Основные технологии монолитного и приобъектного бетонирования

СОДЕРЖАНИЕ

 стр.

1. Введение 4

1.1. Вид конструкции, требования к бетону  9

2. Выбор материало и требования к ним 12

2.1 Основные требования к вяжущему……………………………..…...12

2.2 Основные требования к крупному заполнителю…………………...13

2.3 Основные требования к мелкому заполнителю….………………...16

2.4 Основные требования к воде……………………………..………….17

2.5 Основные требования  к смазке…………………….…………….…19

2.6 Основные требования  к приготовлению и транспортированию  бетонной смеси………………………………………………………….21

3. Расчёт состава бетонной смеси……………..………………………….…….23

4. Расчёт бетонных, арматурных и опалубочных работ….…………………...28

4.1 Определение объёма бетонных работ……………………………….28

4.2 Определение объёма арматурных работ ….………………………...30

5. Конструкция опалубки и опалубочные работы……………………….........33

6. Расчёт производства  работ в зимний период…………………...…………...39

7. Выбор технологии и механизации производства ж/б работ ………………42

8. Календарный график  производства работ…………………………………..45

9. Контроль качества ведения работ и бетона…………………………............47

Список  использованных источников…………………………………………...54

 

РЕФЕРАТ

Основные технологии монолитного  и приобъектного бетонирования. Курсовоая работа / ЯкусевичВ.В., гр. ПСИиК-3. — Гродно: ГрГУ, 2012 — 54 с: 14 табл., 8 источн.

Ключевые слова: теплый бетон, опалубка, распалубка, прочность, инертные материалы, дозирование, добавки,  арматура.

Содержит: требования к материалам, вяжущему, крупному и мелкому заполнителю, воде, смазке, приготовлению и транспортированию бетонной смеси; расчёт состава бетона, бетонных, арматурных и опалубочных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

Раздел 'Конструкционные  материалы для стен' был бы не полным без рассмотрения еще одного способа получения конструкционных  стеновых элементов - с использованием монолитного бетона. Данная технология существенным образом отличается от способов возведения стен с использованием выше рассмотренных лесоматериалов, штучных материалов и железобетонных изделий.

Упрощенно технология возведения стен из монолитного бетона состоит  в следующем - непосредственно на стройплощадке монтируются специальные  формы - опалубки, повторяющие контуры  будущего конструктивного элемента, например, колонны, стены и т.д., в  которые устанавливается по проекту  арматура и заливается конструкционный  бетон. После затвердевания бетона получается готовый конструктивный элемент здания. Опалубочные элементы либо демонтируются (при применении сборно-разборных опалубок)либо становятся частью стены (при использовании несъемной опалубки).

Монолитное домостроение не сразу завоевало широкое признание  в нашей стране. Долгие годы предпочтение отдавалось полносборному строительству. Монолит при возведении зданий применялся редко, в основном выполнялись отдельные  монолитные участки, для которых  невозможно было использовать сборные  элементы конструкций.

В настоящее время перспективность  данной технологии признана как строителями, так и заказчиками, в первую очередь  для возведения комбинированных  конструктивных систем (с монолитным каркасом и наружными стенами  из штучных материалов).

Рассмотрим основные преимущества монолитного домостроения. Прежде всего, это возможность создания свободных  планировок с большими пролетами  и требуемой высотой потолка. Другим преимуществом данной технологии является возможность создания любых криволинейных форм, что также расширяет палитру архитекторов при создании уникальных образов зданий.

Стены, выполненные по монолитной технологии, практически не имеют  швов, и соответственно не возникает  проблем со стыками и с их герметизацией.

Возможность возведения монолитных стен и перекрытий меньшей толщины  уменьшает нагрузку на фундамент, и  соответственно затраты на его возведение.

Данная технология позволяет  возводить здания разного назначения различной этажности, т.к. несущий  каркас из монолитного железобетона способен выдерживать большие нагрузки.

