Подавання бетонної суміші у конструкцію

При бетонуванні різноманітних назем­них та підземних конструкцій з інтенсивністю робіт до 20 м³ на добу бе­тонну суміш транспортують у баддях місткістю 0,5...З м³і подають кранами.

Баддя — це зварна металева конструкція, яка має корпус, каркас, зас­лінку, важіль. Бадді бувають поворотні та неповоротні. Неповоротні бадді застосовують у разі потреби подавання бетонної суміші невеликими порція­ми (в колони, стіни незначної товщини). Більш поширені поворотні бадді, які заповнюють бетонною сумішшю з транспортних засобів у горизонталь­ному положенні. При підйомі краном така баддя займає вертикальне положення, в якому її переміщують до місця бетонування і вивантажують. Для полегшення розвантаження на бадді інколи встановлюють вібратор.

Стрічкові пересувні конвеєри доцільно застосовувати для подаван­ня бетонної суміші у невеликі (площею 5...8 м²) монолітні конструкції. Конвеєри мають довжину 6...15 м і ширину стріч­ки 400...500 мм і можуть подавати бетонну суміш на висоту 1,5...4 м. Вони устатковані живильниками, які забезпечують рівномірне подавання суміші на стрічку, і пристроями, що очищають стрічку від налипання цементу. Для вивантаження суміші з конвеєра застосовують напрямні двобічні щитки чи лійку не менше ніж 0,6 м заввишки. Вільне скидання бетонної суміші з конвеєра не допускається.

Для запобігання розшаруванню бетонної суміші при подаванні стріч­ковим конвеєром її рухливість беруть не вище ніж 6 см. Кути нахилу стрічки не повинні перевищувати 18° при підніманні суміші рухливістю до 4 см, 15° — рухливістю до 6 см, а при опусканні суміші —відповідно 12° і 10°. Швидкість руху стрічки 1...3 м/с. Трубопровідне транспортування бетонної суміші застосо­вують здебільшого в межах будівельного майданчика. Розрізняють тран­спортування бетононасосними установками та пневмотранспортування.

Транспортування бетононасосними установками використовують у разі подавання бетонної суміші в усі види монолітних конструкцій, у тому числі в місця, недосяжні для інших засобів. Бетононасосні установ­ки включають бетононасоси, бетоноводи і засоби розподілення суміші. Вони бувають трьох основних видів: стаціонарні, причіпні та самохідні.

Стаціонарні установки продуктивністю 20...40 м³/год і більше ви­користовують при значних обсягах бетонних робіт (5000... 10000 м³). При обсягах робіт 500... 1000 м³ застосовують як стаціонарні, так і причіпні установки продуктивністю 10 м³/год. Для бетонування розосереджених конструкцій об'ємом не менше ніж 50 м³, а також подавання бетонної суміші в розосереджені важкодоступні місця доцільно засто­совувати причіпні установки і самохідні автобетононасоси.

Бетононасоси — високопродуктивні машини (10...80 м³/год), які призначені для безперервного подавання бетонної суміші по трубах (бетоноводах) на відстань 250...400 м по горизонталі на висоту 50...100 м.

Найбільш поширені поршневі бетононасоси з механічним і гідравліч­ним приводом. Останні мають такі переваги: менш динамічні навантаження на механізми і деталі насоса і бетоноводу, а також гарантований максимальний тиск, перевищення якого виключа­ється.

Засоби для розподілення бетонної суміші забезпечують її укладан­ня в межах певної площі. До них належать гнучкі рукави, поворотні коліна, кругові розподільники і розподільні стріли. Для спускання суміші застосовують також лотки і хоботи.

Обертовий розподільник має два шарнірно-зчленованих коліна і під­ставку. Його застосовують переважно при бетонуванні циліндричних споруд.

Розподільні стріли — це спеціалізоване устаткування для переміщен­ня вихідного кінця бетоноводу в зону укладання бетонної суміші. Стріли складаються з 2...5 шарнірно-зчленованих ланок з прикріпленим бето-новодом, що мають гідравлічний привід розкладання їх у вертикальній, а інколи в горизонтальній площі, поворотного устаткування та гумотка-нинного рукава на кінці бетоноводу. Бувають стаціонарними або при­чіпними.

