Специальные методы бетонирования. Бетон подводный


Специальные методы бетонирования: особенности подводного способа

При возведении различных объектов порой возникают определённые условия, при которых обычные способы строительства либо недоступны, либо неэффективны и в таких случаях используют специальные методы бетонирования.

Зимнее бетонирование методом термоса

Зимнее бетонирование методом термоса

К таким способам относится:

  • торкретирование;
  • вакуумирование;
  • а также подводный способ бетонирования объектов, что с успехом применяется в гражданском и промышленном строительстве.

Ниже об этом пойдёт речь более подробно, а кроме того, вы сможете посмотреть по данной теме видео в этой статье, как дополнение к материалу.

Описание

Краткое описание специальных методов

Подводное бетонирование

Подводное бетонирование

  • Если есть необходимость обустройства какого-либо хранилища, резервуара, или строительство происходит в зоне интенсивного притока грунтовых вод, то в таких случаях требуется повышенная плотность бетонной конструкции. Это достигается раздельным бетонированием вибрацией: вибрационным, гравитационным и вибронагнетательным методом. Здесь цементно-песочный раствор нагнетают между крупными наполнителями, которые заранее были уложены в опалубку, кроме того, при вибронагнетании дополнительно используется вибрация, что больше уплотняет раствор.
  • В тех ситуациях, когда есть необходимость производить работы под водой, на глубине до 50 м, применяется бетонирование методом ВПТ (вертикальное перемещение трубы). Суть данной методики заключается в следующем: в заранее установленные формы по трубам, диаметр которых имеет от 200 до 300 мм, подают бетон, причём опускают их до самого основания. Когда требуется увеличить толщину слоя, то трубу поднимают, то есть, уменьшают количество секций.
  • Когда глубина не превышает 20 м, то в таких случаях используют метод ВР (восходящего раствора), который может быть либо напорным, либо безнапорным. Для этого отгораживают определённый участок и набрасывают туда камни, где с определённым интервалом монтируют стальные трубы диаметром от 37 до 100 мм. По этим трубам, под напором или без него (самотёком) заливают цементно-песочный раствор, который заполняет пустоты между ранее наброшенными камнями.
  • Также, если необходимо провести заливку на глубину не более 20 м и при этом класс бетона не будет превышать B20, то используется технология бетонирования, называемая укладкой бункерами. В таких случаях на дно водоёма опускают бетонные перекрытия или плиты в качестве основания, а на них грейфером засыпают раствор. При этом между раскрывающимся коробом и основанием соблюдается самое минимальное расстояние, которое позволяет выполнять подобные работы.
  • На глубине до 1,5 м, когда площадь сооружения достаточно велика и марка бетона не превышает класса B25, производится утрамбовка. Это делают по небольшим отгороженным участкам, так как площадь большая, раствор к месту доставляют с помощью трубы или грейфера, соблюдая при этом минимальное расстояние до основания. Трамбовка производится равномерно, чтобы не нарушать процесс схватывания ранее уложенного участка, при этом инструкция требует, чтобы расстояние до зеркала воды не превышало 25-30 см.
Торкретирование "мокрым" способом

Торкретирование «мокрым» способом

  • При нанесении тоннельной отделки, нанесении защитного слоя для предварительно напряжённых резервуаров, использовании пневмоопалубок, усилении и ремонте ЖБК и тому подобное, применяется «мокрое» и «сухое» торкретирование поверхности. «Мокрый» способ или пневматическое бетонирование подразумевает нанесение раствора на поверхность под давлением — сжатый воздух подаёт смесь в сопло, где так переходит во взвешенное состояние, после чего попадает на обрабатываемый участок. «Сухой» метод похож, только здесь в насадку подаётся сухая смесь, которая там размешивается водой, затворённой в сопле, после чего попадает на поверхность в виде раствора.
Вакуумирование бетона. Фото

Вакуумирование бетона. Фото

  • Для межэтажных перекрытий, полов, сводов, оболочек, пространственных и вертикальных конструкций (диафрагм, колонн, стен, перегородок и тому подобное) используется метод вакуумирования. Суть его заключается в удалении из уплотнённого раствора до 10%-25% затворённой воды с помощью вакуум-щитов.

Подводное бетонирование

Примечание. Подводным методом называют укладку раствора под слоем воды, когда водоотводные работы не производятся.Самым распространённым и продуктивным считается ВПТ.

Схема монтажа методом ВПТ: 1) ВПТ; 2) опалубка; 3) уложенный раствор

Схема монтажа методом ВПТ: 1) ВПТ; 2) опалубка; 3) уложенный раствор

В данном случае подводное бетонирование — технология вертикального перемещения трубы подразумевает проведение работ на глубине от 1,5 м до 50 м в котловане, который ограждён от проточной воды.

Для обустройства такого ограждения можно использовать специальную пространственную опалубку из дерева, ЖБИ, ЖБК или металла, а также любых оболочек большего размера — свай, ряжей, шпунтов и так далее. При этом такое сооружение должно быть непроницаемым для цементно-песочного раствора.

