Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния монолитного домостроения в зимних условиях 12
1.1. Специфика ведения бетонных работ в зимних условиях 12
1.1.1. Основы физико-химических процессов и кинетика набора бетоном прочности зимой 12
1.1.2. Особенности возведения маломассивных монолитных конструкций в холодное время года 18
1.2. Анализ применяемых методов интенсификации твердения бетона 21
1.2.1. Безобогревные методы 21
1.2.2. Обогревные методы 24
1.2.3. Предварительный разогрев бетонной смеси 29
1.3. Перспективные технологии возведения маломассивных монолитных конструкций в условиях отрицательных температур наружного воздуха 33
1.3.1. Прогрев маломассивных монолитных конструкций греющими проводами 33
1.3.2. Обогрев маломассивных монолитных конструкций в термоактивной опалубке 36
1.3.3. Термовиброобработка бетонных смесей 45
Цель и задачи исследования 49
Глава 2. Теоретические исследования взаимовлияния процессов при термовиброобработке и электрообогреве бетона 51
2.1. Исследования влияния технологических воздействий на бетонную смесь при термовиброобработке 51
2.1.1. Исследование особенностей теплового воздействия на разогреваемую бетонную смесь 51
2.1.2. Комплексное влияние технологических воздействий на бетонную смесь при термовиброобработке 53
2.2. Анализ динамики теплового баланса при термоактивном выдерживании уложенного бетона из разогретой смеси 55
2.2.1. Особенности экзотермических процессов в термовибро-обработанной бетонной смеси при термоактивном выдерживании 55
2.2.2. Методика расчета экзотермии цемента в уложенном разогретом бетоне маломассивных монолитных конструкций при термоактивном выдерживании 66
2.2.3. Специфика протекания физико-механических процессов при тепловой обработке уложенного бетона из разогретой смеси 71
2.2.4. Расчетная методика оперативного контроля прочности бетона из разогретых смесей при термосном и термоактивном выдерживании по температурно-временному фактору 81
Выводы по второй главе 87
Глава 3. Экспериментальные исследования кинетики набора прочности бетоном из термовиброобработанных смесей при различных режимах выдерживания 89
3.1. Программа экспериментальных исследований 89
3.1.1. Характеристики применяемых материалов 89
3.1.2. Экспериментальное оборудование и оснастка 90
3.1.3. Методика проведения экспериментов 98
3.2. Влияние режимов бетонирования конструкций разогретыми смесями с термосным и термоактивным выдерживанием бетона на кинетику экзотермии цемента 105
3.3. Влияние параметров режимов термовиброобработки смеси и вида выдерживания маломассивной монолитной конструкции на кинетику набора прочности бетоном 112
Выводы по третьей главе 119
Глава 4. Разработка технологии работ для бетонирования маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным выдерживанием бетона 121
4.1. Обоснование конструкции и характеристик оборудования для активных режимов выдерживания бетона в построечных условиях 121
4.2. Разработка технологии и организации работ для бетонирования маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным выдерживанием бетона в построечных условиях 123
4.3. Обоснование основных положений по подбору технологических параметров термовиброобработки и термоактивного выдерживания бетона из разогретых смесей при устройстве маломассивных конструкций. Разработка регламента 132
4.3.1. Обоснование методики подбора рациональных технологических параметров термовиброобработки и термоактивного выдерживания бетона 132
4.3.2. Технологический регламент на бетонирование разогретыми смесями с активным выдерживанием маломассивных монолитных конструкций 134
4.4. Оценка ожидаемого технико-экономического эффекта от производственного внедрения технологии бетонирования маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным режимом выдерживания бетона 156
Основные выводы по диссертации 160
Список литературы 162
- Обогревные методы
- Экспериментальное оборудование и оснастка
- Разработка технологии и организации работ для бетонирования маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным выдерживанием бетона в построечных условиях
- Технологический регламент на бетонирование разогретыми смесями с активным выдерживанием маломассивных монолитных конструкций
Введение к работе
Актуальность. Рост объемов и прогнозы дальнейшего увеличения применения монолитного бетона в строительстве говорят о необходимости перехода к круглогодичной практике ведения монолитных бетонных работ. Термообработка бетона - один из важнейших технологических процессов монолитного домостроения. Анализ существующих технологий возведения маломассивных монолитных конструкций стен и перекрытий жилых и общественных зданий позволяет заключить, что они, получив за последние 40...50 лет значительное развитие, требуют дальнейшего совершенствования. Модернизация оборудования и оснастки наиболее распространенных в настоящее время технологий (непрерывного предварительного электроразогрева бетонной смеси, обогрева бетона в термоактивной опалубке или прогрева греющими проводами) по отдельности, очевидно, не приведет к радикальной интенсификации монолитного домостроения. Актуальность приобретают исследования, направленные на интенсификацию технологических процессов возведения маломассивных монолитных конструкций при низких отрицательных температурах воздуха путем комбинации наиболее рациональных из числа существующих методов зимнего бетонирования в единую технологию.
