возможно применение автосамосвалов с ограничением дальности транспортирования до 5 км.

При перевозке от бетонного завода до места укладки бетонную смесь защищают от атмосферных осадков и предохраняют от высушивания.

При отсутствии автобетоносмесителей, а также при значительной сконцентрированности бетонных работ возможно применение автобетоновозов или автосамосвалов совместно с перегружателями-смесителями, восстанавливающими однородность и подвижность смеси и позволяющими при порционном транспортировании осуществлять равномерную загрузку бетононасосов, бетоноукладчиков и другого внутрипостроечного оборудования.

Высота свободного сбрасывания бетонной смеси при подаче ее в конструкцию не должна превышать 2 м, за исключением колонн без перекрещивающихся хомутов арматуры со сторонами сечения от 0,4 до 0,8 м, когда высота сбрасывания в опалубку достигает 5 м.

При необходимости подачи бетонной смеси с большей высоты в местах, где невозможно опустить бадью краном, применяют виброжелоба, наклонные лотки, вертикальные хоботы, а при высоте более 10 м - виброхоботы с гасителями. Виброхоботы с гасителями могут быть также основным средством подачи бетонной смеси при бетонировании с эстакад.

1.5 Оборудование для доставки бетонной смеси

Бетонную смесь отличает неустойчивость свойств и склонность к быстрому ухудшению своего качества, особенно в процессе транспортирования.

При транспортировании от бетонного завода до строящегося объекта бетонная смесь должна сохранить свои свойства: однородность, показатели подвижности и жесткости.

Однородность смеси нарушается (смесь расслаивается) в результате транспортирования по неровной дороге, при высокой скорости движения и длительном транспортировании.

При расслоении смеси крупный заполнитель оседает вниз, а растворная часть и избыток воды поднимаются вверх.

Расслоившуюся бетонную смесь запрещается укладывать в бетонируемые конструкции, и перед укладкой необходимо вновь ее перемешивать до однородной консистенции.

Однако, несмотря на это, до последнего времени для доставки бетонных смесей применяются автомобили-самосвалы общего назначения, не приспособленные для этих целей, вследствие чего имеют место большие потери смеси, ее перегрев или переохлаждение, быстрое загустевание, а также значительное расслоение.

Чтобы предотвратить расслоение и сохранить технологические свойства смеси при транспортировании, соблюдают ряд требований: перевозят ее в специальном транспорте по дорогам с жестким покрытием без выбоин и неровностей.

Перевозки бетонной смеси в автомобилях-самосвалах по грунтовым дорогам на расстояние более 10-12 км, а в автобетоновозах более 20 км вызывают увеличение неоднородности прочности бетона и снижение ее гарантированного минимума из - за большого расслоения.

Допускаемая продолжительность транспортирования, как правило, не должна превышать времени схватывания цемента. Этот параметр для обычных бетонов и бетонов на пористых заполнителях находится в диапазоне 45...120 мин. Кроме того, время транспортирования зависит и от температуры бетонной смеси: 45 мин - при температуре бетона 20...30° С, 90 мин - при 10…20° С и 120 мин - при 5...10° С.

Для сохранения технологических свойств смесей максимально сокращают число перегрузочных операций и разгружают смесь непосредственно в бетонируемую конструкцию или бетоноукладочное оборудование.

Высота свободного падения бетонной смеси при выгрузке не должна превышать 2 м.

Способы транспортирования бетонных смесей в зависимости от применяемых средств могут быть порционными, непрерывными и комбинированными.

Порционное транспортирование осуществляют с использованием автобетоносмесителей, автосамосвалов, автобетоновозов, вагонеток, бадей, бункеров, устанавливаемых на автомашины.

Как правило, такой вид транспорта носит название внепостроечного, т. е. осуществляется перевозка от завода до постройки.

При малых расстояниях между заводом и строительной площадкой применяют непрерывный способ транспортирования конвейерами или бетоноводами.

При комбинированном способе сочетают порционное перемещение от завода до объекта с последующей непрерывной подачей в бетонируемую конструкцию бетононасосами, бетоноводами, конвейерами или бетоноукладчиками.

Наиболее эффективным средством транспортирования являются автобетоносмесители, позволяющие существенно сохранить качество бетонных смесей. Автобетоносмесители загружают на заводе сухими компонентами и в пути следования или на строительном объекте приготовляют бетонные смеси с осадкой конуса от 1 см и выше при температуре окружающего воздуха не ниже 0° С.

Автобетоносмеситель может загружаться от передвижных специализированных установок для выдачи сухих смесей и стационарных бетоносмесительных установок, приспособленных для этой цели.

Автобетоносмеситель:

а) общий вид, б) - смесительный барабан; 1 - бак для воды, 2 - барабан, 3 - загрузочно-разгрузочное устройство, 4 - привод барабана, 5 - опорная цапфа, 6 - приводная звездочка, 7 - бандаж, 8 - винтовая лопасть

Автобетоносмесители представляют собой комбинированный агрегат, включающий бетоносмесительную и транспортную машины.

Смесительный барабан 2 выполнен в виде двух усеченных конусов, сваренных между собой большими основаниями, и установлен на раме под углом 15° к горизонту.

Он опирается на три точки: подшипник в передней части и два опорных ролика в концевой части барабана.

Спереди барабан закрыт сферическим днищем, в которое вварены цапфа 5 и приводная звездочка 6. К задней его части приварен бандаж 7, который опирается на ролики, установленные в задней стойке на шарикоподшипниках.

Внутри барабана укреплены две винтовые лопасти 8, обеспечивающие гравитационное перемешивание бетонной смеси при вращении барабана по часовой стрелке по ходу машины и выгрузку смеси при обратном вращении.

Дальность перевозки компонентов сухой смеси в автобетоносмесителях технологически не ограничена.

Их перемешивание может начинаться в пути с расчетом, чтобы закончить приготовление смеси к моменту прибытия на строительную площадку.

Все автобетоносмесители оснащены баками для воды затворения, а иногда для промывки барабана.

Подача воды в барабан может осуществляться самотеком, а также с помощью водяного насоса или сжатым воздухом.

Для дозирования воды применяют счетчики-водомеры.

Серийно выпускают автобетоносмесители с объемом замеса от 2,5 до 10 м³: СБ-69 на базе автомобиля МАЗ с объемом замеса 2,5 м³; СБ-92, СБ-127 и АБС-6 на базах автомобилей КрАЗ с объемом замесов 2,2, 4,4 и 6 м³ соответственно; СБ-92-1 и СБ-159 на базе автомобиля КамАЗ с объемом замеса 4...5 м³. СБ -130 на базе специализированнго полуприцепа с тягачом КамАЗ с объемом замеса 8... 10 м³.

У автобетоносмесителей с объемом готового замеса 8...10 м³ (СБ-130, СБ-127) угол наклона барабана 11°, у автобетоносмесителей с объемом замеса 3...6 м³ (СБ-159) - 15...18°.

Объем замеса из сухих составляющих в зарубежных автобетоносмесителях колеблется, как правило, от 3 до 10 м³.

Скорость вращения барабана при перемешивании смеси составляет 11÷14 об/мин. Скорость в режиме побуждения составляет 2 ÷ 6 об/мин.

Коэффициент использования смесительного барабана зависит от вида применяемых смесей и изменяется в следующих пределах: при загрузке сухой смесью 0,53÷0,57; частично затворенной – 0,65÷0,7; готовой - 0,75÷0,8.

При небольших расстояниях доставки автобетоносмеситель целесообразно загружать готовой бетонной смесью.

При загрузке в барабан готовой бетонной смеси автобетоносмеситель служит только средством транспортирования. В этом случае барабан в период транспортирования медленно вращается, предотвращая расслоение бетонной смеси.

Приготовление смеси в автобетоносмесителе осуществляется за 30...40 мин до окончания транспортирования.

При времени транспортирования, превышающем эти значения, загрузка производится сухой смесью.

В зависимости от вида смеси работа автобетоносмесителя возможна в трех режимах:

- при доставке сухой смеси, содержащей высушенные заполнители, - включение барабана и подача в него воды из водяного бака в пути следования или на строительном объекте за 10÷20 мин до разгрузки (режим А);

- при доставке сухой смеси, содержащей влажные заполнители, или частично затворенной смеси - включение барабана и подача в него воды непосредственно после его наполнения (режим Б);

- при доставке готовой смеси - периодическое включение барабана во время транспортирования смеси до объекта или постоянное вращение барабана с минимальной частотой или периодическим увеличением частоты вращения (режим В).

Для совмещения функций доставки и укладки бетонных смесей автобетоносмесители снабжают навесными распределительными конвейерами длиной 6, 9 и 12 м.

Некоторые зарубежные автобетоносмесители оборудованы бетононасосами с бетоноподающей стрелой.

Недостатком автобетоносмесителей является затруднительность нормальной эксплуатации при отрицательных температурах наружного воздуха.

При отрицательных температурах 3-5°С эксплуатацию автобетоносмесителей прекращают при дальности транспортирования более 10-15 км.

Для зимней эксплуатации автобетоносмесителей разработаны конструкции смесительных барабанов с эффективной теплоизоляцией их стенок, например, пенополиуретаном, а также с водоподогревателями для водяных баков.

При транспортировании автосамосвалами общего назначения часть бетонной смеси теряется из-за неплотности бортов кузова, выплескивается при движении по плохим дорогам, при спуске в котлованы, кроме того, в жаркое время года с большой открытой поверхности смеси интенсивно испаряется влага, а в холодное время смесь остывает.

При разгрузке приходится вручную очищать поверхность кузова.

Этих недостатков не имеют специальные автосамосвалы-бетоновозы с кузовом корытообразной формы, оснащенные вибровозбудителем. Плавные сопряжения бортов с днищем исключают налипание бетона в углах, а наличие вибровозбудителя позволяет быстро, без затрат ручного труда, выгружать смесь.

Для защиты смеси от воздействия атмосферных осадков, охлаждения и ветра кузов 2 снабжен крышкой 1 с двойной обшивкой, заполненной термоизоляционным материалом.

Процессом разгрузки управляют из кабины автомобиля с помощью пневмогидропривода. Угол подъема кузова до 90°.

Автобетоновоз:

1 - крышка, 2 - кузов, 3 – выносная опора (штриховыми линиями показано положение кузова при разгрузке)

При выборе транспортных средств для доставки бетонной смеси на объект принимают во внимание дальность транспортирования и, соответственно, допустимые при этом технологические свойства бетонной смеси и режимы.

В процессе транспортирования может быть допущено снижение исходной подвижности смеси не более чем на 30% и ее температуры на 3÷5°С в час. Изменение остальных заданных показателей свойств смесей недопустимо.

Большое влияние на выбор средств доставки оказывают условия строительства.

При необходимости постепенной и порционной выгрузки из транспортного средства вне зависимости от удаленности строительного объекта от бетонного завода целесообразно применять автобетоносмесители.

При отсутствии на строительстве специального бетоноукладочного оборудования эффективно применение автобетоносмесителей, оборудованных ленточными конвейерами.

Оценкой эффективности принятой технологии транспортирования бетонной смеси объективно может служить показатель приведенных затрат на 1 м³ бетонной смеси в деле.

1.6 Подача и распределение бетонной смеси

При бетонировании фундаментов неглубокого заложения, свай, бетонных подготовок под полы и основания автомобильных дорог бетонную смесь разгружают непосредственно в конструкцию.

Как правило, при бетонировании конструкций толщина укладываемого слоя ограничивается глубиной проработки вибраторов, а так как при разгрузке бетонной смеси из автосамосвалов или бетоновозов подавать смесь порциями невозможно, то при устройстве бетонных подготовок приходится предварительно разравнивать смесь с последующим ее уплотнением поверхностными или глубинными вибраторами 4, при бетонировании буронабивных свай использовать специальные лотки 7 и воронки 8 для порционной подачи бетона и бетонолитные трубы 9.

Схемы подачи смеси нспосредственно в конструкции при бетонировании полов и автодорог (а), ленточных фундаментов (б) и буронабивных свай (в):

1 - автосамосвал, 2 - автобстоновоз, 3 - автобетоносмеситель, 4 - вибратор, 5 - отбойный брус, 6 - опалубка, 7 - лоток, 8 - воронка, 9 – бетонолитная труба.

При устройстве ленточных фундаментов и наличии удобного подъезда возможна непосредственная подача смеси путем опрокидывания кузова автобетоновоза 2.

В этом случае принимают специальные меры по укреплению щитов опалубки, гак как в момент выгрузки на них существенно возрастают динамические нагрузки.

Для обеспечения фиксированного положения автобетоновоза используют ограничители (отбойные брусья 5) движения задних колес.

Неповоротная (а) и поворотная (б) бадьи, бункер-игла (в):

1 – каркас, 2 – рычаг, 3 – корпус, 4 – монтажные петли, 5 – затвор, 6 – вибратор, 7 – полозья, 8 – гибкий рукав.

При подаче смеси в конструкции кранами применяют различные типы бадей вместимостью 0,5...8 м³.

Неповоротные бадьи загружают с помощью перегрузочных эстакад.

К каркасу 1 бадьи присоединен корпус 3 конической формы, закрываемый снизу затвором 5. Рычагом 2 регулируют степень раскрытия затвора.

К крюку крана бадью подвешивают за монтажные петли 4.

Для интенсификации выгрузки бетонной смеси используют поворотные бадьи.

Загружают их с помощью автосамосвала или бетоновоза.

Затем кран поднимает бадью в вертикальное положение и подает ее к месту выгрузки.

Корпус бадьи снабжен полозьями 7, которые служат направляющими при подъеме бадьи в вертикальное положение.

Для предотвращения зависания бетонной смеси на корпус бадьи устанавливают навесной вибратор 6.

Для укладки пластифицированных и высокоподвижных смесей иcпользуется бункер, оснащенный гибким рукавом 8.

