Технологии процессов возведения монолитного бетона и железобетона:  устройство опалубки; армирование конструкций; приготовление, транспортирование и укладка бетонной смеси; распалубка.

 Состав бетонных и железобетонных работ. Обусловлены с  использованием  в основе (кроме стали) местных материалов и  невысокой стоимостью.

По способу выполнения:  монолитные, сборные, сборно-монолитные. По составу работ: опалубочные, арматурные, бетонные. Комплексный процесс  включает: заготовительные процессы, транспортные процессы, основные процессы.  Составные части опалубки и опалубочных систем. Опалубка — временная вспомогательная конструкция, образующая форму изделия. Она служит для придания требуемых формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции путем укладки бетонной смеси в ограниченный опалубкой объем. Опалубка состоит из опалубочных щитов (форм), крепежных устройств, лесов. После приобретения бетоном достаточной или требуемой прочности опалубку удаляют, т. е. осуществляют распалубливание. Процессы, связанные с установкой и раскреплением опалубки, называют опалубочными, а связанные с укладкой в опалубку арматурных каркасов и сеток — арматурными. Отдельные элементы опалубочной системы: опалубка, щит, каркас (рама) щита, палуба щита, опалубочная панель,блок опалубки, опалубочная система, элементы крепления, поддерживающие элементы. Вспомогательные элементы опалубочных систем: навесные подмости, выкатные подмости, провмообразоватвли, цоколь. Требования: любая изготовленная опалубка должна отвечать следующим требованиям: гарантия необходимой точности размеров будущего сооружения или конструкции; прочность, устойчивость и неизменяемость формы под действием нагрузок, возникающих в процессе производства работ; все элементы опалубки рассчитывают на прочность и деформативность; плотность и герметичность палубы опалубочного щита, т. е. отсутствие щелей, вызывающих образование в бетоне пустот, раковин в результате вытекания цементного раствора; высокое качество поверхностей, исключающее появление наплывов, раковин, искривлений и т.п.; технологичность- способность допускать быструю установку и разборку, не создавать затруднений при монтаже арматуры, укладке и уплотнении бетонной смеси; оборачиваемость-многократное использование опалубки, что обычно достигается за счет изготовления ее
инвентарной, унифицированной и разборной; экономичность по используемому материалу. Материалы для опалубок используют древесину хвойных пород (сосна, ель, лиственница), лиственных пород (береза и ольха), водостойкую фанеру, сталь, пластики, металлическую сетку, железобетонные и  армоцементные  плиты,   древесно-стружечные  (ДСП)  и  древесноволокнистые  (ДВП)  плиты,   полипропилен  с наполнителями. Для  изготовления  элементов  опалубки используют самые разнообразные материалы.  Поддерживающие элементы опалубки  выполняют  из  стали  и  алюминиевых  сплавов,   что  позволяет  достичь  их  высокой оборачиваемости. Основные типы опалубок: разборно-переставная мелкощитовая до 2м², крупнощитовая разборно-переставная от 2...20 м², блочная, объемно-переставная, скользящая, горизонтально перемещаемая, вертикально перемещаемая, туннельная, несъемная, необорачиваемая. Армирование конструкций. Арматура - стальные стержни, прокатные профили и проволока, расположенные в бетоне. Сборно-монолитные и монолитные ненапрягаемые конструкции армируют укрупненными монтажными эле­ментами в виде сварных сеток, плоских и пространственных карка­сов, которые изготовляют вне возводимого сооружения и затем уста­навливают монтажными кранами. Иногда сложные конструкции ар­мируют непосредственно в проектном положении из отдельных стержней, соединяя их в законченный арматурный каркас сваркой или вязкой. Арматуру подразделяют по назначению в конструкции: на  рабо­чую, распределительную и монтажную. В гражданском строительстве обычно применяют арматурные стержни