Для армирования предварительно напряженных конструкций кроме штучной высокопрочной арматуры применяют пучки и пря­ ди, изготавливаемые из высокопрочной проволоки диаметром 3 мм, и канаты из нескольких прядей.

Наряду со стальной арматурой для армирования бетона в ряде случаев можно применять стеклопластиковую арматуру, которая уступает по своей прочности стальной проволоке, но имеет в не­ сколько раз меньшую массу и большую, по сравнению со стальной арматурой, устойчивость к коррозионным воздействиям.

Вкачестве неметаллической арматуры в ряде случаев применя­ ют рубленое стеклянное или асбестовое волокно.

Встроительстве широко используют арматурные сетки в виде плоских изделий и рулонов. Арматурные заводы выпускают легкие арматурные сетки, изготовляемые из горячекатаной низколегиро­ ванной стали периодического профиля и холоднотянутой проволо­ ки диаметром 3-7 мм. Промышленность выпускает также тканые

сетки с ячейками размером 5-20 мм, предназначенные для армиро­ вания тонкостенных железобетонных конструкций.

Для армирования балок, ригелей, прогонов выпускают плоские или пространственные арматурные каркасы.

5.3. Процессы бетонирования

Приготовление бетонной смеси

Чтобы приготовить 1 м3 бетонной смеси, требуется: 250—350 кг цемента; 500-600 кг песка; 1000-1200 кг щебня; 100-200 л воды. Массу компонентов определяет строительная лаборатория, исходя из требуемого проектом класса бетона и характеристик имеющихся материалов.

Цемент поступает на стройку в мешках или россыпью. Перед применением строительнаялаборатория проверяет качество цемен­ та. Инертные крупный и мелкий заполнители (щебень и песок) пе­ ред применением моют и сортируют по фракциям. Подготовка инертных материалов (щебень, песок) заполнения бетона включает в себя следующие операции: приемку, сортировку негабаритных частиц, сортировку на ситах, дробление в конусной дробилке, про­ мывку, вторичную сортировку на ситах, затаривание в бункеры.

Доставленную на объект бетонную смесь можно выгружать не­ посредственно в конструкцию или перегружать в промежуточные емкости для последующей подачи на место бетонирования.

Все большее распространение получает трубопроводный спо­ соб подачи бетонной смеси к месту укладки с помощью винтовых, роторных бетононасосов, особенно насосов с маслогидравлическим приводом.

Принцип работы такого насоса заключается в том, что при дви­ жениипоршнейбетоннаясмесь поочередно поступает в один из двух цилиндров и подается в бетоыовод: когда один поршень «всасывает» смесь из приемного бункера, другой нагнетает ее в бетоновод. Этот принцип используется в бетононасосах, распределительных мачтах, автобетононасосах и другом современном оборудовании.

Укладка бетонной смеси

Перед укладкой бетонной смеси необходимо; проверить надеж­ ность основания, правильность установки опалубки, арматуры и за­ кладных деталей; составить акты скрытых работ; очистить основа­ ния и опалубку от грязи и мусора, арматуру от ржавчины; рейками или паклей заделать крупные щели деревянной опалубки (мелкие щели затянутся при поливке); покрыть поверхность опалубки сма­ зочным материалом, не оставляющим на ней следов (водными сус­ пензиями извести и глины, полуводными эмульсиями уайт-спирита, сольвента, масла, отходами нефтепродуктов). Деревянные поверхно­ сти, покрытые полиэтиленовой пленкой, могут использоваться без смазывания. На скальных основаниях и ранее уложенном бетоне не­ обходимо выполнить насечку, их следует очистить от мусора, масла и цементной пленки, промыв и просушив струей воздуха. Для луч­ шего сцепления каменные и бетонные поверхности рекомендуется перед бетонированием покрыть цементным раствором толщиной 20-50 мм или коллоидным цементным клеем.