Такое приспособление позволяет облегчить укладку бетонных смесей в труднодоступные места, особенно при производстве работ в монолитном домостроении.

Если в кузове автобетоновоза или самосвала больше смеси, чем вместимость одной бадьи, устанавливают вплотную друг к другу несколько емкостей и загружают их одновременно, а затем подъемным механизмом (краном, приставными стоеч- ным или шахтными подъемниками) поочередно подают их к месту разгрузки.

В каждом конкретном случае назначают способ подачи смеси в зависимости от конструктивных особенностей возводимого сооружения и наличия средств механизации.

Как правило, принимают наиболее прогрессивный и менее дорогостоящий комплект, механизмов, обеспечивающий максимальное снижение доли ручного труда.

Так, при бетонировании отдельно стоящих фундаментов и массивных стен бетонную смесь подают бадьей в опалубку с помощью башенного или стрелового крана.

Изменяя вылет стрелы крана, бетонную смесь подают в любую точку бетонирования в радиусе действия крана. Для приема смеси опалубку 2 оснащают площадками с ограждениями, на которых размещаются рабочие, лестницами-стремялками для перехода рабочих в рабочую зону.

При подаче шахтным подъемником 5 доставляемая автосамосвалами или бетоновозами 7 бетонная смесь перегружается в приемный бункер 6.

Бункер на тележке перемещают в зону подъемника 5, который поднимает его по вертикали до рабочего настила.

Там разгружаемую из него смесь укладывают в подъемно-переставную опалубку 8.

Схема подачи бетонной смеси с помощью башенного (а) и стрелового кранов (б), шахтных (в) и приставных (г) подъемников:

1 - бадья с бетонной смесью, 2 - опалубка, 3 - растяжки, 4 - бетонируемая труба, 5 - шахтный подъемник, 6 - приемный бункер, 7 - автобетоновоз, 8 - подъемно-переставная опалубка, 9 - подъемная головка, 10 - тележка, 11 - бетонируемое перекрытие, 12 - стоечный подъемник, 13 ковш с бетонной смесью

При возведении монолитных конструкций стен и перекрытий зданий для подачи бетонной смеси используют стоечный подъемник 12: из бетоновоза ее загружают в ковш, который вкатывают с помощью передаточной тележки на площадку подъемника и перемещают по вертикали в зону бетонирования, где по катальным ходам на рабочем настиле смесь транспортируют к месту укладки с помощью тележек 10.

Схема подачи бетонной смеси вибропитателями:

1 - опалубка, 2 - виброжелоб (лоток), 3 - вибратор, 4 – стойка, 5 - вибропитатель, 6 - автобетоновоз, 7 – пружинная подвеска.

При возведении конструкций, расположенных в котлованах и других временных выемках, бетонную смесь целесообразно подавать вибропитателям.

Из автобетоновоза 6 смесь разгружается в вибропитатель 5 - треугольную в плане емкость, на стенках которой укреплены вибраторы 3.

Вибропитатель устанавливают с небольшим наклоном в сторону бетонируемой конструкции и соединяют с виброжелобом 2.

Виброжелоб 2 собирают из стандартных секций длиной 4 или 6 м и крепят к инвентарным стойкам 4 на пружинных подвесках 7.

Устанавливаемые на желобах вибраторы 3 передают колебания бетонной смеси, которая разжижается и самотеком перемещается по желобу.

Нормальная подача бетонной смеси таким способом возможна при осадке конуса 4...12 см и угле наклона желоба 5...30°.

Этим способом нельзя транспортировать малоподвижные и жесткие смеси, так как в них быстро затухают колебания и транспортный эффект снижается, а также смеси с осадкой конуса более 12 см, так как при угле наклона желоба более 10° она выплескивается.

Интенсивность укладки с использованием виброжелобов в зависимости от состава и подвижности смесей колеблется в пределах 10...30 м³/ч.

Для подачи бетонной смеси на высоту 2,1...5,5 м при бетонировании отдельно стоящих конструкций с небольшими размерами в плане применяют ленточные конвейеры ТК-20.

Длина конвейеров 5,7...15,35 м, ширина ленты 400...500 мм.

Бетонная смесь равномерно подается заданным слоем на ленту конвейера через питатели автобетоносмесителей.

Во избежание расслоения подвижность смеси должна быть не более 6 см, наклон конвейера - не более 15...18° при перемещении смеси вверх и 10...12° - вниз.

При выгрузке с конвейера в бетонируемую конструкцию используют специальные направляющие воронки, щитки или козырьки, предотвращающие разброс смеси или ее свободное падение.

При сооружении конструкций и элементов сооружений и зданий с верхней отметкой на уровне 3...9 м выше отметки уровня земли используют самоходные ленточные бетоноукладчики на базе гусеничных тракторов или экскаваторов.

Самоходные ленточные бетоноукладчики на базе экскаватора ЛБУ-20 (а) и трубоукладчика (б):

Конструктивные схемы бетоноукладчиков ЛБУ-20, вымолненных на базе экскаватора и на базе трубоукладчика, состоят из приемного бункера 1, ленточных конвейеров 2, 4 телескопической стрелы 3.

У бетоноукладчика ЛБУ-20 загрузочный бункер выполнен в скиповом варианте, что позволяет при его подъеме осуществлять плавную подачу смеси на ленту конвейера.

Бетонная смесь из автотранспортных средств перегружается в приемный бункер, поднимающийся с помощью гидроцилиндров.

Для регулирования подачи смеси на ленту транспортера у выходного отверстия бункера установлен затвор, приводимый в действие от гидроцилиндра.

ЛБУ включает телескопическую систему основного и выдвижного стволов 3 с реверсивным приводом ленты.

С одной стоянки ЛБУ послойно укладывает и распределяет смесь в радиусе 3...20 м с поворотом конвейера на 360°.

Для предотвращения расслоения смесей ЛБУ снабжается хоботом 6.

Бетоноукладчик (рис. 54 б) снабжается неподвижным загрузочным бункером 1, из которого смесь попадает на ленточные конвейеры 2, 4.

Положение конвейеров изменяется с помощью тросовой системы 9, увеличивая или уменьшая их вылет.

Максимальный радиус действия конвейеров составляет 16 м. Для предотвращения расслоения смеси конечный участок системы конвейеров снабжается гасителем 8.

1.7 Трубопроводный транспорт для подачи и распределения бетонной смеси

Укладка бетонных смесей трубопроводными бетонотранспортными установками является комплексным технологическим процессом, включающим её приёмку в загрузочный бункер бетонотранспортной установки из бетоно- или автобетоносмесительного оборудования, перекачку смеси по бетонопроводу к месту укладки, её распределение в зоне бетонирования (с применением гибких рукавов или распределительных стрел), а также все сопутствующие работы по обслуживанию этого процесса (монтаж и демонтаж трубопроводов, их очистку, обслуживание бетононасосов и т.д.)

Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам с помощью бетононасосов и пневмонагнетателей наиболее прогрессивный способ, позволяющий существенно снизить объем ручного труда, повысить производительность и качество бетонных работ.

По сравнению с открытым способом при этом исключаются такие отрицательные явления, как испарение влаги и нарушение однородности смеси, потери бетона.

Современные установки трубопроводного транспорта компактны и мобильны, что снижает непроизводительный расход рабочего времени на их монтаж и демонтаж.

Промышленность выпускает поршневые бетононасосы производительностью 10, 25, 40 и 65 м³/ч для транспортирования подвижных бетонных смесей с осадкой конуса 5...8 см и литых - с осадкой конуса 15... 16 см на расстояние до 350 м по горизонтали и до 100...120 м по высоте.

Состав смесей подбирают по специальной методике: наибольшая крупность заполнителя зависит от диаметра трубопровода, но не более 60 мм; оптимальное значение В/Ц смеси 0,5...0,6; количество заполнителя максимальной крупности не более 15...20%.

Меньшие сопротивления движению возникают при перекачке смесей на гравии, чем на щебне.

Избыточное количество мелких фракций песка, а также наличие пылеватых и глинистых частиц повышают вязкость бетонной смеси и увеличивают сопротивляемость движению, поэтому такие смеси трудно поддаются перекачиванию.

Для снижения расхода цемента и повышения подвижности смесей используют пластифицирующие добавки. Так, добавки водного раствора суперпластификатора С-3 (1,0...3,0% от массы цемента) повышают перекачиваемость смеси и снижают расход цемента (на 10... 15%).

При перекачивании легких бетонных смесей пористые заполнители до приготовления смеси предварительно насыщают водой в течение 2...5 суток. В емкостях под вакуумом цикл воды насыщения сокращается до 30...45 мин.

Если заполнитель не подвергали такой обработке, то в процессе транспортирования в результате давления происходит обжатие смеси: воздух в системе сжимается и его место заполняет вода.

В результате резко снижается подвижность смеси и ухудшается ее перекачиваемость.

Поэтому в этом случае требуются специальные расчеты состава бетонной смеси и выбор бетононасосов.

Бетононасосы применяют для подачи смеси во все виды конструкций при интенсивности бетонирования не менее 6 м³/ч, при возведении их в стесненных условиях, в местах, где использование другого вида транспорта невозможно.

Промышленность выпускает стационарные и мобильные бетононасосы, которые отличаются принципом действия и техническими характеристиками. Наиболее надежен в работе стационарный поршневой бетононасос с гидравлическим приводом.

Бетонная смесь из приемного бункера 1 под действием силы тяжести и разрежения, создаваемого поршнями, поступает в один из транспортных цилиндров 4, откуда поршнем подается в бетоновод 8.

Бетононасос снабжен двумя поршнями, которые работают в противофазе: если первый всасывает, то второй нагнетает бетонную смесь в бетоновод. Поршни цилиндров 4 приводятся в действие гидроцилиндрами 2.

Бетононасос СВ-85А:

а – такт всасывания бетонной смеси в левый цилиндр и нагнетания из правого, б – то же, в правый цилиндр и нагнетание из левого; 1 – приемный бункер, 2 – приводные гидроцилиндры, 3 – камера с промывочной водой, 4 – транспортный цилиндр, 5,7 – вертикальная и горизонтальная шиберные пластины, 6 – гидроцилиндр шиберной пластины, 8 – бетоновод.

Направление движения бетонной смеси при тактах всасывания и нагнетания изменяется с помощью вертикальной 5 и горизонтальной 7 шиберных пластин, которые совершают движение от гидроцилиндра 6. Вертикальная пластина поочередно перекрывает выходные отверстия транспортных цилиндров 4, а горизонтальная - отверстия приемного бункера.

В приемном бункере расположен побудитель, состоящий из горизонтального вала с лопастями и привода.

Побудитель дополнительно перемешивает смесь, повышая ее однородность, не дает ей зависать на стенках бункера и препятствует образованию воздушных пробок в бетоноводе.

Бетононасосу придается комплект стальных труб, состоящий из основных звеньев длиной 3 м, соединяемых с помощью быстроразъемных рычажных зажимов, доборных звеньев длиной 0,3; 0,6; 0,9; 1 и 1,5 м и криволинейных звеньев с углами поворота 90, 45 и 30°,

При прокладке бетоновода учитывают сопротивления, возникающие в его вертикальных частях и коленах.

Так, сопротивления на вертикальном участке длиной 1 м и коленах с углами 90, 45 и 30° эквиваленты сопротивлениям на горизонтальных участках бетоноводов длиной соответственно 8, 12, 7 и 5 м.

Перед началом транспортирования бетонной смеси в приемный бункер загружают так называемую «пусковую» смесь, приготовленную из цемента и воды или цементно-песчаного раствора состава 1:1, подвижностью 6...8 см.

Допускается в качестве «пусковой» смеси использовать порцию пластичной бетонной смеси с повышенным расходом цемента.

При движении по трубопроводу такая смесь образует смазочный слой на внутренней поверхности сухого бетоновода, что предотвращает пробкообразование при перекачке первых порций бетонной смеси.

Чтобы «пусковая» смесь перемещалась по всему сечению, в бетоновод вставляют пыж из губчатой резины, препятствующий растеканию смеси.

По окончании бетонирования бетоновод промывают водой под давлением и пропускают через него эластичный пыж. При перерыве более чем на 30 мин смесь во избежание образования пробок в бетоноводе активизируют путем периодического включения бетононасоса, а при перерывах более 1 ч бетоновод полностью освобождают от смеси.

Стационарные бетононасосы СБ-123 и другие с бетоноводом диаметром 125 мм оснащены двухсекционной распределительной стрелкой, которая подает бетонную смесь непосредственно к месту укладки.

Бетононасосы, смонтированы на шасси автомобиля КамАЗ, в отличие от стационарных представляют собой самоходный механизм, обеспечивающий интенсивное ведение бетонных работ при частом перебазировании оборудования вдоль фронта бетонирования.

Автобетононасосы успешно применяют при бетонировании тонкостенных конструкций, отдельно стоящих фундаментов, труднодоступных мест.

Автобетононасосы снабжены трехсекционной распределительной стрелой и бетоноводом диаметром 125 мм. Они обеспечивают подачу бетонной смеси на расстояние до 400 м по горизонтали и до 80 м по вертикали. Стрела оснащена гидравлическим приводом, что обеспечивает ее разнообразные рабочие положения, отвечающие технологическим требованиям и условиям производства работ.

В горизонтальном положении радиус действия стрелы 28 м, в вертикальном положении высота подъема смеси около 25 м.

Зоны действия автобетононасоса с трехсекционной распределительной стрелой.

Автобетононасос с гидравлическим приводом размещается на раме автомобиля 1, состоит из приемного бункера 8 с предохранительной решеткой 6 и мешалкой 7, двух рабочих гидроцилиндров 2, маятникового патрубка 5 в виде изогнутой трубы, один конец которой шарнирно соединен с бетоноводом 3, а второй поочередно соединяется с отверстиями рабочих цилиндров.

