Бетонування конструкцій

4.4.1. Склад та структура технологічного процесу

Технологічний процес бетонування конструкцій є комплексним техноло­гіч­ним процесом. До його складу входять такі прості процеси:

1. приготування бетонної суміші;

2. транспортування бетонної суміші від бетоноприготувальних заводів чи установок до будівельного майданчика;

3. подавання (транспортування) бетонної суміші в межах будівельного майданчика;

4. укладання бетонної суміші;

5. ущільнення бетонної суміші;

6. догляд за бетоном;

7. розпалублення;

8. опорядження бетонної поверхні (див. Рисунок 4.1).

4.4.2. Технологічні властивості бетонної суміші та заходи їх регулювання

Бетонна суміш складається з в'яжучого, заповнювача і води, віддозованих в необхідній кількості і ретельно перемішаних в бетонозмішувачах. В резуль­таті формування, ущільнення та подальшого твердіння бетонної суміші одержу­ють штучний кам'яний матеріал, який називається бетоном.

В будівництві використовують різні бетони, які відрізняються один від одного щільністю, класами, міцністю, розмірами заповнювачів і, в необхід­них випад­ках, — спеціальними властивостями: водонепроникненістю, вог­не­­стійкістю, кис­ло­тостійкістю і іншими.

По щільності і класах (межа міцності при стисканні стандартних конт­роль­них­ бетонних кубиків розміром 15х15х15 см на 28 день твердіння) бето­ни поділяють на важкі (щільність від 1800 до 1500 кг/м3(класи В30, В40), особливо важкі (r=2500...5000 кг/м3), легкі (r=500...1800 кг/м3класи В7,5...В15), особливо легкі (r<500 кг/м3).

По розмірам заповнювачів розрізняють бетони:

1. дрібнозернисті — розміри заповнювачів від 5 до 10 мм;

2. великозернисті — розміри заповнювачів від 10 до 20 мм, а в окремих випадках і до 250 мм (в армованих конструкціях не більше 150 мм). Найбільший розмір щебеню не повинен перевищувати 1/3 мінімаль­ного роз­міру конструкції і 2/3 найменшої відстані «в світлі» між стержнями арматури.

Основними технологічними властивостями бетонної суміші являються:

Легкоукладальність бетонної суміші — це кількісний показник і оціню­ється рухомістю та жорсткістю бетонної суміші.

Рухомість — оцінюється осіданням конуса (ОК). Залежно від осідан­ня­ конуса бетонні суміші підрозділяються:

— жорсткі суміші — ОК=0...2 см; використовуються для покриттів, підго­товок під поли, для бетонування великих масивів;

— малорухливі — ОК=3...5 см — використовуються для улаштування фун­даментів та інших елементів з мінімальним розміром не менше 0,5 м;

— рухливі — ОК=6...8 см — використовуються для зведення будь-яких конструкцій за винятком густоармованих;

— надто рухливі — ОК=9...12см — використовуються для зведення густо­армованих конструкцій;

— литі суміші — ОК=13...20см — використовуються для зведення густо­армованих конструкцій.

Жорсткість суміші оцінюється віскозиметром і вимірюється в секундах, вико­ристовується для оцінки бетонних сумішей з ОК Ј 4 см. Змінюється жор­сткість від 0 до 200 с. Жорсткі суміші використовуються в основному на заводах залізобетонних виробів для виготовлення конструкцій та виро­бів. На майданчиках частіше використовуються рухомі суміші.

Рухомість бетонної суміші залежить в першу чергу від водо-цементного від­ношення — (В/Ц) і витрат цементу. Чим більше В/Ц і цементу в суміші, тим більш вони рухомі, тим краще укладальність їх в конструкцію, тим краще поверхні конструкцій. Але вільна вода в суміші при її твердінні призводить до зниження як міцностних, так і ізоляційних властивостей бетону.

Оптимальне значення В/Ц=0,4...0,65. Не збільшуючи витрат цемента рухомість та легкоукладальність бетонних сумішей підвищують за допомогою спеціальних хімічних добавок.

Для пластифікації і поліпшення легкоукладальності бетонної суміші най­більш­ широко використовують пластифікатори.

Пластифікатори СДБ, УПС та інші дозволяють при введенні в бе­тонну суміш в кількості 0,1...0,3 % маси цементу забезпечити зниження водо­пот­реби суміші на 15...25 %. Необхідно також відзначити, що нарівні з пластифікуючим ефектом ці добавки декілька сповільнюють процеси гідра­та­цій­­­ного твердіння. В зв'язку з цим їх звичайно вводять в суміші з добавками, при­скорюючими твердіння.