Чтобы обеспечить беспустотяое заполнение опалубки и плот­ ный охват арматуры, применяется вибрирование с дополнительным штыкованием в углах и густоармированных местах. При вибриро­ вании бетонная смесь переходит из рыхлого состояния в состояние структурной жидкости и, благодаря уменьшению трения между частицами, приобретает подвижность, заполняя все изгибы опалуб­

ки. Основными признаками достаточного уплотнения смеси служат прекращение ее оседания и выделения пузырьков воздуха, появле­ ние на поверхности смеси цементного молочка. Вибраторы бывают глубинными, поверхностными, а также наружными.

На корпус вибратора колебания передаются посредством экс­ центриков (дебалансов), насаженных на вал. В зависимости от раз­ меров применяют низкоили высокочастотные вибраторы (менее 3000 колебаний в минуту и более). Применение последних способ­ ствует экономии цемента.

Бетонная смесь должна отвечать нормативным требованиям по прочности, подвижности и однородности, а также требованиям проекта по составу. Заполнитель должен применяться мытым, не менее чем двухфракционным. Распространенные фракции щебня 5-10; 10-20; 20-40 мм. Запрещено «размолаживать» смесь, т. е. до­

бавлять на месте укладки воду для увеличения ее подвижности. Допустимая высота свободного сбрасывания бетонной смеси

в опалубку неармированных конструкций составляет 6 м; ко­ лонн — 5 м, стен и слабоармированных конструкций— 4,5 м, густоармированных конструкций — 3 м, перекрытий — 1м.

При превышении этих расстояний спуск смеси должен осуще­ ствляться по желобам и виброжелобам, хоботам и лоткам, обеспе­ чивающим медленное стенание смеси без расслоения.

При выгрузке смеси из бадьи расстояние от нижней 1фомки бадьи до поверхности ранее уложенного бетона должно быть не более 1 м.

Толщину защитного слоя бетона следует обеспечивать бетон­ ными или пластмассовыми прокладками. Нормативная толщина за­ щитного слоя составляет не менее 10-30 мм; низ фундаментов дол­ жен иметь толщину защитного слоя не менее 35 мм, а при отсутст­ вии бетонной подготовки основания — не менее 70 мм.

Толщина защитного слоя не должна быть менее диаметра армату­ ры, а для преднапряженных конструкций— менее двух диаметров.

Укладка бетонной смеси производится «на себя» горизонталь­ ными слоями толщиной до 1,25А (А — размер рабочей части вибра­ тора) при уплотнении глубинными вибраторами и слоями 0,12; 0,25 и 0,4 м при уплотнении поверхностными вибраторами соответст­ венно при двойной или одиночной арматуре и в неармированных конструкциях. Каждый вышележащий слой должен укладываться

до начала схватывания предыдущего. Глубина погружения вибра­ торов должна обеспечивать их проникновение в ранее уложенный слой на 5-10 см. Не допускается опирание вибраторов на опалубку или арматуру. Бетонный слой не должен доходить до верха опалуб­ ки на 5-7 см.

Шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превы­ шать 1,5 радиуса их действия. При поверхностных вибраторах провибрированнаязона должнаперекрываться не менее чем на 100 мм.

Места контакта старого и нового бетона очищаются от цемент­ ной пленкиводнойили воздушной струей, механическими щетками или пескоструйными аппаратами (в последнем случае прочность бетона должна быть не менее 5 МПа).

Шов рекомендуется устраивать в местах максимального изги­ бающего момента перпендикулярно оси бетонируемой конструк­ ции. Полностью без перерывов в бетонировании возводятся фун­ даменты под оборудование, конструкции, воспринимающие дина­ мические нагрузки при эксплуатации, и предиапряженные конструкции. В процессе и по окончании бетонирования должны приниматься меры против сцепления с бетоном пробок и времен­ ных креплений.

Методы укладки бетонной смеси выбирают с учетом типа кон­ струкции, ее расположения, климатических условий и т. д.

Фундаменты и массивы могут бетонироваться с разгрузкой смеси непосредственно в опалубку или с помощью виброжелобов, бетононасосов, бетоноукладчиков, бадьями с помощью кранов.