Поршни цилиндров движутся одновременно во взаимнопротивоположных направлениях.

Когда бетонная смесь всасывается в один из рабочих цилиндров, поршень второго выталкивает ее через маятниковый патрубок в бетоновод.

Автобетононасос с гидравлическим приводом:

1 – автомобиль, 2 – гидроцилиндр, 3 – бетоновод, 4 - рабочий цилиндр, 5 – маятниковый патрубок, 6 – предохранительная решетка, 7 – мешалка, 8 – приёмный бункер.

Более наглядное представление о конструкции и работе автобетононасоса дает схема, изображенная на рис. 58.

Бетонная смесь из автобетоносмесителя подается в приемный бункер 8, откуда насосом подается в трубопровод 5, смонтированный на стреле манипулятора 3.

Стрела выполняется шарнирно-сочлеленёной из трех звеньев.

Каждая пара звеньев снабжается гидравлическими домкратами 4, что обеспечивает многообразие геометрического положения.

На конце бетоновода расположен гибкий рукав 6, который служит гасителем скорости выхода бетонной смеси и позволяет расширить зону укладки без изменения положения стрелы.

Устойчивое положение автобетононасоса обеспечивается выносными опорами 9.

Для изменения скорости перекачивания на шасси автомобиля располагается пульт управления 7, с него обеспечивается управление положением стрелы манипулятора (вылет, высота подъема или опускания каждой из стрел).

Конструктивно-технологическая схема автобетононасоса:

1 – шасси автомобиля, 2 – коробка отбора мощности, 3 – стрела манипулятора, 4 - гидравлический привод, 5 – трубопровод (бетоновод), 6 – гибкий рукав, 7 – пульт управления, 8 - приемный бункер, 9 – выносная опора.

Автобетононасосы являются более мобильными, что позволяет выполнять работы в различных условиях строительной площадки.

Последнее время находят применение автобетононасосы-автобетоносмесители.

На шасси автомобиля смонтированы барабан 4 бетоносмесителя, бетононасос 6 с распределительной стрелой манипулятора 8.

Такое техническое решение позволяет совместить процесс транспортирования, приготовления и укладки смеси, что очень выгодно при возведении рассредоточенных объектов с небольшим объемом работ.

Трубопроводный транспорт позволяет перейти на качественно новый уровень ведения бетонных работ, резко снижает трудозатраты, полностью механизируя процессы.

Существенно повышается и культура труда.

Техническая характеристика бетононасосных установок отечественного производства приведена в таблице.

Технические характеристики бетононасосных установок с гидравлическим приводом

Показатель	СБ-165	СБ-161	СБ-126	БН-80-20	БН-40
Тип бетононасоса	Прицепной	Стационарный	Автобетононасосы с распределительными стрелами		Бетононасос на автоприцепе
Производительность, м³/ч	5…20	5…65	5..65	5…65	5…40
Дальность подачи бетонной смеси, м: по горизонтали	300	350	350	200	200
по вертикали	80	80	80	80	60
Диаметр бетоновода, мм	125	125	125	125	125
Объем приемного бункера, м³	0,5	0,7	0,7	0,4	0,4
Вылет стрелы, м	10	12	13	26,5	30
Число звеньев	2	2	3	3	3
Угол поворота, град	360	360	360	360	360
Масса, кг	1000	3000	5000	6500	9900

Автобетононасос-автобетоносмеситель:

1 – шасси автомобиля, 2 – гидропривод, 3 – гибкий бетоновод, 4 – барабан, 5 – пульт управления, 6 – бетононасос, 7 – раздаточный лоток, 8 – манипулятор, 9 – бак для воды.

Рассмотрим технологическую схему бетонирования отдельно стоящих фундаментов с подачей бетонной смеси автобетононасосом.

Смесь из автобетоносмесителя 1 через разгрузочную воронку подается в приемный бункер 2 бетононасоса.

После ее побуждения она попадает в бетононасос 3 и по бетоноводу стрелы 4 направляется к месту укладки. Концевое звено бетоновода снабжено гибким шлангом 5, обеспечивающим локальную подачу смеси к месту укладки.

Технологическая схема бетонирования фундаментов:

1 – автобетоносмеситель, 2 – приемный бункер, 3 – бетононасос, 4 – стрела, 5 – гибкий шланг, 6 – базовый автомобиль.

Процесс подачи бетонной смеси стационарным бетононасосом состоит из следующих операций: монтаж и демонтаж бетоновода; установка средств для распределения бетонной смеси; подготовка к эксплуатации бетононасоса; подача бетонной смеси по бетоноводу; очистка оборудования по окончании работы.

Качество и надежность работы бетононасоса во многом зависят от правильности монтажа элементов бетоновода.

Перед монтажом тщательно проверяют и очищают фланцы, замковые соединения, уплотнения.

Горизонтальные участки бетоноводов устанавливают на специальные опоры с небольшим уклоном в сторону бетонирования, чтобы обеспечить спуск воды после промывки бетоновода.

Вертикальные участки прикрепляют к стойкам и опорам.

Между бетононасосом и бетоноводом устанавливают специальное звено, снабженное обратным клапаном, которое необходимо в случаях внезапной остановки бетононасоса, смене или очистке бетоновода.

Продолжительность перерыва должна быть не более 30 минут.

В процессе эксплуатации бетононасосов приходится наблюдать образование пробок при перекачивании бетонных смесей, причинами которых являются:

- неправильный подбор состава бетонной смеси, при котором не обеспечивается её удобоперекачиваемость;

- использование расслоившейся, плохо перемешанной либо начавшей схватываться смеси;

- недостаточная смазка трубопровода пусковой смесью;

- недостаточное давление бетононасоса для преодоления сопротивлений перекачиванию;

- утечка цементного молока в местах соединения звеньев бетонопровода;

- неудовлетворительная очистка и промывка трубопровода, сильный нагрев бетонопровода;

- примерзание смеси к стенкам бетонопровода в зимнее время;

- изношенность резиновой манжеты рабочего поршня бетононасоса.

Местоположение пробок определяют простукиванием, затем разбирают соответствующее звено и удаляют пробку.

Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам должно быть непрерывным, чтобы она не схватывалась и не загустевала.

А следовательно, и доставка ее должна быть бесперебойной, а бетонирование непрерывным Непрерывность работы бетононасосов зависит от своевременности и качества очистки бетоноводов.

Очищают бетоновод водой, нагнетаемой специальным центробежным насосом или сжатым воздухом с помощью двух пыжей 2 из губчатой резины или пыжа из влажной мешковины 5.

Чтобы промывочная вода не попадала в уложенную бетонную смесь, кран 3 для ее спуска располагают на некотором удалении от концевого звена.

Схема промывки бетоновода:

1 – бетоновод, 2 – пыжи, 3 – кран для спуска воды, 4 – манометр, 5 – пыж из мешковины.

Высота свободного падения бетонной смеси без нарушения ее однородности 2,5...3 м.

При возведении ряда конструкций и объектов промышленного и гидротехнического строительства, когда процесс бетонирования ведут с эстакад, высота свободного падения смеси может значительно превышать эти цифры.

При высоте свободного падения до 10 м, чтобы не допустить расслаивания бетонной смеси, применяют, звеньевые хоботы.

Хобот состоит из приемной воронки 3 и звеньев 1, снабженных крюками 2. По мере уменьшения высоты подачи нижние звенья снимают: расстояние от устья хобота до места укладки должно быть 0,7…1 м.

Для увеличения радиуса действия разрешается оттягивать хобот в сторону не более чем на 0,25 м на каждый метр высоты, при этом два нижних звена должны оставаться вертикальными.

Звеньевой хобот:

1 – звено, 2 – крюки для подвески звеньев, 3 – приемная воронка.

При высоте свободного падения бетонной смеси 10...80 м применяют виброхоботы в виде секционных трубопроводов.

Каждая секция состоит из пяти труб диаметром 450 мм, длиной 2000 мм с раструбным соединением.

Трубы крепят к двум стальным канатам специальными зажимами.

Нижняя секция представляет собой звено из трубы длиной 1000 мм с шарнирными быстроразъемными соединениями.

Это позволяет быстро укорачивать виброхобот по мере необходимости.

Верхняя секция снабжена загрузочной воронкой вместимостью 1,6 м³.

На загрузочную воронку и звенья виброхобота через каждые 4...8 м навешивают вибраторы, обеспечивающие виброразжижение смеси и предотвращающие ее зависание.

Дли снижения скорости выхода бетонной смеси секции снабжают гасителями в виде рассеивателей треугольной формы.

Графики изменения скорости падения смеси для виброхобота без гасителей 1 и с гасителями приведены на рис.

При высоте до 40 м скорость перемещения бетонной смеси может достигать 25 м/с, в то время как с гасителями она не превышает 10 м/с.

Графики изменения скорости потока смеси в виброхоботе без гасителей (1) и с гасителями (2).

Хоботы и виброхоботы применяют редко, так как они требуют устройства специальных эстакад, что связано с большими экономическими затратами.

Пневматические нагнетатели обеспечивают дальность транспортирования до 200 м и высоту подъема до 85 м.

Пневмонагнетатель состоит из корпуса 1 грушеобразной формы с загрузочной воронкой 2, закрываемой затвором 3.

Сжатый воздух подводится по трубопроводу 4.

В нижней части корпуса закрепляют секцию бетоновода 7. Для проведения работ по бетонированию необходим комплект механизмов, включающий в себя компрессор с ресивером, секции бетоновода, устройство для приема бетона и его загрузки в пневмонагнетатель.

Пневмонагнетательная установка:

1 – корпус, 2 – загрузочная воронка, 3 – затвор, 4 – подводящий трубопровод, 5,6 - материальный шланг, 7 – секция бетоновода, 8 – сопло, 9 – гаситель.

Бетонную смесь с осадкой конуса 6...8 см и максимальной крупностью заполнителя до 40 мм загружают из автобетоносмесителя или из бетоновоза с помощью скипового подъемника в приемную воронку.

Закрывают затвор и подают в корпус сжатый воздух.

При давлении 0,25...0,3 МПа бетонная смесь в струе сжатого воздуха транспортируется по трубопроводам со скоростью 1,5...2 м/с.

Чтобы погасить эту скорость, на конце бетоновода расположен гаситель 9. Из гасителя по резиновому шлангу смесь поступает в опалубку конструкции.

При транспортировании бетона пневмонагнетателями некоторые перерывы в бетонировании допускаются, так как процесс транспортирования сопровождается продувкой трубопровода сжатым воздухом.

Пневмонагнетатели применяют для бетонирования малоармированных небольших конструкций, тонкостенных конструкций, а также заделки стыков.

Для увеличения несущей способности конструкции используют дисперсное армирование бетонов.

Их арматура представляет собой короткие отрезки тонкой проволоки (фибры).

Для нанесения таких смесей используют специальное распылительное сопло.

Оно состоит из материального шланга 1 для подачи цементно-песчаной смеси, шланга 2 для подачи фибры и воздуха.

В камере происходит равномерное смешение фибры с цементно-песчаной смесью, а также ее увлажнение.

Водонасыщение смеси создается за счет использования специального водяного кольца 4, в которое под давлением подается вода из шланга 3.

Распылительное соплодля нанесения дисперсно-армированного бетона:

1 – шланг для подачи цемента, песка, 2 – материальный шланг для подачи фибры, 3 – шланг для подачи воды, 4 – водяное кольцо, 5 – сопло.

Путем изменения давления воды достигают требуемой водонасыщенности смеси, а соответственно и ее жесткости.

Перемешанные компоненты со скоростью до 100 м/с вылетают из сопла 5 и наносятся на бетонируемую поверхность.

Расстояние до бетонируемой конструкции должно быть 1,2... 1,5м.

При выполнении работ оператор должен быть одет в специальную одежду и иметь защитные очки, так как в процессе торкретирования наблюдается некоторый отскок частиц от поверхности.

При бетонировании фундаментов с использованием пневмонагнетателя 3 бетонную смесь доставляют автобетоновозом 5 и перегружают в вибропитатель 4, оттуда она поступает в загрузочный бункер пневмонагнетателя 3.

От компрессора 1 сжатый воздух подается через ресивер 2 и трубопроводы в камеры пневмонагнетателя.

Из пневмонагнетателя бетонная смесь по бетоноводу 6 подается в гаситель 7 и оттуда через воронку хобота 8 в опалубку 9 фундамента.

Подача бетонной смеси пневмонагнетателем требует дополнительных средств механизации, разветвленной системы трубопроводов, поэтому по сравнению с бетононасосами этот вид транспортирования смеси менее экономичен.

Схема бетонирования с помощью пневмонагнетателя:

1 – компрессор, 2 – ресивер, 3 – пневонагнетатель, 4 – вибропитатель, 5 - автобетоновоз, 6 – бетоновод, 7 – гаситель, 8 – хобот, 9 – опалубка.

Передвижные установки с манипуляторами бетонопроводов существенно снижают трудоемкость работ и расширяют область эффективного применения бетононасосного транспорта.

Проектирование схем организации работ для бетононасосов с манипулятором на автомобильном шасси основывается только на геометрических параметрах их стрел и возможности подъезда механизмов к бетонируемым конструкциям.

Рабочая зона манипулятора бетонопровода на автошасси

Механические распределители и манипуляторы целесообразно использовать при необходимости многократных перестановок для распределения бетонной смеси в стесненных условиях при бетонировании высотных и других сооружений.

Распределители устанавливают на рабочий настил опалубки или на ранее забетонированные конструкции.

При бетонировании многоэтажных зданий и сооружений механические распределители могут быть смонтированы на башенных кранах или специальных опорах.

Конструктивные схемы механических распределителей (а) и автономных распределительных стрел (б):

1 – противовес, 2 – выносные опоры, 3 – рама, 4 – бетонопровод, 5 – бетононасос, 6 – стрела.

