Технология строительного производства (стр. 28 )

Устройство рабочих швов производят следующим образом. Швы представляют собой плоскость стыка между ранее уложенным затвердевшим бетоном и свежеуложенным. При возведении железобетонных конструкций рекомендуется там, где это возможно, непрерывно укладывать бетонную смесь.

Иногда это является непременным технологическим условием, например при устройстве фундаментов под машины, работающие в динамических режимах. Однако в большинстве случаев при сооружении обычных железобетонных конструкций по организационным и технологическим причинам перерывы в бетонировании неизбежны и, следовательно, неизбежно устройство рабочих швов. В рабочих швах (рисунок 5.10) в отличие от деформационных должны быть исключены перемещения стыкуемых поверхностей относительно друг друга. Следует также отметить, что плоскость стыка между старым и новым участками стыкуемой конструкции является как бы границей изменения направлений усадочных деформации Поэтому здесь возникают растягивающие усилия, ослабляющие зону стыка. Все это определяет повышенные требования к размещению стыков в конструкции, их конструктивному оформлению и технологии их выполнения.

Рабочие швы в вертикальных элементах (колонны, пилоны) устраивают горизонтально, строго перпендикулярно граням элемента. В балках, прогонах и плитах рабочий шов располагают вертикально, так как наклонный шов (в плоскости действия скалывающих напряжений) ослабляет конструкцию.

Шов обычно образуется путем установки щита из деревянных реек или досок с прорезями для арматуры. Бетонирование может быть возобновлено после незначительного перерыва в работе, когда уложенный бетон еще находится в ранней стадии твердения и сохраняет некоторую подвижность или когда он уже приобрел начальную прочность.

Рисунок 5.10 – Расположение рабочих швов при бетонировании:

а – в – колонны; г – бетонирование в направлении, параллельном балкам; д – то же, перпендикулярно балкам; 1 – прогоны; 2 – балки; I-I по IV-IV – места возможных рабочих швов

В первом случае, чтобы не повредить нарождающуюся кристаллизационную структуру ранее уложенного бетона и не нарушить его сцепления с арматурой при укладке свежего бетона, необходимо избегать сотрясений опалубки и на расстоянии до 1,0 м от стыка не применять вибраторов.

Во втором случае, если бетон уже достиг некоторой прочности (не менее 1,0..1,2  МПа), поверхность, непосредственно примыкающую к стыку, бетонируют обычным способом. Для лучшего сцепления ранее уложенного бетона со свежим с плоскости стыка удаляют карбонатную пленку толщиной до 3,0 мк, которая образуется в результате взаимодействия минералов цемента с углекислотой. Затем бетон насекают, тщательно промывают или продувают сжатым воздухом и покрывают слоем цементного раствора толщиной 1,5...2,0 мм.

Одним из условий получения высококачественного бетона с заданными физико-механическими свойствами и высокой степенью удобоукладываемости является его уплотнение вибрацией в процессе укладки или вакуумированием сразу же после укладки в опалубку.

В неуплотненной бетонной смеси содержится значительное количество воздуха: в смеси жесткой консистенции объем воздуха достигает 40... 45%, в пластичной –10... 15%, причем ориентировочно считают, что каждый процент воздуха в смеси уменьшает прочность бетона на 3 ... 5%.

При вибрировании бетонной смеси ей сообщают частые вынужденные колебания (импульсы), под действием которых удаляется находящийся в смеси воздух, нарушается связь между частицами и происходит более компактная их упаковка. Это обеспечивает получение более плотного бетона с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой. При этом уменьшается внутреннее трение, защемленные пузырьки воздуха всплывают на поверхность. В результате резко снижается вязкость смеси, и она приобретает свойства тяжелой структурной жидкости. Временно перейдя в текучее состояние, бетонная смесь приобретает повышенную подвижность, растекается по форме и уплотняется под действием, собственной массы.

Эффект от уплотнения бетонной смеси вибрированием зависит от частоты и амплитуды колебаний и продолжительности вибрирования. По диапазону вибрационных параметров различают вибраторы низкочастотные с числом колебаний до 3500 в 1,0 мин и амплитудой до 3,0 мм, среднечастотные с частотой колебаний 3500...9000в 1,0 мин и амплитудой 1,5 мм, высокочастотные с частотой колебаний 10......20 тыс. в 1,0 мин и амплитудой 0,1... 1,0 мм.

Применение высокочастотной вибрации позволяет уменьшить требуемую мощность вибраторов и сократить продолжительность вибрирования. Высокочастотное вибрирование особенно эффективно при бетонировании тонкостенных густоармированных конструкций бетонной смесью с мелкой фракцией.

По виду привода вибраторы разделяются на электромеханические и пневматические. Наибольшее применение в строительстве находят электромеханические вибраторы. Пневматические вибраторы, будучи взрывобезопасными, чаще используются в шахтном строительстве.

Электромеханический вибратор состоит их трехфазного электромотора и эксцентрично насаженного на вал груза (дебаланса). В результате вращения дебаланса возникают гармонические колебания, передаваемые бетонной смеси.

