Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I.
Литературный обзор и обобщение производственного опыта в области интенсификации бетонных работ при возведении сборно-монолитных зданий и монолитных конструкций .
1.1 Возведение сборно-монолитных зданий социального назначения -альтернатива панельному и монолитному домостроению 13
1.2 Предварительный разогрев бетонных смесей - суть, достоинства, недостатки и рациональная область применения 20
1.3 Использование несъемной опалубки - как способ сокращения сроков возведения монолитных конструкций 28
1.4 Обоснование рабочей гипотезы. Цели и задачи исследований новой технологии устройства стыков сборно-монолитных зданий и бетонирования конструкций в несъемной опалубке с применением предварительного электроразогрева бетонной смеси 35
Выводы по главе 1 43
ГЛАВА II.
Экспериментальные исследования влияния предварительно разогретых смесей на прочность стыка «старого» и «нового» бетонов .
2.1 Методика исследований 44
2.2 Исследование влияния параметров предварительной обработки бетонной смеси и режимов выдерживания на прочность стыка 48
2.3 Исследование влияния прочности «нового» бетона и способа обработки поверхности на прочность стыка 62
Выводы по главе II з
ГЛАВА III
Экспериментальное исследование влияния добаки-суперпластификатора и повышенных температур бетонной смеси на способность сохранять подвижность и изменение удельного электрического сопротивления разогретой бетонной смеси .
3.1 Методика исследования 69
3.2 Исследование влияния добавок на способность сохранять подвижность разогретыми смесями 72
3.3 Исследование влияния добавок на электропроводность бетонных смесей 81
Выводы по главе III 89
ГЛАВА IV
Обоснование и разработка рациональных технологических решений и параметров устройства стыков сборно-монолитных конструкций по новой технологии .
4.1 Обоснование технологических решений по обработке поверхности «старого» бетона и параметров предварительной обработки бетонной смеси 91
4.2 Апробация новой технологии в производственных условиях 98
4.3 Обоснование основных положений технологического регламента бетонирования сборно-монолитных конструкций 100
4.4 Ожидаемая технико-экономическая эффективность применения технологии устройства сборно-монолитных конструкций с применением предварительного электроразогрева бетонной смеси 102
Выводы по главе IV 113
Выводы по работе 114
Список литературы
- Предварительный разогрев бетонных смесей - суть, достоинства, недостатки и рациональная область применения
- Исследование влияния параметров предварительной обработки бетонной смеси и режимов выдерживания на прочность стыка
- Исследование влияния добавок на способность сохранять подвижность разогретыми смесями
- Апробация новой технологии в производственных условиях
Введение к работе
Актуальность работы. Одним из приоритетных направлений решения жилищной проблемы в России является использование потенциала производственной базы крупнопанельного домостроения. В настоящее время имеются благоприятные предпосылки для массового строительства зданий экономического класса с применением сборных элементов. Гибкая технология изготовления панелей устраняет проблему однообразия панельных зданий; технология устройства бесшовных, или мокрых фасадов, исключает проблему продуваемости и промокания стыков наружных стеновых панелей. Несмотря на очевидные достоинства сборного строительства, эта технология обладает рядом весьма существенных недостатков, важнейшим из которых является слабая восприимчивость сейсмических и других динамических нагрузок. Этот недостаток панельных зданий может быть устранен в технологии сборно-монолитного строительства. Отечественными и зарубежными инженерами разработаны различные варианты каркасных и перекрестно-стеновых серий под новую технологию. Такая технология возведения зданий и сооружений позволяет строить высокими темпами и надежные долговечные здания. Тем не менее, как и другие, эта технология не лишена недостатков. Сопряжение «старого» бетона сборного элемента и бетона омоноличивания, является слабым местом стыка сборно-монолитной конструкции. Существующие технологии не дают права считать сопряжение «старого» и «нового» бетонов равнопрочным, что не позволяет обеспечить надежность сборно-монолитных домов сопоставимой с надежностью монолитных домов.
Раздельная работа сборного железобетона и бетона омоноличивания свойственна и для технологии возведения конструкций в несъемной опалубке т.е. повышение прочности сцепления «старого» и «нового» бетонов является актуальной задачей. Такая технология находит применение в промышленном строительстве, а так же при выполнении ремонтно-восстановительных работ, например, в гидротехническом строительстве.