Технические характеристики оборудования для распределения бетонных смесей

Показатель	ЦНИИОМТП	СБ-129А	СБ-136	СБ-149	СБ-160
Вылет стрелы, м	10	12	13	26,5	30
Число звеньев	2	2	3	3	3
Угол поворота, град.	360	360	360	360	360
Внутренний диаметр бетонопровода	125	100	125	125	125
Тип привода	Гидравлический
Давление в гидросистеме, МПа	-	16	16	25	25
Масса, т	1	3	5	6,5	9,9

Автономные распределительные стрелы, применяемые в бетононасосных установках, по технологическому принципу действия подразделяются на стационарные, переставные, самоподъемные и передвижные.

В конструктивном отношении они могут быть выполнены на рамной или башенной опоре, трубчатых колоннах и на базе одно- или двухконсольных башенностреловых установок.

Распределительные стрелы должны устанавливаться на объекте в зоне бетонируемой захватки. С бетононасосом распределительные стрелы соединяются магистральным бетонопроводом.

Бетононасос при этом может располагаться в месте, удобном для подъезда автотранспортных средств, или под бетоносмесительной установкой.

1.8 Уплотнение бетонной смеси

Технологический процесс укладки бетонной смеси состоит из следующих операций: подача к месту укладки, распределение, разравнивание и уплотнение.

Перед началом бетонирования должны быть определены или уточнены:

- способы подачи, распределения и уплотнения бетонной смеси;

- состав бетонной смеси и показатели ее подвижности;

- толщина и направление укладываемых слоев;

- допустимая продолжительность перекрытия слоев;

- необходимая интенсивность подачи бетонной смеси с проверкой обеспеченности ее поставки бетонными заводами и транспортными средствами;

- потребность в механизмах и рабочих для подачи, распределения и уплотнения бетонной смеси, включая рабочих для выполнения подсобных работ в процессе бетонирования.

Перед укладкой бетонной смеси опалубка должна быть очищена от мусора, грязи, льда, снега, масел, при необходимости промыта.

Если смесь укладывается на бетонную поверхность, то ее предварительно необходимо подготовить, очистить поверхность бетона от цементной пленки.

Наиболее целесообразно удалять цементную пленку сразу после окончания схватывания цемента (в жаркую погоду через 6-8 ч после окончания укладки, в прохладную - через 12-24 ч).

Очистка бетонных поверхностей от цементной пленки должна производится без повреждения поверхности бетона, для чего прочность бетона должна быть в пределах:

- при обработке водяной или воздушной струей -2…3 кгс/см²,

- при обработке механической металлической щеткой – 15…25 кгс/см²,

- при обработке пескоструйным агрегатом – 50…100 кгс/см².

Во время укладки бетонной смеси необходимо постоянно следить за состоянием опалубки, при появлении смещения или деформации щитов следует немедленно устранить смещения и деформации.

К вспомогательным операциям относят также установку, закрепление и перемещение транспортных устройств и приспособлений (вибропитателей, виброжелобов, хоботов, бетоноводов) и их техническое обслуживание, очистку и помывку после бетонирования.

Положение этих машин и механизмов должно быть устойчивым, исключающим различного рода деформации и поломки.

Для каждого механизма (например, крана, бетоноукладчика, бетононасоса) определяют рабочую зону и схему перемещения, проверяют систему электроснабжения, освещения, световую и звуковую сигнализацию, исправность работы вибраторов.

Бетонирование конструкций должно сопровождаться соответствующими записями в журнале бетонных работ:

- дата начала и окончания бетонирования (по конструкциям, блокам, участкам, захваткам),

- заданные марки бетона, рабочие составы и показатели его подвижности (жёсткости),

- объем выполненных работ по отдельным частям сооружения,

- дата изготовления контрольных образцов бетона, их количество, маркировка (с указанием места конструкций, откуда взята бетонная смесь), сроки и результаты испытаний образцов,

- температура наружного воздуха во время бетонирования,

- температура бетонной смеси при укладке (в зимних условиях), а также при бетонировании массивных конструкций.

Форма журнала и порядок её заполнения определены нормативно-технической документацией.

Существует несколько способов укладки бетонных смесей, к числу которых относятся:

- послойная укладка параллельными слоями толщиной, не превышающей 2/3 высоты наконечника вибратора или зоны проработки поверхностными вибраторами,

- укладка наклонными слоями увеличенной толщины в монолитных малоармированных конструкциях с использованием мощных глубинных вибраторов,

- непрерывная послойная укладка подвижных и литых бетонных смесей, транспортируемых бетононасосными установками с применением кратковременной неинтенсивной вибрации,

- напорное бетонирование конструкций на полную высоту в замкнутых формах путем нагнетания высокоподвижных и литых смесей в пространство опалубки.

Каждый из перечисленных способов имеет конкретную область применения в зависимости от технологических свойств бетонных смесей, степени механизации и интенсивности ведения бетонных работ.

В общем цикле бетонных работ на долю ручного труда приходится! более 60%, а том числе на процесс бетонирования около 35%.

Одной из основных технологических операций при производстве бетонных работ является уплотнение бетонной смеси. От качества уплотнения в основном зависит плотность и однородность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.

При приготовлении, транспортировании и укладке бетонная смесь чаще всего находится в рыхлом состоянии; частицы заполнителя расположены неплотно и между ними есть свободное пространство, заполненное воздухом.

Назначение процесса уплотнения обеспечить высокую плотность и однородность бетона.

В основном бетонную смесь уплотняют вибрированием.

Укладку и уплотнение бетонной смеси необходимо осуществлять в непрерывной последовательности; задержка в выполнении любой из этих операций приводит к предварительному схватыванию смеси, ухудшению физико-механических характеристик бетона и повышению трудозатрат.

Самым распространенным и наиболее экономичным способом уплотнения бетонной смеси является вибрирование.

Под действием передаваемых от излучателя вибратора механических колебаний смесь подвергается тиксотропному разжижению, равномерному распределению в опалубке, а также вытеснению содержащегося в бетонной смеси воздуха.

Бетонную смесь подвергают воздействию внутренних (глубинных), поверхностных и наружных вибраторов.

Глубинные вибраторы сообщают колебания бетонной смеси от рабочего наконочника (корпуса), погружаемого в уплотняемый слой смеси.

Поверхностные вибраторы устанавливаются на поверхности уложенной бетонной смеси и передают ей колебания через рабочую площадку.

Наружные вибраторы передают колебания щитам опалубки, от которых они распространяются в бетонной смеси.

Промышленность выпускает ручные и подвесные вибраторы, перемещаемые грузоподъемными устройствами.

В зависимости от типа привода различают электромеханические, электромагнитные, пневматические и гидравлические вибраторы.

В перспективе гидравлические вибраторы могут занять определенное место в виброуплотнении бетонной смеси благодаря компактности, малому весу, простоте конструкции и обслуживания, высокой маневренности и долговечности, возможности регулирования частоты колебаний, электро- и взрывобезопасности.

Обладают высоким коэффициентом полезного действия.

Под действием вибрации в бетонной смеси распространяются механические колебания в виде волн, которые создают в бетонной смеси динамическое давление, волны, распространяясь в смеси, совершают работу по сближению отдельных частиц, в результате чего силы трения между зернами заполнителя снижаются и смесь приходит в состояние тяжелой вязкой жидкости.

Жесткие смеси требуют длительного воздействия вибрации и более частой перестановки вибратора.

При уплотнении смеси глубинными вибраторами максимальное давление наблюдается в нижней зоне наконечника, минимальное - в верхней.

Перепад давлений в слоях смеси способствует выдавливанию воздушных включений к открытой поверхности бетона, повышает плотность бетона и качество поверхностей.

При этом крупный заполнитель стремится занять устойчивое положение, обеспечивающее плотную пространственную структуру бетона.

При прекращении вибрации свойства бетонной смеси резко изменяются, она приобретает определенную структуру, обладающую некоторой прочностью. Так, после извлечения или перестановки вибратора уплотненная смесь может воспринимать нагрузку: например, рабочий может перемещаться по поверхности бетона, не нарушая его структуры.

Вибрационное воздействие характеризуется двумя параметрами: частотой и амплитудой колебании.

Частота колебаний определяется числом колебаний в единицу времени (минуту, секунду) и выражается в герцах (Гц).

Амплитуда колебаний выражается в миллиметрах. Параметры амплитуды и частоты взаимосвязаны.

Так, низкочастотные вибраторы имеют большую амплитуду колебаний, а высокочастотные меньшую.

Большое влияние на процесс уплотнения оказывает характер взаимодействия вибратора с бетонной смесью и опалубкой формы, а также его расположение в плане.

Так, очень близкое расположение глубинного вибратора к опалубке формы способствует не уплотнению, а разрушению структуры бетонной смеси за счет высокого динамического давления в этой области.

Удаление вибратора от опалубки может привести к недоуплотнению прилегающих к опалубке участков смеси, что повышает пористость и снижает прочность бетона.

Поэтому, в каждом конкретном случае с учетом радиуса действий вибратора определяют его местоположение, чтобы обеспечить нормальное и однородное уплотнение смеси.

Продолжительность вибрирования зависит от типа вибратора и технологических характеристик бетонной смеси: чем меньше подвижность уплотняемой смеси, тем более длительной вибрации она требует.

При недостаточной продолжительности вибрирования смесь недоуплотняется, а при избыточной расслаивается.

Такие смеси резко теряют свои физико-механические свойства.

При использовании смесей с осадкой конуса более 16 см во избежание расслоения требуется кратковременное воздействие вибраций.

Основными признаками достаточного уплотнения являются прекращение оседания бетонной смеси, появление на ее поверхности цементного молока и прекращение выделения пузырьков воздуха.

Для получения качественного бетона тщательно уплотняют смесь в углах опалубки, в густоармированных местах.

Чтобы не нарушить сцепления арматуры и закладных частей с бетоном, не следует устанавливать на них работающие вибраторы.

В исключительных случаях для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях, где невозможно использовать вибраторы, применяют штыкование.

Для уплотнения жестких бетонных смесей при устройстве бетонных покрытий небольшой толщины может быть использовано трамбование.

Применяют пневматические или ручные трамбовки, а также виброкатки.

Смеси уплотняют слоями толщиной 10…15 см.

Вибраторы подразделяются по способу воздействия на бетонную смесь: глубинные – с погружаемым в бетонную смесь вибронаеконечником или корпусом; поверхностные, устанавливаемые на уложенную бетонную смесь и передающие ей колебания через рабочую площадку; наружные, прикрепляемые к опалубке и передающие через нее колебания бетонной смеси.

Глубинные вибраторы предназначены для уплотнения бетонных смесей с показателем жесткости до 10 с и осадкой конуса 5…6 см при возведении монолитных армированных и неармированных конструкций, фундаментов, колонн, балок и до 30с - при изготовлении продукции сборного железобетона.

При бетонировании больших объемов массивных сооружений применяют мощные вибраторы со встроенным двигателем, а также подвесные тяжелого типа.

Для выполнения работ при бетонировании широкой номенклатуры изделий и конструкций применяют ручные глубинные вибраторы с электрическим и пневматическим приводами.

Ручной электромеханический вибратор с гибким валом ИВ-116(рис. 69). Гибкий вал 4 заключен в специальную броню 3, на поверхность которой надет резиновый рукав.

Па обоих концах вала имеются винтовые муфты с левой резьбой для присоединения соответственно к электродвигателю 2 и наконечнику 5.

Электродвигатель установлен на металлической подставке 10, предохраняющей его от погружения в бетонную смесь.

Включают электродвигатель выключателем 1, находящимся на его корпусе.

Наконечник 5 состоит из стального трубчатого корпуса внутри которого вращается дебаланс 7, соединенный с гибким валом 4 пружинной муфтой 6.

При включении электродвигателя дебаланс обкатывается по конусу 9 и совершает колебания.

Ручной глубинный вибратор с гибким валом:

1 – выключатель, 2 – электродвигатель, 3 – броня гибкого вала, 4 – гибкий вал, 5 – наконечник, 6 – пружинная муфта, 7 – дебаланс, 8 – корпус вибратора, 9 – конус, 10 – металлическая подставка.

Вибронаконечники должны быть герметичными, при попадании цементного теста или воды они быстро выходят из строя.

Для увеличения их срока службы периодически смазывают подшипники и выполняют ревизию сборочных единиц.

Для снижения вредного воздействия вибраций на руки рабочего глубинные вибраторы снабжают специальными демпфирующими вставками или рукоятями из пористой резины, которые размещают в местах, где амплитуда колебаний минимальна.

Промышленность выпускает несколько модификаций вибраторов с гибким валом, которые отличаются наружным диаметром вибронаконечника, его длиной и частотой колебаний.

Тот или иной тип вибратора с гибким валом выбирают в зависимости от показателя жесткости смеси, густоты армирования и крупности заполнителя.

Для повышения производительности вибраторы объединяют в пакеты из 4... 6 шт., которые навешивают на стрелу манипулятора или раму малогабаритного электрического трактора.

Такие механизмы широко используют при возведении гидротехнических сооружений.

Поверхностные вибраторы применяют при бетонировании неармировaнных ил и слабоармированных перекрытий, полов, сводов, дорожных и аэродромных покрытий толщиной до 25 см и конструкций толщиной до 12 см с пространственным армокаркасом (ИВ-91А, ИВ-92А, ИВ-98А, ИВ-107).

Поверхностный вибратор ИВ 91А состоит из рабочей площадки 1 размером 1050X550 мм, на которой смонтирован электродвигатель 2, вал электродвигателя снабжен двумя дебалансами 5.

При вращении дебалансов возбуждаются колебания, которые передаются рабочей площадке, а через нее бетонной смеси.

Рабочая площадка корытообразной формы, что исключает попадание бетонной смеси в зону электродвигателя.

Для перестановки по поверхности бетона вибратор снабжен ручками.