Для транспортировки смеси к месту назначения применяют бесшовные стальные трубы от 200 мм до 300 мм в диаметре, причём линия получается не сплошной, а собирается из звеньев по 1-3 м длиной.

Собранный трубопровод фиксируют к крану или лебёдкам, которые находятся за котлованным ограждением, при этом вверху монтируется воронка для принятия смеси, а внизу, чтобы внутрь не попала вода, устанавливают клапан, который можно открыть, находясь на подмостях. Один такой трубопровод может обслуживать площадку до 12 м в диаметре.

После того, как трубы опущены до основания и у них перекрыты нижние клапаны, их доверху заполняют бетоном. После того, как диспетчер открывает клапан, бетон растекается по опалубке, подымаясь при этом выше краёв нижнего звена — это происходит под столбовым принудительным давлением смеси до тех пор, пока уровень в трубе и опалубке не выровняется. Раствор может подаваться по каналу пневматическим нагнетателем, либо напрямую из бетоносмесителя

В зависимости от толщины заливаемого участка, конец трубы должен быть постоянно погружен в раствор, как требует технологический регламент бетонирования: при глубине до 10 м — на 0,8 м, а при глубине до 20 м — на 1,5 м. По мере того как монтируемая площадка, наполняется раствором, трубопровод поднимают вверх, постепенно отделяя от него по одному звену, но при этом важно следить за тем, чтобы вода не попала внутрь.

После того, как достигнута необходимая толщина площадки, трубу полностью убирают с места монтажа.

Когда раствор по методу вертикального перемещения трубы укладывается с вибрацией, ему нужна подвижность, что возможно измерить осадкой конуса на 6-12 см, но если это происходит без вибрации, то тогда понадобится 16-20 см усадки. Смесь делается из гравия, либо в него добавляю 2-3 части щебня, при этом в обязательном порядке используя пластификатор.

Во избежание возникновения форс-мажорных обстоятельств при монтаже массивов объёмом более 200 м3 методом вертикального перемещения, для начала под водой заливаются пробные конструкции. Это экспериментальные блоки, объёмом 3 м3, на которых есть возможность режимы работы и качество бетона, так как затраты на подобные тестирования способствует тому, что окончательная цена оказывается ниже.

Схема монтажа методом ВР: 4) транспортировочная труба; 5) наброска камня; 6) предохраняющая шахта; 7) раствор наполнил наброску

Схема монтажа методом ВР: 4) транспортировочная труба; 5) наброска камня; 6) предохраняющая шахта; 7) раствор наполнил наброску

Метод восходящего раствора или ВР показан на верхнем схематическом изображении: в каменную насыпку (щебень, гравий) по установленным заранее стальным бесшовным трубам от 37 мм до 100 мм в диаметре нагнетают раствор. Такая смесь может быть цементной, цементно-песочной, либо цементной с различными добавками.

Раствор заполняет пустоты между камнями, поднимаясь снизу вверх — при этом вытесняется вода и образовывается бетонный монолит — также это называется методом инъекционного напорного бетонирования.

В тех случаях, когда ВР производится в ограждающих шахтах, то в пространство опалубки в первую очередь монтируют вертикальные стены шахты, которые варят из металлопроката — рельс, швеллер, тавр и тому подобное. После этого насыпают крупный камень, а дальше всё происходит по той же схеме — раствор вытесняет воду, превращаю конструкцию в монолит.

Метод втрамбовывания

Метод втрамбовывания

На глубине до 1,5 м для бетонирования объектов с большой площадью, где марка бетона не выше 300, применяется метод втрамбовывания или вибрации. При этом осадка конуса должна быть порядка 5-7 см — раствор подаётся с помощью трубы. Обратите внимание на рисунок — там видно, что трамбовку начинают с подводного откоса, с углом к горизонтали 35⁰-45⁰.

Торкретирование

Торкретирование стены своими руками

Торкретирование стены своими руками

Примечание. Торкретированием бетона называется технология струйного нанесения раствора на поверхность при помощи сжатого воздуха.При этом цементно-песочная смесь или торкрет могут укладываться, как в один, так и в несколько слоёв.

Такой способ обычно применяют укрепления поверхностей конструкций, у которых недостаточно прочные (тонкие) стены — это могут быть односторонние опалубки, резервуары, купола и своды. Кроме того, торкретирование служит защитой от проникновения влаги в подземных сооружениях (подвалах, складах), для замоноличивания (заделки) швов и при ремонтно-восстановительных работах для устранения дефектов.

Цементно-песочную смесь здесь готовится отдельно и с помощью компрессора под давлением (сжатым воздухом) через шланг она подаётся к соплу, куда одновременно поступает вода из бака — тоже под давлением.