Разработка технологии бетонирования стыков сборно-монолитных конструкций, обеспечивающей равнопрочный стык, повышающую общее качество строительной продукции и темпы её возведения является актуальной задачей.
Степень разработанности темы исследования. Теоретическими основами работы стали исследования российских и зарубежных ученых, посвященных проблемам сцепления «старого» и «нового» бетонов, а так же интенсификации бетонных работ. Приводятся опыт и разработки в области совершенствования технологии сборного и сборно-монолитного домостроения таких ученых, как Мацкевич А.Ф., Мордич А.И., Николаев С.В., Шембаков В.А. и др. Рассмотрены достоинства и недостатки существующих методов замоноличивания стыков разработок Гвоздева А.А., Молодина В.В., Е.М. Перлея., В.М. Трубина (Минмонтажспецстрой СССР) и других.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования заключается в научном обосновании технологических решений замоноличивания стыков ж/б конструкций, обеспечивающих равнопрочное соединение «старого» и «нового» бетонов без увеличения расхода арматурной стали в зоне контакта при одновременном упрощении технологических операций на строительной площадке.
Для достижения указанной цели была принята следующая рабочая гипотеза: активная поверхность изделий, изготавливаемых на заводе ЖБИ (торцов сопрягаемых панелей сборно-монолитных зданий или плоскость несъемной опалубки) обрабатывается специальным образом для создания большей площади контакта с бетоном омоноличивания и увеличения адгезии. При этом бетонная смесь непосредственно перед укладкой в стыки сборно-монолитных конструкции или в несъемную опалубку подвергается предварительному электроразогреву.
Предполагается, что сочетание двух технологических приемов, а именно, обработка активной поверхности «старого» бетона и использование разогретых смесей при замоноличивании стыков за счет явления тепломассопереноса от горячего к холодному позволит обеспечить равнопрочность сопряжения с монолитным бетоном.
Задачи исследования:
-
выявлены факторы, влияющие на прочность стыка «старого» и «нового» бетонов;
-
исследовано влияние температурного градиента на прочность стыка;
-
выявлены добавки, позволяющие сохранить подвижность разогретой бетонной смеси в пределах технически необходимого времени для укладки в стык;
-
изучено влияние исследуемых добавок на удельное электрическое сопротивление разогреваемых бетонных смесей;
-
разработана технология бетонирования стыков сборно-монолитных конструкций и бетонирования конструкций в несъемной опалубке с применением предварительно разогретых бетонных смесей;
-
оценено ожидаемая технико-экономическая эффективность результатов исследований и разработок.
Объект исследования – технология бетонирования стыков сборно-монолитных конструкций предварительно разогретыми бетонными смесями и бетонирования конструкций в несъемной опалубке.
Предмет исследования – влияние температурного градиента на прочность сопряжения «старого» и «нового» бетонов, влияние добавки на удобоукладываемость разогретых бетонных смесей, а так же совершенствование способов обработки активной поверхности сборных элементов.
Научная новизна заключается в установлении возможности получения равнопрочного соединения «старого» и «нового» бетонов, в выявлении зависимостей, характеризующих нарастание прочности стыка бетонирования в зависимости от температуры разогрева бетонной смеси, а так же в выявлении влияния добавок (суперпластификаторов) на изменение во времени подвижности и электропроводности разогретой бетонной смеси.
Научная новизна раскрыта в следующих результатах:
-
одним из путей повышения качества стыков «старого» и «нового» бетонов, и сокращения трудозатрат по их устройству является использование разогретых смесей;
-
выведены уравнения регрессии зависимости прочности стыка в 7 и 28 суточном возрастах от температуры разогрева бетонной смеси, водоцементного отношения и скорости остывания, из которых следует, что большее влияние на прочность стыка оказывают температура разогрева и водоцементное отношение, а скорость остывания не оказывает значительного влияния на прочность стыка в пределах исследуемого диапазона;
-
экспериментально доказано, что стыки бетонирования, полученные при бетонировании разогретыми смесями, интенсивно набирают прочность в ранних сроках, при этом «новый» бетон уже к 7 суткам сравнивается по прочности со «старым». Таким образом, достигается равнопрочный стык по сравнению с монолитными образцами при испытании на чистый срез и 92% прочность на растяжение при изгибе;
-
установлено, что условиям, обеспечивающим сохранность требуемой подвижности разогретой смеси в течение 30-40 минут, их однородность, а так же недефицитность и доступность по цене, удовлетворяет добавка MC Bauchemie Russia FK 63, что позволяет использовать установку ТВОБС не на крюке крана, а стационарно, тем самым повысив технологическую надежность процесса бетонирования разогретыми смесями;
-
исследовано влияние повышенных температур и концентрации добавок на характер изменения удельного электрического сопротивления разогретых бетонных смесей. Установлено, что исследуемые добавки не оказали существенного влияния на процесс предварительного электроразогрева;
-
разработана новая технология устройства стыков сборно-монолитных конструкций, позволяющая получать сопряжения «старого» и «нового» бетонов, равнопрочные со «старым» бетоном.