Суперпластифікатори (С-3 — сульфірована нафталін-фор­маль­дегідна смо­ла) являються синтезованими добавками на основі суль­фіро­ваних меламіно-або­ нафталіноформальдегідних смол, а також далеких лігносуль­фо­нових кис­лот.­

На відміну від пластифікаторів суперпластифікатори розріджують суміш та, покращуючи її легкоукладальність, не знижують міцності бетону. Їх викорис­тання дозволяє на 20...25 % скоротити витрати води й значно знизити витрати цементу. Суперпластифікатор діє на протязі 2...3 годин з моменту його введення в суміш.

Для підвищення рухомості й регуляції бетонної суміші використовуються також пластифікуючи повітровтягуючи добавки в більшості свойому — ПАР (поверхово-активні речовини) гідрофобного типу.

Однорідність бетонної суміші кількісно оцінити дуже важко. Але вона грає суттєву роль в міцності бетону. За рахунок неоднорідності бетон­ної суміші міцність бетону може знизитися на 30...40 %. На однорідність суміші значний вплив має процес транспортування. При транспортуванні на значні відстані при використанні застарілих видів транспорту можливе значне розшарування бетонної суміші. Її необхідно додатково перемішувати перед укладанням. На однорідність суміші також впливає спосіб її подачі в конструкції. Можливе розшарування і порушення її структури при скиданні суміші із значної висоти.

Строк тужавіння — технологічна характеристика бетонної суміші. Визначається строком початку тужавіння (tп.т) та строком закінчення тужавіння (tк.т). На практиці необхідно дуже часто ці строки регулювати, а саме строк початку тужавіння віддаляти, щоб за цей час встигнути привезти суміш на майданчик та укласти в конструкцію, а строк закінчення тужавіння приско­рю­вати, для того щоб раніше можна було б розбирати опалубку, навантажувати зведе­ну конструкцію, щоб бетон до замерзання встигав набрати необхідну міцність.­

Цього можна досягти, вводячи в бетонну суміш добавки-регулятори тужавіння і твердіння бетону.

Прискорювачі твердіння — це добавки, введені до складу бетонної суміші, які визивають прискорення початкової швидкості реакції гідратації цементу, що забезпечує прискорення його тужавіння і процесів твердіння бетону.

Сповільнювачі тужавіння використовують в тих випадках, коли вини­кає необхідність збільшити строки тужавіння в'яжучого, напри­клад, при бето­нуванні в жарких умовах, при тривалих строках транспор­туван­ня.

Протиморозні добавки використовують при бетонуванні монолітних конст­рукцій в умовах негативних температур. Як протиморозні, використо­вуються: поташ (П), хлорид натрію (ХН), нітрит натрію (НН), хлорид каль­цію (ХК), нітрит кальцію (НК), нітрит-нітрат кальцію (ННК), нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК), сечовина (С) та інші, а також їхні різні сполучення.

При бетонуванні відповідальних споруд та конструкцій, що експлуату­ються в вологих умовах, а також попередньо напружених залізобетонних конструкцій недо­пустимо використання хлоридів. В цьому випадку іноді можуть використо­вуватися добавки-інгібітори корозії арматури (сповільню­ють процес корозії). Це нітрит натрію (НН) і нітрит кальцію (НК) та ін.

В зв'язку з тим, що дуже часто необхідно покращувати одночасно декіль­ка­ характеристик бетонної суміші, використовують комплексні хімічні добав­ки. Вони дозволяють усунути або локалізувати негативні прояви тих чи інших добавок, а інколи підсилюють їх позитивні властивості.

4.4.3. Приготування бетонної суміші

Бетонну суміш готують на стаціонарних та приоб'єктних бетонних заво­дах та бетонозмішуючих установках. Головна мета — отримання бетонної суміші з заданими властивостями по міцності, однорідності та легкоукла­даль­ності.

Бетонні суміші і розчини готують на стаціонарних бетоно-розчинних заво­дах (БРЗ) великої (120...240 м3/г) і середньої (30...60 м3/г) продук­тив­нос­ті, а також на мобільних пересувних БРЗ малої продуктив­ності (5...15 м3/г).­

Стаціонарні заводи забезпечують товарним бетоном декілька районів будівництва, розташованих в радіусі 25...30 км. Приоб'єктні заводи звичай­но експлуатуються на одному місці не більше 2...3 років, тому їх зводять збірно-розбірними, такими, що легко переміщуються з об'єкта на об'єкт. Стаціонарні бетоно­розчинні заводи (вузли) являються установками башто­во­го типу і мають, як правило, вертикальне компонування; тобто технологіч­ний процес приготу­ван­ня бетонної суміші — подача матеріа­лів в бункери-накопичувачі, дозування їх, перемішування і вивантаження в транспортні засоби — йде по вертикалі зверху вниз.

Для приготування суміші використовують змішувачі, які працюють за двома принципами:

— змішувачі гравітаційної дії та

— бетонозмішувальні установки з примусовим перемішуванням.

