29. Способы укладки бетонной смеси

Укладка бетона (собственно бетонирование) представляет наи­более ответственный этап бетонных работ, ибо дефекты укладки спо­собны обесценить хорошие результаты всех предшествующих этапов, т.е. и приготовления, и транспортировки смеси. При этом исправле­ние брака, допущенного на этом этапе, как правило, крайне затрудни­тельно. Нередко оно связано с трудоемкой работой по разрушению (долблению) бетона и повторным бетонированием.

Укладка бетонной смеси должна проводиться таким образом, чтобы получаемый бетон был однородным, плотным (т.е. не содер­жал пустот - «раковин»); размеры бетонируемой конструкции долж­ны с заданной точностью соответствовать проектным. При этом по­следующие условия твердения бетона должны обеспечивать дости­жение им проектной прочности. Перед укладкой бетона необходимо выполнить обязательный комплекс подготовительных операций, включающий проверку правильности установки опалубки, арматуры и особенно закладных деталей; очистку опалубки от мусора, а арма­туры от ржавчины, если таковые имеются; проверку надежности и работоспособности используемых приспособлений и механизмов.

Для уменьшения сцепления опалубки с бетоном, облегчения ее последующего снятия (распалубки) и соответственно увеличения ее долговечности поверхность щитов опалубки, примыкающую к бето­ну, покрывают смазкой. Для этого используются различные эмульси­онные составы типа «вода—масло», «мыльная вода—керосин», суспен­зии «вода-мел», «глина-масло», «цемент-вода—масло». Эффективны

водные эмульсии нигрола и автола, смазки петролиумно-керосиновые, петролиумно-соляровые, парафино-соляровые. Защит­ная смазка может сохраняться в течение нескольких циклов исполь­зования щитов (до четырех циклов), после чего смазку восстанавли­вают.

При укладке бетонной смеси на грунт проверяют состояние осно­вания: грунт должен с инженерно-геологической точки зрения соот­ветствовать принятому в проекте, на дне котлована не должно быть участков, нарушенных атмосферными или механическими воздейст­виями, не должно быть почв, торфов. Непригодный грунт должен быть заблаговременно удален и заменен молосжимаемым грунтом (см. раздел 1.3.1). Если в котлован или траншею попадает вода (грун­товая или атмосферная), то она должна быть до начала бетонирова­ния удалена. В противном случае необходимо применять более слож­ные методы подводного бетонирования.

Укладку бетонной смеси желательно вести непрерывно. Для большинства конструкций это обеспечивает наилучшее качество бе­тона. Для некоторых конструкций такое условие даже является обяза­тельным (например, для фундаментов под машины). Однако непре­рывное бетонирование легко осуществить лишь при небольшом объ­еме конструкции, когда весь бетон можно уложить за одну-две сме­ны. Когда же бетонирование требует длительной трехсменной рабо­ты, приходится решать довольно сложные организационные задачи. Более того, при очень большом объеме конструкции, исчисляемом десятками тысяч м^г, непрерывное бетонирование становится непри­емлемым по техно'логическим соображениям, ибо оно создает опас­ность появления температурно-усадочных трещин. Как известно, бе­тон при схватывании выделяет тепло, из-за чего температура уложен­ного бетона повышается на 15...25°, а иногда и выше. Вследствие по­вышения температуры бетон расширяется, при остывании - сжимает­ся. Возникающие температурно-усадочные деформации сопровож­даются значительными напряжениями, которые могут превысить прочность бетона.

Для устранения такой опасности и для упрощения процесса бето­нирования конструкции разделяют на блоки, которые бетонируют раздельно (поочередно). Блоком бетонирования называют подго­товленную к укладке бетона часть конструкции (иногда всю конст­рукцию) с опалубкой и арматурой, которая должна бетонироваться непрерывно. Размер блоков зависит от вида конструкции и может исчислиться для небольших конструкций (колонн, стен, балок и проч.) несколькими м³ и даже долями м , для крупных конструкций (плотин и проч.) - тысячами м^у. Плоскости, разделяющие блоки бетонирова­ния между собой, называются рабочими швами бетонирования. Мес­та расположения швов при бетонировании ответственных конструк­ций, как правило, устанавливаются в проекте. На рисунке 46 показан пример возможного разделения на блоки тела бетонной плотины.Поверхности блоков массивных частей гидротехнических соору­жений для лучшей взаимной связи обычно выполняют в виде штраб. По окончанию усадки бетона зазоры в местах швов обычно заполня­ют цементным раствором путем его. нагнетания.

При бетонировании небольших конструкций - колонн, балок, плит перекрытий швы устраиваются без штраб в виде ровных по­верхностей, перпендикулярных продольным осям балок или колонн, поверхностям стенок или плит. Для этого устанавливаются времен ные щитки-ограничители с прорезями для арматуры. Рабочие швы являются ослабленным местом конструкции, поэтому они должны делаться там, где их отрицательное влияние на проч­ность конструкции будет минимальным. Для изгибаемых железобе­тонных элементов это места с минимальными поперечными силами (не изгибающими моментами!), что обычно соответствует средней трети пролета. В монолитных колоннах рабочие швы допускается де­лать на уровне верха фундамента, у низа прогонов, балок, подкрано-

вых консолей, у низа капителей безбалочных перекрытий. Для на­дежного сцепления ранее уложенного и «нового» бетона в рабочем шве поверхность ранее уложенного бетона очищают от цементной пленки, протирают проволочными щетками, промывают водой, арма­турные стержни очищают от бетона. Перед бетонированием очищен­ную поверхность покрывают «свежим» цементным раствором.

