Оборудование для УКЛАДКи И УПЛОТНЕНИя БЕТОННОЙ СМЕСИ

Подготовка к бетонированию

Прежде чем приступить к бетонированию, необходимо тщательно осмотреть опалубку и поддерживающие ее леса, проверить надежность установки стоек лесов и клиньев под ними, креплений опалубки, отсутствие щелей.

Деревянную опалубку надо тщательно очистить от щепы и мусора и обильно полить водой. При этом все мелкие щели в опалубке забухают, а дерево впитывает воду и в дальнейшем не отсасывает влаги из уложенной в опалубку бетонной смеси. При больших объемах работ очистку опалубки выполняют сжатым воздухом, подаваемым по рукаву от компрессора. Металлическая опалубка должна быть покрыта смазкой. Наблюдение за состоянием опалубки и лесов следует вести также во время бетонирования и все возникающие неисправности немедленно устранять. Эту работу выполняют либо дежурные плотники-опалубщики, либо бетонщики, совмещающие со своей профессией профессию опалубщиков.

Приступать к бетонированию разрешено лишь после того, как мастер или производитель работ проверит уложенную арматуру. Бетонщику необходима проверить, можно ли при уложенной арматуре получить защитный слой бетона требуемой толщины. Там, где арматура лежит непосредственно на опалубке (например, сетки в плитах), надо уложить подкладки для образования защитного слоя.

Большинство железобетонных сооружений имеют такой объем, что забетонировать их в один прием — без перерыва — не удается, поэтому бетонирование ведут отдельными участками. В местах перерывов бетонирования образуются рабочие швы. Сооружения, где требуется особо высокая плотность или водонепроницаемость бетона (например, резервуары, а также фундаменты под оборудование, работающие со значительным сотрясением), бетонируют без перерыва, при этом работу ведут круглые сутки. Железобетонное сооружение будет монолитным, т.е. цельным и прочным, лишь при хорошем сцеплении свежего бетона со старым. Это можно достичь, если перед бетонированием обработать рабочий шов, очистив от цементной пленки его поверхность. Очистка от цементной пленки горизонтальных и наклонных швов обязательна; вертикальные швы очищают при наличии требований в проекте. Швы очищают струей воды под напором или металлическими щетками, пока цементная пленка подсохла, но еще не затвердела (в жаркую погоду — через 6...8 ч после бетонирования предыдущего участка, в прохладную — через 12...24 ч).

При обработке водой поверхностей бетона в раннем возрасте струя соды из рукава с металлическим наконечником под давлением 0,3…0,5 МПа снимает тонкий слой бетона и обнажает отдельные зерна крупного заполнителя. Воду направляют на бетон под углом 40…50°, при этом, наконечник шланга должен отстоять от поверхности бетона на 400...600 мм.

Слой снимаемого бетона не должен превышать 10 мм.Для равномерности обработки струю воды слегка распыляют, надевая на отверстие специальный наконечник.

Если под действием струи воды в бетоне получаются значительные: выбоины (более 20 мм) и отскакиваюткрупные частицы гравия и щебня, то обработку следует приостановить на несколько часов. Если же остаются участки покрытые цементной коркой и не поддающиеся размыву даже при увеличении давления струи, то обработку водой следует прекратить и выполнить насечку этих поверхностей либо их зачистку механическими щетками, или пескоструйными аппаратами (с последующей продувкой сжатым воздухом).

Непосредственно перед бетонированием на поверхность рабочего шва укладывают тонкий слой цементного раствора (того же состава, что и в бетоне). Категорически запрещена «проливка» поверхностей рабочих швов цементным молоком нарушающая однородность и монолитность конструкции и резко ослабляющая сцепление свежего бетона со старым. Бетонирование конструкций необходимо сопровождать записями в журнале бетонных работ.

При укладке бетонной смеси на грунт основание специально подготавливают. Поверхность скального основания должна состоять из здоровой невыветрившейся породы. Трещины небольшого размера до укладки бетонной смеси заделывают цементным раствором, трещины значительного размера — бетонной смесью; выемки от перебора породы в скальных основаниях следует заполнять смесью, соответствующей бетону низших по прочности классов.

При подготовке грунтового основания с него удаляют все илистые, растительные, торфянистые и прочие грунты органического происхождения; сухой несвязный грунт основания перед укладкой бетонной смеси слегка увлажняют поливкой; выемки от перебора грунта ниже проектной отметки заполняют песком с тщательным уплотнением. О готовности основания под укладку смеси составляют акт. Актом должна быть подтверждена также правильность установки опалубки, поддерживающих лесов, арматуры и закладных частей (пробок, анкерных болтов и др.), для всех конструкций пролетом более 8 м и для предварительно напряженных конструкций.

Вибрационное уплотнение бетонной смеси

Уплотнение бетонной смеси является самой важной операцией при бетонировании: от качества его выполнения зависит плотность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.

