Бетонування в умовах низьких температур

Вступ На сьогоднішній день з існуючих технологій зведення будівель і споруд найбільш перспективним є монолітне будівництво.

Монолітне будівництво — це зведення конструктивних елементів з бетоновміщуючої суміші з використанням спеціальних форм (опалубки) безпосередньо на будівельному майданчику. При монолітному будівництві створюється абсолютно жорсткий каркас з різними видами конструкцій.

У нашій країні довгі роки перевага віддавалася збірному будівництву. Хоча можна відзначити, що в 30-і роки — час розвитку конструктивізму — був досвід монолітного будівництва. Потім був час «цегли», дуже активно пропагувалося панельне житлове будівництво, і лише останні 10 років можна говорити про те, що монолітне будівництво зайняло своє гідне місце. Технологія монолітного будівництва прийшла до нас із заходу, де прораховується економічна обгрунтованість того або іншого проекту; враховується також не вартість матеріалів, а вартість роботи і пов’язані з цим витрати. Якщо говорити конкретно про житлове будівництво, то збірні конструкції є економічно невигідними, тому західні будівельні фірми їх застосовують рідко, віддаючи перевагу зведенню будівель з моноліту. При такій технології стає дешевшою робоча сила, трудовитрати здійснюються один раз.

В зв’язку з цим варто окремо виділити переваги монолітного будівництва перед іншими технологіями: крок конструкцій при монолітному будівництві не має значення. У збірномувсі конструкції мають розміри, кратні певному модулю; технологія конструкцій, що виконуються на заводі, не дозволяє швидко змінити форму оснащення. Тому архітектори і проектувальники були прив’язані до певних типорозмірів і, як наслідок — обмежені в ухваленні проектних рішень; монолітні будівлі легші від цегельних на 15−20%; при монолітному будівництві істотно зменшується товщина стін і перекриттів. За рахунок полегшення ваги конструкцій зменшується матеріаломісткість фундаментів, відповідно здешевлюється зведення фундаментів; при монолітному будівництві виробничий цикл переноситься на будівельний майданчик; при збірному житловому будівництві вироби виготовляються на заводі, привозяться на майданчик, вмонтовуються; монолітне будівництво забезпечує практично «безшовну» конструкцію. Завдяки цьому підвищуються показники теплоі звуконепроникності; в той же час, конструкції при монолітному будівництві довговічніші.

1. Технологічний аналіз ситуації

Головні проблеми, що виникають при бетонуванні в умовах низьких температур є:

— сповільнення реакції гідратації цементу (при від'ємних температурах вона взагалі зупиняється);

— замерзання води в бетоні ;

— засніження або обледеніння основи чи арматури (погіршується зчеплення бетону з основою або арматурою, а також в граничному прошарку збільшується кількість води (погіршується показник В/Ц бетону) і, як наслідок цього, — підвищення пористості, зниження міцності і т. ін.).

— різниця температур на поверхні та в середині бетонної суміші (виникають температурні тріщини).

Щоб уникнути вищезгаданих проблем при зимовому бетонуванні необхідно дотримуватись ряду вимог:

— проектувати бетон з мінімально можливим В/Ц (будь-якому випадку не вищим за 0,5). Для цього слід застосовувати пластифікатори або краще суперпластифікатори;

— при проектуванні морозостійких та стійких до дії солей бетонів слід застосовувати повітровтягуючі добавки;

— мінімальна кількість цементу (в залежності від його характеристик) повинна складати 270—300 кг/м3;

— після вкладання бетону необхідно утримувати його температуру вище +10° С на час досягнення ним 40% проектної міцності (близько 3-х діб). Для приготування бетону слід застосовувати швидкотвердіючі цементи ПЦ І - 400Р, ПЦ І - 500Р, ПЦ І - 600;

— застосовувати заповнювач з низькими водопоглинаючими властивостями;

— складники бетону зберігати в приміщенні з підігрівом. При можливості підігрівати заповнювач парою, контролювати його вологість та враховувати її при дозуванні води (застосування замерзлого заповнювача є недопустимим);

— підігрівати воду для замішування до температури 70 — 80 °C, або при замішуванні бетону застосовувати пару;

— готувати бетонну суміш з температурою до 30 °C;

— скорочувати час транспортування та обмежувати при цьому втрату бетоном тепла;

— перед укладанням бетону ретельно очищати форми, опалубки та арматуру від снігу та льоду;

— не допускати укладання бетону на змерзлу основу;

— укладений бетон охороняти від втрати тепла застосовуючи мати, фольгу, намети або обігрів;

— збільшення часу догляду бетону.

Крім дотримання вищезгаданих вимог рекомендується застосування спеціальних матеріалів (добавок) для виконання бетонних робіт при низьких температурах оточуючого середовища.

