Проектирование состава тяжёлого бетона

    Следует помнить, что при транспортировании  и укладке бетонная смесь интенсивно охлаждается. Хотя кажется естественным, что чем выше температура смеси  на выходе из бетоносмесителя, тем лучше, однако это не так. При высокой температуре бетонная смесь во время транспортирования из-за быстро происходящей коагуляции загустевает, т. е. теряет свою подвижность. Опытным путем установлена наибольшая допускаемая температура бетонной смеси при выходе из смесителя в зависимости от вида цемента. Для получения требуемой температуры смеси воду затворения подогревают до 40—90° С. Иногда подогревают заполнители до температуры 20—60° С. Цемент и тонкомолотые добавки вводят без подогрева.

    При использовании  подогретой воды во избежание «заваривания»  цемента, т. е. его скомкования, сначала загружают щебень или гравий с одновременной подачей половины требуемой воды, затем делают несколько оборотов барабана и загружают песок, цемент и заливают остальную часть воды. Противоморозные добавки вводят в виде концентрированных растворов непосредственно в бетоносмеситель или в воду затворения.

    Продолжительность перемешивания компонентов в  зимних условиях увеличивают в 1,5—2 раза по сравнению с летними для получения более однородной бетонной смеси.  В зимних условиях следует использовать менее подвижные бетонные смеси, так как большое количество свободной воды в бетоне отрицательно сказывается на его свойствах. На выходе из бетоносмесителя нужно вести систематический контроль за осадкой конуса и температурой бетонной смеси.

Транспортирование и подача бетонной смеси

    В зимних условиях транспортировать и подавать бетонную смесь следует с наименьшим числом перегрузок, чтобы снизить  ее теплопотери. Для перевозок бетонной смеси применяют специально оборудованные транспортные средства. Так, кузова автосамосвалов оборудуют двойными бортами и дном и через образовавшийся зазор пропускают горячие отработанные газы от двигателя. Часть газов пропускают через трубы в верхней части кузова. Направляют их так, чтобы над бетоном образовывалась непрерывная тепловая завеса. При температуре наружного воздуха ниже —15° С кузов дополнительно накрывают брезентом или откидными утепленными крышками.

В автобетоновозах и автобетоносмесителях бетонная смесь меньше охлаждается в связи с уменьшением ее открытой поверхности. Максимальную дальность перевозки бетонной смеси при температуре наружного воздуха ниже —15° С сокращают на 30—50% по сравнению с летними условиями.

    Для бесперебойной  подачи бетонной смеси в блок бетонирования  необходимо правильно подобрать  механизмы и тару, которая с  целью снижения теплопотерь должна быть по возможности крупной и хорошо утепленной.      В тех случаях, когда смесь из автобетоновозов разгружают в промежуточные бункера, их утепляют и обогревают паром или электричеством. При этом во избежание «прикипания» смеси к стенкам бункеров температура их, внутренних поверхностей не должна превышать величин.

    Бадьи для подачи смеси обшивают снаружи  фанерой по войлоку и снабжают утепленными крышками. При сильных  морозах их периодически прогревают паром. Бетононасосы устанавливают  в теплых помещениях. При. морозах  до —10°С звенья бетоноводов обворачивают войлоком или шлаковатой. Быстроразъемные замковые соединения бетоноводов утепляют съемными муфтами из мешковины, шлаковаты или пенополистирола. При более низких температурах магистральный бетоновод прокладывают в утепленном коробе, в котором укладывают «спутник» (паропровод). Перед началом работ бетоновод прогревают острым паром или горячей водой.                             Промывку бетононасоса и бетоноводов ведут горячей водой, а при ее отсутствии бетоновод прочищают с помощью пыжа, проталкиваемого сжатым воздухом. При разборке звенья бетоновода очищают скребками, металлическими щетками или пыжами из мешковины, но не промывают во избежание образования в них наледи.

    Ввиду того что при подаче бетонной смеси  по виброжелобам и транспортерами ее теплопотери увеличиваются, виброжелоба и открытые транспортеры применяют в исключительных случаях для перемещения смеси на небольшие расстояния.

    Магистральные транспортеры для подачи бетонной смеси  помещают в обогреваемые галереи. В  зимних условиях температуру бетонной смеси систематически контролируют в каждом автобетоновозе при порционной подаче и не реже чем через каждые 30 мин при непрерывной подаче.

Укладка и  уплотнение бетонной смеси

    На  качество бетона сильно влияет состояние  основания, на которое его укладывают. Важно исключить раннее замораживание  бетона в стыке с основанием и  последующие деформации пучинистых грунтов в основаниях.

    До  начала бетонирования фундаментов  пучинистые грунты отогревают паром, огневым способом или с помощью электричества. Не пучинистые грунты не прогревают, если их влажность не превосходит 10% по массе. Температура укладываемой смеси должна быть как минимум на 10° С больше, чем температура грунта в основании. Для холодного бетона это требование можно не соблюдать.

