Способы транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси. Выдерживание и уход за бетоном

Транспортирование бетонной смеси включает в себя доставку ее от места приготовления на строительный объект, подачу смеси непосредст­венно к месту укладки и распределения по блоку бетонирования.

Процесс транспортирования бетонной смеси должен предусматривать ее бесперегрузочную доставку от места приготовления до пункта перегрузки в бетоноприемное устройство на строительной площадке или места разгрузки транспортного средства непосредственно в опалубку бетонируемой конструкции. При этом принятая технология и организация транспортирования должны обеспечивать на месте укладки заданные проектом показатели подвижности бетонной смеси, а изготовленный из нее бетон, при правильном режиме выдерживания, — проектную марку бетона по прочности и другие проектные характеристики. При транспортировании бетонной смеси в зимних условиях к моменту ее укладки должна быть обеспечена температура смеси, достаточная для нормального выдерживания бетона.

Для транспортирования бетонной смеси, в зависимости от ее начальной подвижности, сроков схватывания цемента, расстояния перевозки, температурно-влажностных условий окружающей среды, вида дорожного покрытия и технологической совместимости транспортных средств с бетоноприемными оборудованием, используют автомобили-самосвалы, автобетоновозы, автобетоносмесители, автомобили с перевозкой на них смеси в капсулах или бадьях. При значительных объемах работ, высокой интенсивности бетонирования и расстоянии между пунктами приготовления и укладки бетона не более 300 м экономически оправдано использование для транспортирования бетонной смеси ленточных конвейеров.

При перевозке смеси автосамосвалами возникают большие труд­ности по защите смеси от замерзания, высушивания, утечки цементного мо­лока через щели в кузовах, а также по необходимости их последующей руч­ной очистки. Автобетоновоз — специализированная машина для перевозки бетонных смесей, оборудованная крышкой на загрузочной части и затвором у выгрузочного отверстия кузова. Каплевидная (мульдообразная) форма кузова способствует уменьшению расслоения бетонной смеси в процессе транспортирования, а возможность подъема кузова под углом до 90º облегчает выгрузку смеси. Наиболее эффективным средством транспортирования являются автобетоносмесите­ли, которые загружают на заводе сухими компонентами и в пути следования или на стройплощадке приготавливают бетонную смесь с осадкой конуса от 1 см и выше при температуре окружающего воздуха не ниже 0°С. Выпуска­ют автобетоносмесители вместимостью по готовому замесу от 3 до 10 м³. Дальность перевозки сухих компонентов смеси в автобетоносмесителях технологически не ограничена. Перемешивание их с водой обычно начина­ют за 30 - 40 мин. до прибытия на объект. В автобетоносмесителях выгодно перевозить также готовые бетонные смеси вследствие имеющейся возмож­ности их побуждения в пути за счет вращения барабана. Технологические особенности средств транспортирования бетонной смеси приведены в табл. 5.1.

Поскольку автобетоносмесители оборудованы вращающимися ба­рабанами, то их возможно использовать не только для перевозки смеси с ее перемешиванием, но и для приготовления ее на стройке из отдозированных компонентов.

Таблица 5.1 - Технологические особенности транспортных средств, предназначенных для перевозки бетонных смесей

Вид транспортного средства	Основные технологические особенности	Область наиболее рационального использования
Автобетоносмеситель	Возможность перевозки сухих и готовых бетонных смесей с побуждением в пути и порционной выгрузкой	Транспортирование бетонных смесей с выгрузкой в любое бетоноприемное оборудование, включая приемные бункера бетононасосов, или непосредственно в бетонируемую конструкцию
Автобетоновоз	Невозможность порционной выгрузки бетонной смеси, незащищенность от атмосферных воздействий	Транспортирование бетонных смесей любой подвижности с выгрузкой в бетоноперегружатели, пакеты полноповоротных бадей или непосредственно в бетонируемую конструкцию
Автомобиль-самосвал	Невозможность порционной вы­грузки бетонной смеси, потери от 2 до 3 % смеси при перевозке пластичных смесей в результате расслаивания и выплескивания, незащищенность от атмосферных воздействий	Транспортирование малоподвижных бетонных смесей на расстояние от 10 до 20 км в приемные бункера бетоноперегружателей, пакеты полноповоротных бадей или непосредственно в бетонируемую конструкцию