Целью работы являются теоретические и экспериментальные исследования, направленные на разработку технологии бетонирования маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным режимом выдерживания бетона при отрицательных температурах воздуха.
Задачи работы:
-
Проанализировать специфику возведения маломассивных монолитных конструкций при отрицательных температурах, обобщить научные основы и производственный опыт применения различных методов интенсификации бетонных работ в зимних условиях, сформулировать цель и задачи исследования.
-
Теоретически обосновать комплексное влияние технологических воздействий при термовиброобработке бетонной смеси и последующем выдерживании маломассивной конструкции на происходящие физико-химические и механические процессы: кинетику набора прочности, экзотермию при гидратации цемента, изменения температурных полей и структурообразование бетона.
-
Экспериментально изучить кинетику набора прочности бетоном из разогретых смесей с термосным (либо термоактивным) выдерживанием при различных температурах воздуха и обосновать рациональные параметры режимов термовиброобработки смеси и способы выдерживания бетона по критерию интенсификации процесса набора прочности; усовершенствовать методику расчета прочности бетона по температурио'временному фактору.
СПетербур
О» и»3
" ЯЗЬ]
-
Экспериментально исследовать кинетику экзотермии цемента как фактора, влияющего на динамику температурных полей в бетоне из разогретых смесей с термосным (либо термоактивным) выдерживанием при различных температурах воздуха, и обосновать параметры рациональных режимов термовиброобработки смеси и способы выдерживания бетона с учетом особенностей протекания процесса гидратации цемента; обосновать методику инженерного расчета экзотермии цемента в уложенном в маломассивную конструкцию бетоне из разогретых смесей по динамике температуры.
-
Обосновать основные положения технологии и организации работ и разработать технологический регламентна процесс бетонирования маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным режимом выдерживания бетона. Вьтолнить технико-экономическое обоснование эффекта при производственном внедрении разработанной технологии.
Объект исследований - технология бетонных работ при возведении маломассивных (Мп = 12 ... 18 м-1) монолитных конструкций в зимних условиях.
Предмет исследований - технологический процесс тепловой обработки бетонных смесей на тяжелом заполнителе при монолитном домостроении.
Научная новизна работы заключается в обосновании температур разогрева смеси при термовиброобработке и режимов выдерживания уложенного бетона (термосного либо термоактивного) в условиях различных температур воздуха, обеспечивающих максимальную интенсивность набора прочности путем поддержания рациональных скоростей остывания при минимуме временных, трудовых, материальных и энергетических затрат. Для заданного состава бетона с учетом массивности конструкции, температур воздуха и технологических особенностей, экспериментально выявлена специфика кинетики экзотермии цемента: как фактора, влияющего на температурный режим конструкции и подлежащего учету при назначении рациональной скорости остывания; как показателя развития процесса гидратации. Усовершенствована инженерная методика для оперативного контроля прочности бетона по температурно-временному фактору. Разработан технологический регламент на бетонирование маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным режимом выдерживания бетона.
Практическая значимость работы обусловлена масштабностью монолитного домостроения и заключается в распространении области применения технологии термовиброобработки бетонной смеси (ТВОБС) на маломассивные конструкции при низких отрицательных температурах воздуха путем ее комбинации с термоактивным выдерживанием, что позволяет получить 70... 100% проектной прочности бетона за 14... 18 часов летом, и 70...75% за 24 часа зимой при температуре воздуха до -20С за счет применения термоактивных гибких покрытий. Технология интенсифицирует процессы монолитного домостроения, обеспечивая высокий темп оборачиваемости современных нетермоактивных опалубочных систем, и обеспечивает положи-
тельный экономический эффект: экономию трудовых, материальных и энергетических ресурсов.
Достоверность результатов работы обеспечена необходимым объемом экспериментальных исследований, выполненных современными методами на поверенном оборудовании. Лабораторные стенды и оснастка выполнены из используемых в практике монолитного домостроения материалов с известными теплотехническими характеристиками. Применялась бетонная смесь производственного состава. Для обработки данных на ПК применялись современные программы EXCEL, Table Curve 2D и Table Curve 3D.
