Сущность метода и область применения. Выдерживание конструкции. Выдерживание конструкции

Выдерживание конструкции

Ответственным этапом при изготовлении конструкцийс электроразогревом смеси является выдерживание бетонов процессе набора в нем прочности. Следует уделять особое внимание режиму остывания бетона. В случае резкого понижения температуры наружного воздуха и возникновения опасности более интенсивного охлаждения бетона, чем это предусмотрено расчетом, конструкцию необходимо дополнительно утеплить (дополнительное утепление должно быть подтверждено расчетом). Если и эти меры не обеспечат равномерного остывания изделий и конструкций, то нужно прибегнуть к периферийному обогреву.

На основании экспериментальных данных было установлено, что конструкции с Мп до 4 м–1 можно бетонировать горячими смесями без утепления опалубки при температуре наружного воздуха до –40 С с обязательным укрытием конструкций. При возведении конструкций с Мп от 4 до 8 м–1 в качестве утеплителя может быть использована сухая деревянная опалубка толщиной не менее 40 мм с укрытием неопалубленной поверхности слоем утеплителя. При Мп = 8 м–1 рекомендуется дополнительно утеплить опалубку и открытые поверхности, а в случае необходимости – обогревать в целом конструкцию. Однако в любом случае надо вести контроль за качеством производства бетонных работ с учетом влияния факторов окружающей среды.

3) 46. Определение времени остывания и набор прочности (использовать учебное пособие).

Билет 2

1) 47. Влияние отрицательной температуры на формирование структуры и твердение бетона.

С понижением температуры (отрицательной) процентное содержание льда в твердеющем цементном камне увеличивается, а жидкости – уменьшается. В этот момент в бетоне происходят структурные изменения, прежде всего, за счет увеличения объема воды, переходящей в лед. Замерзая в бетоне, вода увеличивается в объеме приблизительно на 9 % и этим самым создает внутрипоровое давление. Цементный камень по мере формирования прочной кристаллизационной структуры приобретает способность сопротивляться этому давлению. Твердая фаза новообразований увеличивается в объеме, а жидкая соответственно уменьшается. Формирующая структура новообразований сохраняется, так как контракционные поры в гелях этому благоприятствуют, вызывая деформации не расширения, а сжатия.

Вначале влага интенсивно движется к периферии из внутренних слоев, так как температура их выше температуры наружных слоев. Перенос влаги в холодную зону приводит к ее избытку, а замерзая, она переходит в твердую фазу (лед).

На основании комплексных исследований, проведенных в НИИЖБе, ЦНИИОМТП Госстроя и других институтах, можно сформулировать основные положения о твердении цемента и бетона при отрицательных температурах:

1. Гидратация цемента и твердение бетона на морозе находятся в прямой зависимости от содержания в них жидкой фазы. 2. Замораживание жидкой фазы не только замедляет, но и прерывает процесс гидратации цемента, а также нарушает физическую структуру цементного камня, особенно сцепление его с заполнителем. 3. Процесс замерзания бетона происходит от наружных слоев к внутренним. 4. При отрицательной температуре замерзает сначала свободная вода в макропорах, затем капиллярная, а при низких температурах и гелевая (увеличиваясь в объеме, она разрыхляет сформировавшийся конгломерат). 5. Чем раньше происходит замерзание бетона, тем больше потери прочности, увеличение водопроницаемости и уменьшение морозостойкости. 6. Внутренние деформации происходят только при полном насыщении бетона при отрицательных температурах. 7. Воздушно-сухие бетоны в аналогичных условиях имеют достаточно пор для расширения льда, в них практически отсутствует внутренняя деформация. 8. На формирование структуры вредное влияние может оказать температура близкая к 0 °С (при которой происходит твердение). При этой температуре идет медленное образование крупных кристаллов льда. На начальной стадии твердения идет разрушение слабого кристаллического каркаса в межзерновом пространстве. 9. Для затвердевшего бетона наиболее опасной является низкая температура, которая вызывает замерзание воды в тонких капиллярах и гелях. В подобных случаях бетон находится в стадии анабиоза

введение добавок при укладке бетона в вечномерзлый грунт является целесообразным. нитрита натрия, поташа или хлористого кальция в малых количествах. тонкость помола положительно влияет на темп набора прочности. Большое значение имеет и предварительная выдержка при положительной температуре.