Получается, что увлажнённые частицы смеси вырываются из насадки со скоростью 100 м в секунду, ударяется о поверхность и прилипает к ней. При этом неизбежно возникают потери, так как не все частицы остаются на обрабатываемой поверхности — некоторые отскакивают и оседают на пол — их называют «отскоком».

Примечательно, что потолки и стены торкретируются постепенно, в несколько слоёв, тогда как на пол можно наносить смесь на полную толщину. Временной промежуток между нанесением торкрета устанавливает лаборатория и он определяется скоростью застывания раствора, то есть, каждый новый слой не должен разрушать предыдущий.

Но для того чтобы адгезия была оптимально, промежуток не должен превышать время полного схватывания, иначе увеличится процент отскока.

Вакуумирование

Примечание. Вакуумированием называется процесс удаления свободной воды и воздуха из раствора, который только что уложили.Осуществляется это с помощью понижения давления, то есть, образованием вакуума для внешних и внутренних слоёв конструкции.

Схема агрегата: 1) вакуумный щит; 2) соединительные рукава для всасывания; 3) коллектор; 4) магистраль; 5) передвижной водонакопитель; 6) стационарный водонакопитель; 7) вакуумный насос; 8) вакуумная полость

Схема агрегата: 1) вакуумный щит; 2) соединительные рукава для всасывания; 3) коллектор; 4) магистраль; 5) передвижной водонакопитель; 6) стационарный водонакопитель; 7) вакуумный насос; 8) вакуумная полость

Для того чтобы произошёл процесс гидратации цемента вполне достаточно, чтобы в нём содержалось всего 20% воды от его общей массы — вся остальная вода затворения служит для придания определённых технологических свойств, таких как эластичность и подвижность массы.

Вся проблема в том, что вода занимает определённое пространство в растворе, образуя поры, поэтому, после её испарения там остаются пустые места, что понижает плотность материала. Поэтому, для удаления затворённой воды и воздуха на строительных площадках применяется специальный метод — это механическое удаление этих элементов из свежеукладываемого раствора.

Для этого между раствором и опалубкой для бетона обустраивают тонкую полость с помощью тканой и плетёной сетки, из которой насосом откачивают воздух. Туда, из-за неравномерности давления начинает поступать вода затворения вместе с воздухом из бетона, которая постоянно откачивается, как это и показано на верхнем схематическом рисунке.

Заключение

В заключение хотелось бы обратить ваше внимание тех, кто ищет бетонирование методом замораживания — такого способа не существует! Есть укладка бетона на морозе, при котором применяют электрический прогрев, используя для этого греющие опалубки, инфракрасное излучение, электроматы, а также анодный или проводной (ПНСВ) прогрев понижающим трансформатором.

masterabetona.ru

Специальные методы бетонирования

 

Торкретирование - это нанесение на поверхность опалубки, бетона или железобетона под давлением сжатого воздуха одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора (торкрета). Его применяют для устройства гидроизоляции, защитного слоя предварительно напряженной навиваемой арматуры, укрепления тонкостенных конструкций, замоноличивания швов, при ремонтных работах и исправлении дефектов в бетоне и железобетоне.

 

Комплект оборудования для торкретирования:

1 – компрессор, 2 – воздушные шланги, 3 – воздушный фильтр, 4 – цемент-пушка, 5 – шланг для подачи сухой смеси, 6 – сопло, 7 – торкретируемая поверхность, 8 – шланг для воды. 9 – бак

 

Оборудование для торкретирования включает в себя цемент-пушку, компрессор, шланги для воды и воздуха, воздушный и водяной фильтры, сопла, бак для воды.

Сжатый воздух под давлением 0,2...0,25 МПа подается от компрессора 1 по воздушным шлангам 2 в воздушный фильтр 3, где очищается от пыли, масла и других включений.

Очищенный воздух подается в цемент-пушку 4, которую предварительно загружают сухой смесью песка и цемента.

Сухая смесь далее направляется по шлангу 5 в сопло 6 и одновременно вода из бака 9 под давлением 0,35...0,5 МПа также подается в сопло для увлажнения смеси.

Увлажненная смесь со скоростью 100 м/с вылетает из сопла в виде веерообразного факела.

Частицы песка, покрытые цементной пленкой, сталкиваются с опалубкой или железобетонной конструкцией и прилипают к ней.

Вследствие высоких скоростей движения смеси имеющийся избыток химически несвязанной воды в полете удаляется с частиц.

Таким образом на поверхности постепенно наращивается слой песчаного бетона, причем частицы песка проникают в ранее нанесенный слой и уплотняют его. Получается плотная структура бетона, которая обладает низкой водопроницаемостью и высокой прочностью.

За один цикл наносят торкретный слой толщиной 25...30 мм. При многослойном торкретировании время между нанесением каждого слоя определяют экспериментальным путем. Ранее нанесенный торкрет должен обладать достаточной прочностью и в то же время пластичностью для восприятия динамической нагрузки при нанесении последующего слоя.