Бетонозмішувачі гравітаційної дії найчастіше використовуються для приготу­вання бетонної суміші на звичайних важких заповнювачах. Пере­мішування суміші відбувається за рахунок вільного падіння складових бето­ну при обер­танні змішувального барабана (Рисунок 4.25).

Бетонозмішувачі з примусовим перемішуванням найчастіше використо­вуються для приготування бетонної суміші на легких заповнювачах (тобто для легких бетонів). Перемішування відбувається за допомогою лопатєвого валу в горизонтальній площині. При цьому змішувальний барабан або зали­ша­ється нерухомим, або обертається в протилежному напрямі.

Пересувні БРЗ (Рисунок 4.26) дозволяють швидко і без додаткових вит­рат­­ на монтаж-демонтаж перебазовуватися на іншу чергову будову і на значну від­стань. Тому цікаво розглянути пересувний автоматизований бетоно­-роз­чинний завод — ПБРЗ-10. Він може перебазовуватися без демон­та­жу, тому що змонтований на пневмоколесному напівпричепі; пристосова­ний до роботи в різних атмосферних і кліматичних умовах. На ньому встановле­ний змішувач С-773, є обігрівний склад заповнювачів на 150 м3на чотири роздільні фракції, склад цементу на 15 т. Маса завода 20 т, продуктивність взимку 5 м3/г, влітку — 10 м3/г. Заводом керує один опе­ра­тор. Весь технологічний процес від роз­ван­таження заповнювачив і в'яжучих до видачи готової суміші автоматизова­ний.­

4.4.4. Транспортування бетонної суміші

Склад операцій по транспортуванню бетонної суміші та її подачі до місця укладання залежить від дальності транспортування, положення в просторі об'єкта, що бетонується, властивостей бетонної суміші, наявності тих чи інших транспортних засобів, кліматичних та інших місцевих умов.

В загальному вигляді цей технологічний процес заключається в прийман­ні бе­тон­ної суміші з бункера бетонозмішувальної установки, переміщенні (достав­ці) її різними транспортними засобами до майданчика, наступної подачі суміші до місця укладання або ж перевантаженні її на інші транс­порт­ні засоби чи пристосування, які доставляють суміш на ділянку, що бетонується.

Найбільша тривалість транспортування бетонної суміші встановлюється лабо­ра­торними дослідами з таким розрахунком, щоб на місці укладання бетон­на суміш мала задану рухливість, тобто, щоб не почався процес тужа­віння.

Дальність транспортування суміші визначається допустимим часом зна­ход­жен­­ня її в дорозі, станом доріг і середньою швидкістю переміщення по них транс­портних засобів, а також рухливістю бетонної суміші. Час дос­­тавки бе­тонної суміші до об'єкта і інтервали між рейсами встановлюють залежно від про­дуктивності механізмів, що подають суміш до місця її ук­ла­­дан­ня, та прийня­тих темпів бетонування.

При транспортуванні бетонну суміш необхідно захищати від атмосферних опадів, дії вітрів і сонячних променів. Важливо в дорозі зберегти однорід­ність­ суміші, звести до мінімуму її розшарування й захистити від втрати цементного молока та розчину.

Транспортувати бетонну суміш на об'єкт можливо порціальним (цикліч­ним),­ безперервним або комбінованим способом.

Порціальний (циклічний) способ доставлення бетонної суміші на об'єкт є найбільш розповсюдженим: на автобетоновозах, автосамоскидах, а також в баддях, які встановлюються в кузовах автомобилів або на залізничних плат­формах.

З умов нерозшарування відстань транспортування бетонної суміші обме­жу­єть­ся для автосамоскидів 20 км, автобетоновозів 40 км, автобетоно­змішувачів 60 км — і залежить від інших умов: стану шляхів, температури повітря тощо.

Автотранспортом можливо подавати бетонну суміш безпосередньо в конст­рук­­­цію (при бетонуванні підстилаючого шару під підлоги, основу під дорожні по­крит­тя, масивних бетонних або слабоармованих фундамент­них плит). Але в більшості випадків використовують тимчасові естакади, пересувні мости (Рисунок 4.27). Їх застосовують при бетонуванні великих фундаментних масивів, наприклад, під прокатні стани металургійних заво­дів; причому з пересувних мостів бетонування можна вести в двох напрямах: поздовжному и поперечному.

