Тема 6. Основні положення по технології процесів монолітного бетону та залізобетону

6.1Бетон і залізобетон в сучасному будівництві.

Бетон і залізобетон в сучасному будівництві займаєведуче місце.

Масштабність застосування бетону і залізобетону зумовлена високими фізико-механічними показниками: довговічністю, хорошою опірністю температурним і вологим впливам, можливістю отримання конструкцій порівняно простими технологічними методами, використанням в основному місцевих матеріалів (крім сталі), порівняно невисокою вартістю.

За способом виготовлення бетонні і залізобетонні конструкції розділяють на збірні, монолітні і збірно-монолітних.

Збірні конструкції виготовляють на заводах і полігонах, потім доставляють на об'єкт будівництва і влаштовуються в проектне положення.

Монолітні конструкції виконуються безпосередньо на об'єкті, що будується.

Збірно-монолітні конструкції виконують із збірних елементів заводського виготовлення і монолітної частини, що об'єднує ці елементи в єдине ціле.

Нарівні із збільшенням об'ємузастосування збірного бетону і залізобетону зростає також і число конструкцій і споруд, що виконуються із застосуванням монолітних конструкцій. Наприклад, в промисловому і цивільному будівництві застосування монолітного залізобетону ефективне призведенні масивних підмурівків, підземних частин будівель і споруд, масивних стін, різних просторових конструкцій, стінок і ядер жорсткості, димарів, резервуарів, будівель підвищеної поверховості в сейсмічних районах і багатьох інших конструкцій і інженерних споруд.

Види конструкцій вибирають в залежності від умов експлуатації.

Переваги збірних конструкцій:

- швидкість будівництва

- індустріалізація;

- всесезонність.

Недоліки:

- досить низька міцність споруд.

Переваги монолітних споруд:

- висока міцність (можливість зведення в сейсмічних районах);

- зведення споруд будь-яких архітектурних форм;

- сприймання динамічних коливань.

Недоліки:

- залежність від погодних умов.

І надалі бетон і залізобетон залишаться основними будівельними матеріалами.

6.2. Склад і структура комплексного технологічного процесу

Зведення монолітних бетонних і залізобетонних конструкцій вимагає виконання комплексного процесу, що носить узагальнюючу назву «Бетонні і залізобетонні роботи». Даний процес складається з влаштування опалубки, армування конструкцій, бетонування конструкцій, витримування бетону в забетонованих конструкціях, розпалублення, а при необхідності і обробки поверхонь готових конструкцій. Внаслідок виконання цих операцій з матеріальних елементів (цементу, заповнювачів, води, добавок, арматурної сталі) отримують готовий продукт - залізобетонну конструкцію (споруда).

Технологічний процес по зведенню монолітних бетонних і залізобетонних конструкцій складається із заготівельних і монтажно-збиральних (основних) процесів, пов'язаних між собою транспортними операціями.

До складу заготівельних процесів входять операції по виготовленню елементів опалубки, арматури, збиранню арматурно-опалубочних блоків, приготуванню бетонною суміші. Вони виконуються, як правило, в заводських умовах або в спеціалізованих цехах і майстернях.

Основні процеси, які виконують безпосередньо на будівельному майданчику: установка опалубки в проектне положення; монтаж арматурних елементів і арматурно-опалубочних блоків; укладання і ущільнення бетонної суміші; догляд за бетоном в процесі тверднення; натягнення арматури (при бетонуванні монолітних попередньо напружених конструкцій); демонтаж опалубки (після досягнення бетоном необхідної міцності).

Ефективність бетонних і залізобетонних робіт залежить як від технічного рівня кожного окремого процесу, так і від взаємної їх узгодженості і комплексної механізації. Зведення монолітних залізобетонних конструкцій дуже трудомісткий процес. Трудомісткість зведення 1 м³ монолітних залізобетонних конструкцій становить 4...8 люд.-год. При цьому трудомісткість влаштування опалубки становить 40...45%, армування конструкцій — 30...35% і бетонування конструкцій — 20...25% загальних трудовитрат.

Зниження трудомісткості зведення конструкцій найважливіша задача технології монолітного бетону і залізобетону, що вимагає подальшого вдосконалення.

6.3.Типи опалубок і області їх застосування

Опалубка - це тимчасова допоміжна конструкція, що служить для надання необхідних форми, геометричних розмірів і положення в просторі конструкції, що зводиться (або її частини).

Опалубка складається з: опалубочних щитів (форм), що забезпечують форму, розміри і якість поверхні конструкції; кріпильних пристроїв, що забезпечують проектне положенняопалубочних щитів і риштувань.