При всех достоинствах монолитного  домостроения данная технология (впрочем, как и всякая другая) не лишена и  некоторых проблем. Производственный цикл перенесен на строительную площадку под открытым небом, а это значит, что дождь, снег, ветер, жара и холод  будут создавать дополнительные трудности производству монолитных конструктивных элементов. Особые сложности  возникают в холодное время года, поэтому возникает необходимость  ускорения твердения бетона при  отрицательных температурах.

Выдерживание бетона до достижения требуемой прочности - один из важных этапов возведения монолитных элементов  зданий. Содержащаяся в бетоне вода затворения на начальном этапе твердения в основном находится в свободном виде. При повышении температуры химическая активность воды увеличивается, что приводит к ускорению твердения. При понижении температуры химическая активность воды падает, а при температуре 00С - происходит переход в твердую фазу - лед. Замерзающая вода увеличивается в объеме, что приводит к нарушению структуры бетона, снижению его физико-технических характеристик и, прежде всего, прочности. При этом морозостойкость и водонепроницаемость монолитного изделия может снизиться в несколько раз.

Проведение строительных работ при отрицательных температурах требует применения одного из методов  зимнего бетонирования:

Применение специальных  вяжущих и противоморозных добавок. Это наиболее простой, эффективный  и чаще всего применяемый метод  твердения бетона при отрицательных  температурах. Выбор модификатора противоморозного действия зависит от типа и условий  эксплуатации объекта строительства.

Предварительный разогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку. Бетонная смесь разогревается, укладывается в опалубку, уплотняется, укрывается теплоизоляцией и выдерживается  до достижения бетоном требуемой  прочности.

Обогрев нагревательными  проводами (метод электропрогрева). Обогрев бетона монолитных конструкций осуществляется посредством нагревательных проводов, закладываемых в бетон. В процессе электропрогрева происходит усушка влаги, что негативно влияет на качество бетона. Применение этого метода целесообразно для прогрева бетона в малоармированных конструкциях.

Применение 'теплого' бетона. Суть этого метода сводится к тому, что инертные компоненты бетона прогревают до расчетной температуры в условиях завода. После твердения и достижения необходимой прочности бетонную смесь перевозят в миксерах автобетоновозов. Чтобы избежать загустения, в бетонную смесь вводятся пластифицирующие1 добавки, а также добавки, регулирующие сроки схватывания2.

Греющие опалубки. Для прогрева бетона возможно применение современных  опалубочных систем, оснащенных нагревателями  в виде греющего провода, сеток, лент, и др., в виде греющих элементов, устанавливаемых в бетон, в виде специальных, наносимых на опалубку греющих покрытий.

Вышеописанные методы электропрогрева приводят к удорожанию строительства, так как для поддержания необходимой температуры бетонной смеси требуются значительные затраты энергоресурсов. Наиболее перспективным способом является применение эффективных противоморозных добавок.

Следует также отметить, что для возведения монолитных конструктивных элементов требуется высококвалифицированный  персонал, а также необходим жесткий  контроль за соблюдением всех технологических режимов. При этом необходимо понимать, что выполнение контроля на стройплощадке гораздо сложнее, чем в заводских условиях при производстве элементов полносборного домостроения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Вид конструкции, требования к бетону и бетонируемой поверхности

     Рис.1 Схема бетонируемой конструкции

Ле́нточный фундамент представляет собой замкнутый контур (ленту) – полосу из железобетона, укладываемую под всеми несущими стенами здания и распределяющую вес здания по всему своему периметру. Таким образом, оказывая сопротивление силам выпучивания почвы, избегая проседания и перекоса здания.

Ленточный фундамент позволяет  возводить на своем основании  различные строения: от деревянных до монолитных домов. При этом использовать намного меньшее количество строительных материалов, и проводить меньшее количество земляных работ в сравнении с фундаментом монолитным (и в конечном итоге, заметно снижает стоимость всего фундамента), что делает ленточный фундамент самым популярным видом основания при строительстве загородных домов и дач. Примечание: Не слишком стоит доверять статье в том виде, в котором она есть сейчас. Например, неверно употреблены термины: "в сравнении с фундаментом монолитным" - ленточный фундамент тоже может быть монолитным. Наверное, имелся в виду монолитный плитный фундамент. Значит, возможны и другие ошибки.