2) 48. Технология электроразогрева бетонной смеси.

Сущность бетонирования с электроразогревом смеси заключается в интенсивном внесении тепла в бетонную смесь до ее уплотнения с целью ускорения твердения бетона и повышения его качества. Тепло вносится электрическим током промышленной частоты с напряжением 380 В. Смесь разогревается до температуры 70–90 °С за 10–15 мин. Уплотняется смесь в горячем состоянии и выдерживается, как правило, в неутепленной опалубке.

Для разогрева бетонной смеси на строительных объектах оборудуются специальные посты в виде площадок, огороженных деревянным или металлическим сетчатым забором высотой не менее 1,5 м, которые предварительно планируются. Размеры поста определяются количеством установленных бадей и типом транспортных средств, доставляющих бетонную смесь на строительную площадку. Бадьи устанавливаются на диэлектрический настил, как правило, выполненный из дерева. Пост также должен быть оборудован пультом управления по разогреву смеси, контуром заземления, светильниками, концевыми выключателями (блокировка), заземляющим устройством, вибраторами и воротами.

Электроразогрев бетонной смеси в бадьях выполняется в следующей последовательности: 1) бадьи загружают бетонной смесью из самосвалов с задней или боковой разгрузкой; 2) разравнивают бетонную смесь в бадьях; 3) подсоединяют провода защитного заземления, нулевой провод, а затем подключают электроды; 4) в бетонную смесь устанавливают термопары или термодатчики; 5) проверяют надежность контактов, обслуживающий персонал выходит за пределы ограждения и на электроды подается напряжение; 6) при достижении бетонной смесью заданной температуры ток выключается, затем последовательно отключаются электроды, нулевой провод и провод защитного заземления; 7) бункер с разогретой смесью подается к месту укладки; 8) после выгрузки смеси и тщательной очистки бадьи она ставится на прежнее место. Температура разогрева смеси зависит от вида цемента (смесь на БТЦ разогревается до 60 оС, на портландцементе – до 70 оС, на шлакопортландцементе – до 80 оС). Время разогрева обусловлено имеющимися мощностями.

3) 49. Техника безопасности при электроразогреве бетонной смеси.

Учитывая, что разогрев бетонной смеси ведется при высоком напряжении (220–380 В), необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:

1) пост для электроразогрева бетонной смеси должен быть огражден забором со всех сторон, на ограждении вывешены предупреждающие знаки;

2) на воротах и калитке должны быть установлены концевые выключатели и световое табло;

3) при работе в ночное время площадка должна быть хорошо освещена;

4) рабочие, обслуживающие пост электроразогрева бетонной смеси, должны иметь допуск на право производства работ, а обслуживающий установку электрик должен иметь III квалификационную группу;

5) обслуживающий персонал должен обеспечиваться диэлектрическими галошами и перчатками, имеющими клеймо о проверке и годности их к эксплуатации;

6) щит управления и бадьи необходимо заземлять присоединением к нулевому проводу;

7) корпуса бадей должны быть дополнительно заземлены согласно ГОСТ на ПУЭ;

8) необходимо систематически проверять визуально и мегомметром сопротивление изоляции питающих кабелей;

9) подача и снятие напряжения должны выполняться с применением защитных средств лицом, имеющим допуск на право производства работ;

10) во время ремонта или перерыва в работе установки напряжение необходимо снимать со щита управления на КТП;

11) за безопасное состояние установки несет ответственность лицо, назначенное приказом по подразделению.

Билет 3

1)47. Влияние отрицательной температуры на формирование структуры.

Деструктивные процессы в теле бетона зависят от величины отрицательной температуры. В ходе исследования бетона, подверженного замораживанию, было установлено, что отрицательные температуры, близкие к 0 °С, обычно сильнее отражаются на снижении прочности и морозостойкости бетона, чем более низкие.