Для уплотнения бетонной смеси применяют вибраторы, передающие частицам «бетонной смеси очень частые сотрясения (колебания) — 2800...20000 колебаний в 1 мин; такие колебания в технике называют вибрацией, а передачу этих колебаний бетонной смеси — вибрированием смеси.

При вибрировании бетонная смесь становится текучей и подобно жидкости растекается под действием своего веса, хорошо при этом заполняя все – промежутки между стержнями арматуры, а также между арматурой и опалубкой. При вибрировании бетонная смесь уплотняется гораздо лучше, чем при ручном уплотнении штыкованием или трамбованием.

Наиболее удобными для работы при бетонировании монолитных конструкций являются электромеханические вибраторы (рис. 41).

Основную часть электромеханического вибратора составляет электродвигатель, на валу которого внецентренно насажены грузы, называемые эксцентриками или дебалансами. Дабалансы не дают валу плавно вращаться при работе электродвигателя, а вызывают его дрожание — вибрацию. Произведение веса дебаланса на расстояние от его центра тяжести до оси вала называют статическим моментом. Чем больше статический момент эксцентрика, тем больше (при данной частоте вибрации) возмущающая сила вибратора. При увеличении частоты вибрации возмущающая сила вырастает пропорционально квадрату. Так, при изменении частоты с 3000 до 6000 колебаний в 1 мин, т.е. в 2 раза, возмущающая сила вибратора увеличивается в 4 раза, поэтому повышение частоты вибрации позволяет получать большие значения возмущающих сил при небольших значениях статического момента дебаланса и тем самым облегчить массу вибратора. Однако износостойкость последних при таком режиме резко снижается.

Для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях широко применяют так называемые «планетарные» вибраторы, в которых вибрационные колебания создают планетарно обкатывающимся бегунком (рис. 42). Такие вибраторы позволяют весьма просто получать высокочастотные и двухчастотные колебания, т.е. одновременно колебания высокой и низкой частот. Например, при соотношении диаметров поверхностей обкатки 5 : 4 частота вибрации превысит частоту вращения приводного вала в 4 раза.

Во многих вибраторах электродвигатель помещен вместе с эксцентриком в плотно закрытый кожух, образуя основную часть вибратора — вибродвигатель (рис. 43). Некоторые электромеханические вибрато­ры устроены по-иному: на одном конце гибкого вала находится электродвигатель, а на другом — эксцентрик, закрытый кожухом, образующий «рабочий наконечник» вибратора. В этом случае в бетонную смесь погружают только рабочий наконечник. Применяя такой вибратор с гибким валом (рис. 44),рабочий большей частью переставляет лишь легкий наконечник; тяжелый же электродвигатель переносит значительно реже.

Способ уплотнения, при котором вибратор погружают в бетонную смесь, называют внутренней вибрацией, а соответствующие типы вибраторов — внутренними (или глубинными). Способ внутреннего вибрирования наиболее производителен, дает наилучшее уплотнение бетонной смеси, поэтому получил наибольшее распространение.

Кроме глубинных вибраторов для внутреннего вибрирования бетонной смеси -применяют подвешиваемый на кране плоскостной виброуплотнитель (тип ΠВ).

Виброуплотнитель состоит из двух серийных вибраторов, жестко соединенных между собой стальной плоской плитой. Вибропобудители вращаются в противоположные стороны; при этом происходит синхронизация колебаний и возникает вибрация, направленная перпендикулярно плоскости плиты. Такие виброуплотнители применяют преимущественно при бетонировании больших неармированных массивов с использованием смеси подвижностью 1...5 см. Они имеют большой радиус действия — 1...2 м.

Кроме внутренних вибраторов применяют также поверхностные и наружные вибраторы.

Поверхностные вибраторы (площадочные и виброрейки) передают колебания бетонной смеси через основание-площадку и верхнюю поверхность бетона. Их применяют при бетонировании плит, оснований под полы, дорожных покрытий и подобных конструкций.

Площадочный вибратор (рис. 45, а) состоитиз вибрационного электродвигателя и металлической ребристой площадки с рукоятками для ее перестановки. Виброрейка (рис. 45, б) представляет собой деревянный или металлический брус (иногда спаренные два бруса) длиной 3...4 м, на котором смонтирован вибрационный электродвигатель. Виброрейка имеет на концах рукоятки.

Наружные вибраторы прикрепляют при помощи имеющихся у них тисков к опалубке и сотрясением последней передают колебания бетонной смеси. Ввиду трудоемкости перестановки и неравномерности уплотнения бетонной смеси наружные вибраторы в настоящее время на бетонных работах применяют крайне редко.

При работе на открытом воздухе можно использовать вибраторы, питаемые переменным электрическим током с напряжением не выше 36 В. Так как в обычных электросетях напряжение составляет 220 или 380 В, то вибраторы к ним присоединяют через специальные понизительные трансформаторы, преобразующие сетевое напряжение в 36 В.

