Технология бетонных работ в условиях сухого жаркого климата

Условия сухого жаркого климата характеризуются летней тем­пературой наружного воздуха 35...40°С при относительной влажно­сти 10...25%, интенсивной солнечной радиацией и частыми ветрами. Совокупность воздействия этих климатических факторов приводит к быстрому обезвоживанию (высушиванию) бетона, что замедляет и даже прекращает процессы гидратации цемента.

При быстром высушивании бетона прочность его снижается почти на 50% по сравнению с бетонами, твердеющими в нормальных температурно-влажностных условиях. Интенсивное раннее обезво­живание приводит к образованию капилляров, направленных в сторону испаряющей поверхности, что ухудшает поровую структуру бетона и, следовательно, снижает его долговечность. Обезвоживание приводит также к шелушению наружных слоев бетонной конструк­ции.

Необходимое качество бетона в условиях сухого жаркого кли­мата может быть обеспечено за счет применения таких методов приготовления, транспортирования и ухода за бетоном, которые сводили бы к возможному минимуму его обезвоживание.

При приготовлении бетонной смеси необходимо применять меры, обеспечивающие сохранение требуемой консистенции к мо­менту укладки в опалубку. Это может быть достигнуто снижением температуры смеси в процессе ее приготовления и принятием мер, исключающих обезвоживание при транспортировании, укладке и выдерживании бетона.

Установлено, что при температуре воздуха до 40°С и низкой относительной влажности температура бетонной смеси может быть снижена до 20... 25°С путем смачивания охлажденной водой запелнителей, их обдува холодным воздухом при подаче в смеситель и т. д. Этим же целям может служить добавление до 50% льда к массе воды.

Консервация консистенции бетонной смеси может быть достиг­нута путем введения в бетонную смесь при ее приготовлении поверхностно-активных добавок (0,4...0,5% массы цемента). Они не только уменьшают обезвоживание смеси, но и пластифицируют ее, снижая водопотребность.

Продолжительность перемешивания бетонной смеси в условиях сухого и жаркого климата увеличивают на 30...50%. При этом в бетоносмеситель загружают заполнитель, а также ²/3 расчетного количества воды и перемешивают в течение 1...2 мин. Затем добавляют цемент, остальную воду, вводят добавки и вновь пере­мешивают 3...4 мин.

Готовую бетонную смесь транспортируют в закрытой таре. Для этих целей наиболее подходят автобетоновозы и автобетоносмеси-тели. Необходимо избегать дальних перевозок смеси, поскольку в процессе транспортирования она обезвоживается и теряет свою подвижность.

Условиям сухого и жаркого климата отвечает следующая схема применения бетонной смеси: загрузка сухой смеси на центральном бетоносмесительном заводе в автобетоносмесители, перевозка ее в сухом виде к месту укладки, перемешивание в автобетоносмесителях непосредственно у места бетонирования и немедленная укладка в конструкции.

Опалубка не должна иметь самых малых щелей, чтобы исклю­чить потери цементного молока и влаги. Перед укладкой бетонной смеси опалубку увлажняют. Формующую поверхность палубы из влагопоглощающих материалов (дерева, фанеры) следует покрывать специальными составами или полимерными пленками, предотвра­щающими сцепление с бетоном, а также поглощение воды из него.

Подавать и распределять бетонную смесь следует методами, исключающими ее многократную перегрузку или быстрее обезво­живание. Например, не рекомендуется подавать смесь с открытых транспортеров, а также по длинным лоткам и виброжелобам. Наи­более целесообразна подача смеси бетононасосами или в больше-емких бадьях с помощью кранов. Свободное падение смеси не должно превышать 1,5... 2 м.

Бетонирование желательно вести непрерывно. В случае переры­вов особое внимание следует обращать на качество подготовки рабочих швов. Тщательное виброуплотнение смеси должно обеспе- >? чить плотную структуру бетона и снизить испарение воды.