Бетоновозна естакада складається з металевих опор, розташованих на забетонованих подушках (на рівні нижньої арматури), стояків естакади та гаків для підвішування арматури, які залишаються потім в бетоні. На естакаді або по її краях розташовують вібробункери, до яких підвішують ланкові хоботи для подачі бетонної суміші. Заїзди на естакаду влаштовують у вигляді пандусів. Автомобілі з бетонною сумішшю подаються на естакаду і вивантажують суміш в приймальні бункери. При цьому категорично за­бо­­ро­­няється скидання бетонної суміші при вільному падінні, тому що тоді відбувається розшарування бетонної суміші ще в повітрі. Щоб цього не було, вільне скидання бетонної су­міші до­пус­кається з висоти до 5 м; при висоті до 10 м застосовуються так звані «хоботи», а при висоті до 40...80 м — «віброхоботи». Хоботи — це низка металевих (або пластмасо­вих) конусів без ден, які не дають суміші розлітатися у вільному падінні.

Тип і кількість транспортних засобів вибирають з урахуванням дальності перевезення, виду дороги, погодних умов, складу і рухливості суміші, а також необхідного потоку (П) бетону, м3/зміну:

П = Q/T, (4.1)

де Q — загальний об'єм бетонної суміші, м3;

Т — тривалість виконання робіт по укладанню бетонної суміші, змін.

Кількість машин i-го типу, необхідних для перевезення бетонної суміші з заводу, визначається за формулою:

(4.2)

де tзм— тривалість зміни, в годинах;

qі— вантажність і-ї машини, м3;

bі— коефіцієнт використання автомашини по вантажопідйомності;

tні, tрі, tмі— тривалість навантаження, розвантаження і маневрування і-ї автомашини, в годинах;

tпер.і— додатковий час на перемішування суміші (для автобетоно­змішу­ вачів), в годинах;

l — відстань від заводу до будівельного майданчика, км;

Vв — щвидкість машини з вантажем, км/год;

Vх — те ж, без вантажу (холостого пробігу).

Найбільш поширеним способом подачі бетонної суміші до місця укладан­ня­ зараз є спосіб «кран-баддя». Продуктивність (Пе) при цьому залежить від типу вибраного крана, ємкості бункера і кількості бетонної суміші, що вкла­даєть­ся в один конструктивний елемент, і може бути визначена за фор­мулою:

Пе= 60VtзмКв/tц, (4.3)

де V — об'єм бетонної суміші, що завантажується в баддю, м3;

tзм— тривалість зміни, год.;

Кв— коефіцієнт використання крана по часу (Кв=0,75...0,82);

tц— тривалість робочого циклу, хв;

tц= tз+ tс+ 2tп+ tр, (4.4)

де tз— тривалість завантаження бетонної суміші в баддю;

tс— тривалість стропування бадді;

tп— тривалість транспортування бадді до місця укладання бетонної суміші або опускання пустої бадді;

tр— тривалість розвантаження бадді (при бетонуванні масивів або плоских конструкцій tр= 1...3 хв; при бетонуванні тонкостінних конструкцій, де необхідно вивантаження порціями, tр= 8...10 хв).

Відповідно до продуктивності крана, який являється водійною машиною комплекту в технологічному процесі, підбирають склад ланки бетонуваль­ни­ків і необхідну кількість транспортних засобів для забезпечення безпере­бій­ної­ роботи крана.

До недоліків виконання бетонних робіт за допомогою кранів і бункерів необхід­но віднести неможливість подачі бетону в важкодоступні місця, цикліч­ність подачі суміші, неповне використання кранів по вантажопідйом­ності, відсут­ність дистанційного управління розвантаженням.

Удосконалення технологічного процесу кранової подачі бетонної суміші реалізують в таких напрямках:

— використання поворотних і неповоротних баддей більшої ємкості, що забезпечують її завантаження по схемі «кузов автомобіля-баддя» і повне використання вантажопідйомності крана;

— оснащення баддей приборами дистанційного управління, затворами і пристроями шнекового типу для порційного завантаження й вивантаження бетонної суміші;

— технологічна сумісність баддей з засобами доставки бетонної суміші;

— використання конвейєрної схеми доставки бетонної суміші в непово­ротних баддях на автопоїздах;

— удосконалення конструкцій затворів, використання гідроприводів, при­ставок шнекового типу і т.п.;

— використання автоматичних захватів для стропування і розстропу­ван­ня бадді;

— використання циліндричних баддей (зменшує витрати металу й висоту бадді при тій же ємкості).

Безперервний спосіб транспортування бетонної суміші на об'єкт викорис­то­ву­єть­ся відносно рідко, тоді коли приготування бетонної суміші відбу­­ва­єть­ся безпосередньо на об'єкті. Тому частіше вживається комбіно­ваний спосіб транспортування бетонної суміші: на об'єкт порціальний, а до міс­ця укладання — безперервний. Для подачі і розподілення бетонної суміші в місці укладання можуть використовуватися:

1. стрічкові конвейєри;

2. вібраційні конвейєри;

3. стрічкові бетоноукладачі.