Замораживание бетона, имеющего низкую прочность, приводит к образованию множества волосных каналов в растворной части, а также в зоне контакта крупных заполнителей из гравия твердых пород.

При производстве бетонных работ в зимних условиях нужно обращать особое внимание на выбор заполнителей. Деструктивные процессы, которые происходят в бетоне при замерзании, уменьшают плотность, снижают сцепление заполнителя с цементным камнем, что в итоге приводит к снижению прочности при изгибе больше, чем при сжатии. Использование пористых заполнителей, имеющих большую деформативность, уменьшает опасность разрушения бетона в зимних условиях.

2) 51. Расчет оборудования для электроразогрева бетонной смеси. (Использовать учебное пособие).

3) 52. Прогрев бетона греющими изолированными проводами. Сущность метода и область применения (использовать учебное пособие)

Принцип работы неметаллических полимерных проводов заключается в сгруппированности этих волокон в пучок, в ко-тором при прохождении тока они помимо частного нагрева способствуют внутреннему нагреву волокон в пучке друг от друга, создавая более высокую концентрацию тепловой энергии. Все это в итоге обеспечивает снижение расхода энергии на обогрев.

Греющий провод очень удобен для прогрева бетона в любых конструкциях независимо от характера их армирования и конфигурации. Он нашел широкое применение при возведении монолитных многоэтажных жилых зданий, в которых прогреваются перекрытия, колонны и др. конструкции. Он начал применяться для обогрева бетона стыков, швов и заделок; при отогреве ранее забетонированных конструкций на контакте с вновь укладываемым бетоном; при обогреве раствора в за инъецированных каналообразователях после натяжения арматурных канатов.

Вяжущие вещества

Портландцемент. Основными материалами для производства портландцемента обычно служат те или иные виды известняка и глины. В качестве материала, содержащего известь в виде углекислого кальция, применяют мел и мергель. Обычные сланцевые глины являются источником глинистого материала, состоящего в основном из глинозема и кремнезема. Портландцемент – порошок серого цвета, который образуется при помоле клинкера с добавкой гипса. Клинкер получается путем обжига во вращающихся печах специально подобранной сырьевой смеси, содержащей 75 % CaCO3 и 20–25 % (SiO2+ Al2O3+ Fe2O3). Качество портландцемента в первую очередь определяется наличием трехкальциевого силиката 3CaO · SiO2 (так называемого алита) – быстродействующего гидравлического вещества. Двухкальциевый силикат 2CaO · SiO2 (белит) медленно твердеет и имеет среднюю прочность. Трехкальциевый алюминат 3CaO · Al2O3 твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Химическая реакция при схватывании и твердении цемента сопровождается выделением тепла. При производстве бетонных работ в зимнее время рекомендуется применять цементы с повышенным содержанием (C3S, C3A), так как выделяемое тепло при твердении цемента положительно влияет на термовлажностный режим.

Портландцемент (ПЦ) – цемент, не содержащий в своем составе минеральных добавок (кроме гипса). В производстве сборного железобетона и преднапряженных конструкций применяется ПЦ следующих марок: 400, 500, 550, 600. Портландцемент с активными добавками (ПЦД). Добавки применяются в объеме 5–20 % (гранулированные шлаки, трепел, опоки и т. д.). Это один из наиболее распространенных цементов. Применяется в основном при производстве монолитного бетона. Марки его аналогичны ПЦ.

Шлакопортландцемент (ШПЦ) получают путем совместного помола портландцементного клинкера и гранулированного доменного шлака. Количество добавки регламентируется активностью шлака (10–80 % от массы цемента). Отечественными заводами выпускается шлакопортландцемент марок 300, 400 и 500. От обычного портландцемента отличается более медленным схватыванием, замедленным твердением в первые 7–10 сут, большей стойкостью к сульфатным и морским водам.

