книги из ГПНТБ / Ямпольский, Е. М. Бетонщик-1

трещин. Чтобы предотвратить расширение бетона, следует тщательно подбирать цементы при его приготовлении, не завышать количество цемента в 1 м^ бетона и предусматривать температурные швы в бетонных конструкциях.

5. Сведения о железобетоне

Во вступительной главе коротко рассказано о возникновении железобетона, первых опытах по его использованию в строитель­ стве.

Железобетон, или армированный бетон, — это бетон, в котором заложены стальные стержни или арматура. Включение в бетон арматуры вызвано необходимостью учитывать разнообраз­ ное действие внешних нагрузок на конструкцию, усилить конструкцию в местах возникновения наибольших напряжений.

Сопротивляясь внешним усилиям, строительные конструк­ ции несут различные нагрузки. Плотина удерживает напор воды, плиты перекрытий несут на себе вес людей, машин, оборудо­ вания и т.д. Бетонщик должен иметь общее представление о том, как ведут себя элементы железобетонных конструкций под действием нагрузки, какие усилия и где в них возникают, где будут расположены сжатая и растянутая зоны в конструкции.

Под действием вертикальной нагрузки колонна испытывает сжатие.

В стержне, у которого один конец закреплен, а к другому подвешен груз, возникают усилия растяжения. Балка или плита, опертые на концы и несущие нагрузки, будет работать на изгиб. При этом верхние слои балки испытывают сжатие, а нижние — растяжение. В средней части (на границе сжатой и растянутой зон) проходит нейтральная линия, не подвергаемая действию сил.

В консольной балке, заделанной в стену одним концом и загруженной на другом конце, растягивающая зона будет располагаться наверху, а сжатая — внизу.

Если балка опирается на несколько колонн, расположение сжатой и растянутой зон меняется по длине балки.

Бетон сопротивляется сжатию лучше, чем растяжению. Строители учитывают эту важную особенность бетона и там, где в бетоне возникают усилия растяжения, ставят стальные стержни — арматуру. Сталь работает одинаково хорошо на сжатие и на растяжение. Поэтому основную долю опасных растягивающих усилий в железобетоне принимает на себя стальная арматура, в то время как бетон воспринимает лишь сжимающие усилия.

Иногда арматуру применяют и для усиления сжатой зоны бетона. В железобетонной конструкции бетон и сталь образуют прочный, монолитный материал. При твердении бетонная смесь плотно облегает арматуру, чем и достигается надежное сцепление

19

этих материалов. Арматура, как более прочный материал, при нагрузке конструкции воспринимает на единицу поперечного сечения гораздо большие усилия, чем бетон. Наличие в бетоне стальных элементов даже небольшого сечения приводит к значительному сокращению размеров конструкции.

В железобетонной балке или плите, опертой обоими концами, арматуру ставят в нижних слоях, там, где находится зона растяжения. Если у балки или плиты закрепить лишь один конец, а другой оставить свободным (так бывает в балках или плитах балконов и карнизов), то под вертикальной нагрузкой, направленной сверху вниз, растяжение возникнет в верхней, а сжатие в нижней части конструкции. Арматуру в данном случае следует располагать вверху, в зоне растяжения.

Поверхность стальных стержней (арматуры) должна быть чистой, иметь необходимую защиту (защитный слой) от влаги, коррозии и огня. Если арматура до укладки в бетон имеет замасленную, грязную или подвергшуюся коррозии поверхность,

бетон и арматура будут работать отдельно, следовательно, арматура не воспримет усилия от бетона.

Наилучшее сцепление бетона и арматуры получается при применении сварных арматурных сеток и каркасов, жесткое соединение которых обеспечивает постоянное положение стержней в бетоне.

Сталь и бетон имеют одинаковые по величине коэффициенты линейного расширения, поэтому изменение температуры конструкции не приводит к нарушению сцепления арматуры с бетоном и не оказывает влияния на прочность конструкции.

Бетон по сравнению со сталью обладает меньшей тепло­ проводностью и защищает арматуру от резких колебаний температуры. Во всех конструкциях предусмотрен защитный слой бетона, который предохраняет арматуру от коррозии, надежно защищает ее от воздействия влаги и вредных газов.

В зависимости от того, какую работу предстоит выполнять арматуре в железобетонной конструкции, ее делят на рабочую, распределительную, хомуты и монтажную.

Рабочей, или основной, называют арматуру, которая должна воспринять в конструкции усилия растяжения.

Рабочую арматуру располагают в основном в растянутых зонах. Она принимает на себя все растягивающие усилия от внешних нагрузок и собственного веса конструкции.

Распределительная арматура равномерно распределяет нагрузку между стержнями рабочей арматуры, обеспечивает совместную работу всех стержней и при бетонировании не дает смещаться рабочей арматуре.