Для торкретирования используют чистый песок влажностью не более 6% и модулем крупности 2,5...3.

Включения зерен размером более 8 мм не допускаются. В качестве вяжущего применяют цемент марки 500 и выше, а для создания водонепроницаемых оболочек и ремонта железобетонных конструкций - быстротвердеющие цементы.

Чтобы получить плотный слой торкрета равномерной толщины, сопло при нанесении держат на расстоянии 0,7... 1 м от торкретируемой поверхности (перемещают его круговыми движениями), а струю смеси направляют перпендикулярно ей.

На вертикальные, наклонные и криволинейные поверхности торкретный слой наносят снизу вверх, чтобы свеженанесенный торкрет не сползал с них. Регулируют вязкость смеси дозированием подачи воды.

Толщину наносимого слоя контролируют по маякам. Потолки и вертикальные поверхности торкретируют в несколько слоев, а полы - сразу на всю толщину.

Перед торкретированием поверхность очищают сжатым воздухом и увлажняют. Первый раз наносят слой торкрета снизу на высоту 1,3..1,5 м. При нанесении последующих слоев зоны их перекрытия должны быть не менее 20 см.

Вышележащие слои наносят с передвижных или стационарных подмостей. После нанесения первого слоя бетон выдерживают и при этом увлажняют. В жаркую погоду поверхность торкретного слоя накрывают брезентом или пленочным покрытием, исключающим быстрое испарение влаги. Когда бетон наберет необходимую прочность, наносят второй слой и т. д.

Пневмобетонирование - это нанесение на поверхность пластичных бетонных смесей на мелкозернистом заполнителе. Смеси, как правило, приготовляют централизованно на бетонном заводе или на строительной площадке в смесителе установки «Пневмобетон».

Таким способом бетонируют конструкции толщиной до 150 мм: тонкостенные покрытия куполов, оболочки, сооружения для хранения жидкостей (резервуары), плавательные бассейны, градирни, замоноличивают стыки сборных железобетонных конструкций, а также ремонтируют (восстанавливают) бетонные и железобетонные конструкции.

Уложенный этим способом бетон отличается высокими физико-механическими показателями (плотность, водонепроницаемость, морозостойкость и сцепление с различными поверхностями).

 

Схема установки «Пневмобетон»:

1 – скиповый подъемник, 2 – приемно-перемешивающее устройство, 3 – вибросито, 4 – растворонасос, 5 – шланг, 6 – сопло, 7 – поверхность бетонирования

 

Наносят бетонные смеси установкой, которая включает в себя приемно-перемешивающее устройство 2 со смесителем принудительного действия, питатель, вибросито 3 с ячейками 10×10 мм, шланги 5, воздушный трубопровод, сопло с гасителем 6 скорости движения смеси.

В качестве приемно-перемешивающего устройства 2 используют растворосмеситель СБ-97 или принудительного действия СБ-80, оборудованный скиповым подъемником 1. Транспортируют смесь растворонасосами С-683, С-684 или С-317Б с подачей 2,4...6 м3/ч, переоборудованными на прямоточную схему и снабженными дополнительной смесительной камерой.

Шланг 5 монтируют из отдельных секций с внутренним диаметром 50 или 63 мм. На конце шланга закреплено сопло. При вылете из сопла скорость смеси 70...90 м/с. Конфигурация и геометрические размеры сопла зависят от вида работ, применяемых материалов и положения сопла по отношению к бетонируемой поверхности. Расход сжатого воздуха давлением 0,7 МПа составляет 7...9 м3/мин.

До начала работ подключают установку к электросети и водопроводу, монтируют леса или передвижные подмости так, чтобы расстояние между настилом и рабочей поверхностью было 1,2...1,5 м, а высота яруса 2 м.

Для вертикальных конструкций устанавливают опалубку облегченного типа. Щели шириной более 5 мм в опалубке не допускаются.

При нанесении смеси сопло держат перпендикулярно бетонируемой поверхности и на расстоянии 0,7...1,2 м от нее. Бетонную смесь на вертикальные поверхности наносят снизу вверх. Для получения равномерной толщины бетонируемой поверхности соплом совершают спиралеобразные поступательные движения.

Для создания нормальных условий твердения бетон предохраняют от воздействия ветра и прямых солнечных лучей, ударов, сотрясений и других механических воздействий, периодически его увлажняют.

 

7.2 Раздельное бетонирование

При раздельном бетонировании сначала укладывают крупный заполнитель, а затем нагнетают в него (инъецируют) раствор.

При возведении массивных монолитных конструкций сначала устанавливают опалубку, затем внутри нее монтируют арматурное заполнение и инъекционные трубки. Заполняют опалубку щебнем двух фракций: до 100 (50...60%) и до 20 мм (40...50%). При этом каждый слой вибрируют, чтобы получить более плотную структуру бетона. Подают щебень в опалубку бадьями.