Устройство ленточного фундамента производится на песчано-гравийную  подушку, которая сверху покрывается  гидроизоляцией во избежание ее размытия грунтовыми водами. Если вес возводимого  здания не высок, например небольшой  деревянный дом, то устройством подушки  из песка и гравия можно пренебречь.

По способу устройства выделяют два вида ленточного фундамента:

• Монолитный
• Сборный

Устройство монолитного  ленточного фундамента предполагает вязку  арматурного каркаса и заливку  его бетоном на самом строительном объекте, за счет чего и достигается  целостность, или неразрывность – монолитность основания.

Сборный ленточный фундамент (так же как и в случае с железобетоном) предполагает крепление между собой  железобетонных блоков. Данное крепление  выполняется посредством цемента с использованием армирования.

По глубине заложения:

• Мелкозаглубленный
• Глубокозаглубленный

Выбор глубины заложение  фундамента зависит от несущей способности  почвы и предполагаемых проектных  нагрузок на него. Например, для того чтобы поставить деревянный дом, устройство фундамента не должно быть глубоким, а в случае возведения тяжелого монолитного дома, будет  целесообразным устройство его фундамента, опирающегося на более плотные слои грунта. К тому же, деревянный или  каркасный дом сам по себе является легким строением, и давление оказываемое  таким зданием на фундамент, а следовательно и на почву, часто может оказаться недостаточным для препятствования силам выпучивания почвы, которые будут стремиться выдавить дом.

Ленточный фундамент также  как и монолитный, позволяет устройство цокольного этажа, либо подвала. В случае наличия подвала, верхние слои грунта, находящиеся внутри фундамента, между  его стен, снимаются. И соответственно, если цокольный этаж не планируется  – грунт можно не трогать, и  таким образом сократить количество земляных работ.

Для того чтобы избежать чрезмерного давления веса строения на фундамент, ширина его стенок не должна быть уже ширины стен возводимого  здания. Как правило, для более  устойчивого положения здания, ширина стенок фундамента должна быть больше ширины стен здания, минимум на 10 (десять) см. Также, для более устойчивого  положения всего строения, ленточный  фундамент делают расширяющимся  к основанию. То есть, его поперечное сечение выглядит в виде трапеции, расходящейся к основанию. Также  возможно и устройство ленточного фундамента с поперечным сечением в виде прямоугольника.

Как известно, фундамент  испытывает и поперечные и продольные нагрузки. В случае с ленточным  фундаментом, избежать поперечных нагрузок достаточно просто. Для этого необходимо сделать высоту фундамента в два  раза (или более) больше его ширины. Это позволит заметно снизить  количество поперечных нагрузок и избежать поперечной деформации фундамента. Именно это и обуславливает возможность  использования в арматурном каркасе  ленточного фундамента в качестве поперечной арматуры – гладкую арматуру.

Вся конструкция ленточного фундамента испытывает на себе, в основном, продольные нагрузки. Они связаны  с неравномерной нагрузкой здания на основание и силами выпучивания  почвы. Поэтому продольная арматура в стальном каркасе фундамента должна быть с ребристой (с переменным поперечным сечением) , которая обеспечивает лучшее сцепление стали с бетоном и позволяет выдерживать более серьёзные нагрузки. Слабым местом в ленточном фундаменте являются его углы. Они больше всего подвержены сколам, разломам и другим видам деформации. Поэтому армирование углов должно быть выполнено с максимальной тщательностью.

Марка бетона для ленточного фундамента зависит, в первую очередь, от общего веса сооружения или удельной нагрузки на основание. Важную роль играют также геология участка, то есть уровень  грунтовых вод, характер грунтов  и т.д. и тип строения (с подвалом или без).