Автобетононасоси — установки з бетононасосом і розподільною шарнірно-зчленованою, гідравлічною повноповоротною стрілою, що змон­товані на шасі автомобіля. Мобільність та можли­вість подавання бетонної суміші в межах значної зони (на відстань до 27 м і висоту до 23 м) забезпечують високу ефективність їх при бетону­ванні різноманітних конструкцій. Автобетононасоси можна застосовувати також із стаціонарним бетоноводом для подавання бетонної суміші на відстань до 300 м по горизонталі і до 60 м по вертикалі.

Бетонування конструкцій

Процес бетонування складається з підготовчих, основних і допоміж­них операцій та контрольних заходів.

Підготовчі операції виконують до початку укладання бетонної сумі­ші. Вони призначені для створення зручних і безпечних умов виконання робіт відповідно до проекту виконання робіт; усунення дефектів опалуб­ки й арматури, які можуть утворитися під час непередбачених перерв між улаштуванням їх і початком укладання бетонної суміші; забезпечен­ня потрібної якості поверхні основи чи суміжного, раніше забетонованого блока та опалубки.

Основні операції — це приймання, укладання та ущільнення бетон­ної суміші. Бетонна суміш при цьому має набрати зумовленої опалуб­кою відповідної проектної форми і заповнити всі проміжки між арматур­ними елементами та між ними і поверхнею опалубки; набути потрібної щільності та однорідності в об'ємі всієї монолітної конструкції.

Допоміжні операції полягають в обслуговуванні технічних засобів: підготовці, установленні та переміщенні машин, механізмів і пристосу­вань в усіх взаємозв'язаних операціях бетонування. В кінці зміни інвен­тар, механізми та пристосування відчищають від напливів бетону, про­мивають бетоноводи.

Контрольні заходи мають важливе значення щодо забезпечення високої якості монолітної конструкції та створення безпечних умов виконання робіт.

Насамперед до початку бетонування треба перевірити якість робіт і конструкцій, що зроблені до бетонування.

Перевіряють підготовлену природну основу, виконання гідроізо­ляційних робіт, правильність установлення арматури і закладних де­талей, анкерів, каналоутворювачів, тобто ті елементи, які закрива­ються в процесі бетонування, й оформляють акти на приховані робо­ти, які підтверджують якість виконання їх. Акти на приховані роботи мають бути підписані відповідальними особами і є звітними докумен­тами.

Підготовчі роботи. Перед прийманням бетонної суміші підготовля­ють під'їзні шляхи, настили, місця розвантаження й устаткування.

Арматуру, закладні деталі й анкерні болти очищають від бруду та іржі, що відшаровується. Різьбу анкерних випусків оберігають від за­бруднення бетонною сумішшю, змащуючи солідолом і покриваючи міш­ковиною чи іншим матеріалом.

Укладання бетонної суміші. Залежно від виду монолітних конст­рукцій, легкоукладальності бетонної суміші і прийнятих на основі цьо­го засобів для її ущільнення бетонну суміш укладають або горизонталь­ними, похилими та східчастими шарами, або окремими смугами-картами в один шар, або одночасно на всю висоту конструкції чи блока бетонування.

Шарами укладають бетонну суміш у разі потреби забезпечення її одночасного ущільнення вібраційним устаткуванням. Рухливість бе­тонної суміші при цьому становить 0...10 см залежно від виду, масив­ності та густини армування конструкції. Так, суміш рухливістю 1...3 см укладають у масивні малоармовані конструкції, рухливістю 4...6 см — у каркасні густоармовані масивні конструкції і стіни, 8...10 см — у тонкі та густоармовані конструкції стін, каркасів тощо.