У форми, утворені встановленими в проектне положенняопалубочних щитів, укладають бетонну суміш, де вона твердіє, перетворюючись в бетон заданої міцності. Після досягнення бетоном необхідної міцності, опалубку видаляють (розпалублюють).

Опалубка повинна відповідати наступним основним вимогам: вона повинна бути міцною, стійкою, не змінювати форми під впливом навантажень, виникаючих в процесі провадження робіт. Палуба (обшивка) опалубочного щита повинна бути досить щільною, в ній не повинно бути щілин, через які може просочитися цементний розчин. Опалубка повинна володіти оборотністю, тобто можливістю багато разів використовуватися. Чим вище оборотність опалубки, тим нижче її вартість, приведена до одиниці об'єму готової бетонної і залізобетонної конструкції. Конструкція опалубки повинна бути технологічною, тобто легко встановлюватися і розбиратися, не створювати ускладнень при монтажі арматури, а також при укладанні і ущільненні бетонної суміші.

У практиці вітчизняного масового промислового і цивільного будівництва відпрацьовані і успішно застосовуються опалубки різних конструкцій, зяких найбільш поширені наступні: розбірно-переставна - призведенні масивів, підмурівків, стін, перегородок, колон, балок, плит покриттів і перекриттів; блокова - призведеннікрупнорозмірних конструкцій і їх фрагментів; об'ємно-переставна (тунельна) — при одночасному зведенні стін і перекриттів житлових і цивільних будівель; ковзаюча - призведенні вертикальних конструкцій будівель і споруд великої висоти; горизонтально - переставна (катуча) — призведенні лінійно-протяжних конструкцій; нез ′ ємна -призведенні конструкцій без розпалублення, з елементамигідроізоляції, облицювання, утеплення.

Для виготовлення опалубки найчастіше застосовують деревину, фанеру, сталь, а в останні роки і пластмаси (пластик).

Раціональні комбіновані конструкції, в яких несучими і підтримуючими елементами служить метал, а як палуба, дотична з бетоном, пиломатеріали, водостійка фанера, деревно-стружкові плити, пластик. Досить широко в останні роки застосовують повністю металеву опалубку, яка забезпечує отримання рівної гладкої бетонної поверхні і має високу оборотність. Застосовувати її доцільно в тому випадку, якщо її можна використати не менш 50 разів.

Стальну опалубку, а також стальні елементи кріпильних і підтримуючих пристроїв для дерев'яних і комбінованих опалубок виготовляють на заводах металевих конструкцій або в механічних майстерних будівельних організацій.

Дощаті, фанерні, деревно-стружковіопалубочні форми, дерев'яні елементи риштувань і кріплень виготовляють в опалубочних цехах деревообробних комбінатів або в опалубочних майстернях.

Заготовлені централізовано елементи опалубки доставляють на об'єкт, що будується.

6.4. Конструктивні особливості і методи установки опалубок

1. Розбірно-переставна опалубка складається з окремих щитів і підтримуючих частин: ребер, стяжок і т. д. На висоті опалубочні щити підтримують риштування. Технологічний процес влаштування опалубки полягає в наступному: щити опалубки встановлюють вручну або краном і закріпляють в проектному положенні, після бетонування і досягнення бетоном міцності, що допускає розпалублення, опалубочні і підтримуючі пристрої знімають і переставляють на нову позицію (звідси і назва розбірно-переставна).

Розрізнюють два основних видиопалубочних форм розбірно-переставної опалубки: дрібнощитову і крупнощитову.

Дрібнощитовуопалубочну форму збирають вручну змалорозмірних щитів масою не більше за 50 кг і площеюбіля 1 м². Конструктивно малорозмірні щити являють собою палубу (з дощок, стального листа або водостійкої фанери) з обрамленням і ребрами жорсткості.

Основний елемент крупнощитовоїопалубочної форми -крупнорозмірнапанель суцільна або зібрана здрібних щитів. Маса елементів крупнощитової опалубки досягає 500 кг. Тому її встановлюють і розбирають за допомогою крана.

У цей час в практиці будівництва в широких масштабах застосовується уніфікована ( універсальна ) опалубка, що складаєтьсяз інвентарних щитів різних типорозмірів з інвентарними кріпленнями і підтримуючими пристроями. Габарити основних щитів уніфікованої опалубки кратні, як правило, одному модульному розміру (300 мм по ширині і 100 мм по висоті ). Прикладом такої опалубки може служити уніфікована стальна опалубка «Моноліт», в комплект якої входять основні щити, кутові щити, кріплення, інвентарне пристосування для комплектування щитів в крупнорозмірні панелі, монтажні кутики, несучі ферми, інвентарні клинові затиски, натяжні крюки, пружиннийз’єднувач.