При строительстве стоит  также учитывать погодные условия. Если строительство ведется в  наиболее благоприятных условиях, бетон  может быть марки М200. Если же температура  окружающей среды низкая, следует  брать М300-400. Кроме этого, в бетон  вводят пластификаторы, ускоряющие схватывание  бетона и предотвращающие его  замерзание до схватывания.

Что касается нагрузки на фундамент, то здесь тоже можно дать лишь приблизительные  рекомендации. Так, например, для легкого  сборно-щитового дома подойдет основание, выполненное из бетонной смеси марки  М200, бревенчатый дом нужно ставить  на основание из М250 или М300, таким  же должен быть фундамент для дома пеноблоков или газосиликата. Тяжелые дома из кирпича или сборного железобетона нужно ставить на прочный фундамент, выполненный из бетонной смеси М350 и выше.

Это что касается нагрузки на фундамент. Но марка бетона также  зависит от типа грунта. Если грунт  подходит для ленточного фундамента (песчаный или скальный), то марка  для ленточного фундамента может  быть М200-М250. Но такие грунты попадаются редко, чаще строить приходится на пучинистых грунтах, на которых основания неглубокого заложения могут подняться зимой на несколько сантиметров. Подъем происходит неравномерно, что приводит к деформации основания. В таких условиях бетонную смесь нужно выбирать на марку выше обычных условий.

 

2. Выбор материалов и требования к ним.

1. Основные требования к вяжущему

По назначению цементы  подразделяют на:

- общестроительные;

- специальные.

 По виду клинкера  цементы подразделяют на основе:

- портландцементного клинкера;

- глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера;

- сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера.

По вещественному составу  цементы подразделяют на типы, характеризующиеся  различным видом и содержанием  минеральных добавок. Вид и содержание минеральных добавок регламентируют в нормативных документах на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции.

По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы:

22,5; 32,5; 42,5; 52,5. В нормативных  документах на цементы конкретных  видов могут быть установлены  дополнительные классы прочности.  Для некоторых специальных видов  цементов с учетом их назначения  классы прочности не устанавливают.

Примечание — Для цементов конкретных видов, выпускаемых по ранее  утвержденным нормативным документам до их пересмотра или отмены, сохраняется  подразделение цементов по прочности на сжатие по маркам.

 По скорости твердения  общестроительные цементы подразделяют на:

- нормальнотвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут;

- быстротвердеющие —  с нормированием прочности в  возрасте 2 сут, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут.

 По срокам схватывания цементы подразделяют на:

- медленносхватывающиеся  — с нормируемым сроком начала  схватывания более 2 ч;

- нормальносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;

- быстросхватывающиеся —  с нормируемым сроком начала  схватывания менее 45 мин.

Классификацию цементов по специальным требованиям при  необходимости устанавливают в  нормативных документах на конкретные виды специальных цементов.

Рациональные области  применения цементов должны быть приведены  в нормативных документах на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции.

Цементы должны изготавливаться  в соответствии с требованиями настоящего стандарта и нормативного документа  на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции по технологическому регламенту, утвержденному изготовителем.

2. Основные требования к крупному заполнителю

На долю к р у п н о г о заполнителя (гравия или щебня), образующего жесткий каркас бетона, приходится примерно 50% псей его массы.

  Гравий — рыхлая осадочная порода, образовавшаяся в ре-чультате выветривания плотных горных пород. Крупность зерен гравия колеблется от 5 до 70 мм. Для гравия характерны окатанная форма зерен и в большинстве случаев повышенное содержание пылевидных частиц и зерен слабых пород.

Щебень—продукт дробления  горных пород. Щебень получают также  из гравия, валунов, доменных, сталеплавильных  и других шлаков.

  Качество крупного заполнителя, так же как и качество песка, определяется крупностью, зерновым составом (рис. 8.2), формой, поверхностью зерен и содержанием примесей. Существенное значение имеют петрографические особенности, прочность исходной породы, водостойкость и морозостойкость.