Методологическая основа исследований включает: литературный обзор; обобщение производственного опыта; планирование и проведение экспериментов; статистическая обработка результатов.
Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях по стандартным и специальным методикам. По стандартным методикам исследовались: подвижность бетонной смеси; её удельное электрическое сопротивление; прочность бетона на сжатие. По специальным методикам исследовались: прочность стыка на растяжение при изгибе; прочность стыка при чистом срезе; изменение во времени подвижности разогретых бетонных смесей.
Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности ВАК: 05.23.08 – Технология и организация строительства, а именно: содержанию специальности, каковым являются: разработка научных и методологических основ, исследование, совершенствование, теоретическое, экспериментальное и технико-экономическое обоснование технологических процессов, методов и форм организации строительства и его производственной базы., а также следующим основным направлениям: п.1 «Прогнозирование и оптимизация параметров технологических процессов и систем организации строительства и его производственной базы, повышение организационно-технологической надежности строительства.», п. 2 «Разработка конкурентоспособных новых и совершенствование существующих технологий и методов производства строительно-монтажных работ на основе применения высокопроизводительных средств механизации и автоматизации».
Практическое значение и реализация работы состоит в следующем:
- разработана новая технология, позволяющая получать равнопрочные стыки при сооружении сборно-монолитных конструкций и конструкций в несъемной опалубке;
- усовершенствован способ обработки активной поверхности сборных элементов каркаса и несъемной опалубки;
- разработан руководящий технический материал по обработке активной поверхности сборных элементов и производству работ по омоноличиванию конструкций разогретыми смесями.
Применение новой технологии позволяет: увеличить прочность стыка до прочности монолитного образца, улучшить качество монолитного бетона; интенсифицировать бетонные работы и в целом темп строительства; в 1.3-1.9 раза сократить расход электроэнергии на термообработку бетона омоноличивания стыка; повысить надежность и технологичность бетонирования стыков сборно-монолитных конструкций.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на 64 научно-технической конференции молодых ученых, посвященной 300-летию со дня рождения М.В. Ломоносова (СПбГАСУ, 2011-г.) и международном конгрессе, посвященном 180-летию СПбГАСУ (СПбГАСУ, 2012).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 работах автора, в т.ч. 2 статьи в журналах «Строительные материалы», «Вестник гражданских инженеров», включенных в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий ВАК.
По теме диссертации в соавторстве с научным руководителем получен патент РФ на изобретение № 2468158 «Способ бетонирования монолитных конструкций в несъемной железобетонной и (или) армоцементной опалубке».
Структура и объем работы.