диаметром 12. ..30 мм, в промышленном — арматуру диамет­ром до 40  мм, в гидротехническом - стержни диаметром 90...120 мм. В качестве арматуры иногда применяет профильный прокат. К арматурным изделиям относят отдельные стерж­ни (стержневая арматура), арматурные сетки, плоские и пространст­венные арматурные каркасы, арматурные изделия для предваритель­но напряженных конструкций, закладные детали, монтажные петли и хомуты. Для армирования предварительно-напряженных конструкций чаще всего применяют проволочную арматуру, подразде­ляемую на несколько типов: арматурная проволока низкоуглероди­стая класса B-I и высокопрочная углеродистая класса В-П; проволоч­ные пряди из трех-, семи- и многопроволочных прядей с правой свивкой, причем при перерезании пряди их проволоки не раскручи­ваются; проволочные высокопрочные канаты. В последние годы начинают применять и неметаллическую арма­туру - стекловолокно и асбест. Состав арматурных работ включают процессы централизованная заготовка арматурных элементов; в транспортирование арматуры на строительную площадку, сор­тировка и складирование; укрупнительная сборка арматурных элементов, изготовление арматурных изделий; установка в опалубку стержней, сеток, плоских, пространствен­ных и несущих арматурных каркасов; соединение отдельных монтажных единиц в единую армоконструкцию; раскрепление армоконструкции, гарантирующее обеспечение надлежащего защитного слоя при бетонировании. Все процессы армирования ж/бетонных конструкций в две группы: предварительное изготовление арматурных элементов и установка их в проектное положение.  Изготовление арматурных изделий централизованно на арматурно-сварочных заводах, в арматурных цехах и мастерских. Процесс изготовления ненапрягаемой арматуры состоит из от­дельных технологических операций, которые объедине­ны в технологические группы: заготовительные операции, сборочные операции.Соединение арматурных элементов: укладка внахлестку или сварка. Способы сварки: контактная точечная или стыковая; электрической дуги, или сварки плавлением; нагрев соединяемых элементов осуществляют электрической дугой. Производство арматурных работ на объекте. Установку любой арматуры следует вести так, чтобы не повредить ранее установленную и выверенную опалубку, а также не деформиро­вать арматурные каркасы. В процессе производства работ допускают­ся в отдельных случаях бессварочные соединения стержней: стыко­вые, внахлестку или обжимными гильзами и винтовыми муфтами с обеспечением равноправного стыка и крестообразные, выполняемые вязкой отожженной проволокой. Приемка смонтированной арматуры, всех стыковых соединений должна проводиться до укладки бетонной смеси и оформляться ак­том на скрытые работы, в котором обязательно оценивают качество выполненных работ. Приемку установленной в проектное положе­ние арматуры производят по захваткам, подготовленным для бетони­рования. Кроме проверки проектных размеров смонтированной арматуры по чертежам проверяют наличие и места расположения фиксаторов, прочность и целостность сборки армоконструкции, которая должна обеспечивать неизменность формы при бетонировании. Кроме это­го, отмечают все отступления от проекта, сверяют с проектом количе­ство и диаметр стержней, а также правильность их расположения и качество электросварки в пересечениях стержней. Методы натяжения арматуры в предварительно-напряженных конструкциях двумя способами: натяжением арматуры до укладки бетон­ной смеси в конструкцию; укладкой и натяжением арматуры вслед за укладкой бетона и приобретением им не менее 70 % проектной проч­ности. Первый способ заводской и называется натяжением на упоры, второй применяют в построечных условиях на площадках укрупнительной сборки и называют натяжением на бетон. При линейном способе в напрягаемых конструкциях при бетони­ровании оставляют открытые или закрытые каналы. При приобрете­нии бетоном заданной прочности в каналы