Поверхностный вибратор ИВ-91А:

1 – рабочая площадка, 2 – электродвигатель, 3 – токоподводящий кабель, 4 – подшипники, 5 – дебаланс, 6 – корпус, 7 – ручка.

Вибробрусья и виброрейки - разновидности поверхностных вибраторов - предназначены для покрытий небольшой толщины.

Они представляют собой балку из швеллера или алюминиевого профиля 1, на середине которой установлен вибратор 2. Колебания передаются балке, а через нее - бетонной смеси.

Концы балки снабжены специальными виброизолированными рукоятками 3.

В процессе виброуплотнения виброрейку медленно перемещают по специальным направляющим 5, устанавливаемым по краям бетонируемой полосы.

Направляющие называются маячными досками.

По их верхней поверхности скользит кронштейн 8, прикрепляемый к виброрейке 1.

Такое решение помогает получать высокое качество бетонируемой поверхности при плавном движении рейки по направляющей.

Отечественная промышленность выпускает виброрейки марок СО-132А, СО-131 и СО-163 с шириной бетонируемой полосы соответственно 1,5; 3 и 4 м.

Мощность электродвигателя вибратора 0,26 кВт. Производительность 90, 130, и 180 м²/ч при бетонировании покрытий толщиной 10…15 см из бетонов подвижностью 4...6 см по осадке конуса.

При использовании более жестких смесей продолжительность вибрирования возрастает, что приводит к некоторому снижению призводительности.

Конструктивные схемы виброреек (а) и схемы их установки (б):

1 – алюминиевый профиль рейки, 2 – вибратор, 3 – рукоятка, 4 – кронштейн, 5 – маячная доска, 6 – опора маячных досок, 7 – инвентарная маячная доска, 8 - кронштейн.

Наружные вибраторы применяются для уплотнения бетонной смеси в различных конструкциях (колоннах, балках, стенах). Крепят их к опалубке.

Вибраторы устанавливают на определенном расстоянии друг от друга.

При этом следует располагать их так, чтобы не происходило взаимного гашения колебаний от соседних вибраторов, что резко снижает эффект уплотнения.

Способ уплотнения бетонной смеси вакуумированием основан на принципе отсоса из нее лишней воды и воздуха.

При отсосе частицы смеси сближаются, снижая её пористость и усадку и улучшая качество бетона.

Так прочность вакуумированного бетона повышается на 15…20% по сравнению с вирированным бетоном.

Вакуумирование применяют для уплотнения бетона в тонких конструкциях, имеющих большую развернутую поверхность (например, при бетонировании сводов, оболочек и куполов).

Наибольшая толщина слоя бетона, прорабатываемого вакуумированием, 30 см.

Вакуумирование смеси можно вести несколькими способами: с помощью опалубочных вакуум-щитов (при бетонировании тонких вертикальных или наклонных стенок); переносными вакуум-ящиками, которые устанавливают сверху на уложенный бетон; при помощи вакуум-трубок, устанавливаемых внутрь бетонной конструкции; комбинированным способом, сочетающим в себе признаки первых трех.

В комплект оборудования для вакуумирования входят вакуум- насос, ресивер, всасывающие шланги и вакуум-щиты (вакуум-трубки).

Вакуум-щит состоит из каркаса размером 100x125 см с герметизирующей прокладкой по контуру.

В нижней части щита имеется основа из двух стальных сеток и натянутой по ним фильтрующей ткани.

Между крышкой щита и фильтрующей частью образуется полость; при создании в ней вакуума из бетона отсасывается воздух и свободная вода, в результате чего бетон уплотняется.

Вакуумирование смеси ведут при степени разрежения в системе не менее 70 кПа.

По окончании вакуумирования вакуум-щиты отсоединяют от системы.

В полости попадает воздух, и они легко отстают от бетона. Щиты снимают и переставляют на новые позиции.

1.9 Бетонирование конструкций

Перед началом бетонирования проверяют соответствие опалубки проекту, положение арматуры, закладных деталей, геометрические размеры опалубки, ее прочность и устойчивость, наличие приспособлений для безопасного и удобного ведения работ.

Результаты проверки оформляют актом.

При укладке бетона на естественное основание проверяют правильность устройства подготовки основания.

Массивные и протяженные бетонные и железобетонные конструкции бетонируют отдельными сопрягаемыми между собой участками.

Такой участок называется блоком или картой бетонирования.

Разбивают бетонируемую конструкцию на участки по конструктивным или технологическим признакам.

Например, конструкцию плотины гидротехнического сооружения разбивают на температурные блоки.

Пространство между отдельными участками называют деформационными швами.

Деформационные швы подразделяют на осадочные, температурные и усадочные.

Осадочные швы предназначены для отделения одних конструкций от других.

Например, фундамент под оборудование отделяют от бетонного пола швом толщиной 7…10 мм, чтобы нагрузка от оборудования не передавалась элементам пола.

Температурные швы предназначены для компенсации расширения или сжатия сооружений и конструкций при повышении или понижении температуры (например, при устройстве дорожных и аэродромных покрытий и т. п.)

Расстояние между температурными швами и ширину швов определяют путем расчета

Усадочные швы устраивают при возведении массивных и протяженных конструкций для предотвращения трещинообразования при усадке твердеющего бетона.

Деформационные швы заполняют легко деформируемыми материалами (резинобитумными, битумно-полимерными мастиками, тиоколовыми герметиками).

При бетонировании конструкций неизбежны технологические перерывы (окончание смены, перерывы в доставке бетона, установка арматуры и др.).

В этих случаях устраивают рабочие швы.

Рабочим швом называется плоскость, по которой к ранее уложенному бетону прилегает свежеуложенный.

В отличие от деформационных рабочие швы исключают перемещение стыкуемых поверхностей относительно друг друга и не должны снижать несущей способности конструкции. Расположение рабочих швов определяется проектом производства работ и указывается в рабочих чертежах.

Местоположение рабочего шва назначается таким образом, чтобы в меньшей степени уменьшилась несущая способность конструкции.

Так, при бетонировании колонн рабочие швы можно устраивать по высоте колонны на уровне верха фундамента, у низа балок, опирающихся на колонны, а также у низа подкрановых консолей.

Расположение рабочих швов при бетонировании:

а-в – колонны, г – перекрытия при бетонировании в направлении, параллельном балкам, д – то же, перпендикулярно балкам; 1 – прогоны, 2 – балки, I – I….IV - IV – места возможных рабочих швов

При устройстве монолитных ребристых перекрытий рабочие швы устраивают в сечениях, где меньший изгибающий момент, т. е. нагрузки на конструкцию минимальны. Такие сечения расположены на расстоянии ⅓ от промежуточных опор (колонн) в одну и другую сторону. Бетонирование осуществляют параллельно балкам 2 или прогонам 1.

В балках, прогонах и плитах рабочий шов располагают вертикально. Шов устраивают путем установки деревянного щита с прорезями для арматуры.

При перерыве в бетонировании более 2 ч возобновляют укладку только после набора прочности бетоном не менее 1,5 МПа. При прочности ниже 1,5 МПа дальнейшая укладка приведет к разрушению структуры ранее уложенного бетона в результате динамического воздействия вибраторов и других механизмов.

Устройство рабочих швов:

а – в плитах, б, в, г – в стенах; 1 – доска, 2 – перегородка в опалубке стены, 3 – медная гофрированная полоса

Перед возобновлением бетонирования готовят поверхность ранее уложенного бетона.

Для лучшего сцепления рабочие швы очищают от цементной пленки водяной или воздушной струёй, металлическими щетками или механическими фрезами, а затем покрывают цементным раствором слоем толщиной 1,5…3 см, чтобы заполнить все неровности.

Фундаменты под оборудование и конструкции с динамическим режимом работы (опоры ЛЭП, фундаменты тypбомашин, кузнечнопрессового оборудования, телебашен и др.), которые совершают колебания и передают их фундаментам, бетонируют непрерывно независимо от их размеров.

Фундаменты, рассчитанные на статическую нагрузку, можно бетонировать с перерывами.

Укладывают бетонную смесь горизонтальными слоями, причем она должна плотно прилегать к опалубке, арматуре и закладным деталям сооружения.

Слои укладывают в одном направлении и одинаковой толщины.

Последующий слой укладывают только после соответствующего уплотнения предыдущего.

Для получения однородной степени уплотнения необходимо соблюдать расстояние между каждой постановкой вибратора.

Оно не должно превышать 1,5R; где R - радиус действия вибратора.

Толщину бетонируемого слоя устанавливают из расчета глубинной проработки: 30…50 см при ручном вибрировании до 100 см при использования навесных вибраторов и вибропакетов.

При возведении массивных конструкций рекомендуется ступенчатое бетонирование.

Продолжительность укладки каждого слоя не должна превышать время схватывания в предыдущем слое.

В каждом конкретном случае время укладки и перекрытия слоев назначает лаборатория с учетом температурных факторов и характеристик смеси.

При уплотнении укладываемого слоя глубинный вибратор должен проникать на 10... 15 см в ранее уложенный слой и разжижать его.

Этим достигается более высокая прочность стыкового соединения слоев.

Если при погружении вибратора в ранее уложенный слой образуются незаплывающие трещины, что свидетельствует об образовании кристаллизационной структуры бетона, то прекращают бетонирование и устраивают рабочий шов.

При бетонировании сооружений систематически очищают арматуру, опалубку и закладные детали от налипшего раствора и предохраняют бетонную смесь от осадков.

Массивные конструкции бетонируют с использованием железобетонной опалубки, разборно-переставной из унифицированных элементов или блок-форм.

Опалубочные панели большой площади, так же как и арматурные каркасные панели, монтируют с помощью кранов.

Их крепление должно быть надежным и выдерживать технологические нагрузки от бетонной смеси, машин, механизмов и ручного инвентаря.

Смонтированную и подготовленную к бетонированию опалубку принимают по акту.

Площадь бетонирования расчленяют на блоки.

При послойном бетонировании в каждом блоке имеется три зоны: подачи, разравнивания и уплотнения бетонной смеси.

Каждую зону обслуживает определенное число механизмов.

Ведущим процессом, определяющим скорость бетонирования, является уплотнение.

Кроме того, необходимую скорость бетонирования определяют также из условия, что каждая предыдущая порция бетонной смеси должна быть перекрыта последующей с проработкой вибрированием до начала схватывания бетона в обеих порциях.

С учетом толщины укладываемых слоев на внутренних щитах опалубки обозначают места укладки и уровень поверхности каждого слоя и расстояния между каждой порцией в ряду.

Подача бетонной смеси в массивные фундаменты осуществляется бетононасосами, пневмотранспортом, виброхоботом, ленточными конвейерами, автотранспортом, а также бадьями с помощью кранов.

При ступенчатом бетонировании сначала укладывают первый слой, затем второй и т. д. Ширина разрыва между каждым слоем 4...5 м. Зоны подачи, разравнивания и уплотнения последовательно переходят со слоя на слой.

При бетонировании блоков с использованием башенных кранов зона бетонирования в зависимости от радиуса действия стрелы крана составляет 10...30 м.

Башенный кран располагают в соседнем ранее забетонированном блоке.

Бетонную смесь подают бадьями, а уплотняют пакетом мощных вибраторов, навешиваемых на крюк крана.

Бетонируют послойно (толщиной слоя до 1 м).

Высота ступенчатых фундаментов под колонны промышленных зданий в зависимости от глубины их заложения может достигать 3 м и более.

При высоте фундаментов до 3 м (рис.,а) их бетонируют слоями.

Первоначально заполняют опалубку 1 ступенчатой части фундамента.

Бетонную смесь подают бадьями 2 или бетононасосом с рабочего настила 3.

Каждый слой прорабатывают вибраторами 4.

Открытые поверхности ступеней защищают щитами, что исключает утечку смеси, особенно при ее вибрировании.

Затем продолжают укладку бетонной смеси в подколонник.

При высоте фундамента более 3 м в опалубку ступеней подают бетонную смесь из бадьи, а в опалубку подколонника - звеньевым хоботом 5 .

Бетонируют слоями или непрерывно с обязательным вибрационным уплотнением каждого слоя ручными вибраторами 4.

Схема бетонирования ступенчатых фундаментов:

1 – опалубка фундамента, 2 – бадья с бетонной смесью, 3 – рабочий настил с ограждением, 4 – вибратор, 5 – звеньевой хобот

Бетонная смесь при уплотнении оказывает большое гидростатическое давление на стенки опалубки, поэтому элементы опалубки должны быть укреплены во избежание перемещений и деформаций.

Свежеуложенная бетонная смесь в начальный период твердения дает некоторую осадку.

Если провести бетонирование фундамента сразу на всю высоту, то в зоне перехода ступенчатой части в подколонник возможно образование усадочных трещин, что снизит несущую способность и долговечность фундамента.

Поэтому по окончании бетонирования ступеней устраивают технологический перерыв для набора прочности бетоном и некоторой его осадки. Затем бетонируют подколонник.

Закончив цикл бетонирования, открытые поверхности бетона заглаживают мастерками или лопатами.

Размеры бетонируемого фундамента и его положение в плане должны соответствовать проектным, поэтому перед бетонированием тщательно проверяют соответствие осевых рисок осям фундаментов, правильность установки и крепления элементов опалубки, положение арматурного каркаса, опалубки стакана фундамента и его высоты установки.

Ориентиром для укладки смеси служат маячные риски, которые наносят несмываемой краской на внутренние стенки опалубки.

Обычно на строительной площадке возводят одновременно целую группу фундаментов, поэтому вопросы организации труда при выполнении опалубочных и бетонных работ имеют первостепенное значение.

Современное производство основано на поточной организации работ, когда выполнение работ по отдельным процессам производится со сдвигом во времени на некоторый срок, называемый шагом потока.

Этот прием позволяет снизить сроки возведения конструкций и повысить качество за счет узкой специализации работ и комплексной механизации.