 

 Максимальный размер  крупного заполнителя не должен  превышать 'Д минимального сечения  конструкции. В железобетонных  конструкциях крупность заполнителя  принимают менее 2/з расстояния  между стержнями арматуры.

 Для обеспечения оптимального  зернового состава щебень или  гравий разделяют на отдельные  фракции, которые затем смешивают  в рекомендуемых соотношениях (табл. 8.3). Обычно применяют фракции  5—10, 10—20, 20—40, 40—70 мм.

 В бетоне гидротехнических  и других массивных сооружений  при технико-экономическом обосновании  допускается применять щебень  и гравий крупностью до 150 мм  и более.

 Одним из важнейших  требований к крупному заполнителю  является прочность зерен. Для  тяжелого бетона может использоваться  щебень из изверженных пород  марки не ниже М800, метаморфических  пород — марки не ниже М600 и осадочных пород — марки  не ниже МЗОО. Марка щебня из  природного камня должна быть  выше марки бетона не менее чем в 1,5—2 раза.

 Косвенно о прочности  щебня и гравия судят по  дробимости:

Д_р=((т-т₁)/т)*100%

 где т — масса  пробы; т₁ — масса материала, прошедшего после испытания через сито с размером отверстия, в 4 раза меньшим, чем наименьший размер фракции. Чем выше показатель дроби-мости щебня или гравия, тем ниже класс бетона.

 Для бетона В20 (М250) и ниже можно использовать  заполнитель с маркой по дробимости не более Др-16, для бетона В22,5 (МЗОО) и В25 (М350) — Др-12, ВЗО (М400) и выше — не более Др-8.

Особые требования к прочности  крупного заполнителя предъявляются  при использовании его в гидротехническом бетоне, бетоне для мостовых конструкций, водопропускных труб, железобетонных шпал, покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов.

Для гидротехнических сооружений следует использовать щебень, прочность  которого не менее чем в 2,5—3 раза выше прочности бетона для зоны переменного  уровня и в 2—2,5 раза для подводной, внутренней и надводной зон. Для бетона зоны переменного уровня воды применяют щебень с плотностью зерен не ниже 2,5 г/см3, водопоглощением не более 0,5%, для других зон — соответственно не ниже 2,3 г/см3 и 0,8%. Водопоглощение щебня из осадочных пород может быть несколько большим, но не выше 1—2%.

Для износо- и кавитационно-стойкого бетона дополнительно устанавливается марка по износу крупного заполнителя испытанием в специальном полочном барабане.

  По форме зерен щебень подразделяется на три группы: кубовидный с содержанием пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен не более 15%, улучшенный — 25% и обычный —35%. Содержание зерен пластинчатой и игловатой форм может быть и более 35%, но при условии обеспечения заданной удобоуклады-ваемости бетонной смеси и плотности бетона без перерасхода цемента.

Допустимое содержание пылевидных и глинистых частиц в крупном   заполнителе   из   изверженных   и   метаморфических пород не должно превышать 1%, из осадочных пород  марок М200 — М400 — 3%, из осадочных  пород большей прочности — 2%. Для бетона гидротехнических сооружений количество пылевидных и глинистых  частиц в щебне и гравии вне  зависимости от вида породы для бетона зоны переменного уровня воды и надводной  зоны не должно превышать 1%, для подводной и внутренней зон — 2%.

Морозостойкость заполнителей должна обеспечить требуемую морозостойкость  бетона. Для бетона гидротехнических сооружений она зависит от среднемесячной температуры наиболее холодного  месяца в районе эксплуатации. Если эта температура колеблется от 0 до —10° С, морозостойкость щебня и гравия должна быть не ниже 100 циклов, от —10 до —20° С — 200 и ниже —20° С — 300.

