Бетоны

Вакуумированный бетон

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Вакуумирование монолитных бетонных и железобетонных конструкций

При строительстве автомобильной дороги было проведено вакуумирование бетона дорожного покрытия. Дорога имела две полосы проезжей части по 6 м каждая, разделительную полосу шириной 4 м и обочины по 2,75 м. Цементобетонное покрытие толщиной 19 см укладывалось на слой песка толщиной 10 см. В поперечном направлении через 15 м устраивали швы расширения, между которыми через 5 м делали два шва сжатия, а в продольном направлении, по середине каждой 6-метровой полосы — продольный шов сжатия. Для устройства покрытия применялся бетон с расходом цемента 320 кг/м3 марки «400»

=0,55. Подвижность бетонной смеси (осадка конуса) — 2—3 см. Бетонирование каждой полосы проезжей части производилось раздельно.

До укладки вакуум-щитов бетонная смесь обрабатывалась вибрационной отделочной машиной, имеющей следующие основные детали передний разравнивающий и уплотняющий брус (с вибраторами), трамбующую доску, задний разравнивающий брус {без вибраторов) и выглаживающую ленту. Режим работы вибрационной отделочной машины: 1-й проход — вперед, работают вибробрус и трамбующая доска, 2-й проход — назад, работает только трамбующая доска, 3-й проход — вперед, работают все рабочие органы машины Длина каждого прохода (захватка) составляла около 5 пог. м.

После перехода машины на следующую захватку на поверхность бетона укладывались вакуум-щиты (имеющие размер 120X90 см), длинной стороной поперек полосы проезжей части— по 5 шт в ряд. В поперечном же направлении укладывались и коллекторы, к которым щиты присоединялись с помощью вакуум-шлангов. Коллекторы в свою очередь присоединяли к ресиверу — водосборнику — магистральным вакуум-шлангом диаметром 50 мм. Вакуум-установка находилась на обочине строящейся дороги.

Режим вакуумирования был принят следующий разрежение—650 мм рт. ст. (на ресивере), продолжительность вакуумирования — 10 мин.

При включении вакуума по периметру отдельных вакуум-щитов замечалось характерное шипение, связанное обычно с недостаточно тщательной укладкой вакуум-щита. Однако после более плотного прижатия или притирания щита к поверхности бетона шипение прекращалось.

Сразу после окончания вакуумирования и снятия вакуум-щитов бетон оказался настолько плотным, что по его поверхности можно было ходить, не оставляя следов. Для характеристики степени уплотнения бетона следует отметить, что, если швы сжатия на участках, не подвергнутых вакуумированию, устраивались вбиванием металлических полос, на участке, где было проведено вакуумирование, устраивать швы таким образом было невозможно.

Вакуумирование проводилось также при строительстве дорожной одежды и на ряде других объектов, где применялась разработанная и созданная в ДОРНИИ передвижная установка. Эта установка с применением вакуум-насоса РМК-4 может обеспечить одновременно вакуумирование до 40 м2 поверхности бетона.

Следует отметить, что большие работы по вакуумирозашно бетона при строительстве монолитных бетонных и железобетонных конструкций уже много лет проводятся трестом «Строитель» и рядом других строительных организаций.

На одной из улиц в Москве вакуумирование применялось при устройстве цементобетонного основания под асфальтобетонное покрытие. Благодаря вакуумированию вместо проектной марки бетона «170» укладывали бетон марки «140» и, таким образом, уменьшили расход цемента более чем на 12%. Бетон применялся

в этом случае с расходом цемента 280 кг/м3 при г/ =0,65, при подвижности бетонной смеси (осадка конуса) 3—5 см.

Бетонную смесь, привозимую самоовалами с бетонного завода, укладывали слоем толщиной в 20 см и обрабатывали поверхностными вибраторами, после чего подвергали вакуумированию. Режим вакуумирования разрежение (в ресивере) — 660 М'М рт. ст, продолжительность вакуумирования — 15 — 18 мин.

Вакуумирование проводилось одновременно 16 вакуум-щитами размером 120X90 ом. Количество удаленной из бетона воды при вакуумировании составляло в среднем около 11% от воды затворения.

Следует отметить, что вакуумирование цементобетонного основания позволяет почти в два раза уменьшить срок выдерживания его до укладки асфальтового покрытия. Это обстоятельство очень важно при строительстве и реконструкции городских дорог, так как закрытие движения по магистральной улице на длительный период нарушает нормальные транспортные грузопотоки.

Остановимся на примере применения вакуумирования при устройстве бетонного основания под полы на одном из строительств. Основание представляло собой бетонную плиту толщиной 14—15 ом. При этих работах в результате вакуумирования укладывался бетон марки «70» вместо предусмотренной проектом марки «90», что позволило снизить расход цемента более чем на 16%. Применение вакуумирования позволило также значительно ускорить начало движения по бетонному основанию автомобилей, а также ускорить установку оборудования.