По способу передачи колебаний на бетон различают вибраторы внутренние (глубинные), погружаемые корпусом в бетонную смесь; наружные, прикрепляемые к опалубке и передающие через нее колебания на бетон: поверхностные, устанавливаемые на бетонируемую поверхность (рисунок 5.11).

Рисунок 5.11 – Типы вибраторов:

а – внутренний (глубинный); б – наружный; в – поверхностный;

1 – опалубка; 2 – дебаланс; 3 – рабочая площадка вибратора; 4 – гибкая тяга для перестановки поверхностного вибратора

Внутренние вибраторы применяют при бетонировании массивов, фундаментов, колонн, прогонов, балок. Такие вибраторы выпускают с вибробулавой, с суженным наконечником (виброштык) для вибрирования бетона в густоармированных конструкциях, с гибким валом и вибронаконечником с частотой колебаний 10...20 тыс. в 1,0 мин. Вибратор этого типа удобен при бетонировании подземных конструкций в условиях влажной среды.

При бетонировании массивных малоармированных конструкций используют вибрационные пакеты. В таком пакете на одной траверсе может быть сгруппировано несколько вибраторов. Вибропакет подвешивают к грузовому крюку крана.

При уплотнении бетонной смеси глубинными вибраторами толщина уплотняемого слоя не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора

Шаг перестановки вибратора не должен быть больше 1,5 радиуса действия вибратора.

Поверхностные вибраторы, выполненные в виде металлической площадки с установленным на ней вибрационным устройством или виброрейки, применяют при бетонировании плит покрытий, полов, дорог и т. д.

Бетонную смесь поверхностными вибраторами уплотняют полосами, равными ширине площадки вибратора. При этом каждая последующая полоса должна перекрывать предыдущую на 15...20 см. Максимальная толщина слоя бетона, при котором использование поверхностных вибраторов эффективно, при однорядном армировании до 200 мм, при двойном— до 120 мм. Для бетонирования покрытий дорог, покрытий на жестких бетонных смесях с двойной арматурной сеткой применяют тяжелые иавесные виброрейки (вибробрусы).

Наружные (прикрепляемые) вибраторы крепят к опалубке. Их используют при бетонировании густоармированных колонн и тонкостенных конструкций. Уплотнение бетонной смеси будет эффективным лишь при креплении вибраторов к элементам жесткости опалубки (при установке на гибкие элементы вибрация затухает). Такие вибраторы не следует устанавливать ближе чем на 0,8 м от жесткой заделки опалубки.

Наружные вибраторы могут играть роль побудительных устройств, устанавливаемых на бункерах, бадьях, желобах для перемещения бетонной смеси.

Вакуумирование бетона является одним из эффективных технологических методов, позволяющих извлечь из уложенного и уже уплотненного бетона около 10.:.20% избыточной (свободной) воды затворения, благодаря чему существенно улучшаются физико-механические качества бетона. Установлено, что при вакуумировании конечная прочность бетона повышается на 20...25% и уменьшается пластическая усадка.

За счет большей плотности вакуумированного бетона (до 2%) сокращается капиллярный подсос, что повышает противокоррозионную стойкость бетона, увеличивает его водонепроницаемость, морозостойкость и сопротивление истираемости. Бетон сразу после вакуумирования приобретает структурную прочность 0,3...0,4 МПа, что достаточно для распалубки ненесущих элементов конструкции.

Вакуумирование эффективно для тонкостенных (не более 25...30 см) конструкций. При больших толщинах наблюдается быстрое затухание эффекта вакуумирования, что объясняется как падением градиента разрежения, так и кольматацией образующихся капилляров частицами цемента и песка. Поэтому вакуумирование наиболее эффективно для тонкостенных конструкций с большой удельной площадью поверхности (оболочки, безбалочные перекрытия, перегородки и т. д.).

Вакуум-установка состоит из вакуум-насоса с двигателем, ресивера, приборов для вакуумирования бетона (вакуум-щитов или вакуум-трубок) и комплекта всасывающих рукавов, присоединяющих приборы для вакуумирования к источнику вакуума. Одна такая установка с комплектом из 40 вакуум-щитов может обработать в смену до 200 м2 поверхности свежеуложенного бетона (рисунок 5.12).

Рисунок 5.12 – Схема вакуумирования железобетонной плиты:

а – схема вакуумирования; 1 – магистральная всасывающая линия;

2 – водосборник; 3 – коллектор; 4 – всасывающие рукава; 5 – переносные вакуум-щиты

При применении вакуум-щитов процесс вакуумирования заключается в следующем. Поверхность свежеуложенного бетона выстилают вакуум-щитами, соединенными через всасывающие рукава в магистральную линию с вакуум-насосом. Вакуум-щит состоит из короба размером в плане 100?125 см с герметизирующей прокладкой по контуру. Нижняя часть вакуум-щита состоит из основы в виде двух металлических сеток и натянутой по ним фильтрующей ткани, (полотна, капроновой ткани, а в ближайшем будущем – жесткого фильтрационного материала на полимерной основе). Между крышкой вакуум-щита, выполненной из водостойкой фанеры, и фильтрующей частью образуется полость. При включении насоса в полости щита создается вакуум, из бетона отсасываются воздух и свободная вода, которая направляется в водосборник.