Так, при возведении фундаментов можно выделить три потока.

Первый поток - армирование фундаментов, второй - установка опалубки, третий - бетонирование.

Схема поточного производства работ при устройстве монолитных фундаментов стаканного типа:

1 – автомобильный кран, 2 – арматурные каркасы, 3 – опалубочные блоки, 4 – автобетоносмеситель, 5 – автобетононасос

Арматурные каркасы и щиты опалубки доставляют автотранспортом.

Разгружают и монтируют их с помощью автомобильного крана 1.

Транспортируют бетонную смесь автобетоносмесителями и автобетононасосом 5.

Сначала звено из 2...3 человек монтирует арматурные каркасы. С отставанием в 1...2 смены другое звено устанавливает опалубку.

С отставанием в 2...3 смены от первого начинают бетонирование. Звено, устанавливающее опалубку, производит также распалубку.

Ведущий процесс в устройстве фундаментов - процесс бетонирования, поэтому число рабочих в каждом потоке рассчитывают таким образом, чтобы их работа не отставала и не опережала работы ведущего потока.

При ритмичных поточных процессах время работы звеньев на каждом процессе должно быть одинаковым.

Для организации поточной работы весь объект разбивают на захватки. Захваткой может служить пролет, часть пролета или фундаменты одной оси.

Каждое звено, выполнив работы на одной захватке, переходит на другую, а его место занимает звено следующего потока.

Таким образом, последовательно переходя с захватки на захватку, выполняют весь объем работ.

При расчете потока следует учитывать сроки распалубки фундаментов, так как они определяют общую продолжительность работ и необходимое число комплектов опалубки.

Для сокращения сроков распалубки применяют методы ускоренного твердения бетона (например, разогрев смеси перед укладкой, термоактивную опалубку, внесение добавок).

Схема устройства ленточных фундаментов:

а - план объекта со схемами движения крана и автобетононасоса, б - схема монтажа арматурных блоков, в - схема монтажа панелей опалубки, г - бетонирование ленточного фундамента; 1 - арматурные сетки ступенчатой части фундамента, 2 - пневмоколесный кран, 3-арматурный каркас, 4 - опалубочные щиты, 5 - ступенчатая часть фундамента, 6 - автобетононасос, 7 - автобетоносмеситель, 8 - зона складирования арматурных изделий, 9 - площадка для укрупнительной сборки щитов, чистки и смазки опалубки; СТ - положение стоянок стрелового крана и автобетононасоса

Для возведения монолитных железобетонных ленточных фундаментов используют различные механизированные комплексы.

Производство работ начинают с разбивки осевых линий и определения высотных отметок.

Затем производят армирование фундаментов путем укладки арматурных сеток 1 подошвы фундаментов с помощью стрелового пневмоколесного крана 2.

Арматурные сетки с приобъектного склада 8 подают к месту укладки.

Перед их установкой на них размещают фиксаторы для создания защитного слоя бетона.

Фиксаторы устанавливают в шахматном порядке с шагом 1 м.

Арматурные сетки устанавливают на заранее выполненное бетонное основание толщиной 8...10 см.

После укладки сеток устанавливают арматурные каркасы 3, которые выверяют, рихтуют и временно закрепляют с помощью фиксаторов, оттяжек или подкосов.

Затем производят сваривание стержней арматурных каркасов с сеткой подошвы фундамента.

После окончательного закрепления каркасов временные крепежные устройства снимают.

Затем приступают к установке опалубки. Используется щитовая опалубка 4, которая собирается из отдельных щитов в укрупненные панели.

Эта операция выполняется на специальной площадке 9 в зоне действия крана.

Монтаж опалубки производят после окончательного закрепления арматурных каркасов в проектное положение.

Сначала устанавливают и закрепляют опалубку ступенчатой части фундамента 5, затем опалубочные панели 4 стен.

Для обеспечения геометрической неизменяемости конструкций используются специальные средства: подкосы, струбцины и стяжки.

Для объединения щитов применяют продольные схватки.

Бетонирование ведется захватками длиной 10...12 м.

Первоначально укладывают бетонную смесь в ступенчатую часть фундамента, а затем после набора прочности более 1,5 МПа приступают к укладке бетона в стены.

Наиболее производительным и менее трудоемким является подача и укладка бетонной смеси автобетононасосами.

Бетонная смесь доставляется в автобетосмесителях 7, из которых выгружается в приемный бункер автобетононасоса 6, откуда по бетоноводу смесь подается в опалубку.

Укладку производят слоями толщиной 40...50 см с обязательным вибрированием глубинными вибраторами.

Автобетононасос по мере выполнения работ на захватке перемещается по верху котлована на следующую стоянку.

Стрела автобетононасоса с манипулятором имеет радиус действия 17 м, что позволяет с одной стоянки укладывать смесь в любую точку опалубки на расстоянии, не превышающем вылета стрелы.

После укладки бетонной смеси на захватке производят перебазирование автобетононасоса на новую стоянку. Затем цикл повторяется

Технологическая схема установки арматурных каркасов приведена на рис.,б, монтажа опалубочных щитов - на рис.,в. Процесс укладки бетонной смеси схематически изображен на рис.,г.

Выполнение всех видов работ осуществляется поточным способом, что обеспечивает ритмичное строительство.

Комплект опалубки принимается таким образом, чтобы его было достаточно для непрерывного ведения работ.

После укладки бетонной смеси на первой и второй захватках демонтируют опалубку с первой захватки и устанавливают на третьей. Затем демонтируют опалубку со второй захватки и устанавливают на четвертую и т. д.

Распалубливание фундаментов производят после достижения бетоном распалубочной прочности.

Демонтаж опалубки осуществляют в последовательности, обратной монтажу.

Панели щитов разъединяют, освобождают от стяжек и домкратами отрывают от бетона.

Затем с помощью крана панели снимают и перемещают на рабочее место для очистки и смазки.

После этого демонтируют ступенчатую часть фундамента.

При выполнении работ следует особое внимание уделять правильности расположения опалубочных щитов относительно осевых линий, проектному размещению арматурных каркасов, соблюдению высотных отметок, обеспечению устойчивости опалубки, а также выполнению всех правил безопасного ведения работ.

Подготовки, полы и фундаментные плиты. Бетонные подготовки под полы укладывают на заранее спланированные участки основания в виде уплотненного грунта или щебеночного покрытия.

При транспортировании бетона бетононасосами используют смеси с осадкой конуса 5...6 см (рис. 77,а), а при подаче бетона бетоновозами используют малоподвижные бетонные смеси с осадкой конуса 0...2 см.

Бетонирование полов и подготовок с подачей бетона автобетононасосом (а) и бетоновозами (б):

1 - автобетоносмеситель, 2 - карта бетонирования, 3 - уплотнение вибраторами, 4 - опалубка, 5 - автобетононасос, 6 - виброрейка, 7 - вибратор, 8 - самосвал, 9 - маячные доски; I...V - последовательность бетонирования полос

Площадь бетонирования разбивают на полосы шириной 3...4 м. Устанавливают маячные направляющие доски.

Верхняя грань доски должна находиться на уровне поверхности бетонной подготовки.

Бетонную смесь разгружают на месте бетонирования непосредственно из автобетоновоза или подают с помощью бетононасоса, частично разравнивают вручную, а затем уплотняют виброрейками.

Полосы бетонируют через одну, причем промежуточные - после затвердения бетона в смежных полосах.

Перед бетонированием промежуточных полос маячные доски снимают

По граням досок образуются рабочие швы.

Деформационные швы устраивают параллельно направлению бетонирования.

Виброрейку устанавливают свободными концами на маячные доски и за виброизолированные рукояти протягивают по направлению бетонирования таким образом, чтобы избыток бетонной смеси перемещался в направлении движения.

Для получения заданного уровня поверхности необходим плотный контакт основания виброрейки с маячными досками.

Бетонная смесь хорошо уплотняется, когда толщина слоя смеси на 3...4 см превышает проектную толщину покрытия.

Под действием вибрации смесь уплотняется и оседает.

При уплотнении виброрейку следует перемещать плавно, без остановок и рывков.

Скорость ее перемещения зависит от удобоукладываемости смеси и толщины бетонного слоя.

В каждом конкретном случае ее определяют экспериментально.

Технологическая схема устройства бетонных покрытий из подвижных бетонных смесей:

1 - автобетоносмеситель, 2 - вибратор, 3 - маячная доска, 4 - опоры для маячных досок, 5 - виброрейка, 6 - вакуумные маты, 7 - всасывающий рукав, 8 - дисковая затирочная машина СО-103, 9 - заглаживающая машина СО-170, 10 - вакуумный агрегат, 11 - пульт управления, 12 - контейнер для хранения и перевозки матов, 13 - промывочная ванна

Комплексный процесс устройства покрытий из высокоподвижных бетонных смесей включает: разгрузку смеси из автобетоносмесителя 1, разравнивание и предварительное уплотнение глубинным вибратором 2, армирование и уплотнение виброрейкой 5, вакуумирование 6, обработку поверхности бетона заглаживающими машинами 8, 9.

Перед началом укладки бетонной смеси устанавливают опоры для маячных досок 4, затем сами доски 3.

Верхняя поверхность маячных досок крепится к опоре с помощью винтовых домкратов и должна находиться на одинаковой отметке, соответствующей проектному значению.

Бетон верхнего слоя укладывается с некоторым превышением (на 3...5 см), что обеспечивает в процессе уплотнения его избыток смещать с помощью виброрейки по направлению бетонирования.

Перемещение виброрейки должно быть плавным, со скоростью, необходимой для тщательной проработки слоев бетона.

После уплотнения на поверхности бетона выступает некоторое количество химически несвязанной воды, которая удаляется с помощью вакуумного мата 6.

Вакуумирование свежеуложенного бетона основано на механическом удалении избыточного количества воды из бетона (10...20%), т. е. снижение его водоцементного отношения.

При вакуумировании прочность бетона повышается на 20...25% и уменьшается его усадка.

За счет большей плотности увеличивается водонепроницаемость, морозостойкость, сопротивление истираемости и другие физико-механические характеристики, что весьма важно в дорожном строительстве, при устройстве полов и в других случаях.

Сразу после вакуумирования бетон приобретает прочность 0,3...0,4 МПа.

Вакуумирование эффективно для тонкостенных и плоских конструкций толщиной до 30 см.

Комплект по вакуумированию бетона состоит из вакуумного насоса 10, ресивера, гибких вакуумных матов 6, комплекта всасывающих рукавов 7.

Одна такая установка с комплектом из 40 вакуумных матов может обработать в смену до 200 м2 свежеуложенного бетона.

Вакуумные маты состоят из двух слоев: нижний слой, который укладывают на обрабатываемый бетон, из фильтрующей полимерной пленки, армированной сеткой, верхний - герметизирующий.

В верхнем слое проложен всасывающий рукав, который создает в вакуумных матах разрежение.

При этом нижнее фильтровальное перфорированное полотнище укладывают непосредственно на бетон, а верхнее раскатывают, начиная от середины.

Такой порядок раскатки улучшает герметизацию системы.

Ориентировочно время вакуумирования на 1 см толщины покрытия составляет 1...1,5 мин.

В комплект для вакуумирования входят пульт управления 11, контейнер 12 для хранения и перевозки матов, промывочная ванна 13. По окончании вакуумирования верхнее, а затем и нижнее полотнища матов закатывают и снимают. Затем маты промывают в ванне 13 и укладывают в контейнер.

С помощью машин СО-103 и СО-170 заглаживают свежеуложенный вакуумированный бетон.

Заглаживание выполняют при достижении бетоном небольшой прочности (0,1...0,2 МПа), которая дает возможность перемещаться рабочему с машиной, не нарушая структуры бетона.

Фундаментные плиты, днища резервуаров, туннелей и отстойников имеют большие площади и отличаются густым армированием.

Толщина таких плит и днищ колеблется от 0,15 до 1,5 м.

Способы их бетонирования выбирают с учетом размеров в плане, толщины, степени армирования, а также местных условий (например, наличия на стройке тех или иных механизмов и мощности бетоносмесительных установок).

При большой площади плит их разбивают на блоки бетонирования, или карты.

По краям карт устанавливают деревянную или сетчатую опалубку без разрезки арматуры на границах карт.

Ширину блоков принимают с учетом условий непрерывного бетонирования и темпа подачи бетонной смеси.

Если толщина плит меньше 0,5 м, разбивку их на карты и бетонирование ведут так же, как бетонных подготовок.

При большей толщине плиты разбивают на параллельные карты шириной 5…10 м, оставляя между ними разделительные полосы шириной 1…1,5 м.

Фронт бетонирования в пределах карты должен быть минимальным.

Карты бетонируют подряд, т.е. одну за другой: для уменьшения суммарной усадки бетон в разделительные полосы укладывают враспор с затвердевшим бетоном карт после снятия опалубки на их границах.

Бетонную смесь с осадкой конуса 2…6 см подают на карты бетононасосами, с помощью бетонукладчиков, эстакад, а также кранами в бадьях.

Подавать её следует в направлении к ранее уложенному бетону, как бы прижимая новые порции к уложенным.

Последовательность бетонирования карт-полос и устройства швов:

а - рабочий шов; б - деформационный шов; в - ложный деформационный шов; 1 – бетон, 2 - деформационный шов, 3 - подстилающий слой, 4 -стальная пластина

Бетонирование больше размерных плит:

1 – опалубка разделительной полосы, 2 – арматура, 3 – бетон, 4 – подстилающий слой

Подача бетонной смеси при бетонировании плит:

1 – опалубка, 2 – уложенный бетон, 3 – подаваемая бетонная смесь, 4 – тачка, 5 – съемные щиты, 6 – бетоновод, 7 – стойка, 8 – бадья. 9 – рычаг затвора, 10 - арматура

Плиты даже большой толщины бетонируют в один слой.