Методы исследования: анализ и синтез наиболее рациональных технологий зимнего бетонирования; математическое моделирование кинетики набора прочности бетоном по температурно-временному фактору согласно теории Г. Д. Вишневецкого и совершенствование инженерной методики оперативного прогноза прочности на основе сравнения теоретических показателей с экспериментальными; технико-экономическая оценка эффективности разработанной технологии.
На защиту выносятся:
-результаты анализа специфики существующих технологий возведения маломассивных монолитных конструкций при отрицательных температурах;
-обоснование температур разогрева смеси при ТВОБС и режимов выдерживания уложенного бетона в условиях различных температур воздуха, обеспечивающих максимальную интенсивность набора прочности при минимуме временных, трудовых, материальных и энергетических затрат;
-усовершенствованная методика инженерного расчета и прогноза прочности бетона по температурно-временному фактору;
-результаты исследования кинетики экзотермии цемента как фактора, влияющего на температурный режим выдерживания конструкции и как показателя развития процесса гидратации; методика инженерного расчета эк-зотермии цемента в уложенном бетоне по динамике температуры;
-схема бетонирования разогретыми смесями с активным режимом выдерживания бетона и технико-экономические показатели ее эффективности.
-технологический регламент на устройство маломассивных монолитных стен и плит перекрытий зданий с применением ТВОБС и активными режимами выдерживания бетона.
Реализация работы. Технологический регламент на устройство маломассивных монолитных стен и плит перекрытий с применением ТВОБС и активными режимами выдерживания бетона принят ЗАО ССМО «ЛенСпец-СМУ» для последующего использования при составлении проектов производства бетонных работ.
Апробация полученных результатов. Диссертационная работа трижды поддержана в рамках «Санкт-Петербургских конкурсов персональных грантов 2001,2002 и 2003 годов для аспирантов, молодых ученых и специалистов по исследованиям в области естественных и технических наук», проводив-
шихся при поддержке Министерства образования РФ, Российской Академии Наук и Администрации Санкт-Петербурга, на которых автор был удостоен грантов: грант № М01-3.13К-131 (диплом АСП №301373) в конкурсе
-
года, грант № М02-3.13К-100 (диплом АСП №302369) в конкурсе
-
года, и грант № М03-3.13К-16 в конкурсе 2003 года.
Основные положения работы, результаты теоретических и экспериментальных исследований, докладывались на 55-й и 56-й Международных научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и докторантов (Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 2002 и 2003); Международной научно-технической конференции «Обобщение теории и практики синэргобетонирования» (Владимир, ВлГТУ, 2002); Международной научно-практической конференции «Реконструкция - Санкт-Петербург - 2003» (СПбГАСУ); IX Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа» (Иваново, ИГАСА, 2002); 58-й, 59-й и 60-й научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов (СПбГАСУ, 2001,2002 и 2003).
Публикации. Основные положения диссертации отражены в 18 опубликованных работах, две из которых выполнены в соавторстве.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и приложений. Основной текст составляет 179 машинописных страниц, в том числе 42 рисунка и 13 таблиц.
Обогревные методы
Обогревные методы выдерживания бетона основаны на постоянной «подпитке» уложенного твердеющего бетона теплотой с помощью различного вида теплоносителей или нагретых поверхностей, передающих теплоту бетону конвективным или контактным способом. Под обогревом понимается подача тепловой энергии в периферийные зоны твердеющего бетона, а под прогревом -передача теплоты по всему его объему с большей или меньшей степенью равномерности. Сообщаемая бетону теплота повышает температуру выдерживания и компенсирует теплопотери в окружающую среду. К обогревным и прогрев-ным методам относятся: конвективные способы обогрева (горячим паром или горячим воздухом); инфракрасный обогрев, индукционный прогрев, контактный (кондуктивный) электрообогрев (греющей опалубкой или греющими матами), электропрогрев (включение твердеющего бетона в цепь переменного тока), электропрогрев греющими проводами и кабелями, а также гелиотермообработка. Недостатком всех обогревных методов является больший удельный расход электроэнергии, чем в безобогревных методах. Исключение составляет гелио-термообработка, где вместо электрической используется энергия Солнца.
Конвективные способы обогрева основаны на передаче бетону тепловой энергии с помощью нагретой (обычно движущейся) среды - теплого воздуха или пара. Бетон до приобретения им заданной прочности выдерживают в тепляках, которые могут быть объемными и охватывать всю бетонируемую конструкцию, и переносными плоскими или секционными, ограждающими лишь часть конструкции. Режим температуры в тепляке может быть мягким или жестким. При мягком режиме (+5...+20С) тепляк обеспечивает прежде всего удобство работающих людей (применительно к бетону метод не является обогревным), и лишь во вторую очередь - условия твердения бетона. В этом случае чаще всего используются электро- или паровые калориферы; твердение бетона замедляется, и растет продолжительность достижения распалубочной прочности. При жестком режиме тепляк обогревается острым паром или огневоздуш-ным способом: температура растет, но также резко растут и затраты энергии.