По окончании укладки щебня к инъекционным трубкам поочередно подключают растворонасос, с помощью которого закачивают цементно-песчаный раствор.

Инъекционные трубки в нижней части на длине 0,25...0,5 м имеют перфорированные отверстия. Раствор под давлением 0,15... 0,2 МПа заполняет пространство между частицами щебня.

 

Схема раздельного бетонирования массивных фундаментов:

1 – опалубка фундамента, 2 – инъекционные трубы, 3 – щебеночная засыпка, 4 – область распространения раствора

 

Рассмотрим технологическую схему раздельного бетонирования массивных фундаментов.

Инъекционные трубки устанавливают на таком расстоянии друг от друга, которое обеспечивает взаимное пересечение зон их действия не менее чем на половину радиуса действия.

Раствор нагнетают непрерывно до полного заполнения пространства между щебнем, о чем свидетельствует появление в контрольных отверстиях, оставляемых в щитах опалубки, раствора. Затем трубы поднимают на высоту 1... 1,5 м и процесс нагнетания повторяют.

При возведении фундаментов большой высоты после бетонирования одного-двух ярусов инъекционные трубки укорачивают путем исключения их звеньев.

Технология бетонирования тонкостенных конструкций имеет свои особенности. Прежде всего в конструкции опалубки предусмотрено двустороннее расположение отверстий 4 в шахматном порядке для инъекции раствора.

 

Схема раздельного бетонирования тонкостенных конструкций:

1 – опалубка, 2 – арматурное заполнение, 3 – крупный заполнитель, 4 – отверстия для ннъекции раствора, 5 – инъектор, 6 – контрольное отверстие, 7 – металлическая спираль

 

Первоначально в опалубку 1 устанавливают арматурное заполнение 2 и одновременно укладывают крупный заполнитель 3 фракции 40...20 мм слоями и уплотняют его вибраторами. Высота каждого слоя должна быть на уровне отверстий для инъекции. После укладки очередного слоя крупного заполнителя устанавливают металлические спирали 7, которые служат направляющими при движении раствора от инъектора. Перед бетонированием крупный заполнитель смачивают водой.

Инъектор 5 направляют в отверстие 4 опалубки. Раствор под давлением 0,15...0,2 МПа распространяется сначала по спирали 7, а через пространство между ее витками - в заполнитель. Момент окончания нагнетания определяют по появлению раствора в контрольных отверстиях 6. Процесс бетонирования, как правило, ведут с двух сторон двумя инъекторами снизу вверх. Такой метод обеспечивает получение плотного водонепроницаемого бетона независимо от степени его армирования.

При раздельном бетонировании упрощается технологическая схема укладки бетона, снижаются транспортные расходы, повышается качество работ, но усложняется контроль качества работ и повышаются требования к конструкции опалубки (должна быть жесткой без щелей и неплотностей).

 

7.3 Подводное бетонирование

Подводное бетонирование - укладка бетонной смеси под водой без применения водоотлива - применяют при возведении подводных частей опор мостов, днищ опускных колодцев и других массивных сооружений на глубине 1,5...50 м. Бетонную смесь к месту укладки в основном подают двумя способами.

Способ вертикально перемещающихся труб (ВПТ) основан на непрерывной подаче бетонной смеси по вертикально расположенной трубе, которую по мере увеличения толщины бетонного слоя поднимают с помощью кранов и лебедок так, чтобы нижний конец трубы всегда находился в толще бетона.

Расстояние между трубами зависит от их диаметра, подвижности бетонной смеси и интенсивности бетонирования. В среднем для труб диаметром 200...300 мм их радиус бетонирования около 6 м. При этом расстояние между трубами должно быть 10...11 м.

 

Схема подводного бетонирования способом вертикально перемещающихся труб:

1 – опалубка, 2 – рабочий настил, 3 – звенья труб, 4 – загрузочная воронка, 5 – вибраторы, 6 – стойка, 7 – бетоновод, 8 – плавучий кран

 

При подводном бетонировании трубы 3 устанавливают с рабочего настила 2. Каждую трубу собирают из секций длиной 1...1,2 м.

Верхняя секция оканчивается загрузочной воронкой 4, на одну из сторон которой навешивают вибратор 5.

Смесь от бетононасоса по бетоноводу 7 поступает непрерывно и заполняет весь объем трубы.

Затем смесь под гидростатическим давлением вытекает из нижнего отверстия трубы.

Чтобы предотвратить размыв бетона, низ трубы должен быть погружен в бетон на глубину 0,5...0,8 м.

Таким образом, свежие порции бетона как бы вытесняют ранее уложенный и не контактируют с водой.

По мере роста толщины бетонной подушки трубу постепенно извлекают и лишние секции демонтируют. Бетонирование считается оконченным, когда уровень бетона дойдет до проектной отметки.

Бетон подают непрерывно. При перерывах, больших, чем время схватывания цемента, ухудшается монолитность конструкции.