Пластифицированный портландцемент получают путем совместного помола клинкера портландцемента и пластифицирующей добавки (сульфитно-спиртовой барды). Пластифицированный цемент обеспечивает пластичность растворов и цементов, а это, в свою очередь, может привести к снижению расхода цемента на 5–8 %, получению более удобоукладываемого бетона, снижению В/Ц и соответственно к повышению прочности и морозостойкости.

Гидрофобный портландцемент – продукт тонкого помола клинкера портландцемента с поверхностно-активной гидрофобизирующей добавкой (мылонафт, асидол), которые берут в количестве 0,1–0,15 % от массы цемента. Гидрофобный цемент имеет ряд преимуществ: пониженную гигроскопичность, несколько повышенную пластичность, пониженное водопоглощение и водонепроницаемость и повышенную морозостойкость в бетоне.

Цемент с поверхностно-активными добавками характеризуется заниженной скоростью твердения в начальный период схватывания, а также меньшим тепловыделением.

Сульфатостойкие цементы предназначены для бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируемых в условиях переменного уровня воды в сооружениях, подвергаемых агрессивному воздействию сульфатных вод, а также при многократных циклах замораживания и оттаивания.

Пуццолановый цемент (ППЦ) также отнесен к группе сульфатостойких. Получают его путем совместного помола клинкера портландцемента, содержащего С3А < 8 %, с активной минеральной добавкой.

Растворы и бетоны на этом цементе твердеют медленнее, выделяют меньше тепла, поэтому используются при бетонировании подводных, подземных и внутренних частей гидротехнических сооружений в морской и пресной воде (мосты, набережные, плотины, шлюзы и т. д.), в канализационных и водопроводных сооружениях, при строительстве тоннелей, шахт и т. д.

Заполнители для бетона.

Исходным материалом для заполнителей являются нерудные материалы, находящиеся в недрах земли.

Изверженные породы. Базальты, габбро, порфиты и т. д. Они твердые, плотные, вязкие и являются хорошим заполнителем для бетона.

Песчаники. Твердые и плотные, пригодные для использования в качестве заполнителей, но лучшими являются кремнистые, состоящие из зерен кварца и скрепленные аморфным кремнеземом, менее прочные железистые.

Известняки. Осадочные породы, состоящие преимущественно из углекислого кальция. Их прочность меняется от твердых кристаллических разновидностей до мягкого мела. Плотные и твердые вполне пригодны в качестве заполнителей для бетона.

Метаморфические породы. Различны по своему характеру. С одной стороны, к ним относятся мрамор и кварцит – плотные и прочные породы, с другой – некоторые виды сланцев с тонким строением, не пригодным для бетона.

Искусственные заполнители. Доменный шлак, бой кирпича. Объем заполнителей в бетоне велик (порядка 70–80 %). Они влияют на свойства бетона, долговечность и стоимость. Заполнители обеспечивают жесткий скелет в бетоне, увеличивают его прочность, позволяют экономить дорогостоящий цемент, улучшают технические характеристики бетона и уменьшают его усадку. Для приготовления бетонной смеси применяют крупный и мелкий заполнители. Мелкий заполнитель – песок, крупный – гравий (щебень), зерно которого более 5 мм. На свойства бетона существенное влияние оказывают качество заполнителей, их зерновой состав и чистота.

Пески. В природе песок представляет собой продукт выветривания горных пород -рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14–5 мм) различных минералов, входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород. Целесообразно применять песок с шероховатой поверхностью, так как он лучше сцепляется с цементным камнем и придает бетону большую прочность. Песок, применяемый в бетоне, должен быть чистым (промывка весьма сложна и дорога), поэтому предпочтение отдают речному песку.

Гравий. Рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород, состоит из зерен размером 3–70 мм. Для бетонов применяется в основном крупный гравий, но с достаточным содержанием мелких и средних зерен. Примесей глины, ила, пылевидных частиц в гравии допускается не более 1 %.

Щебень. Материал, полученный дроблением камней из горных пород. К крупности, зерновому составу, прочности и морозостойкости щебня предъявляют те же требования, что и к гравию. Щебень обычно чище гравия и имеет меньше органических примесей.