Стрічкові конвейєри застосовуються при будівництві споруд великої протяжності і масивності , наприклад, фундаментів. Цей спосіб більш продуктивний (5...10 м3/г) у порівнянні з порціальним.

Щоб не допустити розшарування, вживають бетонну суміш з осадкою конусу не більше 6 см. Кути нахила транспортерної стрічки не повинні перебільшувати при підйомі суміші з осадкою конусу до 4 см — 18о, 4...6 см — 15о, а при спуску — відповідно 12оі 10о. Швидкість руху стрічки транспорту не повинна бути більше 1 м/с. Транспортерна стрічка завантажується з бункерів, або вібробункерів, у які суміш подається (най­час­тіше) автотранспортом. Найбільша відстань транспортування суміші транспортерами не повинна бути більше 1500 м. Транспортери повинні бути захищені від кліматичного впливу і атмосферних опадів.

Вібраційні конвейєри застосовують звичайно разом з віброживиль­ником і віброжолобом (вібролотком) при бетонуванні підземної частини споруди. Нескладні за конструкцією і експлуатацією, дешеві за вартістю — вони дозволяють знизити енерговитрати і машиноємкість бетонних робіт.

З умов нерозшарування бетонну суміш можна транспортувати віброкон­вей­єрами (конвейєр може складатися з 2...3-х віброжолобів) уверх до 6...10оі униз до 30...70опри використанні жорстких сумішей. Продуктив­ність установки 5...12 м3/г.

Стрічкові бетоноукладачі — це, як правило, два телескопічних транспортери, встановлені на самохідній повноповоротній платформі екс­каватора. Для прийому бетонної суміші встановлюється перекидний прий­мальний бункер, куди суміш завантажується порціальним методом (авто­транспортом). Застосовуються при бетонуванні масивних споруд нульового циклу (фундаменти, стіни). Відстань подачи суміші 3...30 м, висота подачи до 8 м, продуктивність 9...12 м3/г.

Транспортування і розподіл бетонної суміші трубопровідним транспортом виконується за допомогою бетононасосів або пневмотранспортними установ­ками.

Бетононасоси являються універсальними машинами з широким діа­пазоном технологічних можливостей. Вони дозволяють з високим ступенем ін­тен­сивності (5...80 м3/год і більше) подавати бетонну суміш на відстань до 400 м по горизонталі і до 100 м і більше по вертикалі, безперебійно вкладати її в опалубки конструкції.

За виконанням приводу бетононасоси поділяють на машини з механічним і гідравлічним приводом, а за виконанням перекачувального механізму — на поршневі і безпоршневі.

Найбільш поширеним у нас мобільним бетононасосом є автобетононасос. По суті — це гідравлічний бетононасос, змонтований на автомобілі і осна­щений секційною гадрав­лічною керованою маніпуляційною стрілою (Рисунок 4.28). По стрілі, яка складається звичайно з 3-х шарнірно з'єдна­них секцій, проходе підключений до бетононасосу бетоно­вод, який закінчується гнучким рукавом. При роботі автобетононасоса випускають виносні опори, а при переїзді — складають стрілу і приводять її в транспортне становище. Наяв­ність роз­по­дільчої стріли дозволяє подавати бетонну суміш у радіусі дії стріли в отвори, в конструкції, розташовані нижче і вище рівня землі, і інші важко доступні ділянки. Тому автобетоно­насосами найбільш вигідно послуговуватися там, де ефективно викорис­тову­ється його мобільність і маніпуляційні можливості. В інших випадках перевагу необхідно віддавати бетононасосам, змонтова­ним на причепах, маючи на увазі, що вартість та експлуатаційні витрати при вико­ристанні при­чепних бетононасосів на 30...40 % нижчі, ніж у автобето­нонасосів в зв'язку з відсутністю витрат на паливо і простої базової автомашини, не­минучі при використанні автобетононасосу. При відсутності спеціальних мані­пу­ля­ційних стріл для розширення радіуса розподілення бетонної суміші без переналадки бетоноводів, використовують поворотні вібролотки, які підвішу­ють­ся до головки бетоноводу, або кругові розподілювачі, які представляють собою повноповоротну стрілу з противагою, встановлену на опору, радіус дії якої 10...15 м.

При компонуванні бетоноводу ланки труб з'єднують за допомогою швид­ко­роз'ємних замкових пристроїв. Застосування бетононасосів з гідравлічним приводом, який забезпечує високий тиск, дозволяє використовувати полег­шені­ бетоноводи з тонкостінних сталевих труб діаметром Ј 100 мм. З метою зменшення маси бетоноводу і трудомісткості їх збирання (монтажу) ряд зарубіжних фірм практикує використання неметалевих бетоноводів.