Предварительный разогрев бетонных смесей - суть, достоинства, недостатки и рациональная область применения
За последние десятилетия в технологии возведения зданий с применением монолитного железобетона произошли существенные изменения. Широко применяются автобетоносмесители и автобетононасосы, индустриальные опалубочные формы. Значительно повышены классы применяемых бетонов. Применяются все более эффективные добавки, позволяющие получать литые и быстротвердеющие бетоны высокого качества. Производство работ стало возможным круглогодично благодаря прогрессирующим методам зимнего бетонирования [22, 35]. Развиваются материалы и оборудование для прогрева уложенного бетона. Широко применяется прогрев изолированной стальной проволокой и термоактивная опалубка, обширно развита номенклатура противоморозных добавок для холодных бетонов. Значительно повышены темпы возведения зданий за счет применения методов интенсификации бетонных работ, таких как применение несъемной опалубки, сборно-монолитное строительство и ускоренный набор прочности уложенного бетона. [83, 111]
С 1962 года известен способ предварительного электроразогрева бетонной смеси применяемый в качестве метода зимнего бетонирования, разработанный А.С. Арбеньевым. Суть метода состоит в том, что перед укладкой в опалубку бетонную смесь подвергают интенсивному электропрогреву в течение 10-15 минут электрическим током промышленной частоты до температур 50-70 С и более. Разогретая смесь укладывается в опалубку и уплотняется вибрированием. Её неопалубленные поверхности укрываются паронепронецаемым материалом и утепляются. Последующее выдерживание бетона осуществляется по методу термоса. [4]
Первоначально для разогрева смеси использовались поворотные бункеры, оснащенные пластинчатыми электродами. Участок для разогрева смеси в бункерах размещался в зоне действия монтажного крана и огораживался для обеспечения электробезопасности. При возведении объектов с большими объемами бетонных работ электроразогрев смеси осуществлялся непосредственно в кузове автосамосвала. Для этого посты электроразогрева оборудовали устройствами, с помощью которых на время разогрева в бетонную смесь погружали электродную гребенку, конфигурация которой соответствовала форме кузова автосамосвала. Предварительный разогрев бетонной смеси, осуществляемый в электробункерах и кузовах автосамосвалов, принято называть порционным разогревом. [35]
По своей сути предварительный электроразогрев бетонной смеси является удачным сочетанием использования отдельных достоинств и устранения некоторых недостатков известных, широко распространенных методов зимнего бетонирования. Этот метод основан на использовании не подогретых заполнителей, как при холодном бетонировании, и на создании высоких температур, как при электроразогреве и на постепенном остывании бетона в утепленной опалубке, как при методе термоса. При этом исключаются недостатки длительного твердения и введения противоморозных добавок, как в методе холодного бетонирования [114]. Разогрев смеси до ее укладки и уплотнения сводит к минимуму деструктивные явления, обусловленные неравномерными объемными расширениями компонентов бетонной смеси при нагревании, что имеет место при электропрогреве твердеющего бетона. [103, 106]
Разогрев бетонной смеси непосредственно на строительной площадке сводит к минимуму опасность потери ее подвижности, что характерно для метода термоса. Это позволяет увеличить время и дальность транспортировки не разогретых бетонных смесей. По отношению к электропрогреву, предварительный электроразогрев исключает безвозвратные потери электродов и греющей проволоки, проводов на их коммутацию и соответствующие трудозатраты. Предварительный разогрев бетонной смеси выгодно отличается от других методов термообработки бетона и по расходу электроэнергии (табл. №1.1.1). В табл. №1.1.1 приведены усредненные данные, полученные из различных источников [30, 40, 87] применительно к среднемассивным конструкциям (Мп=6-9 м") и температуре воздуха до -20С. В качестве распалубочной прочности принята прочность, равная 70% от R28.
Приведенные энергозатраты при электропрогреве Таблица № 1.1. Удельный расход электроэнергии при различных методах зимнего бетонирования, кВт-ч/м3 Метод Электрод- Термоактив- Прогрев Предваритель тер- ный ная опалубка изолирован- ный разогрев моса прогрев ной проволокой 35-40 80-110 90-100 80-90 40-45 Из табл. №1.1.1 видно, что энергетическая эффективность предварительного разогрева примерно в два раза выше, чем прогревных методов выдерживания бетона. Это можно объяснить рядом обстоятельств: форсированный разогрев смеси до высоких температур дает мощный толчок реакциям гидратации клинкерных минералов цемента, которые, как известно, сопровождаются выделением тепла. По данным ряда исследователей [68, 69] при предварительном электроразогреве максимум интенсивности тепловыделений наступает уже через 1,5-2 часа после разогрева смеси; ремя разогрева смеси плюс время выдерживания бетона до приобретения им распалубочной прочности в два-три раза меньше по сравнению с соответствующим временем при прогревных методах. Это приводит соответственно, к уменьшению теплопотерь в окружающую среду, которые при прочих равных условиях прямо пропорциональны времени выдерживания бетона. [88]
Развитию и совершенствованию метода электроразогрева бетонной смеси посвящены работы А.С. Арбеньева [3, 4], А.И. Гныри [23], Л.М. Колчеданцева [40, 41, 42], Б.А. Крылова [50, 51] В.В. Молодина [72, 73], М.М. Титова [97, 98] и многих других. Благодаря этим работам и с учетом вышеуказанных достоинств, предварительный разогрев в 70-х годах получил большое распространение. Так, по данным А.С. Арбеньева, уже к 1970 было уложено около 1 млн. м3 разогретых смесей.