При бетонировании малоармированных фундаментов приме­ няют жесткие смеси. В такие конструкции для экономии цемента можно укладывать камни размером 120-200 мм («изюм») в объеме 20-25 %, для уплотнения бетонной смеси применять вибропакеты. В зависимости от высоты фундамента и его массивности бетонная смесь может подаватьсячерез верх опалубки или по периметру сту­ пеней. Фундаменты, воспринимающие динамические нагрузки, бе­ тонируют в непрерывном режиме. Особо тщательно проверяют от­ метки опорных поверхностей и расположение анкерных болтов.

Бетонные полы укладывают на бетонную подготовленную по­ верхность (подготовку) из тощего бетона, разделяют бетонируе­ мую площадь на полосы шириной 3-4 м. Бетонирование полос

ведут через одну. Бетонную смесь уплотняют поверхностными виб­ раторами или виброрейками, поверхность пола выравнивают пра­ вилом и заглаживают резиновой лентой.

Могут применяться бетоноукладочные машины, которые, дви­ гаясь, оставляют за собой готовую полосу пола.

Бетонирование конструкций каркасов зданий выполняют так. Для бетонирования густоармироваиных колонн обычно приме­ няют бетонные смеси с осадкой конуса 6-8 см. Перед укладкой сме­ си место примыкания колонны к фундаменту очищают от строи­ тельного мусора, укладывают слой раствора или мелкозернистого бетона для того, чтобы исключить образование раковин. Колонны высотой до 5 м бетонируют сразу по всей высоте.

Колонны высотой более 5 м бетонируют ярусами высотой до 2 м с затружением бетонной смеси и ее вибрированием через «кар­ маны» — боковые окна в стенках короба.

Бетонирование прогонов, балок и плит следует начинать через 1-2 ч после бетонирования колонн. Уплотнение смеси производят внутренними вибраторами, при необходимости оснащенными на­ конечниками (виброштыками). Плиты перекрытия уплотняют по­ верхностными вибраторами.

Арки и своды пролетов менее 15м бетонируют непрерывно од­ новременно с двух сторон от пят к замку.

За последние годы получили сравнительно широкое распро­ странение методы возведения жилых и общественных зданий из монолитного железобетона в скользящей, объемно-переставной и крупнощитовой опалубках.

Метод возведения зданий в скользящей опалубке наиболее эко­ номичен для зданий, компактных в плане, высотой не менее 10-12 этажей.

Технология возведения жилых зданий в скользящей опалубке такая же, что и при возведении других сооружений. Домкраты, опи­ раясь на металлические домкратные стержни в теле бетона, непре­ рывно (без остановок) поднимают опалубку по всему контуру зда­ ния. Бетонная смесь укладывается слоями толщиной 0,2-0,25 м не­ прерывно по периметру. Находясь в опалубке в течение 5-6 ч, бетонная смесь затвердевает, ее дальнейшее твердение происходит при выходе из опалубки.

Скорость подъема опалубки и, следовательно, бетонирования составляет 0,15-0,20 м/ч, что при правильно заданных составах бето­ на ирежимах его укладкиисключает появление разрывов и раковин.

Перекрытия зданий, возводимых в скользящей опалубке, могут устраиваться по ходу бетонирования стен монолитными или сбор­ но-монолитными, выполняться с отставанием на 2-3 этажа или по­ сле возведения коробки зданий.

Устройство монолитных перекрытий одновременно с бетони­ рованием стен более технологично и повышает пространственную жесткость здания. При этом методе по окончании бетонирования стен очередного этажа скользящая опалубка поднимается так, что­ бы низ внутренних щитов опалубки находился на отметке верха бу­ дущего перекрытия. После этого устанавливают инвентарную опа­ лубку, которая опирается на перекрытие нижележащего этажа или анкеры в стене, и производят армирование и бетонирование. После укладки бетона в перекрытие начинается бетонирование стен оче­ редного этажа и деМбШж опалубки перекрытия.

Метод бетонирования в скользящей опалубке часто применяют при возведении ядер жесткости многоэтажных зданий с централь­ ным стволом, в котором размещены лифты, лестницы, коммуника­ ции. Ствол при этом бетонируется в скользящей опалубке, несущие стены— в разборно-переставной, а наружные стены из сборных па­ нелей навешиваются краном, установленным снаружи здания или в этом стволе.