Доставленную на объект смесь подают в бетонируемые кон­струкции кранами в неповоротных или поворотных бадьях или ленточными конвейерами (транспортерами), бетононасосами и пневмонагнетателями (по трубам), звеньевыми хоботами и виброхоботами, ленточными бетоно­укладчиками. Поворотные бадьи вместимостью 0,5... 8 м³ загружа­ют непосредственно из самосвалов или бетоновозов, причем при вместимо­сти бадей 0,5 м³ - по четыре сразу (рис 5.4), а бадьи на 1,5... 8 м³ загру­жают из бетоновозов, вместимость кузова которого равна или кратна вмес­тимости бадьи, сразу. Ленточные передвижные кон­вейеры применяют в тех случаях, когда подать смесь к месту укладки средствами доставки или в бадьях трудно или невозможно. Конвейерами длиной до 15 м подают смесь на высоту до 5,5 м. Чтобы уменьшить высоту свободного падения смеси при выгрузке, применяют направляющие щитки или воронки. Но конвейеры в процессе бетонирования необходимо часто переставлять. Поэтому более

Рис. 5.4 – Загрузка поворотных бадей и выгрузка в опалубку конструкции: а - загрузка бетонной смеси в поворотных бадьях; б - укладка бетонной смеси в поворотных бадьях

1 - поворотная бадья малой вместимости; 2 - поворотная бадья большой вместимости; 3 - бетонируемая конструкция; 4 - кран

эффективны в этом отношении самоходные ленточные бетоноукладчики, смонтированные на базе трактора и оборудованные скиповым подъемником и ленточным конвейером длиной до 20 м. Бетононасосы применяют для подачи сме­си в любые виды конструкций, расположенных в стесненных условиях и в местах, не доступных для других средств транспорта. Их широко применя­ют при бетонировании обделок коллекторов, возведении стен водонапор­ных башен, градирен и др. Промышленность выпускает бетононасосы с ме­ханическим приводом с подачей 10 м³/ч и с гидравлическим приводом на 20... 30 м³/ч при подаче ими смеси по стальному разъемному трубопрово­ду (бетоноводу) на расстояние по горизонтали до 300 м и по вертикали до 50 м. Пневмонагнетатели также используют для бесперегрузочной подачи смеси и ее укладки. Максимальная дальность транспортирования смеси со­ставляет 200 м по горизонтали или до 35 м по вертикали при подаче до 20 м³/ч. Для распределения и подачи смеси непосредственно на месте ук­ладки в качестве средства вертикального транспорта (при высоте 2... 10 м) применяют хоботы, представляющие собой трубопровод из конусных ме­таллических звеньев и верхней воронки. Применяют также виброхоботы, представляющие собой звеньевой хобот с вибратором. На загрузочной воронке вместимостью 1,6 м³ и секциях виброхобота диамет­ром 350 мм через 4... 8 м устанавливают вибраторы-побудители, а также гасители.

Подачу и распределение бетонной смеси в конструкции на расстоянии до 20 м с уклоном к горизонту 5... 20⁰ обеспечивают виброжелобами в сочетании с вибропитателем вместимостью 1,6 м³. Им можно укладывать смеси до 5 м³/ч при угле наклона 50, а при угле 150 – до 43 м³/ч.

Качество бетонируемых конструкций во многом зависит от пра­вильной укладки и уплотнения бетонной смеси. Смесь при укладке должна плотно прилегать к опалубке, арматуре и закладным частям сооружения, а также полностью заполнять (без каких-либо пустот) объем бетонируемой конструкции.