20

Монтажная арматура помогает в период укладки и монтажа обеспечить нужное положение рабочей арматуры и хомутов, применяемых для связывания арматуры в каркасы.

Хомуты дают возможность избежать появления косых трещин в железобетонных плитах и балках возле опор.

Вжелезобетоне применяют различные виды арматурной стали, которая подразделяется по маркам, форме, площади поперечного сечения, состоянию поверхности. Рабочая арматура изготовляется из жестких стержней, стальной проволоки диаметром 3-6 мм, а также из прядей, свиваемых из проволоки.

Впроизводстве железобетона арматурные работы (изготов­ ление и установка арматуры перед укладкой бетона) являются

одними из наиболее ответственных работ. От их выполнения зависят качество, сроки ввода в эксплуатацию и долговечность зданий и сооружений.

Ш.ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОННЫХ РАБОТ

Все бетонные и железобетонные работы состоят из комплекса технологически связанных между собой процессов, которые включают устройство и разборку опалубки, заготовку и установку арматуры, приготовление, транспортирование, укладку и уплотнение бетонной смеси.

Выбор опалубки для бетонных и железобетонных конструкций и сооружений производится с учетом принятой технологии и организации опалубочных, арматурных, бетонных работ и зависит от типа бетонируемых конструкций и соору­ жений, их размеров и конфигурации. Очертания и размеры опалубки даются в специальных опалубочных чертежах, а для простых конструкций — в схематических чертежах.

На строительстве применяются деревянная (из досок, фанеры, древесностружечной плиты), металлическая, деревоме­ таллическая, железобетонная и армоцементная опалубка, а также опалубка из синтетических материалов. Наиболее удобна для применения сборная опалубка, выполняемая из готовых элементов или арматурно-опалубочных блоков. Элементы такой опалубки изготовляются централизованно на заводах, затем доставляются на строительную площадку для сборки и устанав­ ливаются в проектное положение монтажными кранами.

При производстве бетонных и железобетонных работ широко применяется поточный метод, предусматривающий разбивку всего фронта предстоящих работ на отдельные участки (захватки). Так, если на первой захватке монтируется опалубка, то на второй устанавливается арматура, на третьей укладывается бетонная смесь, на четвертой снимается опалубка с бетона, набравшего положенную прочность. Число захваток опреде­ ляется условиями работ и установленными сроками строитель­ ства.

21

Арматурные работы включают заготовку арматуры в арматурных цехах, транспортировку ее в виде сварных каркасов или отдельными элементами к месту укладки и монтаж в установленной опалубке. При ограниченных сроках арматурные и опалубочные работы ведут параллельно на одной захватке.

Дальнейшее совершенствование технологии бетонных и железобетонных работ предусматривает более широкое использование крупногабаритных арматурных сварных сеток и каркасов и их монтаж укрупненными блоками, активное внедрение инвентарных кондукторов и других устройств для установки анкерных болтов, трубной разводки, закладных деталей, применение при бетонировании типовых конструк­ тивных элементов, инвентарную опалубку, имеющую много­ кратную оборачиваемость, внедрение комплексной механизации всех работ.

1. Приготовление бетонной смеси

Процесс приготовления бетонной смеси сводится к подаче со склада заполнителей и цемента к смесительным установкам, правильному дозированию всех материалов, составляющих бетон, механическому перемешиванию их и выдаче готовой бетонной смеси на транспортные средства для доставки к месту укладки.

При подборе состава бетонной смеси необходимо знать активность цемента, а также плотность и объемную массу заполнителей, их зерновой состав и пустотность.

Состав бетонной смеси подбирают в такой последова­ тельности:

устанавливают необходимое водоцементное отношение (избыток воды ведет к снижению прочности бетона, а недостаток воды — к малоподвижности и трудноукладываемости бетонной смеси);

определяют расход воды и цемента на 1 м3 бетонной смеси. Расход воды устанавливают по графику водопотребности для получения заданной подвижности бетонной смеси. По полу­ ченной величине необходимого расхода воды и водоцементному отношению определяют расход цемента;

определяют расход заполнителей на 1 м3 бетонной смеси; изготовляют пробные замесы и на затвердевших образцах

проверяют качество полученного бетона.

При подборе вяжущего нужно учитывать, что марка цемента должна быть всегда выше марки бетона, так как чем выше марка цемента, тем прочнее бетон.

Цементы изготовляют на цементных заводах. Их свойства зависят от сырья, назначения и способа производства. Это учитывается при производстве бетонных и железобетонных работ, при использовании цементов в различных конструкциях.

22

К примеру, бетонные изделия из некоторых видов цементов не обладают достаточной прочностью при пропаривании, боятся излишней влаги, недостаточно морозостойки или слишком медленно твердеют без достаточного тепла.

