Тема лекции 7. Технология монолитного бетона и железобетона.

По способу производства работ конструкции из бетона и железобетона бывают: сборными, монолитными и сборно-мо­нолитными с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой.

Сборные конструкции изготавливают на специальных за­водах и полигонах, затем доставляют транспортом на строя­щийся объект и монтажными механизмами устанавливают в проектное положение.

Сборно-монолитные конструкции выполняют из сборных элементов заводского изготовления и монолитной части, объединяющей эти элементы в одно целое.

Монолитные конструкции изготавливают непосредствен­но на строящемся объекте путем укладки арматуры и бетон­ной смеси в заранее подготовленную опалубку. В этом случае на строительную площадку доставляются опалубка, армату­ра и бетонная смесь.

Опалубкой называют формы, в которых обеспечиваются проектные размеры и очертания бетонируемых в них кон­струкций. Опалубка состоит из несущих, поддерживающих и формообразующих элементов, изготовленных из различных материалов и разной конструкции. Опалубка, как правило, собирается из элементов, изготовленных на специализиро­ванных заводах или цехах.

По признаку повторности применения различают опалуб­ку инвентарную и стационарную. При этом инвентарная опа­лубка в зависимости от конструктивных особенностей и на­значения может быть разборно-переставной и подвижной.

По материалам, применяемым для изготовления опалуб­ки, ее подразделяют на металлическую, деревянную, дерево-металлическую, железобетонную, армоцементную и пневмати­ческую из синтетических или прорезиненных тканей.

Наиболее рациональными являются комбинированные конструкции, в которых несущим и поддерживающим эле­ментами является металл, а в качестве палубы, соприкасаю­щейся с бетоном, пиломатериалы, водостойкая фанера, плас­тик.

Металлическая опалубка изготавливается из стальных листов толщиной 1,5—2 мм и из прокатных профилей.

Железобетонная опалубка представляет собой железобе­тонные плиты-оболочки, которые устанавливаются в проект­ное положение до начала бетонирования и являются лицевой поверхностью возводимой конструкции.

Армоцементная опалубка применяется в виде армоцементных плит толщиной 15—20 мм, изготовляемых из мелкозер­нистого бетона, армированного проволочной сеткой.

Опалубка из синтетических материалов изготавливается из жестких матриц. Наибольшее распространение находят жесткие матрицы из армированного стеклопластика и поли­пропилена, эпоксидной смолы, а также гибкие — из прорези­ненной ткани, армированной резины полиуретана.

Преимущество монолитного строительства во многом оп­ределяет рациональное армирование конструкций. Для моно­литных железобетонных конструкций тип арматуры выбира­ется с учетом особенностей работы этих конструкций, их раз­меров и конфигурации, технологии и организации работ. При назначении методов армирования учитывается техноло­гичность устройства армированного заполнителя, которая определяет трудозатраты, количество механизированного труда, интенсивность выполнения работ.

Трудоемкость изготовления и экономичность железобе­тонных конструкций во многом зависят от принятых реше­ний по армированию конструкций. В общем цикле работ ар­мирование конструкций составляет 17—30% стоимости и 15—25% трудоемкости.

В качестве арматуры используют сталь, волокна из плас­тмасс, стекла, базальта и органических материалов.

Арматурные работы состоят из двух основных процессов — заготовки арматурных изделий и их установки в опалубку бетонируемой конструкции.

Арматура по назначению подразделяется на рабочую, рас­пределительную, монтажную и хомуты.

Рабочая арматура, предназначена в основном для воспри­ятия растягивающих усилий (при изгибе, растяжении, внецентренном сжатии и растяжении), располагается обычно в расгянутой зоне конструкции. В отельных случаях этот вид ар­матуры применяют также для усиления бетона против сжима­ющих усилий.

Арматура должна обеспечивать совместную работу с бе­тоном и выбираться с учетом типов монолитных конструк­ций и схемы их работы, а также прочностных характеристик бетона.

Распределительная арматура служит для равномерного распределения усилий между стержнями рабочей арматуры. Соединение распределительной арматуры с рабочей осущес­твляется посредством сварки или вязки.