Особое внимание необходимо уделять уходу за бетоном, для чего открытые поверхности свежеуложенного бетона покрывают меш-

ковиной, рогожами, брезентом; после укладки бетон через каждые 3... 4 ч систематически увлажняют. В отличие от увлажнения бетона в условиях средней полосы при жарком и сухом климате его поливают чаще, а продолжительность поливки увеличивают до 28 сут. Бетонные поверхности также засыпают песком или опилками (влажными) с последующим систематическим увлажнением. Там, где позволяют условия, затопляют бетон водой через 6... 12 ч после укладки.

При дефиците воды увлажнение бетона связано со значитель­ными затратами, поэтому целесообразно применять так называемые безвлажностные методы ухода за бетоном. К ним относят выдержи­вание бетона под специальными воздухонепроницаемыми колпака­ми (камерами) из пленки или покрытие поверхности бетона различными составами.

Конструкции небольших размеров сразу же после бетонирова­ния покрывают легкими переносными колпаками, каркас которых выполнен из стальных трубок или стержней диаметром 16... 20 мм, а покрытие — из поливинилхлоридной пленки толщиной не менее 0,2 мм. Коэффициент заполнения камеры (отношение объема бе­тонной конструкции к объему камеры) должен быть 0,70... 0,85. При обеспечении герметичности под камерой создаются условия, близ­кие к мягкому режиму пропаривания.

Обезвоживание бетона может быть сведено к минимуму и за счет сокращения времени его выдерживания путем интенсифика­ции процесса твердения. Для этого применяют высокоактивные, но малоусадочные цементы, химические добавки —ускорители твер­дения, а также методы тепловой обработки. Метод тепловой обра­ботки может оказаться наиболее эффективным, так как позволяет не только уменьшить опасность обезвоживания, но и получить необходимую прочность бетона в наиболее короткие сроки. При этом нужно иметь в виду, что после приобретения бетоном 70... 80% проектной прочности он не требует в условиях сухого и жаркого климата какого-либо специального ухода.

Контроль качества

Качество бетонных и железобетонных конструкций определяет­ся как качеством используемых материальных элементов, так и тщательностью соблюдения регламентирующих положений техно­логии на всех стадиях комплексного процесса.

Для этого необходим контроль и его осуществляют на следую­щих стадиях: при приемке и хранении всех исходных материалов (цемента, песка, щебня, гравия, арматурной стали, лесоматериалов и др.); при изготовлении и монтаже арматурных элементов и конструкций; при изготовлении и установке элементов опалубки; при подготовке основания и опалубки к укладке бетонной смеси; при приготовлении и транспортировке бетонной смеси; при уходе за бетоном в процессе его твердения.

Все исходные материалы должны отвечать требованиям ГОСТов. Показатели свойств материалов определяют в соответствии с единой методикой, рекомендованной для строительных лабораторий.

В процессе армированияконструкций контроль осуществляется при приемке стали (наличие заводских марок и бирок, качество арматурной стали); при складировании и транспортировке (пра­вильность складирования по маркам, сортам, размерам, сохранность при перевозках); при изготовлении арматурных элементов и конст­рукций (правильность формы и размеров, качество сварки, соблю­дение технологии сварки). После установки и соединения всех арматурных элементов в блоке бетонирования проводят окончатель­ную проверку правильности размеров и положения арматуры с учетом допускаемых отклонений.

В процессе опалубливанияконтролируют правильность установ­ки опалубки, креплений, а также плотность стыков в щитах и сопряжениях, взаимное положение опалубочных форм и арматуры ;?| (для получения заданной толщины защитного слоя). Правильность положения опалубки в пространстве проверяют привязкой к разби-вочным осям и нивелировкой, а размеры —обычными измерени­ями. Допускаемые отклонения в положении'и размерах опалубки ; приведены в СНиПе (ч. 3) и справочниках.

Перед укладкой бетонной смесиконтролируют чистоту рабочей поверхности опалубки и качество ее смазки.

На стадии приготовления бетонной смесипроверяют точность дозирования материалов, продолжительность перемешивания, по­движность и плотность смеси. Подвижность бетонной смеси оце­нивают не реже двух раз в смену. Подвижность не должна отклоняться от заданной более чем на ±1 см, а плотность—более чем на 3%.