Способ восходящего раствора (ВР) является разновидностью раздельного бетонирования. Он состоит в нагнетании с помощью растворонасосов 10 в каменную наброску или гравийно-щебеночную отсыпку 1 цементного раствора 2 с осадкой конуса 10…12 см. Для этой цели устанавливают решетчатые шахты 6, в которые пропускают трубы 7 для нагнетания по ним раствора. Радиус действия каждой трубы 2...3 м.

 

Схема подводного бетонирования способом восходящего раствора:

1 – каменно-щебеночная отсыпка, 2 – раствор, 3 – штунтовое ограждение (опалубка), 4 – ограждение, 5 – настил, 6 – шахта, 7 – труба, 8 – лебедка, 9 – рукав, 10 – растворонасос

 

При нагнетании раствор, выходя из нижнего конца трубы, поднимается вверх и, вытесняя из пустот воду, заполняет их. Так создается бетонный монолит. По мере повышения уровня раствора в шахте трубы поднимают, оставляя нижний конец трубы длиной 0,8...1 м в растворе.

 

 

Подводное бетонирование методом втрамбования

 

Втрамбовывание бетонной смеси начинают с создания бетонного островка в одном из углов бетонируемой конструкции при подаче смеси по трубе или в бадьях с открывающимся дном.

Островок должен возвышаться над поверхностью воды не менее чем на 30 см.

Для втрамбовывания применяют бетонную смесь подвижностью 5...7 см. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовывать под водой угол 35...45° к горизонтали.

Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесс твердения уложенного бетона, и не ближе 20...30 см от кромки воды. Этим приемом обеспечивается защита от соприкосновения с водой новых порций бетонной смеси.

Метод применяют при глубине воды до 1,5 м для конструкций больших площадей при классе бетона до В25.

Метод укладки кюбелями. Бетонную смесь опускают под воду на основание бетонируемого элемента в кюбелях (раскрывающихся ящиках, бадьях или грейферах) и разгружают через раскрытое дно или затвор.

Обычно применяют кюбели вместимостью от 0,2 до 3,0 м3, закрытые сверху и имеющие уплотнения по контуру раскрывания, которые препятствуют вытеканию цементного теста и проникновению воды внутрь кюбеля.

Бетонную смесь выпускают при минимальном отрыве дна кюбеля от поверхности уложенного бетона, исключая тем самым возможность свободного сбрасывания бетонной смеси через толщу воды.

Преимущество метода укладки кюбелями заключается в возможности бетонирования на любой глубине, в производстве работ без подмостей, в возможности укладки бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями.

Однако при бетонировании кюбелями происходит частичный размыв смеси при разгрузке кюбеля и появляется некоторая слоистость укладки.

Этот метод применяют, если марка укладываемого бетона не выше 200.

Укладку бетонной смеси в мешках следует рассматривать как вспомогательный метод, который применяют при небольших объемах работ, для уплотнения щелей между дном и опалубкой, а также в аварийных случаях.

Бетонную смесь, укладываемую в мешках из редкой, но прочной ткани готовят на щебне с крупностью заполнителя 40 мм и осадкой конуса 2-5 см. объем смеси в одном мешке 10…20 л. Мешки со смесью укладывают водолазы, тщательно прижимая их один к другому.

 

7.4 Основы технологии полимерцементных бетонов и пластбетонов

Полимерцементным бетоном называют искусственный каменный материал, связующими которого являются полимер и цемент, заполнителями - песок и щебень.

В отличие от обычных бетонов с модифицирующими добавками (ГКЖ-94, винсол), которые из-за малых количеств практически не меняют структуру бетона, содержание полимера в полимерцементных бетонах достаточно велико.

Это позволяет получать материалы с новыми свойствами. Они имеют меньшую массу, морозостойки, обладают несколько большей прочностью по сравнению с обычными, повышенной износостойкостью.

Полимерцементные бетоны получают тремя способами:

- введением в бетон при смешивании водных дисперсий полимеров (поливинилацетата или синтетического каучука), распадающихся в бетонной смеси с выделением воды, при этом обезвоженный полимер выполняет роль дополнительного связующего;

- добавлением в воду затворения водорастворимых мономеров и полимеров (фуранового и поливинилового спиртов, эпоксидных, фенолформальдегидных смол и т. п.) с последующим их отверждением в бетоне нагревом или с помощью отвердителей;

- пропиткой бетона на необходимую глубину маловязкими полимерами (карбамидами, лаком «этиноль», стиролом), которые отверждаются непосредственно в бетоне.

Заполнителями для полимерцементных бетонов служат кварцевые или дробленые пески, а также щебень прочных и плотных горных пород крупностью не более 20 мм. Применяют также полимерцементные мелкозернистые растворы.

Оптимальное содержание полимера типа поливинилацетата составляет от 15 до 20% к массе цемента в пересчете на сухое вещество. При этом наилучшим образом используются свойства как цемента, так и полимера.