Вимоги до бетонної суміші, яку перека­чують по трубо­про­водах. Обов'яз­ко­вою умовою надійної роботи бетонона­соса є вико­ристання бетонної сумі­ші, що легко перекачується. Така суміш повинна мати підвищену в'язкість, одно­рід­ну струк­ту­ру і забезпечувати отримуван­ня необхід­них фізико-механічних характе­рис­тик бетону.

Легкоперекачуваною називають бетонну суміш, яка при її перекачуванні по трубах з швидкістю і на відстань, що не перевищу­ють граничних для даного типу бетононасо­са, не втрачає своєї однорідності і не ство­рює про­бок. Легкоперекачувана суміш яв­ля­ється показником високої якості бето­ну.

Експериментально доказано, що для забез­пе­чення легкоперекачуваної суміші об'єм цементного тіста повинен перебіль­шувати об'єм пустот суміші великого і дріб­но­го заповнювачів не менше ніж на 40 %. Рухомість бетонної суміші по­вин­на бути 6...14 см, а водоцементне відно­шення — не більше 0,75 (оптимум 0,4...0,6). За межами цих значень бетонна суміш втрачає свою легкоперека­чуваність. При цьому треба мати на увазі, що збільшення об'єму цементного тіста і водоцементного відно­шення вимагає збільшення витрат цементу, тобто вартості бетонної суміші.

Технічну продуктивність (Пт) бетононасоса можна знайти за формулою:

, м3/год, (4.5)

де d — діаметр робочого циліндра бетононасоса, м;

L — хід поршні, м;

n — кількість двогонних ходів поршня за годину;

k — коефіцієнт заповнення циліндрів бетонною сумішшю (k=0,9 для сумішей з ОК=5...10 см, k=0,95 для сумішей з ОК>10 см).

При проектуванні виконання робіт з використанням бетононасосів необ­хід­но враховувати, що важливою умовою продуктивної і надійної ро­бо­ти бетононасоса є наявність чітко взаємозв'язаного технологічного ланцю­га: «бетонний завод — автобетонозмішувач — бетононасос» або «бетон­­­ний завод — автомобіль-самоскид (бетоновоз) — активний перевантажувач — бетоно­насос».

Практика показала, що така схема буде тільки тоді ефективною, коли будуть тісно пов'язани процеси бетоноприготування, бетоноукладання та об'єк­та бетонування. Мається на увазі безперервне приготування бетонної суміші необхідної якості, надійна робота комплексу, наявність відповідного фрон­ту робіт, організація робіт за чітким графіком, випереджаюче збирання бетоноводу на об'єкті, використання стимулюючої системи оплати праці и т.п., що може враховуватися коефіціентами К1...Кn, які неминуче будуть впли­ва­ти на зниження експлуатаційної продуктивності бетононасосу на даному об'єкті.

Пе= ПтК1К2...Кn (4.6)

Транспортування бетонної суміші по трубах пневмотранс­порт­ними уста­новками. Механізм транспортування бетонної суміші такий: в сухій суміші твер­ді частки матеріалу обтікаються повітряним потоком і в зваженому стані переносяться по трубопроводу. Рухома в'язкопластична суміш транс­портується суцільним потоком способом проштовхування.

Для транспортування сухої суміші або сипучих матеріалів в зваженому стані використовують цемент-гармати, розчинокидачі (розчиномети) і на­бризк-машини. Ці ж механізми використовуються і для бетонування мето­дом торкре­тування.

Для транспортування малорухомих бетонних сумішей може бути вико­ристана установка «Пневмобетон».

Для пневмонагнітачів характерна висока швидкість руху суміші. Для ка­мер­них пневмонагнітачів вона складає 0,1...0,3 м/с, але в момент виштов­хування бетонної суміші з бетоноводу ця швидкість може перебільшити 10...15 м/с. Для гасіння конечної енергії потоку суміші, зниження швид­кості її виходу з бетоноводу, зменшення перекидних зусиль і повітрявідді­лен­ня використовують вихідні насадки — кінцеві гасителі. Пневмонагнітачі мають більш просту конструкцію (практично без рухомих частин), але їх треба періодично зупиняти для очищення стінок нагнітача і бетоноводу від бетону.

Продуктивність пневмонагнітачів ємкістю 400 л — 10 м3/г, 800 л — 20 м3/г.

Пневмонагнітачі транспортують бетонну суміш на 200 м по горизонталі і на 60 м по вертикалі.

4.4.5. Укладання і ущільнення бетонної суміші

Бетонування — найбільш відповідальний етап зведення бетонної або залі­зо­бетон­ної конструкції. Бетонна суміш при укладанні повинна прийняти форму конструкції, передбачену проектом і задану поверхнями і контурами опалубки.

При бетонуванні суміш заповнює всі проміжки між стержнями арматури, утворює захисний шар необхідної товщини і піддається ущільненню відпо­від­но до заданих проектом щільності і класу бетону.