Пропаривание резко ухудшает качество бетона ввиду проявления более 20 вредных факторов [156], которые не учтены инструкциями, разработанными на основе испытания образцов-кубиков. Неравномерный и несвоевременный наружный обогрев вызывает в бетоне следующие явления: торможение реакций гидратации из-за образования оболочек вокруг зерен цемента; запаздывание эк-зотермии цемента в центре массива, что вызывает образование трещин; разрыхление смеси из-за неравномерного расширения воды и воздуха (по данным П. Г. Комохова соотношение коэффициентов расширения в системе «твердая фаза : вода : газ» составляет 1:100:1000 [120,122]); нарушение структуры бетона из-за тепловых ударов при распалубке. Перепады температур между слоями приводят к напряжениям в бетоне [25].
Инфракрасный обогрев основан на способности инфракрасных лучей (ИК-лучей) проходить сквозь газы и поглощаться твердым телом, трансформируясь в тепловую энергию и повышая этим его теплосодержание. РЖ-лучи генерируются нагревом керамических, карбид-кремниевых, карборундовых и силитовых нагревателей, либо кварцевых трубчатых и газовых керамических излучателей до температуры 300...2200С. Теплота от источника к бетону передается со скоростью света. Лучистый теплообмен подчиняется закону Стефана-Больцмана. Глубина проникновения лучей в опалубку или бетон не превышает 2 мм; от нагретых поверхностных слоев массив бетона прогревается за счет собственной теплопроводности [84]. Для создания направленного лучистого потока излучатели заключают в алюминиевые плоские, трапециевидные, параболические или сферические отражатели. РЖ-нагрев применяют при: отогреве арматуры, промороженных оснований и бетонных поверхностей; тепловой защите уложенного бетона; ускорении твердения бетона стен [77,90], перекрытий [91] и других элементов в деревянной или металлической опалубке и их стыков [83], либо возведении высотных сооружений в скользящей опалубке. Автоматика, периодически включая и выключая ИК-установки, обеспечивает заданные температурные и временные параметры.
Развитию метода инфракрасного обогрева бетонируемых конструкций стен и перекрытий посвятили свои работы Н. Н. Данилов [90,91,96] и специалисты его школы: В. И. Бочаров, С. Л. Герман [77], С. Г. Головнев, В. Д. Копылов, В. Д. Осауленко, Г. К. Семашин и другие ученые. Обработке тонкостенных бетонных конструкций инфракрасным излучением посвящены работы Б. В. Генералова, Ю. В. Пермякова, В. В. Шкилева [165,166,167].
Индукционный прогрев монолитных каркасных конструкций предложен А. А. Комиссаровым и внедрен Б. М. Красновским [127,130]. Проводник-катушка с током образует пространственное электромагнитное поле. В располагаемом в поле ферромагнитном сердечнике посредством электромагнитной индукции наводятся вихревые токи Фуко и происходит нагрев сердечника. Протекающий по последовательным виткам уложенного на наружной поверхности опалубки изолированного провода-индуктора (с медными или алюминиевыми жилами) переменный ток разогревает арматуру, а также опалубку, если она стальная. Бетон нагревается от внутренней арматуры и опалубки. Область применения: тепловая обработка колонн, балок, прогонов, прочих каркасных конструкций с густым армированием [194] замоноличивание стыков; прогрев сталебетонных конструкций и бетона омоноличивания стального каркаса; отогрев арматуры и стальной опалубки до положительных температур. Достоинство метода - применимость к таким конструкциям при любой температуре наружного воздуха [4]. Недостатки: необходимость густого армирования или металлической опалубки и повышенный расход электроэнергии (используются активная и индуктивная составляющие тока и коэффициент использования мощности на практике составляет 0,5...0,7). Потребная установленная мощность примерно вдвое выше, чем при электро- и ИК-прогреве).
Контактный (кондуктивный) электрообогрев бетона основан на использовании теплоты, выделяемой в нагревателе при прохождении по нему тока [93]. От нагревателя греется плоскость опалубки [92]. Поверхность бетона нагревается контактным способом. В глубинные слои бетона теплота передается посредством теплопроводности. Преимущественно применяются термоактивные опалубки и термоактивные гибкие покрытия (ТАГП) [35]. В качестве нагревателей в них могут быть использованы: тепловые трубы [195], пластинчатые [213] и трубчатые электронагреватели (ТЭН) [188,190,193]; греющие провода [144], кабели, лента, пластик, фанера, графит [153] полимер [2,168], тканевые [89] и сетчатые [135] нагреватели. Греющую опалубку и ТАГП целесообразно применять для обогрева плоских тонкостенных конструкций, а также конструкций средней массивности при любой температуре наружного воздуха [189,208,175]. Удобный способ отогреть промороженный грунт основания или слой бетона - греющие маты. Теплосъем с теплоотдающей поверхности должен быть равномерным во избежание ее перегрева, выгорания тканей и расплавления.