Вода. Для приготовления бетонной смеси используют любую воду (РН ≥ 4, т. е. некислую), не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете на SO4) и всех солей более 5000 мг/л.

Химические добавки применяются для регулирования свойств бетона: ускорения твердения, улучшения удобоукладываемости, повышения морозостойкости.

2)57. Электроразогрев бетонной смеси. Основные положения. Сущность метода и область применения.

Основные положения

Метод предварительного электроразогрева бетонной смеси, предложенный С.А. Мироновым и А.С. Арбеньевым, является результатом научно-исследовательской работы, направленной на расширение границ применения метода термоса для выдерживания монолитного бетона в деревянной или металлической опалубке при отрицательной температуре. Он широко используется на стройках нашей страны.

Высокие экономические показатели, полученные приприменении электроразогретых бетонных смесей на строительных площадках, послужили основанием для использования ихв заводских и полигонных условиях.

Бетонирование с электроразогревом смеси позволяет повысить коэффициент использования электрической энергии,сократить время набора прочности, повысить качество продукции, сократить трудозатраты, снизить себестоимость работ, применять металлическую опалубку, укладывать бетон намерзлое основание, транспортировать бетонную смесь на дальние расстояния, а также улучшить культуру производства

Общие положения

Для перевозки бетонной смеси в зависимости от осадки конуса, сроков схватывания, дальности перевозок, состояния дорог, а также факторов окружающей среды могут применяться следующие транспортные средства: автобетоносмесители, автобетоновозы, автосамосвалы. Транспортирование смеси может осуществляться в бадьях и бункерах, установленных на автомашинах, а также на железнодорожных платформах с мото- или электротягой.

Средства, предназначенные для транспортирования бетонной смеси, должны обеспечить сохранность ее свойств вовремя транспортирования, а также исключить возможность влияния факторов окружающей среды.

Доставка бетона к месту укладки организуется таким образом, чтобы на месте укладки он имел заданную подвижность и однородность, а изготовленный бетон отвечал бы требованиям проекта.

Для сохранения технологических свойств бетонной смеси необходимо соблюдать следующие требования:

1. Транспортирование смеси осуществлять по дорогам с жестким покрытием и без каких-либо дефектов.

2. Стремиться к сокращению перегрузочных операций, желательно бетон укладывать непосредственно в опалубки или в бетоноукладочное оборудование.

3. С целью предотвращения расслаивания при выгрузке ограничить высоту свободного падения бетона до 1,5 м, в противном случае обеспечить строительную площадку вибролотками или виброхоботами.

4. Разработать организационно-технические мероприятия по предотвращению остывания и перегрева бетонной смеси при перевозке зимой или в условиях сухого и жаркого климата.

Область применения

Метод термоса следует применять при производстве бетонных работ в зимних условиях со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +5 °С, а минимальной – ниже 0 °С.

Бетонные работы необходимо производить только при наличии проектов производства работ.

Использование этого метода можно расширить за счет повышения начальной температуры, применения цементов с повышенным тепловыделением и быстротвердеющих химических добавок, поверхностно-активных веществ (ПАВ). Иногда целесообразно сочетать метод термоса с электрообогревом конструкции по ее периметру, тогда этот метод может применяться в конструкциях с модулем поверхности до 12.

За начальную температуру (tб.н) принимается температура бетона, уложенного в опалубку сразу после его уплотнения и укрытия. При составлении проекта производства работ на укладку бетона в зимних условиях необходимо знать расчетную месячную температуру наружного воздуха (tн.в) и скорость ветра.

2) 30. Проектирование электропрогрева бетона. Методика проектирования теплового режима электропрогрева.

Для получения более высоких экономических, технологических и прочностных показателей при производстве бетонных работ с электродным прогревом необходимо произвести расчеты оптимального теплового режима, определить потребную мощность, электрические параметры, а также обосновать технологичность ведения работ.

Техника безопасности

Техника безопасности при производстве бетонных работ в зимних условиях должна соблюдаться в соответствии с требованиями СНиП 12-03-2001 и СНиП 12-04-2002. В разд. 3 и 4 рассматриваются правила техники безопасности при производстве бетонных работ с химическими добавками, электропрогреве, электроразогреве, индукционном прогреве, электрообогревегреющими проводами, а также при тепловой обработке изделий и конструкций инфракрасными нагревателями.