При транспортировке бетонной смесиследят за тем, чтобы она ; не начала схватываться, не распадалась на составляющие, не теряла подвижности из-за потерь воды, цемента или схватывания.

На месте укладкиследует обращать внимание на высоту сбра­сывания смеси, продолжительность вибрирования и равномерность уплотнения, не допуская расслоения смеси и образования раковин, пустот.

Процесс виброуплотненияконтролируют визуально, по степени осадки смеси, прекращению выхода из нее пузырьков воздуха и | появлению цементного молока. В некоторых случаях используют радиоизотопные плотномеры, принцип действия которых основан на измерении поглощения бетонной смесью у-излучения. С пог

мощью плотномеров определяют степень уплотнения смеси в про­цессе вибрирования.

При бетонировании больших массивов однородность уплотне­ния бетона контролируют с помощью электрических преобразова­телей (датчиков) сопротивления в виде цилиндрических щупов, располагаемых по толщине укладываемого слоя. Принцип действия датчиков основан на свойстве бетона с увеличением плотности снижать сопротивление прохождению тока. Размещают их в зоне действия вибраторов. В момент приобретения бетоном заданной плотности оператор-бетонщик получает световой или звуковой сигнал.

Окончательная оценка качества бетона может быть получена лишь на основании испытания его прочности на сжатие до разру­шения образцов-кубиков, изготовляемых из бетона одновременно с его укладкой и выдерживаемых в тех же условиях, в которых твердеет бетон бетонируемых блоков. Для испытания на сжатие готовят образцы в виде кубиков с длиной ребра 160 мм. Допускаются и другие размеры кубиков, но с введением поправки на полученный результат при раздавливании образцов на прессе.

Для каждого класса бетона изготовляют серию из трех образ­цов-близнецов на следующее количество бетона: для крупных фун­даментов под конструкции — на каждые 100 м³; для массивных фундаментов под технологическое оборудование — на каждые 50 м ; для каркасных и тонкостенных конструкций — на каждые 20 м³.

Для получения более реальной картины прочностных характе­ристик бетона из тела конструкций выбуривают керны, которые в дальнейшем испытывают на прочность.

Наряду со стандартными лабораторными методами оценки прочности бетона в образцах применяют косвенные неразрушаю­щие методы оценки прочности непосредственно в сооружениях. Такими методами, широко применяемыми в строительстве, явля­ются механический, основанный на использовании зависимости между прочностью бетона на сжатие и его поверхностной твердо­стью и ультразвуковой импульсный, основанный на измерении скорости распространения в бетоне продольных ультразвуковых волн и степени их затухания.

При механическом методе контроля прочности бетона исполь­зуют эталонный молоток Кашкарова (рис. 7.65, а). Для определения прочности бетона на сжатие молоток Кашкарова устанавливают шариком на бетон и слесарным молотком наносят удар по корпусу эталонного молотка .При этом шарик нижней частью вдавливается в бетон, а верхней — в эталонный стальной стержень, оставляя и на бетоне и на стержне отпечатки. После измерения диаметров этих отпечатков <& и с1_э, находят их отношения и с помощью тарировоч

ных кривых (рис. 7.65, б) оп­ределяют прочность поверх­ностных слоев бетона на сжа­тие.

При 'ультразвуковом им­пульсном методе используют специальные ультразвуковые приборы типа УП-4 или УКБ-1, с помощью которых определяют скорость про­хождения ультразвука через бетон конструкции. По градуировочным кривым скорости прохождения ульт­развука и прочности бетона при сжатии (рис. 7.66) опре­деляют прочность бетона при сжатии в конструкции. При определенных условиях (постоянство технологии, идентичность исходных ма­териалов и т. п.) этот метод обеспечивает вполне прием­лемую точность контроля.

В зимних условиях поми-; мо общих изложенных выше требований осуществляют дополни­тельный контроль.