2. Зниження трудомісткості опалубочнихробіт і збільшення їх темпів виконання досягають за рахунок попереднього укрупнювального збирання елементів опалубки у великіопалубочні блоки і блок-форми. Опалубочніблоки і блок-форми - це просторові конструкції, внутрішні поверхні яких відтворюють форму елемента, що бетонується, зібрані зстальних щитів на роз'ємних або шарнірних кріпленнях. Іноді (наприклад, при бетонуванні великого числа конструкцій одного і того ж типорозміру) елементи блоку з'єднують на зварюванні. Доставлені до місця установки опалубочні блоки і блок-форми можна відразу встановлювати в проектне положення. Монтують і демонтують такі блоки за допомогою крана.

Досить часто приходиться виконувати бетонні роботи на висоті. Підтримуючі риштування складаються з стійок, прогонів, розкосів і лаг, які утворюють жорстку просторову конструкцію, фіксуючу опалубку в проектному положенні.

Привлаштуванні опалубки стрічкових фундаментів з інвентарних щитів останні з'єднують інвентарними схватками. Поперечний розмір фіксують тимчасовими розпірками на підкосах і торцевими щитами опалубки. Для сприйняття бічноготиску бетонної суміші протилежні панелі з'єднують тяжами, пропущеними через схватки і закріпленими за допомогою клинових замків. Встановлюють опалубку в такій послідовності: по обидві сторонипідмурівки, через 3...4 м встановлюють і вивіряють маякові щити, відстань між якими кратна ширині або довжині щитів. Після закріплення маякових щитів підкосами і тимчасовими розпірками їх з'єднують схватками на клинових затисках і стяжками. Потім до схваток за допомогою натяжних крюківприкріпляють інші щити.

Дощату опалубку ступінчастих фундаментів стаканного типу збирають з пар щитів: заставних і накривних. У кожному ярусі заставні щити вставляють між накривними, і отриманим таким чином короб стягуютьтяжами або скрутками, які сприймають бічнийтиск бетонної суміші.

Приопалубленні ступінчастих фундаментів блоковою формою збирання її ведеться в наступному порядку: на спланованому грунтовому майданчику збирають нижній короб; на несучі ферми за допомогою натяжних крюків навішують щити; на ребра щитів короба наносять риски, які вказують положення осей. За допомогою крана короб встановлюють в проектне положення, з'єднують протилежні панелі стяжками і закріпляють їх клиновими затисками. У тому ж порядку збирають, встановлюють короби наступних рівнів і з'єднують нижні пояси ферм нижнього короба між собою струбцинами або хомутами.

Іноді в блокову опалубку (блок-форму) заздалегідь монтують і закріпляють арматурний каркас і потім встановлюють в проектне положення краном. Таку конструкцію, що складається з арматурного каркаса і опалубки, називають арматурно-опалубочним блоком.

Дерев'яну опалубку колон влаштовуютьз щитів. Короб охоплюють дерев'яними або металевими хомутами, що скріпляються з допомогою клинів, що сприймають бічнийтиск суміші. Короб вставляють в рамку, укріплену на підколоннику або перекритті. У нижній частиніодногоз щитів є отвір, через який з короба видаляють сміття, перед бетонуванням отвір закривають спеціальним щитком. У верхній частині щитів звичайно є вирізи, обрамовані рейками, для примикання прогонів або балок.

Опалубка балок і прогонів складається з двох бічних щитів і днища, що вставляється між ними. Бічні щити знизу кріплятьприжимними дошками, зверху ж при висоті балок до 45 см вони утримуються опалубкою плити або поперечними стяжками. Днище спирається на оголовок стійок або на інші опори. Стійки під балками і прогонами встановлюють звичайно на відстані 1,5…2 модна від одної.

Опалубка плит ребристих перекриттів складається з опалубочних щитів, що укладаються на кружала, які, в свою чергу, встановлюють на підкружальні дошки. Кружала виконують з дощок (на ребро) або з брусків і закріпляють в проектному положенніфризовою дошкою, що є крайньою дошкою палуби плити.