Способы укладки смеси. Смесь укладывают горизонтальными слоями толщиной 30... 50 см по всей площади бетонируемой части соору­жения (блока). При этом все слои укладывают в одном направлении, одина­ковой толщины, непрерывно на всю высоту и тщательно уплотняют. Для равномерного распределения смеси в массивных неармированных блоках применяют малогабаритные электробульдозеры на базе гусеничного трактора или оборудованные отвалом электровездеходы, приводимые в движение питающим электрокабелем. Если размеры бетониру­емого блока не позволяют применить микробульдозеры, то смесь распреде­ляют вручную лопатами. При этом если смесь можно подать на любой уча­сток бетонирования, трудоемкость ее распределения незначительна, а если нет, то приходится ее дополнительно перемещать. Перекидывать смесь во избежание ее расслоения допускается лишь в исключительных случаях; двойная перекидка не допускается. Продолжительность ук­ладки слоя ограничивается временем начала схватывания цемента, устанав­ливаемого лабораторией. Перекрывать предыдущий слой последующим не­обходимо до начала схватывания цемента в предыдущем слое.

Бетонную смесь лучше всего укладывать из самосвалов, бетоново­зов и бетоносмесителей непосредственно в конструкцию (рис. 5.5, а... в), т.е. наиболее простым способом. При невозможности такой укладки смесь в конструкцию подают с помощью вибропитателя и виброжелобов (рис. 5.5, г). В массивные и большеобъемные конструкции смесь укладыва­ют с помощью специальных бетоновозных эстакад и передвижных мостов, оборудованных приемными воронками и хоботами, на которые заезжают бе­тоновозы. При бетонировании стен сооружений, в том числе заглубленных (опускных колодцев и т.п.), смесь укладывают кранами в бадьях (рис. 5.5, д, е) и подъемниками. Укладку смеси в массивные конструкции, а также в стесненных условиях осуществляют ленточными транспортерами (конвейерами). Однако, поскольку при такой укладке много времени затра­чивается на перестановку транспортеров, применять их целесообразно только при больших объемах бетона, укладываемых с одной стоянки. Смесь в рассредоточенные конструктивные элементы укладывают с помощью са­моходных ленточных бетоноукладчиков со стрелой постоянной длины (рис. 5.5, ж) и телескопической (рис. 5.5 з).

Рис. 5.5 – Способы укладки бетонной смеси

1 – автосамосвал, 2 – автобетоновоз, 3 – автобетоносмеситель, 4 – вибратор, 5 – упорный брус, 6 – опалубка, 7 – лоток, 8 – воронка, 9 – труба, 10 – стойка, 11 - виброжелоб (или лоток), 12 – вибропитатель, 13 – краны, 14 – звеньевой хобот, 16 – самоходные бетоноукладчики

При необходимости более интенсивного ведения бетонных работ и частого перебазирования оборудования применяют автобетононасосы АБН с распределительной стрелой, снабженной бетоноводом. АБН может подавать смесь на расстояние до 400 м и высоту до 80 м. Им особенно удобно подавать смесь в высокорасположенные (рис. 5.6) или отдаленные конструктивные элементы при загрузке смесью из автобетоносмесителей.

Рис. 5.6 – Укладка бетонной смеси бетононасосами: а - подача бетонной смеси автобетононасосом с распределительной стрелой; б,в,г - варианты комплексов с использованием прицепного мобильного бетононасоса

1 - бетонируемая конструкция; 2 - автобетононасос; 3 - автобетоносмеситель; 4 - прицепной мобильный бетононасос; 5 - бетоноперегружатель-смеситель; 6 - бетоновоз (автомобиль-самосвал); 7 - автономная распределительная стрела; 8 - мобильная бетоноприготовительная установка

Для бесперегрузочной укладки смеси используют также пневмонагнетатели (рис. 5.7, а), работающие от компрессора. При необходимости торкретирования бетонируемого сооружения смесь укладывают способом пневмонабрызга с помощью компрессора и бетон-шприц-агрегата (рис. 5.7, б). Однако независимо от применяемого способа укладки смеси следу­ет обеспечивать неизменность положения опалубки, арматуры и закладных деталей. При смещении их следует выправить до затвердения смеси.