Для работы высокочастотных вибраторов с частотой колебаний более 300 с^-1 необходима частота переменного электрического тока 150...200 Гц, в то время как в сети она равна 50 Гц. Поэтому электродвигатели высокочастотных вибраторов питают током от сети через специальные преобразователи частоты тока, которые повышая частоту тока в 4 раза, одновременно понижают напряжение до 36...42 В.

Основные правила укладки бетонной смеси и уплотнения ее вибраторами следующие.

Бетонирование следует вести так, чтобы опалубка была целиком заполнена однородной бетонной смесью.

Бетонная смесь должна быть уложена плотно — без пустот между стержнями арматуры или между арматурой и опалубкой. Особенно тщательно следует прорабатывать вибратором бетонную смесь в местах с густой арматурой, у стенок опалубки ив углах.

Перестановки вибратора выполняют так, чтобы не оставалось непровибрированных мест. Расстояние, на которое можно переставлять внутренние вибраторы, не должно превышать полуторного радиуса их действия (рис. 46), т.е. расстояния от вибратора до того места в бетонной смеси, где еще заметно его уплотняющее действие. Расстояние перестановки определяют опытным путем. В зависимости от подвижности бетонной смеси оно составляет для вибраторов с гибким валом: с большим стержнем — 300...350 мм, с малым — 250 мм. Для вибраторов ИВ-102 и ИВ-103 это расстояние принимают 350…500 мм.

Вибрирование на данной позиции прекращают при появлении признаков достаточного уплотнения смеси: прекращение оседания смеси; горизонтальность поверхности слоя; хорошее заполнение опалубки, особенно в углах; появление раствора на поверхности бетонной смеси и в щелях опалубки.

Продолжительность вибрирования с одной позиции внутренними вибраторами в зависимости от подвижности смеси составляет примерно 20...40 с, а поверхностными — 20...50 с.

Вынимать внутренний вибратор из бетонной смеси при перестановке нужно медленно, не выключая электродвигателя, чтобы пустота под наконечником успела заполниться бетонной смесью.

При работе с поверхностными вибраторами их переставляют так, чтобы площадка вибратора на каждой новой позиции перекрывала немного (на 50...100 мм) соседний провибрированный участок.

При укладке бетонной смеси необходимо следить за тем, чтобы не были нарушены расположение арматуры в бетоне и проектная толщина защитного слоя. Опирание вибраторов во время их работы на арматуру монолитных конструкций недопустимо.

Запрещено добавление воды в бетонную смесь на стадии уплотнения, так как этосильно снижает прочность и плотность бетона.

Безвибрационная укладка бетонной смеси

В последние годы получила применение безвибрационная укладка бетонных смесей, приготовленных с добавкой суперпластификаторов. Смесь укладывают гравитационным способом (под действием сил тяжести), исключающим операции по распределению смеси в конструкции вследствие ее высокой текучести. Требуется лишь кратковременная легкая вибрационная обработка смеси вибратором с гибким валом в углах, стыках и местах, сильно насыщенных арматурой. Применение безвибрационной укладки смеси снижает трудоемкость бетонирования (примерно на одну треть), ускоряет рабочий процесс и уменьшает энергозатраты. Особенно эффективна эта технология при бетонировании набивных свай, подземных и подводных сооружений (например, при бетонировании методом «стена в грунте»).

Литую смесь можно подавать в конструкции и напорным способом — бетононасосами. Есть практический опыт применения добавки суперпластификатора С-3, преимущественно для высокопрочных бетонов классов выше В30, и более дешевого суперпластификатора МЛС (модифицированный лигносульфат), для бетонов классов В12,5...В30. Лигносульфаты являются отходами промышленности. Модификацию их в сочетании с хлористым кальцием используют в целях ускорения твердения, а с цементом — для сохранения повышенной подвижности, особенно в жаркую погоду.

Дозировку добавки суперпластификаторов определяет строительная лаборатория. Обычно она составляет 0,4...1 % массы цемента для суперпластификатора С-3 и 0,3...0,35 % — для суперпластификатора МЛС.

Повышенная подвижность сохраняется при средней летней температуре в течение: 60 мин (С-3), 45 мин (МЛС с хлоридом кальция), 90 мин (МЛС с цементом).

Поэтому на заводах вводят в смесь лишь 80...85 % воды затворения, остальные же 15...20 % воды вместе с раствором суперпластификатора вводят в автобетоносмеситель перед его разгрузкой, выполняя дополнительное смешивание товарной смеси с добавочной водой и суперпластификатором. Целесообразна также доставка с завода товарных сухих смесей с загрузкой в барабан полной порции воды, добавкой суперпластификатора и перемешиванием компонентов в течение требуемого времени.