Температура воздуха при выполнении части этих работ понижалась до 6—8°. В связи с этим при вакуумировании бетона, приготовленною из неподогретых материалов, наблюдалось обледенение поверхности под вакуум-щитами, а также появление ледяных пробок в вакуумпроводной системе, особенно в местах перегибов магистрального резинового вакуум-провода, что затрудняло проведение вакуумирования.

Подогревание составляющих для получения бетонной смеси с температурой 12—14°, обогревание. Кранов вакуум-щитов паяльными лампами, а также подача в вакуум-шланга в случае образования ледяных пробок небольшого количества горячей воды или горячего воздуха позволили ликвидировать затруднения, связанные с вакуумированием в холодное время года.

Применение вакуумирования представляет большой технический и экономический интерес при бетонировании плиты железобетонных перекрытий, в частности, при строительстве мостов.

Вакуумирование в этом случае проводится с поверхности бетона, уложенного в обычную опалубку при помощи тех же типовых вакуум-щитов, которые применяются при вакуумировании дорожных покрытий и полов. В этом случае осуществляется также поперечная схема укладки вакуум-щитов (поперек оси моста), позволяющая обеспечить фронт для последующих видов работ на данном участке. Продолжительность - вакуумирования для плит толщиной 10—12 см составляет обычно 8—10 мин.

Так как прочность вакуумированного бетона в раннем возрасте значительно превышает прочность невакуумированного того же состава, то вакуумирование позволяет: существенно уменьшить сроки распалубки и соответственно увеличить ее оборачиваемость, а также ускорить производство работ по устройству дорожной одежды и ввод конструкции в эксплуатацию.

Весьма существенным является значительное уменьшение усадки вакуумированного бетона.

Обследование через (полтора года перекрытия железобетонного моста, одна половина которого была построена с применением вибрирования и вакуумирования, а вторая — с применением только вибрирования, показало, что в последнем случае имелась семь относительно глубоких усадочных трещин на разном расстоянии от середины моста, в то время как в первом имелись лишь две с трудом различимые тонкие трещины.

Большой интерес представляет вакуумирование вертикальных или наклонных бетонных поверхностей при бетонировании массивных конструкций типа подпорных стенок, опор мостов, а также водосливов и других наиболее изнашиваемых конструктивные элементов плотин. В таких сооружениях, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях (выветривание под действием температуры, влажности, ударов, истирания, агрессивной среды и пр.), вакуумирование обеспечивает повышенную стойкость бетона, улучшает эксплуатационные качества. Сооружения, вместе с тем ускоряет сроки распалубки и увеличивает оборачиваемость крупнощитовой опалубки, применяемой обычно при бетонировании массивных конструкций.

В последнее время вакуумирование бетона начинает применяться в значительных масштабах в гидротехническом строительстве, в том числе на строительстве плотины Цимлянского гидроузла Волго-Донского канала.

Бетонирование массивных конструкций производится, как правило, блоками с заранее установленными опалубочными щитами больших размеров, например, 4,0X5,0 м. Опалубочные щиты, со стороны которых назначается вакуумирование, переделывают под вакуум-щиты, для чего рабочая поверхность их оборудуется герметизированной вакуум-полостью с двумя слоями металлической сетки.

В связи с тем, что бетонная смесь укладывается в бетон слоями толщиной 30—35 см и между укладкой отдельных слоев имеется неизбежный перерыв 1—2 часа, вакуумирование приходится производить отдельно для каждого слоя. Для этого вакуум-полость опалубочного щита разбивается соответственно на ряд горизонтальных вакуум-полостей, высотой каждая в 30— 35 см и длиной на всю ширину щита. Каждая полость оборудована патрубками через 1,2—1,5 м по длине полостей для присоединения к вакуум-сети и для независимой работы от смежных рядов вакуум-полостей. Герметизация вакуум-полостей по периметру опалубочного щита, а также между собой, достигается заливкой расплавленным битумом полосы шириной 6—7 см на всю толщину двойной металлической сетки, т. е. на всю высоту ва- куум-полости. Битум, налитый на сетку, после остывания срезается вровень с верхней сеткой. Конструкция крупнощитовой вакуум-опалубки, разработанная лабораторией треста «Строитель» и проверенная на гидротехнических стройках

Вакуумирование производится следующим порядком. После укладки и уплотнения вибраторами полосы бетона шириной 1,5—2,0 м первою сдоя вдоль вакуум-опалубки первая снизу вакуум-полость шита подключается к вакууму на 40—50 мин после чего вакуум отключается Для лучшего уплотнения бетонного слоя необходимо производить повторное кратковременное вибрирование в процессе вакуумирования Повторное вибрирование следует производить спустя 15—20 мин после начала вакуумирования бетона, причем вибраторы нельзя придвигать к вакуум опалубке ближе чем на 40—50 см