Товщину горизонтальних шарів в основному визначають засобами для ущільнення. У разі використання важких підвісних вертикально розміщених вібраторів товщина шару має бути на 5... 10 см менша за довжину робочої частини вібратора. При застосуванні похило розміще­них вібраторів товщина шару має дорівнювати вертикальній проекції робочої частини вібратора, а при застосуванні ручних глибинних вібра­торів не повинна перевищувати 1,25 довжини їхньої робочої частини. В разі ущільнення поверхневими вібраторами товщину шару укладуваної суміші беруть до 250 мм у конструкціях з одинарним і до 120 мм — з подвійним армуванням. Шарами такої товщини укладають бетонну су­міш для монолітних бетонних підготовок під підлоги та дороги, а також плитних конструкцій (плит перекриття тощо) до 250 мм завтовшки.

На всю висоту конструкції чи блока бетонування укладають бетонну суміш рухливістю 16...24 см, для отримання якої застосовують суперпластифікатори. Суміш розподіляється та ущільнюється в конструкції під дією власної ваги.

Застосовують також напірний метод укладання суміші рухливістю 12...24 см, який полягає в безперервному нагнітанні її напірним бетоноводом у конструкцію під дією гідродинамічного тиску, що досягається нагнітальним устаткуванням — бетононасосом.

Безперервність укладання бетонної суміші забезпечується, якщо наступний шар укладають до початку тужавлення цементу попереднього

Для забезпечення мінімальної інтенсивності бетонування масивних конструкцій при значній площі блока суміш укладають східчастими шарами. Ширину смуг (східців) визначають із умов зручності укла­дання та ущільнення суміші і беруть 2,5... 5 м. Укладають бетонну суміш по смугах в одному напрямку. Інтенсивність укладання бетонної суміші в цьому випадку

При бетонуванні масивних конструкцій до 2 м завтовшки бетонну суміш укладають також похилими шарами, визначаючи інтенсивність укладання за виразом.

Ущільнення бетонної суміші

Під час приготування, транспортування й укладання бетонна суміш перебуває в нещільному стані. Поміж частинками заповнювачів є вільний простір, заповнений повітрям. Забезпечення міцності й довговічності бетону досягається при його щільній і однорідній структурі. Тому негайно після подання порції бетонної суміші в конструкцію ЇЇ ущільнюють.

В основному бетонну суміш ущільнюють вібруванням. У деяких випадках застосовують ущільнення штикуванням, трамбуванням та коткуванням. Для подальшого підвищення фізико-механічних властивостей бетону та за певних умов виконання робіт відразу після віброущільнення суміші застосовують вакуумування бетону.

Вібрування бетонної суміші засноване на поширенні в ній механічних коливань у вигляді хвиль, що створюють динамічний тиск. Під дією їх суміш немовби розріджується, стає рухливою і текучою, частинки заповнювачів, хитаючись і осідаючи в цементному розчині, щільно при­лягають одна до одної, із суміші виводиться повітря.

За способами дії на ущільнювану бетонну суміш розрізняють вібра­тори: глибинні, що передають коливання на бетонну суміш від заглиб­леного в неї вібронаконечника чи корпуса; поверхневі, які передають коливання через робочу площадку, встановлену на поверхні бетонної суміші; зовнішні, що закріплені на зовнішньому боці опалубки і пере­дають коливання на бетонну суміш через опалубку.

Глибинні вібратори виконують з електро- чи пневмодвигуном, улаштованим у робочий наконечник; з електродвигуном, винесеним до держака; з винесеним до держака двигуном і гнучким валом. Глибинні віб­ратори з улаштованим у робочий корпус віброзбуджувачем — вібробулави — мають діаметр 75, 100, 114, 133 мм і довжину від 420 до 500 мм; частота коливань — від 5300 до 12 000 хв ¹; їх застосовують при ущіль­ненні бетонної суміші в мало- і середньоармованих масивних конструк­ціях (відстань між стрижнями арматури відповідно більше ніж 300 мм і від 100 до 300 мм).