При такой дозировке в полимерцементном бетоне сохраняется сплошность цементного геля, а полимер, обволакивая цементные сростки и зерна заполнителя, дополнительно склеивает их.

При увеличении полимера сплошность цементных новообразований нарушается, из-за чего снижается прочность полимерцементных бетонов.

Оптимальное содержание водорастворимого карбамидного полимера С-89, а также эпоксидных полимеров ДЭГ-1 и ТЭГ-17 около 2% по отношению к массе цемента.

При этом водоцементное отношение бетонной смеси можно понизить до 0,29 - 0,30 без ущерба для ее удобоукладываемости, а также стойкости в агрессивных средах.

Применяя различные полимерные составляющие, можно получить полимерные бетоны, стойкие к действию нефтепродуктов, жиров и растворов солей.

Полимерцементные бетоны применяют для устройства износоустойчивых полов, аэродромных покрытий, резервуаров под нефтепродукты, а также монолитных конструкций для работы в агрессивных средах.

Для приготовления полимерцементных смесей применяют лопастные мешалки или вибросмесители. При механическом перемешивании смесь насыщается воздухом, в бетоне образуются мелкие поры, равномерно распределенные по объему.

Вследствие того, что полимерцементные бетоны применяют пока в небольших объемах, их смеси готовят в смесителях, расположенных вблизи места укладки.

Полимерцементные смеси обладают повышенной вязкостью, поэтому виброуплотнять их при низких частотах (3000 кол/мин) малоэффективно.

Воздух не удаляется из бетона, структура его получается чрезмерно пористой и рыхлой. Более целесообразно высокочастотное вибрирование, а для жестких смесей трамбование и вибропрессование.

Полимерцементные бетоны, приготовленные на водных дисперсиях полимеров, выдерживают в воздушно-сухих условиях, бетоны же с добавками эпоксидных и карбамидных полимеров быстро твердеют во влажных условиях.

Пластбетоны - искусственные конгломераты, получаемые целиком на органических полимерных связующих. Они являются, по существу, пластмассами с минеральными наполнителями различной крупности.

Связующими в пластбетонах служат маловязкие термореактивные полимеры (фенолформальдегидные, фурановые, полиэфирные и эпоксидные), которые при добавлении отвердителей и в определенных условиях твердеют, склеивая компоненты в прочный конгломерат. Обычно применяют пластбетоны составов 1:5-1:15 (полимер : наполнитель по массе).

Для отверждения полимеров применяют керосиновый контакт Петрова, сульфокислоты и минеральные кислоты, полиэтиленполиамин, диэтилентриамин и др.

В качестве наполнителей применяют чистые пески с крупностью зерен 0,6-2,5 мм и содержанием глинистых и пылеватых частиц не более 0,5%.

Щебень и гравий должны быть сухими и чистыми и иметь крупность не более 20 мм.

Помимо гранитного щебня в качестве наполнителей применяют андезитовый и баритовый, а также измельченный трепел и графит в зависимости от назначения пластбетона.

Прочностные свойства пластбетонов определяются свойствами связующего и наполнителя, а также адгезией между ними. Пластбетоны обладают высокой прочностью, особенно при растяжении и изгибе. Так, прочность при изгибе некоторых пластбетонов на эпоксидных полимерах достигает 350…450 кгс/см2.

Пластбетоны практически водонепроницаемы, морозостойки; они хорошо сопротивляются износу, стойки в агрессивных средах. Например, стойкость их против действия кислот в 10 раз выше, чем у обычных бетонов.

Пластбетоны целесообразно применять для гидроизоляционных и антикоррозионных облицовок. Их используют для получения износоустойчивых полов, в аэродромных покрытиях, а также для возведения частей зданий и сооружений, эксплуатируемых в агрессивных средах.

Пластбетонные смеси готовят в небольших объемах непосредственно у мест их укладки из-за быстрого их твердения.

В лопастный смеситель загружают наполнители, затем полимерные связующие. После 3…4 - минутного перемешивания и получения однообразной массы вводят отвердитель и перемешивают в течение 5…8 мин.

Приготовленную порцию смеси сразу же укладывают в дело. Уплотняют ее трамбованием или штыкованием.

Твердеют пластбетоны лучше в сухих условиях при 50…100° С.

Повышение относительной влажности выше 60% снижает прочность пластбетонов, особенно на полиэфирных полимерах.

Составы на эпоксидных полимерах менее чувствительны к повышенной влажности.

Время прогрева уложенных пластбетонов составляет 4…8 ч в зависимости от вида полимера и состава смеси.

При твердении пластбетонов происходит их усадка, величина которой зависит от вида и количества полимера.

perekos.net

Подводное бетонирование |

Подводное бетонирование

Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под водой без водоотлива. Этот способ применяют при возведении подводных частей туннелей, опор мостов, днищ опускных колодцев и ремонте гидросооружений.