Применение порционного электроразогрева бетонных смесей в больших объемах выявило серьезные технологические недостатки, поставившие под угрозу его использование в массовом строительстве. Для разогрева порции бетонной смеси объемом от 1-1,5 м3 до 2,5-3 м3 до 70С требуется от 300 до 900 кВт электрической можности. Большинство строительных объектов, за исключением крупных промышленных строек, такими электрическими мощностями не располагали. Увеличение времени разогрева с целью уменьшения требуемой мощности приводило к резкому уменьшению подвижности бетонной смеси, что вызывало трудности при ее укладке и уплотнении.
Исследование влияния параметров предварительной обработки бетонной смеси и режимов выдерживания на прочность стыка
Согласно плану эксперимента часть образцов после формования второй половины выдерживалась в пропарочной камере, чтобы исключить скорость остывания «нового» бетона, как фактор. Испытания проводились на прессе ПСУ-50 (ГОСТ 89-58) в лаборатории кафедры Строительных материалов и технологий СПбГАСУ. Схема нагружения образцов, испытываемых на растяжение при изгибе приведена на Рис. 2.1.1 и соответствует ГОСТ 10180-90. Схема нагружения образцов, испытываемых ни чистый сдвиг по специальной методике показана на рис. 2.1.2. Сочетания факторов, показавшие лучшие результаты проверялись повторным опытом и испытанием через 3 месяца. 2.2 Исследование влияния параметров предварительной обработки бетонной смеси и режимов выдерживания на прочность стыка
Исследования и разработки в области предварительного разогрева ориентированы на использование переменного электрического тока частоты 50 Гц, напряжением 380/220 В. Электрический ток с такими параметрами пропускают через бетонную смесь и разогревают до требуемой температуры. В ряде работ высказывается предположение о положительном влиянии электрического поля на глубину гидратации цемента и интенсивность нарастания прочности бетона в ранние сроки [28]. Например, в работе [40] приведены экспериментальные данные по прочности бетона при различных способах внесения тепла табл. 2.2.1
Применительно к предварительному электроразогреву основным технологическим фактором является температура разогрева смеси, которая оказывает существенное влияние на темпы набора прочности бетона и ее величину. Так же в зависимости от разницы температур «старого» и «нового» бетонов в различной степени будет проявляться эффект тепломассопереноса, что скажется на прочности стыка. Поэтому этот фактор включен в матрицу планирования, как основной проверяемый параметр обработки бетонной смеси. За нулевой уровень принято 60С из следующих соображений. Смеси разогретые до 60-70 С, обеспечивают суточный прирост прочности бетона 65-70% от проектного значения, что вполне приемлемо даже для конструкций, работающих на изгиб [96]. Нижний уровень 50С обусловлен тем, что при меньшей температуре эффект от предварительного разогрева существенно снижается [49]. Верхний предел температуры разогрева (70 С) принят по условиям техники безопасности и нецелесообразности достижения бетонной смесью высоких температур [35,38].
Важнейшим фактором, влияющим на обеспечение требуемых технологических параметров бетонных смесей в технологии предварительного электроразогрева, является количество воды затворения.