Бетонування складається з підготовчих і перевірочних операцій, процесу укладання бетонної суміші, який включає операції по прийманню, розпо­ділен­ню і ущільненню бетонної суміші, а також допоміжних операцій, що виконуються по ходу бетонування.

Спочатку необхідно перевірити і оформити актами на приховані роботи (див. Додаток 2) якість і відповідність проекту інших елементів кон­струкції, які в процесі бетонування будуть заховані в тіло бетону. Перевіря­ють до початку бетонування підготовку природної основи, виконання гідро­ізоля­цій­них­ робіт, правильність установки арматури та закладних деталей, анкерів тощо.

Перевіряють точність встановлення опалубки, наявність будівельних під­йомів в днищах коробів балок і арок, правильність встановлення клинів або домкратів для розкружалення тощо. При перевірці риштувань склада­ють акт, який фіксує забезпечення вимог техніки безпеки.

Безпосередньо перед укладанням бетонної суміші опалубку очищають струме­нем води або стиснутого повітря від сміття і бруду, бетонні та горизонтальні поверхні робочих швів звільняють від цементної плівки, перевіряють захисні пристосування, передбачені технікою безпеки. По­верхню дерев'яної опалубки змочують, щілини в опалубці шириною більш 3 мм затуляють для запобігання витікання цементного молока. Поверхні ста­ле­вої і пластикової опалубки змащу­ють, наприклад, відпра­цьова­ним мас­лом, а залізобетонну, азбоцементу або армоцементу незнімну опалубку про­ми­вають струменем води. Арматуру очища­ють від бруду та ір­жі. Одно­часно виконують роботи по наладці механізмів, машин та при­ст­роїв, що вико­рис­тову­ються в усіх взаємопов'язаних операціях по бетону­ван­ню. Робочі місця забезпечують необхідними інструментами.

Якщо бетонну суміш укладають на раніше укладений бетон основи, то з метою недопущення збезводнення суміші, що вкладається, бетон основи не­об­хідно сильно зволожити, причому безпосередньо перед укладанням су­міші залишки води з поверхні бетону необхідно видалити.

Приймання, розподілення, укладання і ущільнення бетонної суміші необ­хід­но вести в безперервній послідовності. За цим відповідальним процесом повинен вести постійний нагляд технічний порсонал будівельного майдан­чика. В журналі бетонних робіт кожну зміну записують дату виконання робіт,­ їх об'єм, властивості бетонної суміші, дату виготовлення бетонних конт­роль­них зразків, їх кількість, температуру зовнішнього повітря, бетон­ної суміші, тип опалубки і дату розбирання опалубки.

Під час укладання і розподілення бетонної суміші слідкують за станом риш­тувань і опалубки. При виявленні зміщення або деформації опалубки бетонування припиняють і приймають заходи до виправлення дефектів.

Одночасно з бетонуванням виконують допоміжні операції по встановлен­ню і переміщенню транспортних і вантажопідйомних засобів, віброжолобів, бун­керів, бетоноводів, конвейєрів тощо.

В кінці зміни інвентар, механізми і пристрої очищують від напливів бе­­то­­ну, промивають бетоноводи.

Укладання бетонної суміші. Під час укладання бетонної суміші в опалуб­ку її розподіляють, як прави­ло, горизонтальними шарами однакової товщи­ни, що забезпечує рівномірне ущільнення бетону. Товщина горизон­тальних шарів залежить в основному від засобів ущільнення.

Велику кількість залізобетонних конструкцій неможливо забетонувати за один захід без перерви, тому виникає необхідність в визначенні розмірів ді­ля­нок, на які необхідно розбити конструкцію. Розбивають конструкцію або споруду на ділянки як по конструктивним, так і по технологічним мір­куванням. Конструктивна розбивка покликана забезпечити направлену деформацію окремих ділянок споруд або конструкцій (осадочні, темпера­тур­­ні та усадочні шви), а технологічна — враховує неминучі пе­рерви в роботі, загальну організацію робіт, можливості використання меха­нізмів. При кон­ст­рую­ванні споруд в них виконують деформаційні шви, які в свою чер­гу можна підрозділяти на усадочні, температурні та осадочні.

Усадочні шви в довгих і масивних конструкціях запобігають неупоряд­кованому виникненню тріщин під час усадки бетону. На відміну від темпе­ра­тур­них вони необхідні і при постійній температурі експлуатації конст­рукцій. Усадочні шви в тонких монолітних стінах роблять не рідше ніж через 5...6 м по довжині і в місцях, де змінюється переріз або висота стіни. В бетонних підлогах їх виконують через 6...12 м. Бокові грані поздовжніх швів покривають бітумом. Поперечні шви бетонують на 1/3 товщини (закладають рейку завтовшки 1,5...2 см), а останню частину заповняють мастикою.