2. РОЗРАХУНОК СКЛАДУ БЕТОННОЇ СУМІШІ

Укладання бетонної суміші здійснюється в на відкритому повітрі, марка сульфатостійкого цементу М500. Використовується добавка для прискорення твердненнясуперпластификатор ЛСТ Фізико-механічні особливості сировинних матеріалів та їх характеристики:

1. Визначення величини водоцементного відношення — В/Ц, як головної умови, при якій буде забезпечення задана міцність (марка) бетону.

=50*0,6/(51,41+0,5*0,6*50)= 0,46

2. Визначення водопотреби «В» бетонної суміші, як головного фактору її легкоукладальності. За таблицею 5 В=230л

3. Витрату цементу «Ц» на м3 бетонної суміші визначають за формулою:

230/0,46= 500 кг/м3

4. Визначення пустотності щебеню (гравію) в долях одиниці

1−1,5/2,5 = 0,4

5. Витрату щебеню в кг/м3 бетонної суміші визначають за формулою:

1000/(1,55*0,4/1,5+½, 5)=1230 кг/м3

6. Витрати піску «П» в кг на 1,0 м³ суміші визначають за формулою абсолютних об'ємів:

(1000-(500/3+1230/2,5+230))*2,6=390 кг/м3

7. Визначення витрат добавки на 1 м³

Д=500· 0,1 = 5 кг/м3

8.Коефіцієнт виходу бетонної суміші:

1000/(500/1,3+290/1,5+1230/1,5)= 0,72

3. ОРГАНІЗАЦІЯ І ТЕХНОЛОГІЯ БУДІВЕЛЬНОГО ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ ЗАДАНОЇ КОНСТРУКЦІЇ

Опалубочні роботи.

У будівельній практиці широко застосовується розбірний-переставні опалубка, яка в свою чергу поділяється на розбірних-переставні дрібно-щитову опалубку і Разборн-переставні крупнощітовая опалубку.

Малюнок 1. Способи зняття опалубки перекриття з допомогою а, б — стійок; в, г — гвинтів і муфт До простих типів опалубки з великорозмірних опалубних систем належить крупнощитова. Щити опалубки перекриттів відповідають за розмірами бетонуючій комірці будівлі, площа щитів може становити від 5 до 70 м² і більше. Для бетонування можна використовувати щит і меншого розміру з певним модулем, з тим щоб збирати з них опалубні поверхні для різних осередків будівель з різними планувальними рішеннями.

У монолітному будівництві активно використовується фанера ламінована. Область застосування фанери ламінованої при використанні опалубки вельми широка. Фанера ламінована (ЛДСП), вкрита фенольною плівкою, добре витримує вплив вологи, хімічних речовин, температурних коливань, ультрафіолетового випромінювання. Поверхня ламінованої фанери (ЛДСП) має високу зносостійкість. Матеріал безпечний для людського життя і навколишнього середовища. Фанера ламінована — це насамперед одна з найбільш універсальних будівельних матеріалів. Ламінована фанера покрита з двох сторін спеціальної паперо-смоляною плівкою, виконаної на основі екологічно безпечного формальдегіду. Завдяки цьому фанера набуває нові якості, стаючи волого-і зносостійкого. Такі високі показники міцності і відповідність усім необхідним вимогам роблять ламіновану фанеру ідеальним матеріалом для багаторазової опалубки.

Ряд інших переваг — легкість монтажу опалубки, незмінюваність геометричної форми, стійкість і міцність конструкції - ставлять ламіновану фанеру в один ряд із традиційними опалубними матеріалами, тільки набагато дешевше. Таку ламіновану фанеру для опалубки можна використовувати з двох сторін безпосередньо на об'єкті і використовувати просте кріплення на шурупах-саморізах. Дуже важливо, що фанера ламінована як опалубки (стін, колон, фундаменту, перекриттів) може бути використана багаторазово. Однак для цього після кожного опалубного циклу необхідно почистити поверхню фанери і нанести на неї змащуючий засіб. А фанера з оболонкою малюнком — дуже хороший матеріал для будівельних лісів, оскільки сітка робить її поверхню нековзною. Особливо актуальні такі якості ламінованої фанери, як тепло-і звукоізоляція. При оформленні екстер'єру фанера ламінована виграє тим, що не тільки не піддається корозії від перепадів температури і вологості, але й дозволяє створити привабливий зовнішній вигляд будинку.

Збірка щитів необхідних розмірів з уніфікованих елементів ведеться на майданчиках, після чого їх застосовують для бетонування серії монолітних будівель. Дрібнощитова опалубка складається зазвичай з набору елементів невеликого розміру масою до 50 кг, що дозволяє встановлювати і розбирати їх вручну. Частинами опалубки є щити площею до 1 м², несучі елементи (перейми, елементи жорсткості), які підтримують елементи опалубки горизонтальних і похилих поверхонь, елементи кріплення та з'єднання. З елементів дрібнощитової опалубки можна збирати великі панелі і блоки, які монтуються і демонтуються краном без розбирання на елементи.