В процессе приготовления бетонной смеси контролируют не реже чем через каждые 2 ч: отсутствие льда, снега и смерзшихся;; комьев в неотогреваемых заполнителях, подаваемых в бетоносме-1 ситель, при приготовлении бетонной смеси с противоморозными,

добавками; температуру воды и заполнителей перед загрузкой в бетоносмеситель; концентрацию раствора солей; температуру смеси на выходе из бетоносмесителя.

При транспортировании бетонной смеси один раз в смену проверяют выполнение мероприятий по укрытию, утеплению и обогреву транспортной и приемной тары.

При предварительном электроразогреве смеси контролируют температуру смеси в каждой разогреваемой порции.

Перед укладкой бетонной смеси проверяют отсутствие снега и наледи на поверхности основания, стыкуемых элементов, арматуры и опалубки, следят за соответствием теплоизоляции опалубки тре­бованиям технологической карты, а при необходимости отогрева стыкуемых поверхностей и грунтового основания — за выполнени­ем этих работ.

При укладке смеси контролируют ее температуру во время выгрузки из транспортных средств и температуру уложенной бетон­ной смеси. Проверяют соответствие гидроизоляции и теплоизоля­ции неопалубленных поверхностей требованиям технологических карт.

В процессе выдерживания бетона температуру измеряют в сле­дующие сроки: при использовании способов «термоса», предвари­тельного электроразогрева бетонной смеси, обогрева в тепляках — каждые 2 ч в первые сутки, не реже двух раз в смену в последующие трое суток и один раз в сутки в остальное время выдерживания; в случае применения бетона с противоморозными добавками — три раза в сутки до приобретения им заданной прочности; при элект­ропрогреве бетона в период подъема температуры со скоростью до 10°С/ч —через каждые 2 ч, в дальнейшем —не реже двух раз в смену.

По окончании выдерживания бетона и распалубливания конст­рукции замеряют температуру воздуха не реже одного раза в смену.

Температуру бетона измеряют дистанционными методами с использованием температурных скважин, термометров сопротивле­ния либо применяют технические термометры.

Температуру бетона контролируют на участках, подверженных наибольшему охлаждению (в углах, выступающих элементах) или нагреву (у электродов, на контактах с термоактивной опалубкой на глубине 5 см, а также в ряде массивных блоков бетонирования). Результаты замеров записывают в ведомость контроля температур.

При электропрогреве бетона не реже двух раз в смену контро­лируют напряжение и силу тока на низовой стороне питающего трансформатора и замеренные значения фиксируют в специальном журнале.

Прочность бетона контролируют в соответствии с требования­ми, изложенными выше, и путем испытания дополнительного количества образцов, изготовленных у места укладки бетонной смеси, в следующие сроки: при выдерживании по способу «термоса» и с предварительным электроразогревом бетонной смеси —три образца после снижения температуры бетона до расчетной конеч­ной, а для бетона с противоморозными добавками —три образца после снижения температуры бетона до температуры, на которую рассчитано количество добавок; три образца после достижения бетоном конструкций положительной температуры и 28-суточного выдерживания образцов в нормальных условиях; три образца перед загруженном конструкций нормативной нагрузкой. Образцы, хра­нящиеся на морозе, перед испытанием выдерживают 2...4 ч для оттаивания при температуре 15...20°С.

При электропрогреве, обогреве в термоактивной опалубке, ин­фракрасном и индукционном нагревах бетона выдерживание образ­цов-кубов в условиях, аналогичных прогреваемым конструкциям, как правило, неосуществимо. В этом случае прочность бетона контролируют, обеспечив соответствие фактического температур­ного режима заданному.

При всех методах зимней технологии необходимо проверять прочность бетона в конструкции неразрушающими методами или путем испытания высверленных кернов, если контрольные образцы не могут быть выдержаны при режимах выдерживания конструкций.

На все операции по контролю качества выполнения технологи­ческих процессов и качества материалов составляют акты проверок (испытаний), которые предъявляют комиссии, принимающей объ­ект. В ходе производства работ оформляют актами приемку осно­вания, приемку блока перед укладкой бетонной смеси и заполняют журналы работ контроля температур по установленной форме.