9.4.3. Укладка бетонной смеси

Наибольшее распространение в строительстве имеют схемы послойной укладки бетонной смеси горизонтальными слоями толщиной от 0,3–0,5 до 1 м, а в отдельных случаях – 2,5–3,0 м.

Укладку бетонной смеси в блоки ведут, соблюдая определенные правила, отклонение от которых приводит к резкому ухудшению качества и долговечности сооружения.

В процессе укладки следует обеспечивать:

- тщательную подготовку всех контактных поверхностей и основания путем очистки и увлажнения;

- однородность структуры бетонного массива, которая может быть нарушена расслоением и распадом бетонной смеси при ее сбрысывании, разравнивании, перекидках;

- равномерное и качественное уплотнение без пустот и раковин, чем достигается высокая плотность и прочность бетона;

- отвод и равномерное рассеивание экзотермического тепла, выделяющегося в процессе гидратации, ограничивая размеры блоков, а при необходимости применять систему для охлаждения внутренних зон крупных блоков;

- уход за твердеющим бетоном с обеспечением необходимой влажности, а в зимнее время – температурного режима;

- недопущение преждевременных нагрузок и соблюдение сроков снятия опалубки.

Крупные бетонные и железобетонные сооружения по условиям их работы разделены на части конструктивными швами – осадочными, температурными, деформационными. Во всех случаях, когда возможно, укладку смеси следует вести непрерывно в границах таких конструктивных блоков. В то же время технологические свойства бетонной смеси и бетона в процессе набора ими прочности (выделение экзотермического тепла, большие усадочные деформации) и организационно-технические условия (межсменные перерывы, сложность точного закрепления высокой опалубки) не позволяют проводить укладку смеси в границах конструктивных блоков. Их приходится бетонировать по частям с делением на более мелкие, так называемые строительные или рабочие блоки. Размеры таких блоков должны обеспечивать относительно равномерное рассеивание тепла, удобство монтажа опалубки, подачи смеси к месту укладки и быть увязаны с производительностью установок и заводов бетонной смеси.

Строительным блоком называют часть конструктивного блока или сооружения, которую бетонируют за один прием без перерыва в укладке бетонной смеси.

Швы между строительными блоками являются временными, конструкции их и способы укладки бетона должны обеспечивать надежное сопряжение прежде уложенного бетона с бетоном более поздней укладки для получения в целом монолитного конструктивного блока.

По условиям твердения бетона и производства работ приходится ограничивать объем, высоту и площадь строительного блока бетонирования.

Объем строительного блока из условия непрерывности укладки не должен превышать того количества бетона, которое может выдать бетоносмесительное предприятие до перерыва его в работе (за одну или две смены).

При трехсменной непрерывной работе ЦБЗ предельный объем строительного блока ограничивают из условия твердения и укладки бетона:

v_max = F_max H_max,

где F_max, Н_max – наибольшие допустимые площадь и высота строительного блока бетонирования.

Наибольшую высоту строительных блоков ограничивают, исходя из следующих обстоятельств: возможность точной установки, простоты и надежности крепления щитов опалубки; недопустимость преждевременных нагрузок на нижележащие, не набравшие достаточной прочности слои бетона; обеспечение отвода экзотермического тепла, выделяющегося при твердении бетона. Насколько велико влияние высоты строительных блоков на температурный режим массивных конструкций, можно судить по графику (рис. 9.14). Обычно наибольшую высоту строительных блоков массивных сооружений принимают по опыту производства работ до 3–6 м. Бетонирование тонкостенных конструкций, колонн, стоек, стенок, которые сразу могут быть взяты в опалубку, ведут без перерывов на всю высоту, что позволяет избежать появления зон с пониженной прочностью сцепления в швах.

Площадь строительного блока ограничена условиями укладки каждого последующего слоя до начала схватывания смеси в ранее уложенном нижележащем слое.

где П_ч – часовая интенсивность укладки бетонной смеси, равная производительности ЦБЗ или ее части, м³/ч;

t_сх – время от момента подачи воды при приготовлении бетонной смеси до начала ее схватывания; оно зависит от вида и активности цемента, температуры бетонной смеси, наружного воздуха, влажности среды и колеблется в летнее время от 1 до 2 ч;

t_тр – время, затрачиваемое на доставку бетонной смеси от завода до места укладки, ч;

t_ук – время, затрачиваемое на укладку бетона, ч;

К_з – коэффициент запаса на случайные задержки в пути транспортных средств и при укладке бетона, обычно принимаемый 0,8;

h_сл – толщина укладываемого слоя, зависящая от уплотняющих средств.

Продолжительность твердения, сут

Рис. 9.14. Влияние подъема температуры

во время набора прочности

в строительных блоках разной высоты:

1 – Н_стр = 0,75 м; 2 – Н_стр = 1,5 м; 3 – Н_стр = 3 м

Из-за малого значения величины t_ук ею можно пренебречь. Предпочтительнее иметь блоки вытянутой формы с размерами одной из сторон не более 10 м.

Строительные швы совмещают с плоскостями резкого изменения размеров блоков, как в плане, так и по вертикали. При разбивке конструктивных блоков на строительные учитывают расположение рабочей и распределительной арматуры; нежелательно, чтобы строительные швы пересекали рабочую арматуру, это усложняет установку опалубки. Нельзя располагать швы в зонах растягивающих напряжений.

Для поддержания необходимого температурного режима в теле массивных твердеющих блоков приходится применять принудительное охлаждение водой или растворами, циркулирующими по трубам-змеевикам, уложенным вместе с арматурой.

Для обеспечения монолитности и прочности бетона в крупных сооружениях необходимо поддерживать постоянную начальную температуру укладываемой бетонной смеси. Зимой компоненты бетонной смеси подогревают, а в летнее время охлаждают. Для понижения температуры применяют гранулированный лед, который дозируют и вводят в бетоносмеситель, уменьшая соответственно количество воды для замеса.