Электропрогрев бетона основан на превращении электроэнергии в тепловую при прохождении переменного тока через обладающий омическим сопротивлением твердеющий бетон. Уложенный бетон включается в электроцепь переменного тока пониженного напряжения: 50..Л27 В. Температура уложенного в опалубку бетона повышается до максимально допустимой или экономически обоснованной и поддерживается в течении времени, за которое бетон набирает критическую или заданную прочность. Расчет электропрогрева заключается в определении потребной мощности, выборе параметров температурного режима, определении расстояния между электродами и потребного напряжения. Под режимом прогрева понимается скорость подъема температуры в бетоне, предельная температура разогрева и длительность изотермического выдерживания, скорость остывания бетона и требуемая для нее теплоизоляция опалубки [1]. В технологии электродного прогрева при сборке и разборке опалубки необходимо постоянно устанавливать новые электроды, подключать и отключать их. Из-за вынужденного включения массы опалубки и арматуры в цепь электротока увеличивается расход электроэнергии и снижается качество прогрева [145]. В практике использования электродов выявились случаи их самопроизвольного выключения из электроцепи при потере электропроводности контактным слоем твердеющего бетона [15,182].
Экспериментальное оборудование и оснастка
Оборудование и оснастка (Рис. 3.1), применяемые в экспериментальных исследованиях, размещались на лабораторной базе ЗАО «ЖБКиД» (Санкт-Петербург).
Барабанный бетоносмеситель роторного типа емкостью 50 литров, работающий от переменного тока напряжением 220 В применялся для смешивания компонентов и получения бетонной смеси требуемого состава. Продолжительность перемешивания одного замеса составляла 4... 5 минут.
Подача готовой бетонной смеси в приемный бункер установки ТВОБС осуществлялась ведрами.
Электрораспределительный шкаф ШРС1 (ТУ 36-2242-80) подавал трехфазный переменный ток напряжением 380 В промышленной частоты 50 Гц на экспериментальное оборудование лаборатории. Оборудование, работающее при напряжении 220 либо 36 В, запитано через понижающие трансформаторы 380/220 и 380/36 В соответственно.
Лабораторная установка ТВОБС (Рис. 3.2) состоит из приемного бункера объемом 0,025 м3, термовиброоргана с камерой разогрева объемом 0,015 м3, вибратора, и выводного патрубка 0100 мм с ручным затвором. Корпус термовиброоргана - труба специальной конструкции диаметром 180 мм, на внутренней поверхности которой электроизолированно размещены три электрода треу гольного сечения общей площадью 0,144 м2. К каждому электроду подведена фаза трехфазного переменного тока напряжением 380 В промышленной частоты 50 Гц. Внутри корпуса коаксиально расположен центральный стержень, к которому подключен нулевой провод трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью. Стержень оборудован электронным термодатчиком, выводящим показания в реальном времени на цифровую шкалу с точностью 1С. На корпусе камеры разогрева закреплен вибратор ИВ-99Б-2 (ТУ 22-177-44-91), работающий от переменного электрического тока силой до 11 А, напряжением до 380 В, промышленной частоты 50 Гц.
Скорость вращения дебалансов 2775 об/мин. Производительность установки ТВОБС составляет 0,6 м3/час; удельный расход электроэнергии 40...45 кВтч/м3; требуемая установленная мощность 30 кВт.
Два экспериментальных стенда (Рис. 3.3 и 3.4) идентичной конструкции (первый - для термосного выдерживания бетона, второй - термоактивный) имитировали фрагменты монолитного перекрытия (Рис. 3.6) толщиной 160 мм (Мп=12,5 м-1).
Мягкие минераловатные покрытия «ISOVER КТ-50-80» финского производства толщиной 50 мм с коэффициентом теплопроводности X = 0,036 Вт/(м-С), упакованные в герметичные полиэтиленовые чехлы для защиты от влаги, применялись как утеплитель при термосном выдерживании бетона.
Термоактивное гибкое покрытие (ТАГП) с мощностью теплового потока 100 Вт/м служило для подачи тепла в твердеющий бетон при термоактивном выдерживании (Рис. 3.7). Греющий электропровод ЭПГ-80.2,00.30 разработан Белорусской государственной политехнической академией (Патент №1669).