укладывают арматуру и производят ее натяжение с передачей усилий на напрягаемую конст­рукцию. Линейный способ применяют для создания напряжения в балках, колоннах, рамах, трубах, силосах и других линейных конст­рукциях. При армировании напрягаемые элементы применяют в виде от­дельных стержней, прядей, канатов и проволочных пучков. Армиро­вание включает в себя заготовку напрягаемых арматурных элементов; образование каналов для укладки напрягаемых арматурных элемен­тов; установку арматурных элементов с анкерными устройствами в каналы; напряжение арматуры с последующим инъецированием за­крытых каналов или бетонированием открытых каналов. Способы натяжения арматуры: механический, обычно при помощи гидравлических дом­кратов; электротермический, при котором используют свой­ство стали удлиняться при нагревании; электротермомеханический, представляющий со­бой сочетание первых двух способов. Заключительная операция — инъецирование каналов, к ней при­ступают сразу после натяжения арматуры, под давлением цементным тестом или раствором маркой не ниже 300 и только на портландцементе. Приготовление бетонной смеси. на механизированном или автома­тизированном бетонном заводе, на временной бетоносмесительной  установке. Смесь приготовляют по законченной или расчлененной технологии. При законченной технологии в качестве продукции по­лучают готовую  смесь, при расчлененной — отдозированные  составляющие или сухую смесь. Основными техническими средствами для приготовления смеси являются расходные бункера с распределительными уст­ройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы внутренних транс­портных средств и коммуникаций, раздаточный бункер. В качестве оборудования для приготовления обычной смеси применяют смесители цикличного и непрерывного действия, работающие по принципу свободного падения смеси или принудительного перемешивания. Смеси с малым содержанием воды и высокой технической вязкостью приготовляют в вибробето­номешалках с интенсивным вибрационным воздействием. Вибропе­ремешивание помимо уменьшения расхода цемента позволяет увели­чить прочность конструкций и сократить срок производства работ. Смеси  в зависимости от водоцементного отношения, а оно обычно варьируется в пределах от 0,35 до 0,8, бывают разной кон­систенции — жесткие, малоподвижные и подвижные. Степень под­вижности характеризуется осадкой стандартного конуса, имеющего высоту 30 см. Удобоукладываемость смеси — способность под дейст­вием вибрации растекаться и заполнять форму — определяют виско­зиметром. Прочность бетона проверяют на контрольных кубиках с ребрами 10, 15, 20 и 30 см. Для немассивных конст­рукций кубики раздавливают и проверяют прочность бетона через 28 суток, для массивов — в возрасте 60, 90 и 120 сут. Все большее применение находит сухая строительная смесь (ССС) — смесь вяжущего, заполнителя, добавок, пигментов, отдозированных и перемешанных на заводе, и затворяемая водой перед употреблением. Точное дозирование компонентов позволяет полу­чать более высокие технические характеристики готовой продукции по сравнению со смесями, приготовляемыми на строительной пло­щадке. Важное достоинство сухих смесей — возможность целена­правленного добавления в них химических добавок и микронаполни­телей, как улучшающих их структуру, так и подготовленных для при­менения в холодное время года. Сухие смеси для производства бетонных работ подразделены на несколько групп. Сухие смеси представляют собой смесь крупного заполнителя с фракциями до 20 мм, песка, вяжущего и до­бавок. Морозостойкие смеси разработаны специально для производства работ в зимнее время. Такие смеси имеют в составе спе­циальные добавки, позволяющие свежеуложенному бетону продол­жать набирать прочность при понижении температуры до—15 °С. Транспортирование бетонной смеси  включает приемку смеси из раз­даточного бункера бетоносмесительной установки, перемещение ее различными