Опалубку універсального призначення застосовують для зведення монолітних різних конструкцій зі змінними, невеликими або повторюваними розмірами.

Арматурні роботи.

Проведення арматурних робіт на будівництві включає наступні операції:

1. укрупнений збір арматурних сіток і каркасів на місці встановлення;

2. встановлення готових каркасів і укладання сіток;

3. в’язання арматури каркасів і сіток поштучно, вручну;

4. заготовку арматури у спеціалізованому цеху.

Сучасна технологія арматурних робіт, що виконується на базі комплексної механізації, включає механізовану централізовану заготовку арматурних конструкцій, транспортування їх на будівництво і встановлення у проектне положення за допомогою різноманітних механізмів. В тому випадку, коли за умовами транспортування великогабаритні каркаси та сітки заготовляють та перевозять частинами, їх укрупнюють на будівництві до кінцевих проектних розмірів за допомогою зварювання.

Каркаси та сітки зі стержнів невеликих діаметрів укрупнюють в майстернях з допомогою точкового зварювання переносними кліщами. Укрупнюючи збирання проводять також безпосередньо в проектному положенні (в опалубці) або на стороні від місця встановлення, на спеціальній площадці в залежності від об'єму робіт та умов будівництва.

Від місця виготовлення до місця встановлення на будівництві готові каркаси, сітки та окремі стержні доставляють в залежності від місцевих умов будь-яким видом транспорту: залізничним, автомобільним, кабелькранами та ін. При масі арматурного виробу до 100 кг його можна встановлювати вручну, подаючи краном відразу по декілька штук. Встановлення таких каркасів ведеться ланкою, що складається з арматурщика 3-го розряду і двох арматурщиків 2-го розряду. Вироби масою більше 100 кг встановлюють за допомогою крана.

Ручне в’язання стержнів арматури застосовують при невеликих об'ємах робіт з витратою арматурної сталі не більше кількох сотень кілограмів у зміну.

Арматуру до місця робіт слід подавати лише комплектно, інакше каркас не може бути зв’язаним. Спочатку перевіряють основні розміри опалубки і лише після цього починають розкладання арматури на місці її укладання. Арматуру розкладають у порядку, зворотньому збиранню, тобто стержні, які повинні бути укладеними верхніми, при розкладанні повинн лежати знизу, і навпаки.

При встановленні арматури на об'єкті кожному арматурнику необхідно виконувати наступні правила техніки безпеки:

при встановленні арматури в котлованах кріплення повинні розбирати досвідчені монтажники;

арматуру не дозволяється зкидати в котлован, а потрібно опускати по лотку;

забороняється, стоячи на прив’язаних або на приварених хомутах або стержнях, в’язати або зварювати вертикально встановлюваны каркаси;

проходження по заармованому перекриттю дозволяється лише по ходах шириною 0,3- 0,4 м, влаштованих по козелках;

при подаванні і встановленні арматури поблизу проводів, що знаходяться під напругою, потрібно приймати заходи протии можливості ураження струмом та виникнення короткого замикання через встановлену арматуру;

при встановленні арматури в опалубці нижні стержні потрібно укладати на підкладки.

Малюнок 2. Схема армування монолітного перекриття

Бетонні роботи.

Доставка бс безпосередньо на майданчик буде здійснюватися авто міксерами КАМАЗ 55 111, які мають місткість до 7 м³.

Подача бетонної суміші в опалубку буде здійснюватися за допомогою автобетононасосі марки KCP 36ZX170.

За рахунок того, що конструкція має не досить велику товщину, для ущільнення використовуємо віброрейки Нарвин ВР-3 045−0533.

Заповнювачі слід зберігати на сухих, піднесених і розчищених місцях, захищених від сніжних занесень. Замерзлі заповнювачі, що прибувають по залізниці, розпушують спеціальними розпушувальними установками.

При невеликих об'ємах робіт гравій доцільно заготовляти і промивати наперед, восени. При великих о рекомендується переводити на щебінь, що не вимагає промивки, особливо якщо його дробили незадовго до використання. Якщо все ж таки заповнювачі доводиться промивати, то це роблять в приміщенні, перед самим вживанням. Коли в заповнювачах немає мерзлих грудок, а морози невеликі, промивають звичайним способом.

Взимку залежно від стану матеріалів, умов і методу робіт доводиться підігрівати воду, а іноді і заповнювачі, якщо там є замерзлі грудки, а на крупних зернах — лід. Щебінь треба підігрівати до позитивної температури, цемент і дрібномолоті добавки не нагрівають.