Провод соответствует ТУ РБ 37311858.001-96. Производство согласовано со службами санитарного и пожарного надзора. Зарегистрирован в «Белгосстан дарте», сертификат №003117 от 14.03.1996 г., протокол № 05/349-96. Токопро водящая греющая полимерная жила диаметром 5 мм (условное сечение 2 мм из вискозных волокон с высокой развернутой поверхностью (до 6000 волокон впучке на 1 мм ), подвергнутых специальной физико-химической и термической обработке с насыщением активированными составами для получения заданной электропроводности, получена методом свивания в шнур или утолщенную нить. На поверхность вискозного провода нанесена электротермоизоляция. Провода гибкого греющего покрытия закреплены клеем и пластиковыми фиксаторами от смещения, вводные концы соединены с подключающими стыками из медного провода длиной 20...30 см и сечением 0,75 мм2, контакты разделаны запайкой и изолированы. Мощность тепловыделения 10 Вт/м.пог. при питающей сети переменного тока 220 В. В конструкции ТАГП проложена гибкая теплоизоляция из фольгоизола толщиной 5 мм, препятствующая отдаче теплоты вверх и способствующая усилению ее потока на перекрытие вниз. Гидропаро-изоляция ТАГП в виде внешнего кожуха из прорезиненной ткани защищает утепляющий слой и перекрытие от проникновения влаги, способствует аккумуляции и равномерному распределению теплоты, поступающей от проводов, и выполняет роль защитного экрана от поражения электрическим током.
Ручной глубинный вибратор ИВ-117-2 с вибронаконечником (ТУ 22-4666-80) применялся для уплотнения уложенной во фрагмент монолитного перекрытия разогретой бетонной смеси. Вибратор работает от переменного электрического тока силой до 20 А, напряжением до 40 В, промышленной частоты 50 Гц. Скорость вращения дебалансов 2800 об/мин.
Ртутные технические термометры ТТЛ №4/253 (ТУ 25-2021.010-99ТТ) с диапазоном измерений 0... 100С и ценой деления шкалы 1С измеряли температуру воздуха в лаборатории, температуру бетонной смеси перед разогревом, а также динамику температуры в разогретом уложенном бетоне в период твердения экспериментальных фрагментов монолитного перекрытия.
Ртутный термометр Ц.0-80 (ТУ 25-2021.010-99ТТ) с диапазоном измерений -50...+50С и ценой деления шкалы 1С измерял температуру наружного воздуха в уличных условиях.
Гидравлический пресс П-125 №5060 (ГОСТ 8905-73) с диапазонами измерений 125000/62500 кгс и ценой деления шкалы 250/125 кгс использовался для испытания на прочность кубиков-образцов с размером грани 100 мм и кубиков-образцов с размером грани 150 мм в ранние сроки твердения. Поверки пресса производились 19.04.2001 и 13.04.2002.
Гидравлический пресс П-250 №1790 (ГОСТ 8905-73) с диапазонами измерений 250000/125000 кгс и ценой деления шкалы 500/250 кгс использовался для испытания на прочность кубиков-образцов с размером грани 150 мм. Поверки пресса производились 19.04.2001 и 13.04.2002.
Разработка технологии и организации работ для бетонирования маломассивных монолитных конструкций разогретыми смесями с активным выдерживанием бетона в построечных условиях
Технология и организация работ по бетонированию маломассивных монолитных стен и перекрытий разогретыми смесями с активным режимом выдерживания бетона разработана на основании установленных в ходе исследований рациональных параметров ТВОБС и режима выдерживания бетона.
Разработанные технологические схемы возведения маломассивных монолитных конструкций стен и перекрытий приведены на Рис. 4.1 и 4.2.
Технико-экономическая эффективность разработанной технологии определяется результатом сравнения вариантов возведения маломассивных монолитных стен и перекрытий в зимних условиях на примере типового этажа 17-этажного жилого дома.
Схема №1 представляет собой наиболее распространенную в настоящее время технологию устройства стен и перекрытий в зимних условиях с подачей бетона бадьями и применением электропрогрева уложенного бетона стальной изолированной проволокой. План типового этажа представляет собой три при мерно равных крыла, каждое из которых разделено на 5 захваток (Рис. 4.3,а).
Ведомость объемов работ, трудозатрат и машинного времени по захваткам приведены в Таблице 4.2. Работы выполняются силами 4 бригад. Состав бригад арматурщиков и монтажников представлен в Таблице 4.6. Согласно календарному графику (Таблица 4.3) продолжительность работ по возведению стен и перекрытий типового этажа составляет 20 смен (10 суток при организации работ в 2 смены). Технологические перерывы продолжительностью около 2 суток обусловлены термоактивным выдерживанием забетонированной конструкции.