Контроль качества.

Приготавливая водные растворы, необходимо строго следить за дозировкой воды и добавок, а также их плотностью. Плотность растворов необходимо проверять не реже одного раза в смену. Состав бетона и его корректировку следует производить в случае замены цемента, инертных материалов и отклонения их влажности (особенно песка). Приготавливая бетонную смесь с добавками, необходимо систематически проверять правильность ее дозирования, подвижность, жесткость и температуру выхода, а также время перемешивания. При транспортировании смеси следует принять меры, которые обеспечили бы утепление и обогрев транспортной и приемной тары. Перед укладкой бетонной смеси в опалубку последняя должна быть очищена от снега, наледи и строительного мусора. Температура смеси измеряется перед укладкой и после нее. Проверяется соответствие расчетного и фактического материалов утепления неопалубленных поверхностей после укладки. Необходимо тщательно следить за температурно-влажностным режимом выдерживания бетона. Измерение температуры при выдерживании бетона должно производиться не реже 3 раз в сутки, а при электроразогреве необходимо строго следить за скоростью подъема температуры. Количество и место расположения скважин или термопар для измерения температуры должно быть указано в технологической карте на производство бетонных работ.

Данные о методах и сроках выдерживания бетона и образцов для контроля прочности, а также о тепловом режиме его выдерживания должны заноситься в журнал контроля температур

Контроль качества бетона сводится к определению подвижности и жесткости бетонной смеси, а также соответствию прочности, морозоустойчивости и водонепроницаемости бетона требованиям проекта.

Техника безопасности.

Нитрит натрия (в кристаллическом виде) способен поддерживать огонь и вызывать воспламенение горючих веществ. Хранение НН с другими солями и органическими материалами воспрещается.

Склады твердого НН относятся к категории В. Расстояние между зданиями из несгораемых материалов и складами должно быть не менее 15 м. Склады необходимо оборудовать противопожарными средствами и водопроводом, электрическое хозяйство должно быть смонтировано согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ). На складах запрещается курить.

Из всех противоморозных добавок самой опасной является нитрит натрия. Он ядовит, для предотвращения случаев отравления необходимо соблюдать следующие меры предосторожности: а) склады размещать в отдельно стоящих помещениях, вход в эти помещения посторонним лицам должен быть запрещен; б) емкости с водным раствором НН должны иметь надпись «Яд»; в) раствор должен приготавливаться только в заводских условиях; г) процесс приготовления раствора необходимо максимально механизировать; д) выдавать раствор по трубопроводам в закрытые емкости; е) обслуживать установки по приготовлению раствора должны лица, имеющие специальный допуск; ж) категорически запрещается сливать раствор в водоемы и канализацию.

Бетонные смеси с добавками обладают повышенной электропроводностью, поэтому нужно обращать особое внимание на качество электропроводки и исправность электроинструментов.

3) 43. Примеры расчета остывания бетона конструкций различной массивности, табличным методом.

Задача 1. Определить возможность выдерживания бетона класса В22,5 на портландцементе М400 (расход цемента 500 кг/м3) при температуре наружного воздуха –40 °С в конструкции фундамента под турбокомпрессор высотой 3,5 м, сечением (22) м. Опалубка металлическая, температура уложенного бетона tб.н равна 25 °С. Решение. По табл. П.3.5 определяем, к какой группе расчетных форм относится данная конструкция. Учитывая, что размеры нашей конструкции конечны и близки по величине, модуль поверхности ее находим по III группе (шар).

Для получения 70 и 100 % от R28 (см. табл. П.3.1, П.3.2) соответственно имеем:

. Принимая изоляцию из минеральной ваты (Wб) равной 5% влажности (см. табл. П.3.7), найдем толщину слоя

Произведя анализ полученных величин, узнаем, что термосный метод при заданных условиях может быть рекомендован для получения 70 и 100%-й прочности бетона.