транспортными средствами на объект бетонирования, последующую подачу смеси к месту укладки или же перегрузку ее на другие транспортные средства или приспособления, при помощи ко­торых смесь доставляют в блок бетонирования. Блоком бетонирования называют подготовленную к укладке бетонной смеси конструкцию или ее часть с установленной опалубкой и смонтированной армату­рой. На практике процесс доставки смеси в блок бетониро­вания осуществляют по двум схемам: от места приготовления до не­посредственной разгрузки в блок бетонирования; от места приготов­ления до места разгрузки у бетонируемого объекта с последующей по­дачей бетона в блок бетонирования. Эта схема предусматривает про­межуточную перегрузку смеси. Транспортировать и укладывать смесь необходимо спе­циализированными средствами, обеспечивающими сохранение ее заданных свойств. Запрещается добавлять воду на месте укладки сме­си для увеличения ее подвижности. Транспортирование смеси от места приготовления до места разгрузки или непосредственно в блок бетонирования осущест­вляют преимущественно автомобильным транспортом, а транспор­тирование от места разгрузки в блок бетонирования — в бадьях кра­нами, подъемниками, конвейерами, бетоноукладчиками, вибропита­телями, мототележками, бетононасосами и пневмонагнетателями. Способ транспортирования смеси к месту ее укладки выбирают в зависимости от характера сооружения, общего объема ук­ладываемой смеси, суточной потребности, дальности пере­возки и высоты подъема. При любом способе транспортирования  смесь нужно предохранять от влияния солнечных лучей, ат­мосферных осадков, расслоения на составные части и утечки цемент­ного молока или раствора, обеспечивать требуемую для укладки подвижность. Дополнительно в зимних условиях смесь предохраняют от быстрого охлаждения и замерзания. Перевозка смеси автотранспортом, в автомобилях-самосва­лах, автобетоновозах, автобетоносмесителях, в бадьях-контейнерах, устанавливаемых в кузова бортовых автомобилей. Продолжитель­ность перевозки, т. е. время от приготовления смеси до ее укладки и уплотнения, не должно превышать 1 ч. При движении бе­тон нужно предохранять от чрезмерного встряхивания во избежание расслаивания. Подача смеси кранами и подъемниками.,  Смесь разгружают на объекте в бадьи с помощью кранов подают непосред­ственно в конструкцию. Башенные и стреловые краны, применяют и для порционной пода­чи в блоки бетонирования и распределения смеси в пределах этого блока. При этом бадья со смесью перемещается вертикально и горизонтально и обеспечивает подачу смеси точно в точку или зону разгрузки. Бадьи поворотные и неповорот­ные. Транспортирование смеси бетоноукладчиками. применяют для устройства монолитных фундаментов под здания и технологическое оборудование, для бетонирования ком­пактных, но рассредоточенных объектов. Смесь может пода­ваться в любую точку бетонируемой конструкции в плане размерами от 3 до 20 м с поворотом подвижного конвейера до 360° с одной рабо­чей позиции. Бетоноукладчик может подавать смесь на высоту 8 м, а опускать ее ниже стоянки с уклоном конвейера до 10°. Трубопроводный транспорт бетонной смеси. относится к внутрипостроечному и при определенных ус­ловиях имеет ряд технологических преимуществ перед другими спо­собами горизонтального и вертикального перемещения смесей. К числу достоинств относятся возможность осуществлять од­ним механизмом горизонтальное и вертикальное перемещение сме­сей от места их разгрузки на объекте или непосредственно от приобъ­ектной бетоносмесительной установки к месту непосредственной ук­ладки, возможность подачи смесей в труднодоступные уча­стки возводимого сооружения. Техническими средствами трубопроводного транспорта являются машины для перекачивания смеси из приемного бункера к месту укладки — бетононасосы, пневмонагнетатели, различные бетоноводы и оборудование для подачи смеси к месту произ­водства работ,  автобетононасосы.