Физико-механические свойства бетона в большей степени зависят от его активных компонентов - воды и цемента. В соответствии с известным законом водоцементного отношения, от количества введенной в бетонную воды на смесь воды напрямую зависит прочность бетона. Также, на количество воды введенной в бетонную смесь влияют технологические факторы, на пример, необходимость обеспечения требуемой удобоукладываемости бетонной смеси. По данным Ю.М. Баженова [8] для завершения реакции гидратации цемента требуется примерно 20% воды от массы цемента, т.е. В/Ц=0,2. Однако по технологическим причинам воды в бетонную смесь вводят в 2-3 раза больше, т.е применяют смеси с В/Ц=0,4-0,6
Из литературного обзора [8, 24, 65] выявлено, что основной причиной сравнительно низкого качества соединения бетонов является усадка свежеуложенного бетона, основную часть которой составляет влажностная усадка. Снижение водоцементного отношения приводит к уменьшению количества несвязанной воды в бетонной смеси, тем самым уменьшив влажностную усадку. Так как подвижность смеси не является варьируемым параметром в данном исследовании, уменьшение количества введенной воды будет компенсироваться введением суперпластификатора различной концентрации до получения необходимой подвижности. Диапазон варьирования второго фактора-В/Ц принят в пределах от 0,38 до 0,5. За нижний предел водоцементного отношения принято значение 0,38-минимальное В/Ц достигнутое автором опытным путем при содержании максимально допустимой концентрации суперпластификатора и обеспечивающее подвижность бетонной смеси П4. Верхний предел В/Ц соответствует значению 0,5, что соответствует максимально допустимому количеству воды с применением 0,2% от массы цемента пластифицирующей добавки и сохранению заданного класса прочности бетона В25.
Третьим фактором принята скорость остывания свежеуложенного бетона, минимальным значением которого принята скорость 0 С/час, для имитации неостывающих, прогревных методов выдерживания бетона, а максимальный 2 С/час, из-за условия сохранения эффекта ускоренного набора прочности новым бетоном [38], при сохранении интенсифицирующего влияния предварительного электроразогрева на бетонную смесь.
Следует отметить, что все три варьируемых фактора являются независимыми друг от друга. Водоцементное отношение X] устанавливается путем взвешивания необходимого количества воды в пропорции от внесенного количества цемента. Скорость остывания Х2 регулируется эффективным утеплителем и замерами изменения температуры во время выдерживания, нулевая скорость остывания достигалась в пропарочной камере с температурой, соответствующей температуре свежеуложенного бетона. Разница температур разогрева бетонной смеси и «старого» бетона Х3 контролировалась с помощью ртутного термометра с ценой деления в 1С, расположенного в предусмотренном отверстии крышки камеры разогрева (рис. 2.1.3) и лазерного пирометра KWB.
Исследование влияния добавок на способность сохранять подвижность разогретыми смесями
При разогреве бетонной смеси с содержанием добавки 1% до 50 С испарение и количество поглощенной заполнителями воды уменьшалось, что увеличило подвижность разогретой смеси, а меньшая температура не приводила к стремительной гидратации цемента. Таким образом смесь теряла подвижность с П4 до Ш за 11 минут, а с П4 до ПЗ за 5 минут (рис. 3.2.1), что недостаточно для работы в условиях строительной площадки.
Во второй серии испытания добавки в бетонной смеси с содержанием 2%, интенсивность падения осадки конуса снизалась до уровня возможности практического применения, обеспечивая достаточный временной промежуток для перемещения бетонной смеси из устройства термообработки в бадьи и подачу на место укладки. При этом начальная O.K. увеличилась до 22 см, что соответствует марки П5, способность сохранять подвижность бетонной смесью с O.K. в пределах до 10 см (ПЗ) составила 33 минуты(см. 4 рис. 3.1.1) при 50 С нагрева и 24 (см. 3 рис. 3.1.1) мин при 70С нагрева, отсчитывая от окончания разогрева.
Суперпластификатор MC Bauchemie Russia Muraplast FK 63. Данная добавка произведена на основе полимера эфиров поликарбоксилатов. Её высокая эффективность достигается за счет стерического эффекта, электростатического отталкивания и эффекта отсроченной адсорбции.
По данным производителя добавка позволяет экономить цемент или перейти на более низкие марки с сохранением прежней прочности бетона за счет ее высокого водоредуцирующего эффекта. Также, как и предыдущая, добавка позволяет получить особо высокопрочные и долговечные бетоны, а также получить самоуплотняющиеся бетонные смеси. Незначительно влияет на сроки схватывания цемента при длительном сохранении подвижности бетонной смеси [120]. Дозировка 0,2 -2,5 %.
Испытания проводились по методике, описанной выше. Согласно результатам измерения начальной О.К т.е до разогрева бетонной смеси, данная добавка оказалась эффективнее, чем предыдущая, значение осадки составили 19 см и 23 см для 1% и 2% содержания пластификатора соответственно (табл. З.З.1.).