 

 

 

 

 

3. Основные требования к мелкому заполнителю

Крупность песка, характеризуется  модулем крупности Мкр, под которым понимают сумму полных остатков, %, при просеивании мелкого заполнителя на стандартных ситах, деленную на 100:

Мкр=(А_2,5+А_1,25+А_0,63+А_0,315+А_0,16)

Полный остаток — это  сумма частных остатков на данном сите и на более крупных ситах, входящих в комплект для просеивания. Частный остаток — это отношение  массы остатка на данном сите к  массе просеиваемой пробы.

 Характеристика песков  по крупности приведена в табл. №1.

 Та б л и ц а №1. Характеристика песков по крупности

Группа песков	Модуль крупности, %	Полный остаток, %
Повышенной крупности	Свыше 3 до 3,5	Свыше 65 до 75
Крупный	Свыше 2,5 до 3	Свыше 45 до 65
Средний	Свыше 2 до 2,5	Свыше 30 до 50
Мелкий	Свыше 1,5 до 2	Свыше 10 до 30
Очень мелкий	Свыше 1 до 1,5	До 10

 

В качестве мелкого заполнителя  для бетона применяют крупные, средние  и мелкие пески. Мелкие пески вызывают перерасход цемента, особенно для бетона высокого класса. Применение песков с  Af„р = 1,52 в бетонах класса В15 (М200) и выше допускается лишь при соответствующем технико-экономическом обосновании. Для бетонов начиная с класса В25 (М350) рекомендуются пески, модуль крупности которых не менее 2,5.

Наряду с крупностью песка  важнейшее значение имеет и его  пустотность П или объем межзернового пространства:

П=(1-р₀/р)100%

 где р₀ — насыпная плотность; р — истинная плотность песка.

Пустотность зависит от сочетания различных по крупности зерен, т. е. от зернового состава песка. В песках неудовлетворительного зернового состава она может повышаться до 40—47%. Пригодность песка для бетонов по зерновому составу определяют построением кривой просеивания, которая должна лежать в определенной области (рис. 8.1).

Для обеспечения необходимого зернового состава можно применять  пески, полученные предварительным  смешиванием в требуемом соотношении  отдельных фракций. При использовании  мелких песков целесообразны укрупняющие  добавки в виде крупных фракций  природного или дробленого песка.

4. Основные требования к воде

Вода должна удовлетворять  требованиям настоящего стандарта.

Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров  или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.

Вода не должна содержать  пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

В воде, применяемой для  затворения бетонных смесей и поливки бетона не должно быть окрашивающих примесей, если к бетону предъявляют требования технической эстетики.

Содержание в воде растворимых  солей, ионов SO и Cl и взвешенных частиц не должно превышать величин, указанных в таблице №2.

Та б л и ц а №2. Требования к воде

Назначение воды	Максимальное допустимое содержание , мг/л
	растворимых солей	ионов  SO4-2	Ионов Cl-1	Взвешенных частиц
1. Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении напряженных железобетонных конструкций	2000	600	350	200
2. Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой , в т.ч. для водосбросных сооружений и зоны переменного горизонта воды массивных сооружений	5000	2700	1200	200
3. Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении бетонных неармированных конструкций, к которым не предъявляются требования по ограничению образования высолов , а также бетона бетонных и железобетонных конструкций подводной и внутренней зон массивных сооружений	10000	2700	3500	300
4. Вода для промывки  заполнителей, включая мокрую контрольную  сортировку и охлаждение заполнителей	5000	2700	1200	200
5. Вода для поливки  рабочих швов при перерывах  в бетонировании, поверхностей  стыков, подлежащих омоноличиванию, и поверхностей водосбросных конструкций, а также вода для трубного охлаждения массива бетона	1000	500	350	200
6. Вода для поливки  законченных наружных поверхностей  бетонных и железобетонных конструкций	5000	2700	1200	500
7. Вода для поливки  наружных поверхностей бетонных  конструкций (включая поверхности  водосбросных сооружений), если на  поверхности может быть допущено  появление выцветов, высолов	35000	2700	20000	500