Рис. 5.7 – Укладка бетонной смеси пневмонагнетателями

1 – компрессор, 2 – ресивер, 3 – вибропитатель, 4 – автобетоновоз, 5 – гаситель, 6 – хобот, 7 – опалубка, 8 – бетоновод, 9 – пневмонагнетатель, 10 – цементовоз, 11 – насос для подачи воды, 12 – трактор, 13 – устройство для ведения сопла, 14 – бетон-шприц-агрегат, 15 – дозатор, 16 – бункер, 17 – виброгрохот, 18 – экскаватор-бульдозер

Уплотнение бетонной смеси, необходимое для улучшения качест­ва и прочности бетонных конструкций, осуществляют вибрированием или вакуумированием.

При вибрировании смеси передают колебания, разрушающие силы внутреннего трения и сцепления между ее частицами. В результате смесь приобретает свойства структурной жидкости, обладающей текучестью, ко­торая хорошо заполняет опалубочную форму. При этом из смеси удаляется воздух, что также способствует улучшению структуры и повышению проч­ности бетона. Для уплотнения смеси вибрированием применяют вибраторы различных типов и конструкций, которые по способу воздействия подразде­ляют на глубинные, поверхностные и наружные, а по роду привода и пита­ющей энергии - на электрические и пневматические.

Глубинные вибраторы выполняют с погруженным в бетонную смесь и передающим ей колебания вибронаконечником (рис 5.8, а) или корпусом (рис. 5.8, б). Глубинны­ми вибраторами смесь уплотняют путем вертикального или наклонно­го погружения вибронаконечника или корпуса в уплотняемый слой. При уплотнении шаг перестановки глубинного вибратора не должен превышать радиуса его действия, а глубина погружения в бетонную смесь должна обес­печивать заглубление его в ранее уложенный слой на 5... 10 см.

Рис. 5.8 – Уплотнение бетонной смеси

а - глубинным вибратором с гибким валом, б - ручным глубинным вибратором со встроенным электродвигателем, в - поверхностным вибратором, г - малогабаритным электротрактором с навесным пакетом вибраторов, д - вибробрусом; 1 - электродвигатель, 2 - гибкий вал, 3 - вибронаконечник, 4 - рукоятка, 5 - корпус, 6 - рабочая площадка, 7 - токоподвоядщий кабель, 8 - подшипник, 9 - дебаланс, 10 - резиновый амортизатор, 11 - хомут, 12 - вибраторы ИВ-90, 13 - рама, 14 - электротрактор, 15 - вибробрус, 16 - вибратор

В процессе уплотнения нельзя касаться вибратором арматуры, так как это может нарушить ее сцепление с бетоном. Чтобы не допустить про­пущенных невибрированных участков, смесь уплотняют полосами вдоль опалубки или арматуры. При бетонировании больших неармированных бло­ков, например при устройстве бетонной подушки опускных колод­цев береговых водозаборов, для уплотнения смеси применяют малогабарит­ные электротракторы, оборудованные вибропакетами из четырех подвес­ных глубинных вибраторов (см. рис. 5.8, г). Бетонную смесь при этом по­дают автобетоновозом и распределяют электротрактором с отвалом.

Поверхностные вибраторы, устанавливаемые на уложен­ную бетонную смесь, передают ей колебания через рабочую площадку (см. рис. 5.8, в). Их применяют при уплотнении неармированных или ар­мированных одиночной арматурой плоских конструкций толщиной не бо­лее 250 мм, а также с двойной арматурой толщиной не более 120 мм. По­верхностными вибраторами смесь уплотняют правильными непрерывными полосами, перекрывая границы уже провибрированного бетона на 10... 20 см. Переставляют поверхностный вибратор проволочным крючком, от­рывая его от бетона. Для уплотнения и разравнивания горизонтальных сло­ев бетона небольшой толщины (в плитах днища) наряду с поверхностными вибраторами применяют вибробрусы (рис. 5.8, д).