Все исходные (составляющие) материалы дозируют на специальных дозаторах, помещаемых на бетонных установках. Для цемента распространенным дозатором является весовой дозатор с ручным управлением.

Для отвешивания нужного количества цемента поворотом рычага открывается верхний затвор, через который цемент начинает поступать в весовой бункер. Контроль за взвешиванием производится по циферблатному указателю. Когда стрелка показывает, что количество цемента приближается к заданному весу, то рычагом уменьшают поступление цемента. При приближении стрелки указателя к нулю поступление цемента в бункер прекращается. Заданный вес устанавливается заранее с помощью передвижных гирь, которые имеются на коромысле дозатора.

Для заполнителей также существуют разные типы весовых и объемных дозаторов. Более точными являются весовые дозаторы.

Воду дозируют с помощью вододозировочного бака.

На современных бетонных заводах действуют весовые автоматические дозаторы большой емкости периодического и непрерывного действия. Автоматические дозаторы приспо­ соблены для взвешивания воды и жидких добавок.

Оператор производит дозирование с пульта управления автоматически. Он включает лампочку или ртутно-магнитный контакт, который отвечает определенной дозе материала, после чего затвор бункера открывается и происходит загрузка дозатора материалом до тех пор, пока стрелка на циферблате не замкнет соответствующий весу контакт.

После этого затвор бункера закрывается, открывается выпускной затвор дозатора и происходит его разгрузка. Отвешивание всех компонентов бетонной смеси происходит одновременно.

Точность дозирования на бетонных заводах должна быть не ниже: 1%— для цемента, воды и добавок и 2% — для запол­ нителей. Для дозаторов, применяемых на приобъектных бетоносмесительных установках, допускается меньшая точность дозирования: цемента, воды, добавок — 2%, заполнителей — 3%.

Перемешивают бетонную смесь в бетоносмесителях. Бетоносмесители бывают стационарные, передвижные,

самодвижущиеся, непрерывного действия, в которых загрузка компонентов и выдача бетонной смеси происходят непрерывно, и цикличного действия, в которых работа происходит по циклу загрузка — перемешивание — выгрузка и лишь после завершения всего цикла начинается загрузка новой порции материалов.

23

2. Транспортирование бетонной смеси

Бетонную смесь необходимо доставить к рабочему месту бетонщика так, чтобы она не начала схватываться (затвердевать) еще в дороге. Обеспечить это, а также сохранить другие свойства смеси можно только при правильной организации ее доставки.

При транспортировании бетонной смеси от. места ее приготовления до места укладки должны соблюдаться следующие основные требования:

бетонную смесь следует доставлять без перегружения или с минимальным числом перегрузок;

тара для перевозки бетонной смеси должна обеспечивать удобную разгрузку смеси, постепенность опорожнения, удобную очистку от налипших и затвердевших частиц бетона.

Продолжительность транспортирования определяется с учетом сохранения требуемой подвижности бетонной смеси, в зависимости от температуры наружного воздуха, качества примененного цемента.

Во время погрузки, перевозки и выгрузки нельзя допускать расслаивания (потери однородности) бетонной смеси, что происходит, если через щели в кузове машины утечет часть раствора или цементного молока. Такую бетонную смесь нельзя укладывать в опалубку, ее необходимо вновь хорошо перемешать, пока она не станет однородной. Расслаивание может возникнуть и при свободном сбрасывании смеси с высоты более 1 м. Чтобы избежать этого, бетонную смесь направляют к месту укладки по наклонным лоткам или желобам.

Время на доставку бетонной смеси от бетонного завода до места укладки определяет строительная лаборатория (в пределах 0,5-1,5 ч ). Доставляют бетонную смесь в готовом виде (товарный бетон) или в сухом виде (отдозированными заполнителями и цементом) с помощью самосвалов с хорошо пригнанными бортами, в контейнерах (бадьях, бункерах) или в автобетоновозах, автобетоносмесителях. Последние представ­ ляют собой бетоносмеситель, установленный на шасси автомо­ биля. На бетонном заводе в барабан загружают цемент, заполнитель и воду, бетонную смесь готовят в пути по дороге на стройку. В смесительном барабане имеются две винтовые лопасти, перемешивающие смесь при вращении барабана по часовой стрелке и выгружающие готовую бетонную смесь при вращении барабана в обратном направлении. За 5-10 мин до прибытия машины на строительную площадку водитель машины включает вращающий механизм смесительного барабана, одновременно подавая из смонтированного на машине бачка отдозированную порцию воды.

Применение автобетоносмесителей позволяет доставлять бетонные смеси на строительную площадку хорошего качества, быстро и на большие расстояния.

26