Технологические приемы укладки бетонной смеси назначают в зависимости от вида бетонируемой конструкции и конкретных усло­вий производства работ. В первую очередь необходимо оценить воз­можность укладки бетона по первой, наиболее эффективной схеме, т.е. непосредственно из транспортных средств - автобетоносмесите­лей, бетоновозов, автосамосвалов. Как уже отмечалось, это удается при расположении конструкции ниже поверхности земли, причем так, чтобы к ней можно было подъехать вплотную. Для обеспечения по­падания бетона в конструкцию опалубка часто снабжается дополни­тельными приспособлениями - рабочими настилами, направляющи­ми щитами, приемными лотками и проч.

В большинстве случаев бетонирование при­ходится вести с промежуточной разгрузкой и , использованием дополнительных механизмов подачи смеси в блок бетонирования, т.е. по вто­рой схеме. Это реализуется следующими спосо­бами:

-подачей бетонной смеси в бадьях грузо­подъемными машинами или механизмами (кра­нами, подъемниками);

-подачей смеси ленточными транспортера­ми (конвейерами) или бетоноукладчиками;

-подачей смеси по трубопроводам - бетоно­насосами стационарными или самоходными (ав­тобетононасосами), пневмонагнетателями;

- путем использования специальных методов бетонирования - торкретирования, инъецирова­ния, подводного бетонирования и т.д.

Подача бетонной смеси в бадьях кра­нами - наиболее распространенный способ бе­тонирования (рисунок 49а). Доставленная на объект смесь разгружается в бадьи, которые кран поочередно перемещает в бетонируемую

конструкцию (в блок бетонирования), где они опорожняются. Бадьи могут быть поворотными и неповоротными.

Поворотная бадья при загрузке находится в горизонтальном положении, загрузочным отверстием кверху. Загруз­ка смеси из транспортного средства чаще всего идет сразу в две-три бадьи, установленные рядом друг с другом. Каждую бадью стропуют за петли, поднимают краном, переводя в вертикальное положение, и в таком положении перемещают в бетонируемую конструкцию. Над конструкцией затвор бадьи открывают, и бетонная смесь выгружает­ся.

Неповоротная бадья загружается и опорожняется в одинаковом (вертикальном) положении.

Вместимость бадей обычно составляет 0,4...2м³. Для их переме­щения чаще всего используются краны грузоподъемностью \...6т. Это могут быть самоходные стреловые краны, башенные краны, реже кабельные краны. Последние имеют две опоры, между которыми на­тянуты стальные канаты; по этим канатам движется тележка с подве­шенной бадьей.

Подача бетона подъемниками (рисунок 49(7) не всегда возмож­на и поэтому применяется реже, чем подача кранами. Тем не менее. такой способ удобен в стесненных условиях, когда нет места для раз­мещения большого крана. Кроме того, эксплуатация подъемников значительно дешевле эксплуатации кранов.

Подача бетонной смеси ленточными транспортерами (кон­вейерами) длиной 6... \5м практикуется довольно широко. Основным рабочим органом транспортера является гибкая прорезиненная лента, огибающая приводной и натяжной барабаны и опирающаяся на под­держивающие верхние роликовые опоры (рисунок 50а).

«Слабым звеном» в технологии бетонирования транспортерами является загрузка бетона на ленту транспортера. Если такая операция выполняется вручную, что нередко бывает на практике, эффектив­ность использования транспортера существенно снижается. По этой причине транспортер должен быть оснащен специальным питателем, позволяющим непрерывно и равномерно подавать смесь на ленту.

Чаще всего этот метод применяется там, где нет возможности ис­пользования кранов, например, при бетонировании конструкций внутри помещений, над которыми уже смонтированы перекрытия; при бетонировании мелких, но неудобно расположенных (для бето­нирования) конструкций и т.д. При бетонировании большого числа мелких конструкций транспортеры приходится часто перестанавли­вать. Это не сложная операция, однако, она всегда создает дополни­тельные трудности и снижает производительность бетонирования.

Упомянутые недостатки устраняются при использовании само­ходных ленточных бетоноукладчиков (рисунок 506). Основным ра­бочим органом такого бетоноукладчика служит ленточный телескопи­ческий транспортер, работающий вперед и на себя и состоящий из ба­зового и подвижного звеньев. Бетоноукладчик принимает из кузова автобетоновоза (автосамосвала) бетонную смесь в бункер, откуда она передается на базовый транспортер и затЪм непосредственно в конст­рукцию. Бетонная смесь может подаваться в любую точку в плане, удаленную от 3 до 20м, с поворотом до 360° с одной рабочей позиции.

Применение бетоноукладчиков обеспечивает минимальную тру­доемкость и высокую производительность бетонных работ. Это один из наиболее эффективных способов бетонирования.

Подача смеси по трубопроводам - бетононасосами стационар­ными или самоходными (автобетононасосами), реже пневмонагнета-телями обеспечивает высокую эффективность бетонных работ, осо­бенно при бетонировании в стесненных условиях. В наибольшей мере эти преимущества проявляется при реконструкции сложных соору­жений, когда смесь приходится подавать в труднодоступные места, где альтернативой трубопроводной подаче бетона может быть лишь использование тачек или носилок.

Бетононасос по принципу работы является поршневыми насосом с гидравлическим, реже - механическим приводом. Он засасывает бе­тонную смесь и подает ее по бетоноводу к месту укладки.