Хомуты служат для предотвращения образования в бетоне конструкции косых трещин, а также для создания арматурно­го каркаса. В колоннах хомуты препятствуют выпучиванию вертикальных стержней арматуры.

Монтажная арматура становится для удобства сборки отельных стержней в каркас, а также для фиксированного точного положения рабочей арматуры.

Монтаж арматуры ведут специализированные звенья арма­турщиков. Состав и количество звеньев определяется видом монтируемой арматуры и объемом работ. Арматуру можно ус­танавливать только после проверки опалубки, подписания акта и составления на нее исполнительной схемы. При этом не­обходимо тщательно проверить установку закладных деталей, труб и других деталей, остающихся в бетоне.

Последовательность установки арматуры должна быть такой, чтобы ранее установленные элементы не затрудняли последующий монтаж и была обеспечена устойчивость уста­новленной арматуры.

При армировании в процессе бетонирования должна быть обеспечена указанная в проекте толщина защитного слоя, ко­торая зависит от вида и назначения конструкций, для этих целей между арматурой и опалубкой устанавливают специ­альные прокладки-фиксаторы, обеспечивающие заданную толщину защитного слоя.

Монтаж арматуры начинают с фундаментов, арматурные сетки которых укладывают на бетонные подкладки, толщина их равна толщине защитного слоя. К сетке приваривают вер­тикальные выпуски или коротыши, к которым в дальнейшем крепят арматуру колонны.

Каркас колонны устанавливают в проектное положение или с открытой стороны опалубки, или спуском всего карка­са в собранную полостью опалубку с помощью крана. После установки арматурного каркаса колоны в опалубку выверя­ют положение колонны по осям. Затем после проверки тол­щины защитного слоя бетона по периметру колонны сваркой соединяют стержни каркаса с выпусками арматуры из фунда­ментов.

При армировании ребристых перекрытий вначале уста­навливают армокаркасы балок и ригелей, а затем сетки плит. В зависимости от массы армирующих элементов устанавли­вают их с помощью кранов или вручную.

Под транспортированием бетонной смеси обычно пони­мают доставку ее от бетонного завода к строящемуся объекту и подачу бетонной смеси в пределах объекта к месту укладки. Способ транспортирования бетонной смеси к месту ее уклад­ки выбирают с учетом расстояния строительной площадки от завода, вида бетонируемого сооружения, наличия транспортных средств, свойств бетонной смеси. При этом независимо от способа транспортирования бетонных смесей должно быть обеспечено главное технологическое условие — сохранение ее однородности и необходимой подвижности.

Бетонную смесь, доставленную на объект ав­тосамосвалами, автобетоновозами и автобетоносмесителями, и разгруженную в бадьи или контейнера, непосредственно в конструкцию подают с помощью самоходных стреловых и башенных кранов. При этом краны помимо подачи бетонной смеси используют также на монтаже арматуры и закладных деталей, установке опалубки, погрузочно – разгрузочных ра­ботах, и они в комплексном технологическом процессе бето­нирования являются ведущими машинами.

Сменная эксплуатационная производительность крана на подаче бетонной смеси определяется по формуле:

П_э=60 V t K_в/Т_ц , м³/смен ,

где V— объем порции бетонной смеси, загружаемой в бадью, м3; t — продолжительность смены, ч; К_в — коэффициент использования крана во времени (0,76—0,82); Т_ц — продолжительность рабочего цикла, мин.

T_H = t_p + t_c + 2t_n + t_y,

где t_p— время разгрузки смеси; t_c — время строповки и расстроповки; 2t_n — время подачи груженой и порожней бадьи; t_y —время укладки бетонной смеси.

Зная сменную производительность крана, определяют со­став звена бетонщиков и количество автотранспортных средств, необходимых для бесперебойной доставки бетонной смеси на объект, которое находится из выражения:

N=К_рез· П_э/ П_а ,

где К_рез — коэффициент, учитывающий резерв производительности кранов (0,85 – 0,9); П_э – эксплуатационная производительность кранов, м³; П_а — эксплуатационная производительность автотранспортных средств, м³.