Укладывать бетон под водой можно одним из четырех способов: с помощью вертикально перемещающихся труб; методом восходящего раствора; втрамбованием порций бетонной смеси в ранее уложенную и укладкой бетонной смеси в мешках.

Способ вертикально перемещающихся труб (ВПТ) заключается в подаче бетонной смеси под воду по трубам, которые по мере увеличения толщины бетонного слоя поднимают с помощью кранов или лебедок. Трубы состоят из звеньев длиной 0,5—1,0 м, соединенных фланцами. В верхней части труб имеются загрузочные воронки, а внизу — клапаны, открываемые с подмостей. Радиус действия одной трубы около 6 м. Для получения качественного бетона расстояние между трубами принимают 10—11 м.

Блок бетонирования ограждают шпунтовым рядом, который одновременно выполняет роль опалубки. Осадка конуса бетонной смеси, укладываемой методом ВПТ, должна быть 14—16 см при ее виброуплотнении и 16—20 см при укладке без вибрации. Крупность заполнителя не должна превышать 30—40 мм. В такие смеси нужно обязательно вводить пластифицирующие добавки. Под воду бетонную смесь подают бетононасосы, пневмонагнетатели или другие механизмы, обеспечивающие непрерывность бетонирования.

Трубы с закрытыми нижними клапанами устанавливают так, чтобы нижние их торцы не доходили до дна на 15—20 см. Бетонную смесь загружают в трубы доверху, после чего открывают клапаны. Смесь, которую продолжают подавать через воронки, выходит из нижних торцов труб, образуя у трубы конусы. Последующие порции смеси, выходящие из трубы, не соприкасаются с водой, так как торец трубы должен быть заглублен в слой смеси не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м.

По мере увеличения слоя уложенного бетона трубы периодически поднимают и демонтируют затем звено у воронки. При подъеме нижний конец трубы оставляют в бетоне.

При способе вертикально перемещающихся труб требуется непрерывная и быстрая укладка бетонной смеси. При соблюдении правил производства работ он позволяет получить бетон хорошего качества. Применяют этот способ при бетонировании на глубине от 1,5 до 50 м.

Метод восходящего раствора заключается в нагнетании в каменную наброску или гравийно-щебеночную отсыпку цементного раствора. Трубы для подачи раствора диаметром 37—100 мм ставят в ограждающие шахты из швеллеров или помещают непосредственно в каменную наброску. Радиус действия одной трубы 3 м при заливке раствора в каменнук) наброску и 2 м при заливке в щебеночную отсыпку.

Цементный раствор или тесто с осадкой конуса 10—12 см подают с помощью растворонасосов в песчано-щебеночную отсыпку, если высота блока бетонирования превышает 10 м. В остальных случаях раствор заливают в трубу через воронку и он под собственной тяжестью проникает в кладку.

При нагнетании раствор, выходя из нижнего торца трубы и поднимаясь снизу вверх, вытесняет из пустот воду, заполняет их — так создается бетонный монолит.

Трубы, помещенные в каменную наброску, оставляют в бетоне. При заливке через ограждающие шахты трубы по мере повышения уровня раствора в шахте поднимают, оставляя нижний конец трубы длиной 0,8—1,0 м в растворе. Преимущество этого метода то сравнению с методом ВПТ заключается в том, что вместо бетонного завода используют растворосмесительную установку меньшей производительности. Кроме того, в результате раздельной укладки крупного заполнителя и раствора уменьшается вероятность расслоения бетона.

Этот метод применяют для бетонирования в стесненных условиях густоармированных конструкций, а также для укладки бетона на больших глубинах (30— 50 м).

К недостаткам метода восходящего раствора следует отнести ненадежное заполнение пустот раствором и снижение качества бетона, расход труб и металла на устройство шахт, а также необходимость тщательного подбора гранулометрического состава песка для раствора.

Метод втрамбовывания бетонной смеси состоит в укладке новых порций смеси на островок из ранее свежеуложенного бетона с последующим втрамбовыванием этой порции. Задача при этом заключается в том, чтобы исключить соприкасание с водой укладываемых порций смеси.

Для бетонирования этим методом применяют смесь с осадкой конуса 5—7 см и крупностью заполнителя 30—40 мм. Пионерный островок из смеси создают в одном из углов блока бетонирования. Новые порции смеси укладывают и втрамбовывают не ближе 20—30 см от уреза воды. Уплотняют смесь вибрированием или трамбованием.

Укладку бетонной смеси в мешках следует рассматривать как вспомогательный метод, который применяют при небольших объемах работ, для уплотнения щелей между дном и опалубкой, а также в аварийных случаях.

Бетонную смесь, укладываемую в мешках из редкой, но прочной ткани готовят на щебне с крупностью заполнителя 40 мм и осадкой конуса 2—5 см. Объем смеси в одном мешке 10—20 л. Мешки со смесью укладывают водолазы, тщательно прижимая их один к другому.

midas-beton.ru


Смотрите также