Бетон может подаваться в бадье краном, передвижным автобе­ тоносмесителем, бетононасосом в сочетании с автономной шарнир­ но-сочлененной стрелой для распределения бетонной смеси.

Метод бетонирования в объемно-переставной (туннельной) опалубке применяют при возведении из монолитного бетона много­ этажных зданий большой протяженности с несущими поперечными стенами. Сущность метода заключается в бетонировании несущих поперечных стен с применением инвентарных блоков туннельной опалубки, набираемых из секций или в виде укрупненных блоков на земле и переставляемых с этажа на этаж.

При возведении зданий в объемно-переставной опалубке бето­ нирование ведут поэтажно, каждый этаж делят на захватки, рассчи­ танные на суточный цикл работы. При бетонировании работы про­

водят в такой технологической последовательности: устанавлива­ ют вдоль продольных несущих стен монтажные подмости, монтируют из секций блоки опалубки, армируют и бетонируют сте­ ны и перекрытия. После набора бетоном в течение 12—14 ч заданной прочности производят извлечение и перестановку секций опалубки краном.

Разновидностью объемно-переставной опалубки является опа­ лубка, которая по окончании бетонирования вертикально извлека­ ется краном.

Метод бетонирования в крупнощитовой опалубке обычно применяется при бетонировании зданий со смешанным конструк­ тивным решением, например с кирпичными наружными и моно­ литными железобетонными внутренними стенами. Металличе­ ские, деревометаллические и пластмассовые щиты опалубки стен и перегородок размером с комнату устанавливают в проектное по­ ложение и раскрепляют подкосами. Опалубка стен и перекрытий устанавливается раздельно.

5.4. Распалубливание бетона

При испарении воды в наружных слоях бетона появляются трещины, поэтому в летний период открытые поверхности бетон­ ных конструкций должны быть защищены от прямого воздействия солнечных лучей и ветра влагоемкими покрытиями из мешковины или опилок, рогожей, полимерной пленкой и др. Бетон, приготов­ ленный на портландцементе, поливают в течение 7 сут, на глино­ земистом цементе — в течение 3 сут, на шлакопортландцементе и других малоактивных цементах — в течение 14 сут. При темпе­ ратуре воздуха выше 15 °С первые 3 сут бетон поливают с интер­ валом в 3 ч, в остальное время— 3 раза в сутки. При укрытии бето­ на влагостойкими материалами интервалы возрастают в 1,5 раза. При температуре окружающей среды 3 °С и ниже бетон можно не поливать.

Распалубливание конструкций выполняют после достижения бетоном заданной прочности. При распалубке первыми (через 2-3 сут) снимают боковые элементы опалубки. Для горизонталь­ ных конструкций с пролетом до 6 м элементы опалубки, восприни­

мающие массу бетона, распалубливают при достижении бетоном 70% проектной прочности; для конструкций с пролетом более 6 м — 80 %; для конструкций, загруженных вышележащим бето­ ном, прочность бетона определяется ППР и согласовывается с про­ ектной организацией.

Распалубка каркасных конструкций многоэтажных зданий ве­ дется поэтажно. Стойки перекрытия, находящиеся непосредствен­ но под бетонируемым перекрытием, не снимают, а стойки, находя­ щиеся под забетонированным ранее перекрытием, снимают, остав­ ляя стойки безопасности через каждые 3 м. Опалубку удаляют полностью, если бетон достиг проектной прочности.

5.5. Бетонирование в зимних условиях

Зимними считаются условия, когда среднесуточная температу­ ра окружающей среды снюкается де 3 °С и в течение 1 сут падает

ниже 0 °С. При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода превращается в лед и, как твердое тело, в химиче­ ское соединение с цементом не вступает; бетон не твердеет. Одно­ временно в бетоне развиваются силы внутреннего давления, вы­ званные увеличением (примерно на 9 %) объема воды при превра­ щении ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и разруш ается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается

вжидкость, и реакция твердения возобновляется, однако разрушен­ ные связи в бетоне полностью не восстанавливаются.