Поверхневі вібратори застосовують для ущільнення плоских моно­літних конструкцій (плит, підготовок, підлог тощо) у тих випадках, коли найбільша глибина ущільнювального шару не перевищує 25 см при однорядному армуванні та 12 см — при дворядному. За більшої тов­щини конструкцій перші шари бетонної суміші ущільнюють глибинни­ми вібраторами, а поверхневий шар — поверхневими.

Поверхневі вібратори поділяють на віброплити і віброрейки (вібробруси).

Трамбування виконують ручними і пневматичними трамбівками під час укладання дуже жорстких бетонних сумішей у малоармовані конструкції, а також у тих випадках, коли застосовувати вібратори немож­ливо через шкідливу дію вібрації на розміщене поряд устаткування.

Штикування виконують за допомогою шурників, проштовхуючи ними щебінь між стрижнями арматури під час укладан­ня і вібрування сумішей рухливістю 4...8 см у густоармованих конструк­ціях, а також сумішей рухливістю більше ніж 10 см для запобігання розшарування їх від дії вібрації.

Коткуванням ущільнюють особливо жорсткі малоцементні бетонні суміші при зведенні масивних бетонних конструкцій, переважно в до­рожньому, гідротехнічному й аеродромному будівництві. Для ущіль­нення застосовують котки і віброкотки. Товщина ущільнювального віб­рокотками шару залежить від маси їх і становить 20...50 см; при застосу­ванні статичних котків ця величина менша. Кількість проходів котків визначається випробуваннями; звичайно достатньо одного-двох прохо­дів котків із швидкістю 1...2 км/год без вібрації з наступними чотирма — шістьма проходами з вібрацією.

Улаштування робочих швів

Перерви в укладанні бетонної суміші, що виникають через технологічні та організаційні умови або під впли­вом випадкових чинників, можуть призвести до порушень монолітності конструкції внаслідок: недостатньої адгезії бетону до поверхні між попереднім та наступне укладеним шаром; порушення зв'язків між частинками тверднучого бетону та арматурою від динамічних зусиль, що виникають при укладанні бетонної суміші наступного шару; різно­го напрямку деформацій усадки бетону суміжних шарів, що викликають розтяжні зусилля, які послаблюють зону стику. Тому стики між шара­ми чи блоками бетонування, утворені через перерви в роботі, влаштовують за відповідною технологією і називають робочими швами. Робочим швом називаютьплощину стику між затверділим і новим (свіжевкладеним) бетоном, утворену через перерву в бетонуванні.

Оскільки робочі шви — послаблене місце в конструкції, їх розташо­вують там, де несівна здатність конструкції не змінюється. Так, у прогонових та рамних конструкціях їх розташовують у нульових точках розрахункових епюр моментів. Робочі шви вертикальних елемен­тів (колони, пілони) мають бути горизонтальними і, як правило, на рів­ні верху фундаменту і низу прогону, балки чи капітелі та перпендику­лярними до граней елемента. У балках, прогонах, плитах робочий шов розміщують вертикально, бо нахилений послаблює конструкцію. Балки та плити бетонують звичайно одночасно, але у високих балках горизон­тальний робочий шов розміщують на 20...30- мм нижче нижньої поверх­ні плити.

Перед відновленням бетонування поверхню вже утвореного бетону обчищають від цементної кірки. При цьому міцність бетону має бути не менше ніж 0,3; 1,5 або 5 МПа при обчищенні відповідно водяним або повітряним струменем; механічною металевою щіткою; гідропіщаним струменем чи металевою фрезою. Оброблену в такий спосіб поверх­ню зволожують за одну-півтори години перед укладанням бетонної суміші. На горизонтальну поверхню наносять шар цементного розчину складу 1:3 3...10 см завтовшки.

Бетонування в місцях утворення робочого шва відновлюють після того, як бетон попередньо укладеного шару набере міцності не менше ніж 1,5 МПа, що забезпечує збереження його структури від дії динаміч­них навантажень. На це в нормальних умовах твердіння і при темпера­турі бетонної суміші 10...15° С потрібно 18...24 год, а при температурі 30° С — не менше ніж 7 год.