При этом несколько затрудняется виброуплотнение, поскольку внутренние вибраторы требуется погружать в смесь на глубину, в 1,5…2 раза превышающую длину рабочей части.

Бетонирование следует организовать так, чтобы избежать устройство рабочих швов в пределах одной карты.

При бетонировании плит и покрытий из подвижных смесей используют заглаживающее устройство, которое состоит из двух пустотелых валиков 1, соединенных между собой кронштейном 2.

Поверхность валиков обтянута сеткой с ячейкой 10×10 мм. К оси одного из валиков крепится рукоятка 3.

При возвратно-поступательном перекатывании устройства поверхность бетона выравнивается и становится гладкой и однородной.

Для выравнивания и заглаживания поверхностей из малоподвижных бетонных смесей применяют по выставленным маякам гладилки, полутерки, кельмы, скребки различной конструкции.

В местах примыкания стен, опирания колонн и столбов бетон оставляют шероховатым с устройством в отдельных случаях рифления и насечки.

Заглаживающее устройство:

1 - сетчатые валики, 2 - кронштейн, 3 - рукоятка (штанга)

Инструменты для заглаживания и отделки бетонных поверхностей:

а – гладилка, б – терок, в – кельма, г – доска для заглаживания, д – лента, е – скребок

Стены и перегородки. Особенность бетонирования стен и перегородок зависит от их толщины и высоты, а также вида опалубки, используемой для их возведения.

При возведении стен в разборно-переставной опалубке бетонируют участками высотой не более 3 м.

В стены толщиной более 0,5 м при слабом армировании укладывают бетонную смесь с осадкой конуса 4...6 см.

При длине более 20 м стены делят на участки по 7...10 м, и на границе участков устанавливают деревянную разделительную опалубку 5.

Бетонную смесь подают непосредственно в опалубку в нескольких точках по длине участка бадьями 9, виброжелобами, бетононасосами. При высоте стен более 3 м используют звеньевые хоботы 2.

Бетон укладывают горизонтальными слоями толщиной 0,3…0,4 м с обязательным вибрированием смеси.

Технологические схемы бетонирования стен толщиной 0,5 м и высотой более 3 м (а), тонких стен (б) и послойное бетонирование стен с подачей смеси бетононасосами (в):

1 – опалубка, 2 – звеньевой хобот с воронкой, 3 – вибратор с гибким валом, 4 – шланг бетононасоса, 5 – разделительная опалубка, 6 – ранее забетонированный участок стены, 7 – наружный щит опалубки, 8 – арматурный каркас, 9 – бадья с бетоном, 10 – направляющий щит, 11 – подмости для рабочих

Подавать смесь в одну точку не рекомендуется, так как при этом образуются наклонные рыхлые слои, снижающие качество поверхности и однородность бетона.

В процессе бетонирования следят за положением арматуры и предотвращают ее смещение от проектного положения.

Возобновляют бетонирование на следующем по высоте участке после устройства рабочего шва и набора прочности бетона не менее 0,15 МПа.

В тонкие и густоармированные конструкции стен и перегородок укладывают более подвижные бетонные смеси (6... 10 см).

При толщине стены до 0,15 м бетонирование ведут ярусами высотой до 1,5 м (рис. 84, б).

С одной стороны опалубку возводят на всю высоту, а со стороны бетонирования - на высоту яруса.

Это позволяет обеспечить удобство работы.

Забетонировав первый ярус, наращивают опалубку следующего и т. д.

При возведении монолитных конструкций стен в крупнощитовой опалубке до начала бетонирования очищают опалубку от мусора и цементного раствора, проверяют положение каркасов, состояние оборудования, инвентаря и приспособлений, применяемых при укладке бетонной смеси.

Подают бетонную смесь к месту укладки автобетононасосом.

При подаче на большую высоту автобетоыонасос подключают к магистральному бетоноводу.

Для распределения бетонной смеси в опалубке предусматривают гибкие резиновые рукава длиной до 8 м.

Начинают бетонировать с наиболее удаленного участка, что позволяет по мере освобождения постепенно демонтировать линию бетоновода.

Стены бетонируют участками, заключенными между дверными или оконными проемами.

Смесь укладывают толщиной 30...40 см с обязательным вибрированием глубинными вибраторами.

При бетонировании наружных стен в объемно-переставной и крупнощитовой опалубках особое внимание уделяют качеству уплотнения подоконных участков.

Для этой цели в верхней и нижней стенках проемообразователей 4, 5 предусмотрены отверстия 3, в которые пропускается вибратор 9.

В нижнее отверстие устанавливается вставка 8, которая служит направляющей для вибратора. Она после окончания бетонирования и демонтажа опалубки извлекается.

Верхнее отверстие 3 после вибрирования закрывается пластиной 2.

Особенно тщательно следует уплотнять бетонную смесь непосредственно у стенок опалубки, у дверных и оконных проёмообразователей и вкладышей, в углах стен.

Это повышает надежность конструкций, снижает трудозатраты на ликвидацию наплывов и усиление непроработанных участков бетона.

Получение плотных сопряжений внутренних и наружных стен повышает несущую способность здания.

Схема уплотнения бетонной смеси под оконными проёмообразователями:

1 – наружная панель опалубки, 2 – пластина, 3 – верхнее отверстие, 4, 5 – проёмообразователь, 6 – внутренняя панель блочной опалубки, 7 – гибкий шланг, 8 – вставка. 9 – рабочая часть вибратора

При сооружении стен больших резервуаров, опускных колодцев или других подобных сооружений, для обеспечения непрерывности бетонирования стены делят на два-три сектора; каждый из них должен обслуживать отдельный кран.

Укладывают смесь отдельные звенья бетонщиков от центра сектора навстречу друг другу.

Бетонирование стен резервуаров и опускных колодцев:

а – непрерывное послойное бетонирование, б – бетонирование по секторам (делянкам); 1 – опалубка, 2 – тяжи, 3 – вертикальное ребро жёсткости, 4 – кран-бетоноукладчик

В исключительных случаях стены резервуаров делят на участки с образованием вертикальных швов шпоночного типа.

В пределах участка бетонирование ведут непрерывно.

Швы перед бетонированием соседнего участка тщательно расчищают.

Для лучшего примыкания стен резервуаров к днищам помимо подготовки швов непосредственно перед бетонированием в опалубку (на днище) укладывают слой жирного цементного раствора толщиной 3…5 см.

Качество железобетонных стен, в частности их водонепроницаемость, зависит от аккуратности бетонирования и тщательности виброуплотнения.

Особенно тщательно нужно виброуплотнять бетон в стесненных местах, под тяжами и скрутками, проходящими сквозь стену, в тонких стенах и при густом армировании.

При возведении стен в скользящей опалубке перед бетонированием подготавливают запас необходимых материалов (заготовок арматуры, закладных деталей, утеплителей, домкратных стержней и т. п.), средства механизации для транспортирования материалов и полуфабрикатов, надежное электроснабжение объекта, сварочное оборудование, средства для горизонтального перемещения бетона, арматуры и закладных деталей.

Сначала бетонируют опорный ярус высотой 70...80 см.

Бетон укладывают по периметру здания или сооружения слоями толщиной 30...40 см с обязательным виброуплотнением.

После набора бетоном прочности 1,5...2 МПа плавно поднимают опалубку со скоростью 20...30 см/ч с одновременной укладкой слоя бетона толщиной 20...30 см.

Скорость подъема опалубки назначают из условия набора прочности и твердения бетона.

С учетом времени доставки и перегрузок бетонную смесь приготовляют на цементах с началом схватывания не менее 3 ч.

Бетон подают к месту укладки кранами в бадьях, а непосредственно к скользящей опалубке - мото- и ручными тележками, откуда его загружают в пространство между щитами опалубки, но наиболее эффективно использовать бетононасосы, что позволяет снизить трудоемкость и повысить качество работ.

Начальный период подъема опалубки наиболее ответственный.

Требуется тщательно контролировать сохранение геометрических размеров опалубки, предотвращать оплыв бетона, деформации и потери устойчивости опалубки.

Бетонную смесь равномерно укладывают по периметру опалубки слоем 20...30 см.

Каждый последующий слой укладывают до схватывания ранее уложенного.

Выходящий из-под опалубки бетон должен сохранять свою форму и обладать прочностью, достаточной для воспринятия нагрузок от вышележащих слоев.

В то же время его прочность не должна быть более 1,5...2 МПа, так как в этом случае сцепление щитов опалубки с бетоном возрастает и при ее подъеме в бетоне могут образоваться разрывы.

Поэтому перерывы между подъемами опалубки не должны превышать 8... 10 мин.

При вынужденных более длительных перерывах для предотвращения сцепления бетона со щитами переводят гидродомкраты в режим работы «шаг на месте».

Перед возобновлением бетонирования щиты опалубки и поверхность ранее уложенного бетона смачивают водой.

При уплотнении бетона вибраторы не должны касаться частей опалубки, так как передача ей колебаний может вызвать разрушение ранее уложенных слоев, имеющих недостаточно высокую прочность.

Режим вибрационного воздействия зависит от вида используемого бетона.

Так, при возведении наружных стен из бетонов на керамзитовом или перлитовом гравии требуется менее интенсивная вибрация.

В этих случаях целесообразно использовать ручные механические или пневматические вибраторы с пониженной частотой (20...30 Г'ц) и увеличенной амплитудой.

При использовании малоподвижных и умеренно жестких бетонных смесей на плотных заполнителях применяют вибраторы с частотой колебаний 100...200 Гц.

Особое внимание уделяют процессу уплотнения бетонных смесей с пластификаторами.

Вследствие высокой подвижности таких смесей вибрационное воздействие должно быть кратковременным и с пониженной частотой колебаний (15...20 Гц), так как воздействие интенсивной вибрацией приведет к нарушению структуры бетона.

Для получения высокого качества поверхностей стен и предотвращения трещинообразования в свежем бетоне наружные и внутренние щиты опалубки должны иметь технологический уклон из расчета 4...5 мм на 1 м высоты опалубки.

Такой уклон обеспечивает снижение сцепления между опалубкой и бетоном и предотвращает образование трещин в бетоне.

Возведение здания в скользящей опалубке - комплексный процесс, который включает в себя работы по армированию конструкций, наращиванию домкратных стержней, установке закладных деталей, оконных и дверных блоков или вкладышей, устройству специальных ниш, уходу за бетоном и др.

Перечисленные работы должны быть увязаны во времени.

Так, армирование стен не должно ни опережать укладку бетона, ни отставать от нее.

Домкратные стержни следует наращивать по мере подъема опалубки.

Вкладыши для образования проемов должны быть установлены до монтажа арматурных каркасов.

Каждый вид работ выполняет специализированное звено, а весь процесс - комплексная бригада.

При этом соблюдают строгую технологическую последовательность ведения работ.

Так как ведущими являются работы по укладке и уплотнению бетонных смесей, то принятой скорости бетонирования подчиняются все остальные процессы.

Для поточного ведения работ все здание разбивают на захватки.

На каждой из них ведется определенный технологический процесс.

По мере выполнения работ звено рабочих переходит с захватки на захватку, предоставляя другому звену фронт работ.

Особое внимание уделяют состоянию средств механизации, так как выход из строя одного из механизмов приводит к нарушению ритма всего потока.

Схема возведения здания в скользящей опалубке:

1 – башенный кран, 2 – гидродомкрат, 3 – манипулятор, 4 – рабочая площадка, 5 – стрела манипулятора, 6 – скользящая опалубка, 7 – бетоновод, 8 – бетононасос. 9 – автобетоновоз

Бетононасосом 8 (рис. 87) бетонную смесь подают по бетоноводу 7 к манипулятору 3, расположенному на рабочей площадке 4.

Манипулятор снабжен стрелой 5, которая обеспечивает подачу смеси в любую точку опалубки 6.

По мере возрастания высоты здания бетоновод удлиняют дополнительными звеньями.

Для подъема арматуры, домкратных стержней, закладных деталей, вкладышей и других материалов и конструкций используют башенный кран 1 с вылетом стрелы, обеспечивающим проведение этих работ на всей площадке здания.

Башенный кран используют также при демонтаже опалубки.

Ответственный этап при возведении зданий в скользящей опалубке - устройство перекрытий.

Перекрытия устраивают снизу вверх или сверху вниз.

В первом случае их возводят с отставанием от бетонирования стен на 2...3 этажа; сразу после бетонирования стен на высоту этажа, после бетонирования стен на всю высоту здания.

После возведения стен на 2...3 этажа бетон приобретает прочность, позволяющую возводить перекрытие.

Для устройства перекрытий используют разборно-переставную опалубку из щитов небольшого размера.

Щиты 2 опалубки устанавливают на раздвижные ригели 1, расположенные на телескопических стойках 4.

Стойки опираются на перекрытие 5 нижележащего этажа.

После установки щитов перекрытие армируют, а затем бетонируют.

Для обеспечения монолитного сопряжения перекрытия со стеной в стенах при бетонировании оставляют горизонтальные штрабы 3 (полости), в которые пропускают арматуру перекрытия.

После приобретения бетоном перекрытия распалубочной прочности опалубку демонтируют: сначала ослабляют телескопические стойки, затем удаляют поочередно ригели и отрывают щиты опалубки.

Схема устройства опалубки перекрытий:

а – на телескопических подмостях, б – разборно-переставной в комплекте с телескопическими стойками, в – с использованием балок и кронштейнов, г – на подвесных подмостях; 1 – ригель, 2 – щиты настила, 3 – штраба для стыка перекрытия и стены, 4 – телескопические стойки, 5 – перекрытие нижележащего этажа, 6 – металлические трубы, 7 – кронштейны, 8 – балки. 9 – опалубка на подвесных подмостях

Аналогично бетонируют перекрытие сразу после возведения стен на высоту этажа.