Замораживание бетона сопровождается образованием вокруг арматуры и заполнителя ледяных пленок, которые увеличиваются

вобъеме и отжимают цементное тесто от арматуры и заполнителя. Эти процессы снижают прочность бетона, его сцепление с армату­ рой, плотность, стойкость и долговечность.

Если бетон до замерзания приобретает определенную проч­ ность, то упомянутые выше процессы не оказывают на него небла­ гоприятного воздействия. Минимальная прочность, при которой за­ мораживание для бетона неопасно, называется критической и зави­ сит от класса бетона, вида и условий эксплуатации конструкций. Для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой

арматурой минимальная прочность составляет 50 % проектной прочности для классов В7,5-В10, 40% для классов В12,5-В25 и 30 % для классов ВЗО и выше; для конструкций, нагружаемых рас­ четной нагрузкой,— 100 % проектной прочности.

При производстве бетонных работ должны одновременно ре­ шаться две взаимосвязанные задачи: технологическая (обеспечение необходимого качества бетона к заданному сроку) и экономическая (обеспечение минимального расхода материальных и энергетиче­ ских ресурсов).

Технологическую задачу решают применением соответствую­ щих методов выдерживания бетона. Методы зимнего бетонирова­ ния необходимо выбирать на основании технико-экономического анализа.

Существуют следующие методы выдерживапия бетона

взимних условиях:

•выдерживание в тепляках;

•метод термоса;

•метод электротермоса;

•электротермообработка бетона.

В искусственных укрытиях (тепляках) поддерживается темпе­ ратура, необходимая для нормального твердения бетона. В связи с появлением новых пленочных покрытий этот метод широко при­ меняют в. современном строительстве, поскольку «пленочный эф­ фект» создает комфортные условия для труда рабочих и твердения бетона даже без дополнительного обогревания.

Выдерживание методом термоса подразумевает укладыва­ ние бетона, имеющего температуру 15-20 °С, в утепленную опа­ лубку. За счет начального теплосодержания бетонной смеси и теп­ лоты, выделяемой в процессе твердения (явление экзотермии), бетон набирает заданную прочность до того момента, когда в ка­ кой-либо части забетонированной конструкции температура сни­ жается до 0 °С.

Применение метода термоса наиболее эффективно для массив­ ных конструкций. Этот метод достаточно эффективен и для конст­ рукций с большим модулем поверхности (до 8-12), если осущест­ вить предварительный электроразогрев бетонной смеси в бункерах перед укладкой в опалубку (способ электротермоса). Бетонная

смесь при этом форсированно разогревается в течение 5-15 мин то­ ком промышленной частоты сетевого напряжения 220-290 В до температуры бетонной смеси 70-80 °С.

Разновидностью метода электротермоса является метод форси­ рованного электроразогрева бетонной смеси сразу после ее уклад­ ки в опалубку с последующим повторным вибрированием. Разогре­ вание смеси непосредственно в опалубке исключает преждевремен­ ную потерю подвижности, а повторное вибрирование сводит к минимуму возможность структурных нарушений, возникающих при форсированном разогревании. Этот метод более экономичен, чем способ электротермоса, так как требует меньшего расхода элек­ троэнергии.

Методы электротермообработки бетона можно разделить на три группы:

•электродный прогрев,

•индукционный прогрев,

•элекгрообогрев с применением различного рода электрона­ гревательных устройств.

Электродное нагревание бетонных и железобетонных конст­ рукций основано на превращении электрической энергии в тепло­ вую при прохождениитока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в электрическую цепь. Элек­ троды могут быть разных видов (стержневыми, пластинчатыми) и располагаться как внутри, так и снаружи прогреваемой конст­ рукции.

Нагревание бетона в электромагнитном поле (индукционное) применяется для густоармированных конструкций линейного типа (балки, ригели, трубы, колонны). Вокруг опалубки прогреваемого элемента устраивают спиральную обмотку— индуктор из изолиро­ ванного провода — и включают ее в сеть. Под воздействием пере­ менного электромагнитного поля стальная опалубка и арматура, выполняющие роль сердечника (соленоида), нагреваются и переда­ ют тепловую энергию бетону.