П_а=60 V’ t K’_в/t_ц,

г де V’ — объем бетонной смеси, загружаемой в автотранспортное средство, м³; t — продолжительность смены, ч; К’_в —коэффициент использования транспортной единицы во времени (0,82—0,92); t_ц — продолжительность транспортного цикла, мин.

С_ц=t₃+(2L 60/V_ср)+ t’_р ,

где t₃—время загрузки автотранспортного средства на заводе, мин; L — расстояние перевозки, км; V_cp — средняя скорость движения автотранспортного средства, км/ч; t’_p — время разгрузки смеси, мин.

Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам осуществляется с помощью бетононасосов и пневмонагнетателей.

В зависимости от назначения применяют стационарные, прицепные и самоходные бетононасосные установки, осна­щенные бетонопроводом или распределительной стрелой, со­бственной, выносной или автономной.

Стационарные бетононасосы целесообразно применять на строительной площадке с большим объемом бетонных работ, оснащенной приобъектной бетоносмесительной установкой.

Автобетононасосы с распределительной стрелой (рис. 7.1, 7.2) применя­ют на строительных площадках

Рис.7.1 – Упрощенная схема подачи бетона автобетононасосом

с небольшими рассредото­ченными объектами бетонных работ, когда требуются частые перестановки оборудования внутри площадки, а также перебазировки оборудования c объекта на объект.

Пневмонагнетатели применяют в строительстве для под­ачи бетонной смеси в малоармированные конструкции, за­делки стыков. Их производительность составляет 10—20 м³/ч при дальности подаче до 200 м и высоте подъема до 35 м.

При бетонировании монолитных конструкций нулевого цикла с интенсивностью бетонирования от 20 до 90 м в сме­ну целесообразно в ряде случаев применение конвейеров и са­моходных ленточных бетоноукладчиков различных типов и конструкций

(рис. 7.3).

1-бак для загрузки бетона; 2- распределительная стрела; бетоновод; 4 – выносные опоры

Рис.7.2. Общий вид автобетононасоса

Под уходом за бетоном понимают обеспечение нормаль­ных температурно-влажностных условий для его твердения. Свежеуложенный бетон в начальный период его твердения необходимо оберегать от сотрясений, механических повреж­дений, действия жары, солнечных лучей, ветра, особенно су­ховеев, быстрого высыхания или выветривания и резких из­менений температуры.

По истечении определенного времени, устанавливаемого по нормам и расчетом, производят распалубливание кон­струкций, которое является одной из важных и трудоемких операций в комплексном процессе возведения монолитных конструкций.

	1 — бетоноукладчик; 2 — автобетон овоз; 3 — хобот; 4 — приемный бункер; 5 — вибробункер; 6 — конвейер Рис. 7.3 Схемы работы бетоноукладчика при бетонировании фундаментов

Распалубливание конструкций необходимо производить аккуратно, обеспечивая сохранность опалубки для повторно­го применения и поверхности бетона. При этом распалубливание начи­нают после того, как бетон наберет необходимую прочность. Не следует задерживать снятие опалубки, так как это снижает ее оборачиваемость.

В зависимости от характера выдерживания бетона спосо­бы зимнего бетонирования подразделяют на две группы: безобогревные и обогревные. К безобогревным способам отно­сятся бетонирование в тепляках, метод термоса, применение противоморозных добавок. К обогревным относятся методы искусственного подогрева бетона с применением электричес­тва, пара или горячего воздуха. Способ бетонирования для конкретного объекта выбирают путем технико-экономичес­кого сравнения вариантов с учетом темпа бетонирования, местных ресурсов и возможностей.

Основная литература 1, 2 (227-345), 4.

Контрольные вопросы.

1. Приведите классификацию конструкций из бетона и железобетона.

2. Назовите основные виды опалубок.

3. Назовите виды машин и механизмов для бетонирования конструкций.

4. Назовите спосо­бы зимнего бетонирования конструкций.