При розподілі конструкцій на блоки (карти) бетонування по можливості необхідно передбачати шви, які виконують зразу декілька функцій. Конст­рук­ції швів температурного стиснення і усадочні схожі, тому часто роблять сумісні темпера­тур­но-усадочні шви. Температурні шви розширення зручно суміщувати з осадочними.

Робочі шви сугубо технологічні. Їх улаштування визвано неминучими зупинками процесу бетонування (закінчення зміни, зупинка устаткування, нестача матеріалу, необхідність монтажу вище розташованої арматури, пере­­мон­­тування риштування опалубки і т.і.). На відміну від деформацій­ного в робочому шві не допускається переміщувати поверхонь, що єднають­ся, одна відносно другої. Кількість робочих швів повинна зводитись до мінімуму. В зв'яз­ку з цим при перервах в бетонуванні необхід­но дотримува­ти­ся ряду правил: при укладанні бетону вручну не допускати ударів шуров­ками і трамбовками по бетону, укладеному до перерви; при вкла­данні з ущільненням за допомогою вібраторів ділянку свіжого бетону дов­жиною 1 м, який прилягає до бетону, укладеного до перерви, необхідно ущіль­нювати вручну (якщо бетон не досяг міцності 1...1,2 МПа).

Відповідно до норм робочі шви допускається улаштовувати при бетону­ван­ні (див. Рисунок 4.29):

— колон — на рівні верху фундаменту (I-I), біля низу прогонів, балок або підкранових консолей (II-II), біля верху підкранових балок (III-III), біля низу капітелей колон (IV-IV) безбалочного перекриття, біля низу або верху вутів (IV-IV), між стояками і ригелями рам (VII-VII);

— балок великих розмірів, монолітно з'єднаних з плитами, — на 20...30 мм нижче рівня нижньої поверхні плити, а при наявності в плиті вута — на рівні низу вута (див. Січення V, VI);

— плоских плит — в будь-якому місці паралельно меншому боку плити;

— ребристих перекрить — в напрямі, рівнобіжному другорядним балкам (VIII), а також

— окремих балок — в межах середньої третини прольоту балки, а в напря­мі рівнобіжно головним балкам (прогонам) — в межах двох середніх чет­вер­тей прольоту прогонів і плит (IX);

— масивів, арок, склепінь, резервуарів, бункерів гідротехніч­них споруд, мостів і других складних інженерних споруд і конструкцій — в місцях, вказа­них в проекті (там де діють найменші внутрішні зусілля).

Основні правила улаштування робочих швів:

— робочі шви влаштовують в місцях, де в конструкції діють найменші зусилля;

— шви виконують перпендикулярно вісі конструкції (Рисунок 4.29 а, б);

— всі горизонтальні шви повинні оброблятися — з поверхні має бути видалена плівка цементного молока; при обчищенні поверхонь раніше укла­де­ного бетону його міцність повинна бути не менше, МПа: 0,3 (зразу після закінчення тужавіння цементу — найкраще) — при обчищенні водя­ним або повітряним струменем; 1,5 — механічною металевою щіткою; 5 — при гідро­піскоструйній обчистці або обчистці металевою фрезою.

Основні правила укладання бетонної суміші.

Висота вільного падіння повинна бути не більш:

а) h Ј 3м при ОК=6...8 см;

б) h Ј 2м при ОК>8 см;

в) h Ј 5м в окремі колони.

Коли висота вільного падіння бетонної суміші 5...10 м застосовують «хобо­ти», а при h>10м — віброхоботи. Хоботи — це ланцюг з ланок, які мають конічну форму. Періодично проходячи крізь широку та вузьку частину ланок ланцюга бетонна суміш запобігає розшарування. Напрямок подачі суміші має бути перпендикулярним шарам укладки.

Кожний наступний шар має бути укладеним на попередній до початку тужавіння бетону в попередньому шарі, так як при ущільненні суміші вібратор повинен занурюватися в раніше укладений шар на 3...5 см. Виходя­чи з цього можна визначити розміри блоку бетонування: висота шару залежить від механізмів, які подають бетонну суміш і які її потім ущільню­ють. Висота шару, як правило, складає 10...15 см, але не більше 50 см. Об'єм бетону на ділянці, який і визначає її розміри, можна визначити як:

з одного боку — V = Fділhш, (4.7)

з другого — V = Iбtтужn1, (4.8)

де Fділ— площа ділянки бетонування, м2;

hш— товщина шару суміші, що вкладається, м;

Iб— інтенсивність подачі бетону бетоноукладальною машиною, м3/год;

tтужn1— час від початку укладення суміші до початку її тужавіння.

tтужn1= tтужn- (tнав+ tтр) (4.9)

де tтужn— час початку тужавіння бетону від моменту її приготув