Во время технологических перерывов в работе бригады арматурщиков и монтажников выполняют работы по устройству монолитных лестничных узлов.
Схема №2 представляет собой технологию бетонирования разогретыми смесями с активным режимом выдерживания уложенного бетона. Каждое из крыльев типового этажа разделено на 2 захватки (Рис. 4.3,6). Ведомость объемов работ, трудозатрат и машинного времени по захваткам приведены в Таблице 4.4. Работы выполняются силами 4 бригад. Состав бригад арматурщиков и монтажников представлен в Таблице 4.7. Согласно календарному графику (Таблица 4.5) продолжительность работ по возведению стен и перекрытий типового этажа составляет 11 смен (5,5 суток при организации работ в 2 смены). Продолжительность технологических перерывов составляет не более 24 часов, что обусловлено повышенной интенсивностью роста прочности бетона после ТВОБС при активном режиме выдерживания конструкции. Во время технологических перерывов идут работы по устройству монолитных лестничных узлов.
Комбинация с термоактивным гибким покрытием распространяет область применения технологии ТВОБС на маломассивные конструкции при температурах воздуха до -20С и позволяет получить 70...75% проектной прочности бетона за 24 часа. Сравнение организационно-технологических схем бетонирования по традиционной технологии (схема «кран - бадья» и применение греющего провода) и по разработанной технологии показало: технология интенсифицирует процессы монолитного домостроения, обеспечивая высокий темп оборачиваемости современных нетермоактивных опалубочных систем; сокращение сроков строительства дает положительный экономический эффект.
Технологический регламент на бетонирование разогретыми смесями с активным выдерживанием маломассивных монолитных конструкций
Регламент на устройство маломассивных монолитных стен и плит перекрытий включает методику вариантного выбора параметров ТВОБС и режима выдерживания по критерию рациональной продолжительности выдерживания бетона при минимуме энергетических затрат.
Область применения технологического регламента распространяется на процесс возведения маломассивных монолитных железобетонных стен и плит перекрытий жилых и общественных зданий различной этажности при температуре наружного воздуха от +10С до -20С и модуле поверхности бетонируемой конструкции 10... 16 м"1. Регламентом предполагается применение установки ТВОБС, укладка горячих бетонных смесей в современные нетермоактивные опалубочные системы (алюминиевую щитовую опалубку ЦНИИОМТП, либо щитовыые опалубки фирм «DOKA», «FARESIN», «PERI» и их аналоги), при необходимости - использование термоактивных гибких покрытий (ТАГП).
Регламент принят ЗАО ССМО «ЛенСпецСМУ» для дальнейшего применения при составлении проектов производства бетонных работ.
Технологический регламент разработан на устройство маломассивных монолитных железобетонных стен и плит перекрытий жилых и общественных зданий различной этажности, при температуре наружного воздуха не ниже -20С и модуле поверхности бетонируемой конструкции 10... 16 м"1. Предполагается применение алюминиевой щитовой опалубки ЦНИИОМТП, либо щитовых опалубок фирм «DOKA», «FARESIN», «PERI».
В состав работ, рассматриваемых регламентом, входят: армирование конструкций; монтаж и демонтаж опалубки; транспортировка бетонной смеси, термовиброобработка смеси; укладка и уплотнение бетонной смеси; термосное либо термоактивное выдерживание уложенного бетона; доводка отформованных конструкций; требования к готовому изделию; техника безопасности при производстве работ.
АРМИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. Хранение поступившей на стройплощадку арматуры в осуществляется в зоне действия крана. Арматурные стержни хранятся отсортированными по маркам, диаметрам и длинам; рулонные сетки - свернутыми, в вертикальном положении; плоские сетки и каркасы - в штабелях высотой до 1,5 м, на прокладках. Ширина прокладок - не менее 150 мм; толщина - не менее 50 мм.
1.2. В состав работ по армированию конструкций входят: разметка мест расположения каркасов; установка фиксаторов для создания защитного слоя бетона; установка арматурных каркасов в проектное положение; крепление каркасов между собой отдельными стержнями и вязка соединений отожженной проволокой; сварка каркасов; монтаж закладных деталей.
1.3. До начала монтажа необходимо: проверить соответствие арматуры проектным размерам и качество ее выполнения; нанести на поверхность арматуры антикоррозионную грунтовку. Проемы в перекрытиях надлежит закрыть щитами или поставить временное ограждение.
1.4. К установке арматуры возводимых стен приступают после монтажа опалубки с одной стороны стены.