Воду і заповнювачі нагрівають з таким розрахунком, щоб температура бетонної суміші при укладанні була не нижче потрібною. Крім того, повинен бути деякий запас тепла, що витрачається від моменту укладання до початку обігріву в конструкції, а при методі термоса — протягом всього періоду витримки бетону.

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.

Догляд за бетоном в зимовий період. Бетонування монолітних конструкцій в зимовий час, здійснюваний при очікуваній середньодобовій температурі зовнішнього повітря нижче +5°С і мінімальній добовій температурі нижче 0 °C, потрібно виробляти із забезпеченням тверднучому бетону необхідних умов температурної вологості. З цією метою передбачаються утеплення опалубки, укриття неопалублених поверхонь монолітних конструкцій гідроі теплоізолюючими матеріалами, пристрій вітрозахисних обгороджувань і інші заходи, направлені на збереження тепла, що міститься в укладеному бетоні.

Крім того, СНіП 3.03.01−87 рекомендує вживання декількох способів витримки і обігріву бетону в зимових умовах. Залежно від вигляду конструкції і температури зовнішнього повітря рекомендується вживання наступних способів зимового бетонування:

ь попереднє розігрівання бетонної суміші;

ь термос;

ь інфрачервоний обігрів;

ь термос з протиморозними добавками і прискорювачами тверднення;

ь індукційний нагрів;

ь електродне прогрівання;

ь обігрів в гріючій опалубці;

ь обігрів нагрівальними дротами.

Температура бетонної суміші, укладеної в опалубку, на початок витримки або прогрівання має бути не нижче 5 °C, при використанні бетону з протиморозними добавками і 2 °C при тепловій обробці бетону. При використанні методу термоса температуру визначають розрахунком. Укладання бетонної суміші ведуть безперервно, а при неминучих перервах бетон вкривають або утеплюють і обігрівають поверхню.

Гідратація цементу належить до екзотермічних, тобто супроводжується виділенням тепла, що при зимовому бетонуванні має велике практичне значення. Чим вищі активність цементу, його питома витрата і початкова температура бетону, тим при твердінні більше виділяється тепло.

Чим конструкція масивніше, тим відносно менше буде втрата тепла через поверхню, вище температура і тривалість охолодження. У масивних конструкціях тепловиділення дуже тривале, а кількість виділеного тепла настільки велика, що обігрівати бетон не потрібно (до 50° С). Укривання бетону — найбільш раціональний метод бетонування в зимовий час, при пограничних температурах повітря +3 -3°С. Схоплювання і тверднення бетону — ізотермічний процес, тобто: при застиганні і наборі міцності, цемент, контактуючи з водою, виділяє тепло. І було б непогано зберегти це тепло. Для цього необхідно свіжовідлиту конструкцію з бетону укрити ПВХ плівкою, або утеплювачем. В деяких випадках, якщо при бетонуванні в зимовий час застосовувався звичайний бетон без протиморозних добавок, а температура повітря різко впала до низьких мінусових значень (-5−15°С) доцільно використовувати газові або електричні гармати.

Якщо використовуватиметься додаткове прогрівання тепловими гарматами, то укриття з плівки ПВХ укладається не на поверхню бетону, а на тимчасовий каркас з дощок, брусків і т.п. Створюється щось на зразок низького «намету» або «шатра» над бетонною конструкцією і під це укриття ставляться теплові гармати. Чим вище буде температура під шатром, тим швидше йтиме процес набору міцності, і відповідно, раніше можна буде припинити прогрівання.

В більшості випадків, для первинного набору міцності бетону, достатньої для проведення подальших робіт, вистачає 1−3 діб прогрівання тепловими гарматами. За цей час бетон може набрати до 50% марочної міцності.

арматурний каркас фанера бетонування

Список використаної літератури

1. Гоц В.І. Бетониі будівельні розчини / Гоц Володимир Іванович. — К.: ЕксОб, 2003. — 472с.

2. Волянський О. А. Технологія бетону / Волянський Олександр Арсентійович. — К.: Вища шк., 1994. — 271с. — (Технологія бетонних і залізобетонних конструкцій; Ч.1).

3. Добавки для бетонів. Методи визначення ефективності. ДСТУ Б В.2.7−69−98. — К.: Держбуд України, 1999. — 38с. — (Національний стандарт України).

4. Цементи. Загальні технічні умови. ДСТУ БВ.2.7−112−2002. — К.: Держбуд України, 2002. — 39 с. — (Національний стандарт України)

5. А. А. Афанасьев. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона М. Стройиздат — 1990

6. М. Г. Ярмоленко Технология будівельного виробництва К. ВШ — 2005

7. О. А. Волянский Бетони і будівельні розчини. Методичні рекомендації до виконання курсової роботи. К.: КНУБА — 2002

.ur