Электрообогревание осуществляется с помощью электриче­ ских отражателей, печей, цилиндрических приборов сопротивления и др. Могут также применяться греющие (термоактивные) опалуб­ ки. Их выполняют в виде утепленных щитов с проложенными в их

толще нагревательными элементами. Такая опалубка экономична для бетонирования тонкостенных конструкций.

Инфракрасное прогревание (лампами) применяют в тех случа­ ях, когда использование контактных методов прогревания затруд­ нено.

Иногда применяют безпрогревный метод с введением в состав бетонной смеси химических добавок.

5.6.П рием ка забетонироваиных конструкций

Впроцессе приемки забетонированных конструкций комиссии должны быть предъявлены:

•рабочие чертежи;

•акты на скрытые работы;

•журнал производства работ;

•акты приемки арматуры и опалубки;

•при отклонениях от проекта — документы о соответствую­ щих согласованиях.

5.7. О рганизация бетонпых работ

Железобетонные работы неразрывно связаны с календарными сроками, предыдущими и последующими работами других видов (земляными, каменными и др.). Так, звено бетонщиков, приступая к бетонированию, должно найти подготовленный фронт работ, по­ тому что начать укладку бетонной смеси оно может только после установки на месте работ опалубки и укладки арматуры. Лишь при таком условии можно работать без простоев.

Чтобы достичь этого, железобетонные работы должны выпол­ няться поточными методами: каждое звено работает на своем уча­ стке (захватке), переходя с одной захватки на другую и сменяя друг друга через равные промежутки времени. На каждой захватке в ка­ ждый момент должен производиться один определенный вид ра­ бот — опалубочные, арматурные или бетонные. Захватки должны бетонироваться в ходе одной-двух рабочих смен.

Захватки по возможности должны быть равновеликими по тру­ доемкости (отклонения по трудоемкости возведения различных

захваток не должны превышать 25 %). Наименьший размер захват­ ки должен быть достаточным для работы звена на протяжении не менее целой смены. Границы захваток необходимо определять в местах рабочих и температурных швов или минимальных напря­ жений. Приразбивке объекта на захватки необходимо обеспечивать удобство доступа рабочих к своим рабочим местам.

В комплексе железобетонных работ ведущим является бетони­ рование, которое и определяет темп строительства. Для этого част­ ного потока подбирают по производительности ведущую машину, например бетононасос или кран. Затем в зависимости от производи­ тельности ведущей машины подбирают комплектующие машины

иоборудование, например автобетоновозы, вибраторы и т. д.

Сучетом производительности ведущего частного потока (бето­ нирование) подбирают комплекты механизмов для остальных част­ ных потоков (установка опалубки, монтаж арматуры, выдержива­ ние бетона и распалубливание).

Для успешного бесперебойного ведения работ поточными ме­ тодами необходимо комплектовать бригады или звенья бетонщи­ ков, арматурщиков и опалубщиков, подбирая их так, чтобы продол­ жительность работы на каждом участке-захватке была одинаковой.

Впротивном случае одно звено, нагоняя другое, не получит доста­ точного фронта работ и вынуждено будет простаивать в ожидании его подготовки.

Состав бригад и звеньев разной специальности определяется в зависимости от объемов и трудоемкостей работ для различных железобетонных конструкций. Организация работ значительно об­ легчается, если рабочие владеют смежными профессиями (напри­ мер, арматурщика и бетонщика).

Для скоростного возведения монолитного сооружения следует

выполнять работы не менее чем в две смены, сокращать разрывы во времени между работами разных звеньев, принимать меры для ус­ корения твердения бетона.

В процессе проектирования поточного выполнения железобе­ тонных работ сначала определяют трудоемкость выполнения опа­ лубочных, арматурных и бетонных работ и делят объект на захват­ ки, затем подбирают комплекты машин и состав звеньев, способ­ ных выполнить свою часть работы на захватках в назначенные

сроки, далее определяют параметры потоков: шаг, ритм, технологи­ ческий перерыв и др., составляют график производства работ (цик­ лограмму). При строительстве общественного здания с монолитны­ ми железобетонными стенами и перекрытиями за захватку прини­ мается секция-этаж; шаг потока— 2 дня, технологический перерыв на твердение бетона — 5 дней.