1.5. Пластмассовые фиксаторы для создания защитного слоя бетона устанавливаются с шагом 0,4 м в шахматном порядке. Толщина защитного слоя для рабочей арматуры должна быть не менее ее диаметра и не менее 15 мм; для поперечной и распределительной арматуры - не менее 10 мм.
1.6. Подача арматуры к месту монтажа производится краном: отдельные стержни - пучками; сетки - рулонами; каркасы - в пачках. Каркасы массой до 50 кг монтируются вручную; массой более 50 кг - с помощью крана.
1.7. Установка арматуры в конструкцию производится согласно рабочим чертежам. Замена предусмотренной проектом арматурной стали по классу, марке должна быть согласована с проектной организацией.
1.8. Расстояния в свету между отдельными стержнями продольной арматуры, а также между продольными стержнями соседних плоских сварных каркасов принимаются не менее трех диаметров соответствующих стержней.
1.9. При армировании конструкции отдельными стержнями, установленными внахлестку без сварки, длина нахлестки должна быть не менее 400 для арматуры A-I и А-П; не менее 500 - для арматуры АШ.
1.10. Армирование конструкций сварными сетками и каркасами допустимо без сварки, внахлестку на указанную в проекте длину, но не менее 250 мм.
1.11. Монтаж скрытой электропроводки производится согласно рабочим чертежам. Недопустимы перелом или смятие каналообразующей трубки.
1.12. Приемка смонтированной арматуры и элементов скрытой проводки осуществляется до укладки бетона и оформляться актом скрытых работ. Запрещается выполнение последующих работ при отсутствии актов освидетельствования предшествующих скрытых работ.
2. МОНТАЖ И ДЕМОНТАЖ ОПАЛУБКИ
2.1. Хранение поступившей на объект опалубки осуществляется на специальной площадке. Длительное хранение опалубки осуществляется в закрытых помещениях или под навесами; кратковременное хранение и рихтовка - по маркам в кассетах или на инвентарных подпорных раскосах.
2.2. До начала производства опалубочных работ необходимо выполнить ряд подготовительных работ: оборудовать площадку для приема опалубки; завезти на объект необходимый комплект опалубки, оснастки и приспособлений, инструмент, материалы и смазку для щитов; подготовить основания мест установки опалубки (очистить от мусора, выполнить разбивку осей стен и нивелирование поверхностей перекрытий).
2.4. Подача панелей и отдельных щитов массой до 50 кг осуществляется вручную; массой свыше 50 кг - краном с помощью двухветвевого стропа.
2.3. Сборка опалубочных панелей из отдельных унифицированных элементов производится на горизонтальной площадке с применением деревянных подкладок, и строго по сборочным чертежам. Соединение щитов в одной плоскости осуществляется при помощи быстродействующих зажимов и универсальных зажимов: для компенсирующих деревянных соединений до 15 см; для соединения элементов при вертикальном надстраивании; для соединения с брусом (при опалубливании торца стены). Компенсирующие промежутки более 15 см и уступы перекрываются двумя зажимными шинами по высоте элемента.
2.5. Опалубка стен устанавливается в следующем порядке: монтаж опалубки одной стороны стены на всю высоту этажа; установка проемообразовате-лей: дверных, оконных и инженерных сетей; монтаж арматуры и элементов скрытой проводки; монтаж опалубки второй стороны стены.
2.6. Установку проемообразователей ведут согласно рабочим чертежам одновременно с установкой опалубки первой стороны стены в следующем порядке: стропуют проемообразователь (из бывшей в употреблении фанеры) за монтажные петли и подают к месту установки; фиксируют проемообразователь распорками в проектном положении; крепят проемообразователь к опалубочному щиту гвоздями и расстроповывают.
2.7. При монтаже опалубки второй стороны стены противостоящие щиты или панели соединяются анкерными стержнями (в полых ПВХ-трубках для защиты от бетонной смеси на всю толщину конструкции) и элементами «суперплита» с шагом, определяемым конструкцией опалубки, и в 2...3 уровнях по высоте. Не используемые анкерные отверстия необходимо закрыть пробками.
2.8. Расстояние от вертикали или проектного наклона плоскостей опалубки и линий их пересечения для стен высотой до 5 м не должно превышать 10 мм; смещение осей опалубки от проектного положения для стен не должно превышать 8 мм; допускаются местные неровности опалубки при проверке двухметровой рейкой до 3 мм. Запрещается крепить рамные элементы в следующих случаях: односторонний наклон более 4; двусторонний наклон более 4,5; при положении одного противостоящего щита ниже другого более чем на 5 см (при креплении их анкерными стержнями).