Если перекрытие бетонируют после возведения стен на всю высоту здания, то чаще используют разборно-переставную опалубку в комплекте с поддерживающими элементами в виде телескопических стоек, ригелей, кронштейнов.

Опалубка состоит из набора унифицированных элементов щитов 2 различных типоразмеров: плоских, угловых, криволинейных.

Набор плоских и угловых щитов позволяет собирать блоки опалубки для бетонирования ячеек перекрытия с размерами 4,2...7,2 м по длине и 2,7...7,2 м по ширине.

Щиты опалубки располагают на ригелях 1 с телескопическими стойками 4 и домкратами.

Опалубка в зависимости от ширины перекрытия может иметь две, три и четыре телескопические стойки с наклонным или вертикальным опиранием в углы сопряжения перекрытия со стеной.

Опалубку перекрытия опирают на возведенные стены с помощью кронштейнов .

Для этого при бетонировании в стены закладывают металлические трубы 6, через отверстия которых пропускают болты для крепления кронштейнов 7.

На кронштейны укладывают ригели 1 с телескопическими стойками 4, а по ним - балки 8, на которых располагают щиты 2 опалубки.

Выверяют положение опалубки с помощью винтов, расположенных на телескопических стойках.

Для распалубки винты телескопических стоек опускают вниз, балки 8 со щитами 2 отрывают от бетона.

Затем опалубку разбирают и устанавливают на новом месте.

Бетонирование перекрытий после возведения стен здания на всю высоту осуществляют сверху вниз с использованием подвесных подмостей на жестких подвесках.

С внутренних сторон стен устанавливают крюки или кронштейны 7, на которые вдоль стен укладывают деревянные или металлические балки 8.

На балки опирают опалубку на подвесных подмостях 9.

После выверки проектного положения армируют и бетонируют плиту.

При разборке опалубки сначала извлекают опорные балки 8, затем кронштейны 7, отрывают опалубку от бетона и опускают ее для устройства нижележащего перекрытия.

Бетонную смесь подают через отверстия в стенах (оконные или дверные проемы), а также через технологические проемы, оставляемые в плитах перекрытия (например, лифтовые шахты).

В некоторых случаях используют сборные железобетонные перекрытия, которые предварительно складируют в виде пакета на уровне первого этажа и после возведения стен устанавливают соответственно с верхнего перекрытия до нижнего.

Колонны, балки, плиты. Наиболее массовыми конструкциями, возводимыми в монолитном железобетоне, являются колонны сечением 0,4×0,4...0,6×0,8 м, балки и плиты длиной 6...18 м.

В зависимости от требуемой несущей способности они могут быть слабо и сильно армированы.

Конструкции с густым армированием бетонируют смесью с осадкой конуса 6...8 см и крупностью заполнителя до 20 мм, со слабым армированием -осадкой конуса можно снизить до 4...6 см а крупность заполнителя увеличить до 40 мм.

Колонны высотой до 5 м бетонируют непрерывно на всю высоту.

Бетонную смесь загружают сверху с помощью бадьи 3 или гибкого хобота манипулятора бетоновода и уплотняют глубинными вибраторами 4.

Если высота колонн более 5 м, смесь подают через воронки 5 по хоботам 6, а уплотняют навесными 7 или глубинными вибраторами 4.

При использовании глубинных вибраторов в опалубке устраивают специальные окна с карманами 8, через которые уплотняют и подают бетонную смесь.

Схема бетонирования колонн высотой до 5 м (а) и более (б), с густой арматурой балок (в), опалубки со съемным щитом (г):

1 – опалубка, 2 – хомут, 3 – бадья, 4 – вибратор с гибким валом, 5 – приемная воронка, 6 – звеньевой хобот, 7 – навесной вибратор, 8, 9 – карманы, 10 – съемный щит

Иногда для подачи бетонной смеси опалубку колонн выполняют со съемными щитами 10 (рис. 88, г), которые устанавливают после бетонирования первого яруса.

Балки и плиты, монолитно связанные с колоннами, бетонируют не ранее чем через 1...2 ч по окончании бетонирования колонн.

Такой перерыв необходим для осадки бетона, уложенного в колонны.

В густоармированные балки укладывают подвижную бетонную смесь с осадкой конуса 6...8 см.

Балки высотой более 0,8 м бетонируют отдельно от плит с устройством горизонтального рабочего шва на уровне низа плиты.

Плиты перекрытия бетонируют в направлении, параллельном главным или второстепенным балкам.

При бетонировании плит с арматурным каркасом на него сверху укладывают легкие переносные щиты, служащие рабочим местом и предотвращающие деформацию арматуры.

Арки, своды, купола, оболочки. Для уменьшения осадок бетона и исключения его сползания при виброуплотнении для возведения арок и сводов применяют малоподвижные бетонные смеси с осадкой конуса 1…3 см и крупностью заполнителя до 30 мм.

Пологие двухшарнирные арки пролетами до 20 м бетонируют непрерывно с двух сторон – от пят к замку.

При наличии третьего шарнира бетонируют одновременно обе полу арки от опор к среднему шарниру.

Бетонирование арок:

а,б – бетонирование малопролетных арок, в, г – тоже, пролетом более 20м; 1 – бадья, 2 – стойка, 3 – подкос, 4, 5, 6 – участки бетонирования, 7 – наружная опалубка, 8 – направляющий щит, 9 – разделительная полоса

Арки пролетами более 20 м с большими сечениями бетонируют участками.

Для двухшарнирных арокколичество таких участков должно быть нечетным, а для трехшарнирных - четным.

Между участками оставляют разделительные полосы шириной 0,8…1,2 м.

Укладывать смесь на каждом участке нужно непрерывно.

Первыми бетонируют участки, прилегающие к опорам.

Затем во избежание выпучивания опалубки в вершине арки бетонируют замковый участок.

После этого укладывают бетонную смесь в рядовые участки равномерно с двух сторон арки.

Разделительные полосы бетонируют через 6…8 суток после того, как произойдет усадка бетона основных участков. Для разделительных полос применяют жесткую смесь (осадка конуса 0…1 см см).

Приопорные участки крутых арок бетонируют в четырехсторонней опалубке, чтобы смесь не сползала при виброуплотнении.

Смесь подают в бадьях, загружая ее в открытую опалубку сверху или в специальные окна при четырехсторонней опалубке.

Уплотняют смесь внутренними вибраторами, а при густом армировании и большой высоте сечения арок - комбинированным способом, применяя внутренние и навесные вибраторы.

Затяжки арок, имеющие натяжные приспособления, бетонируют после раскружаливания арок и подтягивания этих приспособлений.

Жесткие затяжки омоноличивают одновременно с бетонированием арок.

Своды большой протяженности членят по длине на отдельные делянки с устройством рабочих швов, перпендикулярных образующей свода.

При небольших пролетах (до 15 м) и малой толщине свода (до 0,2 м) делянки бетонируют непрерывно, укладывая смесь полосами, параллельными образующей, одновременно с двух сторон от пят к замку.

Массивные своды пролетами более 15 м в пределах каждой делянки членят на нечетное количество участков, параллельных образующей.

Ширину разделительных полос между ними принимают равной толщине свода.

Бетонную смесь подают в бадьях, разгружая ее порциями в отдельных точках по фронту бетонирования.

При толщине сводов до 0,35 м смесь уплотняют поверхностными вибраторами или виброрейками, в более массивных сводах - внутренними вибраторами.

Бетонирование сводов:

а – бетонирование пологих сводов, б – то же, крутых; 1 – бадья, 2 – виброрейка, 3 – наружная опалубка, 4 – внутренняя опалубка, 5 – поддерживающие стойки

При крутых сводах участки у опор во избежание сползания бетона при вибрировании бетонируют в двусторонней опалубке.

Наружные щиты устанавливают по ходу бетонирования.

Небольшие купола бетонируют непрерывно два-три звена, работающие непрерывно.

Укладывают смесь горизонтальными круговыми полосами без образования рабочих швов.

Большеразмерные купола делят на участки-«лепестки», образуя разделительные полосы между ними.

Бетонируют купола, как правило, в двусторонней опалубке, наружные щиты которой устанавливают по ходу бетонирования.

Рис. 90. Бетонирование куполов: а – бетонирование малых куполов (разрезы и планы), б – то же, пролетом более 15 м, 1 – полоса бетонирования, 2 – участок-«лепесток», 3 – разделительная полоса, 4 – наружная опалубка, 5 – бадья, 6 – окно для подачи бетонной смеси

Оболочки, четырехугольные в плане, бетонируют в односторонней опалубке полосами, параллельными наружным их граням, а круглые - концентрическими полосами.

Уплотняют смесь вибрированием площадочными вибраторами, виброрейками или вакуумированием.

Для малоподвижных смесей (осадка конуса 1…3 см) применяют виброуплотнение, а более подвижные с осадкой конуса 4…6 см уплотняют вакуумированием.

1.10 Распалубливание конструкций

При установке опалубки предусматривают конструктивные решения, обеспечивающие не только быстрый и простой съем опалубки, но и предотвращающие повреждения бетона.

Распалубливают конструкции после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность углов, кромок и поверхностей.

Сроки распалубки зависят от режима твердения и марки бетона, вида цемента и конструктивных особенностей элементов.

Несущие элементы опалубки снимают по достижении бетоном прочности, обеспечивающей необходимую несущую способность конструкции.

Если фактическая нагрузка на элементы конструкции будет менее 70% от расчетной, то для элементов конструкций пролетом до 6 м эта прочность должна быть 70% от нормативной, пролетом более 6 м и конструкций с напрягаемой арматурой- 80%.

При нагрузке более 70% от расчетной несущие элементы опалубки снимают после набора бетоном проектной прочности.

При наличии несущих сварных армокаркасов опалубку снимают при достижении бетоном 25% проектной прочности.

Схема распалубливания крупнощитовой опалубки стен:

а – наружного щита, б – внутреннего щита; 1 – стальная пластина, 2 – ребро верхнего щита, 3 – петля, 4 – опорный ролик, 5 – штанга, 6 – горизонтальный упорный прогон, 7 – вертикальное ребро, 8 – палуба, 9 – винт

При распалубливании междуэтажных перекрытий под балками и прогонами оставляют так называемые стойки безопасности на расстоянии не более 3 м друг от друга.

Опорные стойки нижележащих перекрытий удаляют тогда, когда прочность бетона возводимого перекрытия достигнет проектных значений.

Для демонтажа опалубки используют комплект ломиков, гаечные и специальные ключи, рычажные ножницы, кусачки, кувалды, гидравлические домкраты.

Крупнощитовую опалубку массивов, стен и фундаментов снимают кранами с помощью специальных рычажных приспособлений.

Для съема опалубки стен при их двухярусном расположении угол штанги 5 через ролик 4 упирают в стальную пластину 1 верхней панели.

При этом конец короткого плеча рычага давит на прогон нижней панели 7 и отрывает ее от бетона.

Оторванную панель переставляют краном в новое положение.

Для съема одноярусных опалубочных панелей крупнощитовой опалубки ролик 4 рычажного приспособления упирают в стальную пластину 1, врезанную в палубу панели. Обойма упирается в прогон 6.

При повороте рычага в положение II опалубочная панель отрывается от бетона.

Для распалубливания конструкций стен, возводимых в крупно-щитовой и объемно-переставной опалубках используют специальные домкраты.

Их устанавливают в верхней части щитов.

Состоят они из кронштейнов 2 и винта 3 механизма смещения.

Кронштейны 2 устанавливают неподвижно на наружной части щитов опалубки 1, 5.

При движении винта 3 с помощью рукояти 4 в системе возникают силы, обеспечивающие отделение поверхности щита от забетонированной конструкции.

Схема устройств для распалубливания конструкций:

а – с помощью домкратов, б – с использованием подкосов, в, г – с помощью отжимных устройств; 1, 5 – наружный и внутренний щиты опалубки, 2 – кронштейны, 3 – винт, 4 – рукоять, 6 – стяжные болты, 7 – домкрат подкоса, 8 – отжимное устройство, 9 – щит опалубки перекрытия, 10 – телескопическая стойка, 11 – ригель, 12 – опорная пластина, 13 – пружина, 14 - стакан, 15 – шток с рукоятью

В качестве средств распалубливания крупнощитовой опалубки могут служить подкосы с механическими домкратами 7. При укорочении длины подкоса щит от поверхности стены отрывается.

В практике монолитного строительства для распалубливания конструкций используют домкратные системы гидравлического действия, что позволяет исключить ручной труд и механизировать процесс.

Наиболее универсальным средством для распалубливания щитов опалубки служат механические домкраты или отжимные устройства.

Конструкция отжимного устройства выполнена в виде стакана 14, внутри которого расположен шток 15 с рукоятью и рабочей пластиной 12 и возвратной пружиной 13.

Стакан жестко крепится в отверстие палубы щита, а рабочая пластина шарнирно соединена со штоком.

В конструкции щита их устанавливают таким образом (узел А), что рабочая часть в виде опорной пластины 12 в свободном состоянии находится заподлицо с палубой щита.

С помощью рукояти 15 достигается вращение винта и выдвижение опорной пластины из плоскости палубы щита.

Оказывая давление на бетон, достигается отрыв щита от конструкции

Для возврата в исходное положение отжимное устройство снабжено пружиной 13.

Отжимные устройства устанавливают в верхней части крупнощитовой опалубки, в инвентарных щитах опалубки перекрытий, в блочно-щитовой опалубке, разъемных блок-формах и других типах опалубки.

Следует иметь в виду, что несмазанная опалубка прочно сцепляется с бетоном и для ее отделения требуются большие усилия.

Перед повторным использованием элементы опалубки очищают от остатков бетона.

Формующие поверхности щитов покрывают специальными смазками.

Цикл работ повторяют.

Распалубливание следует вести аккуратно и тщательно, чтобы исключить изломы и не нарушить геометрические размеры щитов опалубки.

От качества распалубливания зависит многократность ее использования.