При исследовании прогретых смесей и 1% содержания, наблюдалось снижение O.K. с уровня 19 до 17 см и 16 см при 50 С и 70 С соответственно, непосредственно после разогрева. Далее при последующих 2-3 замерах наблюдалось постепенное снижение подвижности бетонной смеси при 1% концентрации и 50 С, которая достигала 16 см и резкое падение подвижности при 70 С до уровня Ш за 8 минут поле первичного разогрева. Общее максимальное время работы с бетонной смесью со снижением подвижности до 10 см составило 22 и 9 минут при 50 С и 70 С соответственно (рис 3.3.1). непосредственно перед электроразогревом; ОК , ОК ,...ОК - осадка конуса, измеренная через каждые 6±0,5 минут во время разогрева и поддержания температуры.
Часть эксперимента с содержанием 2% пластификатора показала увеличение способности сохранять подвижность бетонной смеси более 40 минут с изменением O.K. с 23 см до 15 см при 50 С и 26 минут с изменением осадки с 23 до 10 см при 70 С нагрева.
Таким образом, применение данной добавки предоставляет возможность увеличить временной отрезок для укладки смеси в опалубку при содержании (1%). Т, мин
Добавка представляет собой водный раствор поликарбоксилатного эфира и лигносульфоната, предназначена для производства товарного бетона. Рекомендованная производителем область применения: самоуплотняющиеся и литые бетоны.
Механизм действия добавки Glenium Sky 505 основан на адсорбции её молекул на поверхности частиц цемента. Благодаря этому на частицах образуется одноименный электрический заряд, возникающие при этом силы электростатического отталкивания не позволяют частицам сближаться и образовывать конгломераты. Кроме стерического эффекта в механизме действия присутствует и пространственный эффект, за который отвечают боковые цепи, являющиеся частью молекулы. Сумма этих двух эффектов приводит к высокому водоредуцирующему действию [121]. Замер осадки конуса до разогрева подтвердил высокие пластифицирующие свойства добавки, заявленные производителем, значения удобоукладываемости соответствовали 19 см при 1% концентрации и 22 см при 2% концентрации добавки в бетонной смеси (Табл. 3.4.1). Дальнейшее исследование разогретой смеси показало, что в течение первого цикла разогрева данная добавка не может обеспечить достаточную способность сохранять подвижность бетонной смеси. Осадка конуса, замеренная сразу после разогрева, составила 3 см для 50 С и 2 см для 70 С нагрева.
Апробация новой технологии в производственных условиях
Важными условиями реализации разрабатываемой технологии являются следующие организационные допущения. Сборные элементы и несъемная опалубка, изготавливаются силами домостроительного комбината, производящего монтажные работы на строительной площадке. Это позволит избежать взаимных претензий по вопросам качества конструкций в системе поставщик - потребитель. Ответственность за качество бетонной смеси, сборных элементов и процесс предварительного электроразогрева возлагается на линейных ИТР, а контроль за соблюдением технологической последовательности и общее качество осуществляет главный технолог комбината и подчиненная ему лаборатория и служба качества. Работники этих служб будут обеспечивать качество выпускаемой продукции в течение всего цикла производства работ, начиная от входного контроля, заканчивая сдачей в эксплуатацию. При таком подходе упрощаются процессы совершенствования технологии и изготовления необходимой технологической оснастки.
Оптимальной является такая ситуация, когда поставка бетона омоноличивания будет производиться с того же бетоносмесителыюго узла, что и бетон на производство сборных элементов. Это вполне достижимо ввиду незначительных объемов монолитных работ на строительной площадке. Внедрение новой технологии рассчитано на крупные домостроительные комбинаты такие, как «Гатчинский ДСК», «ДСК №5», «ДСК №3» и «ДСК «БЛОК», имеют на балансе собственные БСУ и отделы качества продукции. Укрупненная блок-схема, отражающая последовательность технологического процесса изготовления сборных элементов и несъемной опалубки, разогрева бетонных смесей и укладки их дело, изображена на рис. 4.1.1. Изготовление сборных элементов каркаса или несъемной опалубки осуществляется на стендах формования конструкций, на мощностях домостроительного комбината полного цикла, с применением гибкой технологии изготовления железобетонных изделий.