При укладке следующего по высоте слоя вибрирование производится таким образом, чтобы захватить на некоторую толщину ранее уложенный нижний слой, в том числе и полосы бетона, близкие к наружной поверхности (на не ближе 40—50 см), где производилось вакуумирование

По окончании укладки этого слоя подключается соответствующая по высоте вакуум-лотость и процесс вакуумирования продолжается, как и в нижележащем слое, — 40—50 мин Одновременно подключается для повторного вакуумирования на 10— 15 мин нижележащий слой бетона Повторно второй слой вакуумируется с третьим слоем и т д

Практика работы подтвердила возможность значительного сокращения сроков распалубки бетона при вакуумировании. Распалубка вертикальных поверхностей блока осуществлялась при строительстве через 16 и 20 час. после окончания вакуумирования последнего слоя бетона в блоке, в зависимости от температуры наружного воздуха, вместо обычно принятых 40—50 час. 5.

Вакуумирование бетона придает обработанной поверхности повышенную прочность, плотность и сопротивляемость, создает как бы «закалку» бетонной поверхности.

Очень интересны производственные испытания, проведенные во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидротехники им. Б. Е. Веденеева, по установлению сроков распалубки при вакуумировании бетонных опар с размерами в плане 2,0X6,5 м.

Обработка производилась двумя способами.

1.         В ак у ум и ров а н и ем горизонтальной поверхности бетона по периметру блока (непосредственно у обычной вертикально установленной опалубки) послойно, при толщине слоя 30—35 см. Укладывалась бетонная смесь на обыкновенном цементе марки «300», при расходе его 318 кг на 1 м3 бетона, при = 0,58 и осадке конуса 5—6 см.

После распределения слоя бетона и его вибрации укладывали вакуум-щиты и производили вакуумирование с разрежением 625—650 мм рт. ст. в течение 30—35 мин. Затем снимали вакуум- щиты, укладывали следующий слой бетонной смеси, вибрировали его, вакуумировали и т. д. Температура воздуха при бетонировании была 6,5°, а бетонной смеси — около 15°Ц.

При таком способе производства работ распалубку торцевых поверхностей опор можно производить через 5 час. после вакуумирования.

2.         Вакуумирование вертикальных поверхностей бетонной опоры, при котором роль опалубки играли вакуум-щиты. Так как скорость укладки бетонной смеси в рассматриваемом случае составляла 25 см высоты опоры в час, размеры вакуум-щитов были равны: высота 25 см, длина 200 см. По высоте опоры такие вакуум-щиты устанавливали один над другим сразу на 5 рядов. Укладывали бетонную смесь следующего состава: силикатный цемент марки «400» — в количестве 318 кг на м3 бетона; =0,58; осадка конуса — 5—6 см. Смесь укладывали с уплотнением высокочастотными вибраторами.

Вакуумирование каждого слоя продолжалось 30 мин., причем каждый слой бетона подвергался в а к у ум ир о в а ни ю после укладки бетона на половину высоты следующего слоя.

Температура наружного воздуха при бетонировании была 15°.

Разрежение при вакуумировании составляло: в ресивере 625— 650 мм рт. ст., а в вакуум-полости 580—600 мм рт. ст.

Эти работы показали, что помимо улучшения качества массивного бетона (повышения прочности и плотности бетона у наружной поверхности конструкции, морозостойкости, сопротивления истираемости), вакуумирование позволяет значительно ускорить распалубку. По данным инж. С. И. Зубовича, при температуре наружного воздуха выше 10° и высоте блока 2 м для вертикальных поверхностей с бетоном указанных составов этот срок составляет около 5 час. (должен быть увязан со сроками схватывания цемента).

Вакуумирование вертикальных бетонных стен толщиной 20— 40 см производится с помощью вакуум-щитов, установленных с двух сторон стены, служащих одновременно опалубкой. Щиты по мере бетонирования переставляют вверх. Закрепление первого ряда вертикально расположенных щитов производится снизу с помощью реек с обеих сторон стены, а поверху — поперечными металлическими скобами, длина которых равна толщине стены плюс толщина двух вакуум-щитов. Таких скоб на каждые два щита имеется две. Второй ряд щитов устанавливается поверх первого и закрепляется вверху и внизу такими же металлическими скобами.

Для жесткости в вертикальном направлении щиты закрепляют металлическими стержнями, которые пропускаются через проушины из полосового железа, укрепленные на задней поверхности щита. Через 30—40 мин. после вакуумирования вакуум- щиты нижнего ряда могут быть сняты и переставлены в третий ряд.

По вертикали обычно устанавливают не более двух-трех рядов щитов. Вакуумирование проводится только по нижнему ряду. Нижний ряд щитов освобождается тогда, когда уже начато вакуумирование в вышележащем ряду вакуум-щитов.

  Укладка бетона. Вакуумирование бетона

  УКЛАДКА И УПЛОТНЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ. Перед началом бетонирования ...