    При укладке  бетонной смеси на ранее уложенный и замерзший бетон его отогревают на глубину не менее 400 мм и предохраняют от промерзания до приобретения свежим бетоном критической прочности. При укладке холодного бетона ранее уложенный бетон в стыке можно не отогревать.

    Перед бетонированием проверяют состояние  опалубки и арматуры и очищают  их от наледи и снега. Для этого  блок бетонирования накрывают брезентом  и под него впускают острый пар. После  отогрева блок продувают сжатым воздухом. Применять для этой цели горячую  воду не следует во избежание появления  наледи. В последнее время очистку  блоков с густым армированием ведут  продувкой отработанными газами от авиамоторов, отработавших нормативный  ресурс (снятых с самолетов). С этой же целью используют мощные тепловые калориферы и т. п.

    При морозах  ниже —15° С арматуру из стержней диаметром более 25 мм и прокатных профилей следует отогревать до 5° С, чтобы обеспечить хорошее сцепление бетона с арматурой. С этой же целью выступающие за пределы утепленной опалубки металлические элементы после отогрева утепляют на длине не менее 1,5 м от блока. Для уменьшения теплопотерь бетонную смесь укладывают небольшими участками по длине и ширине , чтобы ранее уложенные слои быстрее перекрывались новыми и температура бетона не успевала падать ниже расчетной. С этой же целью толщину укладываемых слоев принимают максимально допустимой по условиям виброуплотнения. Высоту свободного падения бетонной смеси рекомендуется принимать не более 1—1,5 м.

    Бетонирование следует вести круглосуточно  без перерывов, так как подготовка замерзших рабочих швов весьма трудоемка  и не всегда обеспечивает необходимое  качество. При укладке бетона с  «изюмом» или камнебетона камни, предназначенные для упаковок, нужно  очистить от снега и наледи и отогреть до температуры не ниже 0°С.

    Виброуплотнение бетонной смеси производят обычными способами. Более тщательно вибрируют бетон в рабочих швах, углах блоков и у опалубки.

    Открытые  поверхности свежеуложенного бетона сразу же по окончании бетонирования  укрывают слоем утеплителя (шлаковатой, опилками по слою толя и т% п.) для предохранения верхних слоев бетона от раннего замораживания и последующего разрушения. 

Применение  противоморозных  добавок

    Некоторые химические вещества, введенные в  бетон в небольших количествах, способствуют его твердению при  отрицательных температурах. Такие  вещества называют противоморозными добавками. К их числу относится соляная  кислота HCI и ее соли: хлористый кальций  СаСЬ и хлористый натрий NaCl, а также соединения, например углекислый калий — поташ К2СО3 и нитрит натрия NaNCb. Эти вещества, введенные в бетон, оказывают разностороннее действие на процессы схватывания и твердения.             Во-первых, эти добавки эффективно ускоряют процесс твердения. Так, бетон с добавкой 2%-ного хлористого кальция от массы цемента уже на третий день достигает прочности, в 1,7 раза большей, чем бетон того же состава, но без добавки. Особенно эффективны добавки-ускорители для бетонов на пуццолановых и шлакопортландских цементах в количестве 2% от массы цемента (табл. 15-2). Бетоны с добавками-ускорителями за время остывания до 0°С достигают проектной прочности.                                         Во-вторых, введение в бетон добавок понижает температуру замерзания воды, увеличивая тем самым продолжительность твердения бетона. Это также способствует приобретению бетоном большой критической прочности. Следует, однако, учитывать, что увеличение добавки соляной кислоты и ее солей вызывает коррозию арматуры, а большое количество поташа резко снижает удобоукладываемость бетонной смеси.                                      Бетоны с небольшим количеством противоморозных добавок . хлористых солей (до 2%), поташа и нитрита натрия (до 5% от массы цемента) готовят на подогретых заполнителях и горячей воде. При этом температура бетонной смеси на выходе из смесителя колеблется в пределах 25—35° С, снижаясь к моменту укладки до 20° С. Такие бетоны применяют при температуре наружного воздуха от —15 до —20° С.

Холодные  бетоны

    В отличие  от бетонов с противоморозными добавками  холодные бетоны готовят с увеличенным  количеством добавок и без  подогрева заполнителей и воды. Добавки, введенные в большом количестве (например, до 10— 15% от массы цемента), резко понижают точку замерзания воды в бетонной смеси. В результате процессы гидратации цемента прекращаются лишь при весьма низких температурах наружного воздуха (например, при  —25° С). Холодные бетоны готовят  на неподогретой воде, в которую вводят добавки. При этом заполнители не должны иметь комьев и наледи. Песок требуется оттаявший.