Обработка активной поверхности производится в соответствии с предлагаемой технологией на той же линии, что и формовка изделий. Вода, использованная для снятия цементного молочка с горизонтальных поверхностей изготовленных элементов несъемной опалубки, собирается со специального поддона и после прохождения фильтрации используется повторно, при этом компенсируется количество воды, утраченное на ее испарение и смачивание поверхности железобетонного элемента. Отфильтрованную взвесь - продукт обработки поверхности, можно использовать в качестве примеси к мелкому заполнителю. Перед распалубливанием конструкции на активную поверхность наносятся штробы путем механической нарезки алмазосодержащими абразивными кругами. Ширина штроб 4-6 мм, глубина 6-8 мм с шагом 25-40 мм. Штробы наносятся по вертикали и под углом 45 по отношению к проектному положению сборного элемента в конструкции, при вертикальном расположении, а при горизонтальном положении сопряжения - штробы наносятся перпендикулярно по отношению друг к другу. По завершении нарезки штроб активная поверхность сборного элемента промывается проточной водой из системы рециркуляции. Таким образом, обработка активной поверхности сборного элемента не образует отходов. Изготовление сборного элемента каркаса здания или сборного элемента несъемной опалубки
Принятие мер по минимизации водоиспарения (укрытие паронепроницаемыми материалами) и подключение термоактивных элементов опалубки. Термоактивное выдерживание бетона по задаваемому режиму. Последовательность технологических операций по изготовлению сборных элементов, обработке активной поверхности, предварительному электроразогреву бетонных смесей, их укладке и выдерживанию бетона. - для конструкций в несъемной опалубке Монтаж сборного элемента в сборно-монолитных зданиях с временным креплением (рис.4.1.2). По завершению этапа монтажа конструкций с раскреплением сборных элементов выполняются работы по армированию монолитных участков для обеспечения связности элементов и организации единой работы конструкции в целом.
Диаметр, шаг арматурных выпусков, наличие и количество дополнительных армирующих стержней определяется по расчету проектным институтом.
Монтаж; опалубки стыка, установка термоактивных элементов опалубки (рис 4.1.3). Применение термоактивных щитов и термоактивных гибких покрытий целесообразно при применении разогретых смесей для бетонирования тонкостенных конструкций. Подведение дополнительного незначительного количества тепла (0,1-0,2 кВт/м2) для компенсации теплопотерь в окружающую среду, обусловленных большим модулем поверхности, и на нагрев примыкания сборного элемента.
Приготовление бетонной смеси, пригодной для предварительного электроразогрева осуществляется на заводе-поставщике сборных элементов конструкции по существующей технологии с учетом требований к сохранению подвижности разогретыми бетонными смесями и достижением минимально возможного водоцементного отношения.
Предварительный электроразогрев бетонной смеси (рис 4.1.4) осуществляется на посту электроразогрева, оборудованном на территории строительной площадки, в зоне действия монтажного крана. Основными элементами поста электроразогрева являются рама - основание для агрегата разогрева, агрегат разогрева (ТВОБС), силовой шкаф с пультом управления.
На ригель рамы подвешена установка предварительного электроразогрева. С одной стороны к загрузочному лотку осуществляется подъезд автобетоносмесителей и подача бетонной смеси. С противоположной стороны монтажным краном подается тара для перегрузки разогретой бетонной смеси и подачи ее на место укладки.
Процесс разогрева происходит следующим образом. К установке подъезжает автобетоносмеситель, и оператор опускает его разгрузочный лоток в приемный бункер 1 (рис. 4.1.5) [44] при закрытых заслонках затвора 5. На 3-5 секунд включается вибратор 7, что обеспечивает заполнение внутреннего объема труб 2, 3 и раструба 4 с переходным патрубком. При этом обеспечивается также полный контакт бетонной смеси с поверхностями электродов. На электроды подается напряжение 380В, происходит нагрев бетонной смеси. По истечении 1,5-2 минут температура бетонной смеси в наклонной трубе достигает заданного значения в 50С, а вертикальной трубе 40С, включается вибратор, открываются заслонки затвора и обработанная смесь выдается в утепленный бункер универсального назначения для подачи в опалубку. Последующий процесс обработки смеси идет в непрерывном режиме.