Укладка смеси. Подготовка к укладке смеси. Перед укладкой смеси в конструкцию выполняют ком­плекс операций по подготовке опалубки, арматуры, поверхностей ра­нее уложенного бетона и основания. Укладывают смесь на естествен­ное основание или в опалубочные формы. Перед укладкой смеси должны быть оформлены акты на скрытые работы, в т. ч. на подготовку основания, гидроизоляцию, опалубку, армирование и установку закладных частей. Подготовительные работы перед бетонированием включают:  по опалубке — проверку основных отметок, геометрических размеров, вертикальности, отсутствие щелей, наличие пробок и за­кладных деталей;  по арматуре — качество сварных швов, правильность установ­ки, надежность закрепления, обеспечение защитного слоя бетона. Непосредственно перед укладкой смеси очищенные бе­тонные поверхности промывают водой и просушивают струей возду­ха. Поверхность металлической опалубки покрывают маслом, а бетонной, железобетонной и армоцементной опалубки смачивают во­дой для предотвращения отсоса большого количества воды из уло­женной меси в эту опалубку. Деревянную опалубку при гладких поверхностях смачивают водой, при шероховатых поверхно­стях ее лучше смазывать соляровым маслом. Стыковые поверхности ранее уложенного бетона очищают от грязи и промывают. Расстояние от арматуры до ближайшей поверхности опалубки проверяют по толщине защитного слоя бетона, указываемой в черте­жах бетонируемой конструкции. Арматуру для надежного сцепления со свежеуложенной смесью очищают от грязи, отслаивающейся ржавчины и налипших кусков раствора пескоструйным аппаратом и проволочными щетками. Перед укладкой смеси на грунт подготавливают основа­ние. С него удаляют растительные, торфяные и прочие грунты орга­нического происхождения, сухой несвязный грунт увлажняют. Пере­боры (перекопы) грунта заполняют песком и уплотняют. Готовность основания под укладку смеси оформляют актом. Способы укладки смеси такими, чтобы были обеспечены монолитность уложенного бетона, проектные фи­зико-механические показатели и однородность бетона, надлежащее его сцепление с арматурой и закладными деталями и полное (без ка­ких-либо пустот) заполнение бетоном заопалубленного пространства возводимой конструкции. Смесь укладывают тремя методами: с уплотнением, литьем (смеси с суперпластификаторами) и напорной ук­ладкой. При каждом методе укладки должно быть соблюдено основ­ное правило — новая порция смеси должна быть уложена до начала схватывания цемента в ранее уложенном слое. Этим исклю­чается необходимость устройства рабочих швов бетонирования по высоте конструкции. Укладку в небольшие в плане конструкции (колон­ны, балки, тонкие стены, перегородки и др.) ведут сразу на всю высо­ту без перерыва для исключения устройства рабочих швов. В большие в плане конструкции (например, массивные фундаментные плиты) бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями и, как прави­ло, сразу по всей площади. Слои должны быть одинаковой толщины без разрывов, с последовательным направлением укладки в одну сто­рону во всех слоях. При укладке бетонной смеси с уплотнением полученная по расче­там толщина слоя должна соответствовать (но не превышать) уста­новленной нормами глубине проработки применяемых в данных конкретных условиях технических средств уплотнения. При подаче смеси в опалубку бетононасосом необходимо осуществлять напорное бетонирование, при котором конец бетоновода должен быть постоянно заглублен в укладываемую смесь. Посту­пающая снизу опалубки через бетонолитную трубу смесь, поднимаясь наверх, будет под давлением последовательно заполнять всю бетонируемую полость. Литая бетонная сверхпластичная смесь с осадкой конуса 14... 16 см со специальными добавками, в частности суперпластификаторов, позволяет смеси самоуплотняться без вибри­рования. Доставленную  автобетоносмесителями смесь подают краном в бункерах или бадьях к месту укладки, целесообразно использовать бетононасосы с распределительной стрелой.

Устройство рабочих швов. Для обеспечения монолитности бетонировать конструкцию же­лательно непрерывно. Но это возможно лишь при незначительных объемах работ и в сравнительно простых конструкциях. Во всех ос­тальных случаях перерывы в бетонировании неизбежны. При необхо­димости устраивать перерывы в бетонировании конструкций прибе­гают к так называемым рабочим швам — плоскость стыка между за­твердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном. Рабочий шов обра­зуется в том случае, когда последующие слои смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие. Обычно про­исходит это при перерывах в бетонировании от 7 ч. Рабочие швы являются ослабленным местом, поэтому их следует устраивать в сечениях, где стыки старого и нового бетона не могут от­рицательно влиять на прочность конструкции. Поверхность рабочего шва д.б. перпендикулярна оси бе­тонируемых колонн и балок, а в стенах и плитах — их поверхности. Для этого устанавливают щитки — ограничители с прорезями для ар­матурных стержней, прикрепляя их к щитам опалубки. Для надежного сцепления бетона в рабочем шве поверхность ра­нее уложенного бетона тщательно обрабатывают: кромку схвативше­гося бетона очищают от цементной пленки и обнажают крупный заполнитель, протирая проволочными щетками; продувают сжатым воздухом и промывают струей воды, покрывают цементным раствором, имею­щим состав, как укладываемая бетонная смесь.