    Добавка хлористых солей оказывает пластифицирующее действие на бетонную смесь. Поташ, наоборот, снижает ее удобоукладываемость, поэтому в качестве пластификатора в бетон вводят сульфитно-спиртовую барду (ССБ) в количестве 0,2—2,0% от массы цемента.                                  Холодную бетонную смесь укладывают в не утепленную опалубку и на не отогретое основание. Уплотняют ее обычными способами. Холодный бетон можно укладывать с «изюмом». При этом температура камней может быть отрицательной, но на их поверхности не должно быть снега и наледи. Поверхность свежеуложенного бетона покрывают утеплителем для предотвращения вымораживания воды из верхних слоев конструкции. Под укрытием бетон выдерживают первые 15 сут, систематически контролируя его температуру. Если в этот период температура упадет ниже расчетной (табл. 15-3), необходимо принять меры по дополнительной теплозащите или обогреву конструкции. Холодный бетон набирает прочность при отрицательной температуре значительно медленнее, чем бетон нормального твердения без добавок. Так, через 7 сут прочность холодного бетона на портландцементе составляет 20—25% проектной, а к 28-дневному возрасту он набирает всего 40—50%- Проектной прочности он достигает только через 170—180  сут. 

Метод термоса

    Сущность  этого метода состоит в том, что  бетонную смесь с температурой 25—45° С укладывают в утепленную опалубку, после чего защищают открытые бетонные поверхности от охлаждения, закрывая их шлаковатой, пенополистирольными плитами или засыпая шлаком, опилками. Обогревать бетон при этом не требуется; нормальные условия для его твердения обеспечиваются теплом, внесенным в бетонную смесь в процессе ее приготовления, а также теплом экзотермии. Теплом экзотермии (экзотермическим тепловыделением) называют теплоту, выделяющуюся в результате физико-химических взаимодействий минералов цемента с водой, в частности реакции гидратации. Простота и экономичность метода термоса очевидны. Однако более всего он подходит для массивных конструкций с небольшой площадью охлаждения, утепление которых не вызывает затруднений.  Для колонн и балок модуль поверхности определяют как отношение их периметра к площади поперечного сечения. Термосное выдерживание бетона зависит также от величины экзотермии, т. е. от удельного тепловыделения цемента. Методом термоса можно выдерживать бетон на портландцементе в конструкциях с модулем поверхности до 6, а на глиноземистом и быстротвердеющем портландцементе — до 10. При проектировании термосного выдерживания бетона выполняют теплотехнический расчет. Считают, что суммарное количество тепла в бетоне должно быть равно теплопотерям конструкции при ее остывании до 0°С за некоторое время т. В течение этого времени бетон должен иметь положительную температуру, а прочность его достичь проектной. Для утепления опалубки составляют расчет. Для уменьшения продуваемости и предохранения теплоизоляционных материалов (войлока, опилок) от увлажнения прокладывают слой толя или рубероида. Железобетонную или армоцементную опалубку-облицовку утепляют снаружи навеской теплоизоляционных матов из шлаковаты. Непосредственно перед укладкой бетона изнутри опалубку-облицовку прогревают острым паром. 
 
 
 

2.Подъемно-переставная опалубка.

    Опалубка - это временная вспомогательная  конструкция, служащая для придания требуемых формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции (или ее части).

Классификация опалубок

    Опалубку  классифицируют по функциональному  назначению в зависимости от типа бетонируемых конструкций. В этих случаях  различают опалубку: для получения  вертикальных поверхностей (в том  числе стен); для горизонтальных и наклонных поверхностей; для  образования криволинейных поверхностей (например, пневматическая ); для одновременного бетонирования стен и перекрытий, комнат и целых квартир.

    Опалубку  для бетонирования стен изготовляют  следующих видов: мелкощитовую и крупнощитовую ; подъемно-переставную; блок-формы; блочную; скользящую.

    Для бетонирования  перекрытий используют разборно-переставную  опалубку с поддерживающими элементами; крупнощитовую, в которой опалубочные поверхности и поддерживающие элементы объединены в панель, целиком переставляемую краном.

    Для одновременного бетонирования стен и перекрытий или части зданий применяют объемно-переставную опалубку.

    Горизонтально перемещаемую, в том числе катучую, опалубку (применяют для бетонирования вертикальных , горизонтальных и наклонных поверхностей, а также для одновременного бетонирования степ и перекрытий.

    По  материалам, применяемым для изготовления опалубки, ее подразделяют на металлическую, дощатую, фанерную, пластмассовую, комбинированную, со специальными поверхностями. По способам выполнения работ опалубку классифицируют на переставную, скользящую и горизонтально перемещаемую. Для прогрева бетона при выполнении работ в зимних условиях применяют термоактивную опалубку.

    Опалубка  должна отвечать следующим требованиям: быть прочной, устойчивой, не изменять формы под воздействием нагрузок, возникающих в процессе производства работ; палуба (обшивка) опалубочного щита должна быть достаточно плотной, в ней не должно быть щелей, через которые может просочиться цементный раствор; обеспечивать высокое качество поверхностей, исключающее появление наплывов, раковин, искривлений и т. д.; быть технологичной, т. е. должна устанавливаться и разбираться , не создавать затруднений при монтаже арматуры, а также при укладке и уплотнении бетонной смеси; обладать оборачиваемостью, т. е. многократно использоваться; чем выше оборачиваемость опалубки, тем ниже ее стоимость, отнесенная к единице объема готовой конструкции.