Вакуумирование бетона в целях его уплотнения осуществляют за счет отсоса из смеси свободной, химически не связанной воды и воздуха. При этом помимо уплотнения смеси уменьшаются усадочные явления, бы­стрее нарастает прочность бетона, повышается морозостойкость и водоне­проницаемость. Прочность вакуумированного бетона по сравнению с вибрированным выше на 15... 20 %. Вакуумирование наиболее эффективно для конструкций с большой площадью бетонной поверхности. Вакуумирование бетона производят с опалубленных и неопалубленных поверхностей. Ино­гда также применяют внутреннее вакуумирование с помощью погруженных вакуум-трубок. Поскольку вакуумированный бетон имеет высокую началь­ную прочность (0,3... 0,5 МПа), во многих случаях можно производить его немедленную распалубку, а при бетонировании плоских конструкций при­ступать к заглаживанию, торкретированию и железнению поверхности. Для вакуумирования применяют жесткие вакуум-щиты или гибкие вакуумные маты, которые плотно прижимают к поверхности бетона и герметизируют по периметру.

Необходимый вакуум для отсоса воды из бетона создают с помо­щью агрегатов, укомплектованных вакуум-насосами или компрессорами.

Процесс вакуумирования заключается в следующем: на поверх­ность свежеуложенного бетона укладывают вакуум-щиты, подключенные через всасывающие шланги к вакуум-насосу. При включении его в полости щита образуется вакуум и из бетона отсасывается воздух и свободная вода. Производительность вакуум-установки из 20... 50 щитов – 200... 250 м² бетонной поверхности.

Поскольку конструкции обычно бетонируют с перерывами, вызы­ваемыми сменностью работ, технологическими и организационными при­чинами, то место, где после перерыва укладывают свежую бетонную смесь, называют рабочим швом бетонирования. При выборе мест расположения таких швов при бетонировании различных конструкций, учи­тывают, что контакт и силы сцепления свежеукладываемого бетона с ранее уложенным и уже твердеющим слабее, чем в однородном бетоне. Поэтому возобновлять бетонирование в месте шва можно после достижения бето­ном у шва прочности не менее 0,15 МПа, что определяет продолжитель­ность перерывов до 18 - 24 ч. при температуре воздуха +15°С. Поверхность рабочего шва должна быть перпендикулярной продольной оси элемента, в стенах и плитах - их поверхности. При подготовке к бетонированию швы через 8... 24 ч. после укладки бетона обрабатывают водовоздушной форсун­кой или пневмоскребком, а зимой - приводными стальными щетками. Затем наносят слой цементного раствора состава 1: 3, на который укладывают бе­тонную смесь.

Выдерживание бетона и уход за ним производят в целях его твер­дения, т.е. набора им необходимой прочности. Для нормального твердения бетона нужна положительная температура 20 ± 2°С с относительной влажно­стью воздуха не менее 90 %. При нормальных условиях твердения проч­ность бетона нарастает довольно быстро, и бетон (на портландцементе) че­рез 7... 14 дней набирает 60... 70 % своей 28-дневной прочности. Затем на­растание прочности замедляется. Необходи­мые для твердения бетона температурно-влажностные условия создают ук­рытием его различными покрытиями, а также систематической поливкой. Снимать опалубку разрешается только после приобретения бетоном проч­ности, установленной проектом или техническими условиями. Преждевре­менная распалубка может привести к повреждению забетонированных кон­струкций. Особенно тщательно организуют уход за бетоном таких конст­рукций, как стволы водонапорных башен или оболочки градирен, которые защищают от быстрого высыхания в течение не менее 14 суток. В теплое время года (не позднее чем через 5... 6 ч. после снятия опалубки) открытые поверхности бетона поливают водой через каждые 3 ч. днем и не реже одно­го раза ночью в течение 7 сут., а затем не реже трех раз в сутки.