Приустановці опалубки ребристого перекриття насамперед укладають і закріпляють кріпильні рамки в основі колони, а потім встановлюють опалубку колон, закріпляючи її тимчасовими підкосами. Заздалегідь заготовлену арматуру опускають в короб зверху і кріплять до нього. Якщо арматура колони в'яжеться або укрупнюється на місці, то одинз щитів короба наживляють монтажними цвяхами, хомути в цьому випадку надівають на щити післяустановки арматури. На опалубку колон укладають щити днища прогонів. Післяустановкибічних щитів опалубки прогонів на них укладають щити днища балок і негайно встановлюють стійки. Стійки розшивають в двох напрямах, а підкоси колон знімають. Потім до бічних щитів опалубки балок прибивають підкружальні дошки і встановлюють кружала, на які укладають щити опалубки плити.

Опалубку стін збирають з комплекту дощатих або стальних щитів, стяжних болтів і розчалок. Спочатку встановлюють щити опалубки з одного боку стіни. Змонтувавши арматуру, встановлюють опалубку з іншого боку стіни і скріпляють стяжними болтами. Стіни товщиною більше за 250 ммопалублюють на висоту до 6 м. Якщо товщина стіни менше, щити другої сторони опалубки встановлюють поярусно на висоту не більше за 1,5 м.

3. Об'ємно-переставна (тунельна) опалубка складається з просторових металевих П- подібних секцій, з яких збирається опалубочний блок на ширину будівлі. Бічніпанелі служать внутрішньою опалубкою монолітних стін, а верхня палубою перекриття. Повністю зібрану опалубку встановлюють в проектне положення за допомогою крана. Після того як бетон набрав розпалубочну міцність, опалубку демонтують, не розбираючи її на складові елементи. Для витягання опалубки із забетонованої секції елементи верхньої панелі опускають за допомогою домкратів, а бічні панелі відгинають від стін. Потім опалубку на катках висувають по інвентарних шляхах, укладених по перекриттю, на сусідню позицію або на спеціальні підмости. Останні влаштовують з подовжньоїсторони будівлі, звідкизнову закріплену секцію переставляють краном на нову позицію.

Існує багато конструкцій об'ємно-переставної опалубки (П- подібна, Г- подібна) з різними системами складання.

3. Ковзаюча опалубка на відміну від інших видів опалубок при переміщенні по висоті не відділяється від конструкції, що бетонується, а ковзає по її поверхні, пересуваючись в процесі бетонування за допомогою підіймальнихпристроїв. Основні елементи опалубки щити, домкратний рами, робоча підлога, підмости, домкрати і домкратний стержні.

Опалубочні щити, що звичайно мають висоту 1,1..1,2 м, охоплюють споруду, що бетонується по зовнішньому і внутрішньому контурах. Для зменшення сил тертя при підйомі опалубки щитам додаютьконусність в межах 1/500...1/200 висоти щита (поширюючи донизу). Таким чином, відстань в світлу між щитами вгорі на 10...12 мм менша, ніж внизу. Конусність зменшує небезпеку зривів і задирів бетону при підйомі опалубки.

Для підйому ковзаючої опалубки застосовують гідравлічні і електромеханічні домкрати. Найбільш широко застосовуються гідравлічні домкрати. Основні вузли гідравлічного домкрата - циліндр із затискним пристосуванням і поршень з штоком. Для запобігання зчепленню домкратний стержня з бетоном до основи домкрата приєднують спеціальну захисну трубку, що обіймає домкратний стержень і пропускається між щитами опалубки. При бетонуванні трубка утворить в бетоні канал, в якому вільно (без зчеплення) розміщується домкратний стержень. По закінченні бетонування домкратний стержень може бути витягнутий з бетону. Швидкість бетонування в ковзаючій опалубці 3 м³/добу, а трудомісткість укладання 1 м³ бетонної суміші складає 0,9...1 люд-дн.

5. Горизонтально переміщувана (катуча) опалубка призначена для безперервного поярусного бетонування бетонних і залізобетонних стін постійного і змінного перерізу товщиною 12...60 см. і висотою до 6 м. Щити опалубки висотою 1,2…1,5 м і довжиною 6...8 м закріплені на стійках рами.

Стійки встановлені на возиках, оснащених катками. Вертикальне переміщення щитів здійснюється з допомогою електричної лебідки по вертикальних стійках рами на повзунах. Щити закріпляють на стійках по висоті фіксаторами. Швидкість горизонтального пересування опалубки при бетонуванні 6...8 м/год.

6. Нез′ємна опалубка після бетонування основної конструкції не знімається, а залишається в її тілі і працює разом з нею. У залежності від умов опалубка може бути використана як гідроізоляційний, утеплюючий, декоративний або облицювальний шар конструкції. Нез′ємну опалубку збирають переважно із залізобетонних і армоцементних плит, стальних листів і тканої стальної сітки.