Специальные методы бетонирования. Технология бетонных работ в зимних условиях, в условиях сухого жаркого климата.

Метод  Вакуумирования бетона - процесс удаления из свежеуложенной бетонной смеси свободной воды при помощи разреженного воз­духа. Бетон значительно быстрее набирает прочность, обладает повышенной водонепроницаемостью, менее подвер­жен  трещинообразованию и истиранию. Для затворения бетона требуется около 20 % воды от массы цемента, но для лучшей удобоукладываемости водоцемент­ное отношение обычно колеблется в пределах 0,35...0,55, иногда до­ходит до 0,8. Избыточная вода замедляет процесс схватывания и не позволяет достичь полного уплотнения бетона. Лишняя вода, испа­ряясь из бетона, понижает его прочность, способствует образованию трещин, снижает его изоляционные свойства и т. д. Вибрирование способствует перемещению части лишней воды на поверхность бето­на, вакуумирование позволяет более полно осуществить отсос лиш­ней воды. Применяют при бетонировании полов, перекрытий, сводов-оболочек и других конструкций с развитой гори­зонтальной поверхностью, в бетоне не только снижается водоцементное отношение, но и повышаются плотность и прочность, уплотнение бетона оказывается настолько высоким, что по свежеуложенному бетону можно ходить.

Метод  Торкретирования. -  технологический процесс нанесе­ния на бетонную или иную поверхность под давлением сжатого воз­духа тонких слоев цементно-песчаного раствора или мелкозернистого бетона при помощи специальной установки — цемент-пушки для це­ментного раствора, бетон-шприц-машины — для бетонной смеси. Для этого сухая смесь песка, цемента и крупного заполнителя под действием струи воздуха смешивается с водой и набрасывается на по­верхность обрабатываемой конструкции. Растворы или бетонные смеси на портландцементах не ниже М400. Процесс нанесения слоя торкрета (набрызг-бетона) включает две стадии: на первой стадии на поверхности нанесения откладывается пластичный слой, состоящий из раствора с самыми мелкими фрак­циями заполнителя. на вто­рой стадии происходит частичное проникновение в растворный слой зерен более крупного заполнителя и таким образом образование слоя торкрета или набрызг-бетона. Существуют две разновидности нанесения на поверхности под давлением рабочих составов - сухой и мокрый. При сухом способе исходная сухая смесь во взвешенном состоянии подается в насадку (сопло), где смесь перемешивается с водой затворения и затем подается под давлением сжатого воздуха на бетонируемые поверхности. При мокром способе в сопло под давлением сжатого воздуха поступает готовая бетонная смесь или раствор. В сопле смесь переводится во взвешенное состояние и под давлением наносится на бетонируемые поверхности. Наносимая смесь называется пневмобетоном, что связано с рабочими установками - пневмоустановками и пневмонагнетателями. Сухой способ применяют для нанесения торкрета, а мокрый - торкрета и набрызг-бетона. Области применения - резервуары, своды-оболочки, тонкостенные конструкции с повышенной прочностью и водонепроницаемостью, при исправлении дефектов бетонирования, повышения водонепрони­цаемости существующих конструкций и сооружений, при бетониро­вании тонкостенных армоцементных конструкций по арматурному каркасу

Укладка бетонной смеси под водой. При строительстве опор мостов и других сооружений, располо­женных под водой, применяют подводное бетонирование (укладку бетонной смеси под водой без производства водоотлива), выполняе­мое одним из двух способов — вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) и восходящего раствора (ВР). Общее для обоих способов — устройство по периметру бетонируемой конструкции шпунтового ог­раждения, благодаря которому ограничивается подток воды к месту производства работ, а возводимое сооружение предохраняется от вы­мывания цемента и песка. Метод вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяют при бетонировании конструкций на глубине от 1,5 до 50 м, защищенных от проточной воды, когда требуются высокая прочность и монолит­ность подводного сооружения. В качестве ограждения используют шпунтовые стенки, специаль­но изготовленную опалубку в виде пространственных блоков (ящиков) из дерева, железобетона, металла либо конструкции (плиты-обо­лочки, опускные колодцы и др.). Конструкция ограждения должна быть непроницаемой для цементного раствора. Для производства ра­бот над ограждением устраивают рабочую площадку, на которой ус­танавливают траверсу. К траверсе подвешивают стальной бетоновод, собираемый из отдельных бесшовных труб длиной 1... 1,2 м и диамет­ром 200...300 мм на легкоразъемных водонепроницаемых соединени­ях. Трубу опускают до низа сооружения, в верхней части бетоновод, находящийся над поверхностью воды, имеет воронку с затвором или бункер для приема бетонной смеси. Метод восходящего раствора (ВР) бывает безнапорным и напор­ным, применяют при укладке бетонной смеси на глубине до 20 м. В обоих случаях труба должна быть утоплена в раствор не менее чем на 0,8 м, верхний слой раствора высотой 10...20 см, соприкасаю­щийся с водой и находящийся выше проектной отметки, срезают.

Выдерживание бетона. Свежеуложенный бетон требует ухода впервые дни твердения, контроля над ходом набора им прочности. В начальный период твер­дения бетон необходимо защищать от попадания атмосферных осад­кой или потерь влаги, в последующем поддерживать температурно-влажностный режим, создавая условия, обеспечивающие нарас­тание прочности. Условия выдерживания бетона должны обеспечить:  поддержание температурно-влажностного режима, необходи­мого для нарастания прочности бетона; предотвращение значительных температурно-усадочных де­формаций и образования трещин; предохранение от ударов, сотрясений и других воздействий, включая механические повреждения; защиту от солнца, ветра, быстрого высыхания и резких измене­ний температуры; защиту от других воздействий, ухудшающих качество бетона в конструкции. Свежеуложенный бетон поддерживают во влажном состоянии пу­тем периодических поливок и предохраняют летом от солнечных лу­чей, а зимой от мороза защитными покрытиями. В жаркую и ветреную погоду незащищенные поверхности свежеуложенного бетона не позднее, чем через 2... 3 ч после укладки укрыва­ют хорошо увлажненной тканью, рогожами, матами, мешковиной, песком, опилками. Большие горизонтальные поверхности бетона можно покрывать битумными или полимерными материалами и пленками. Для обеспечения нормального процесса твердения бетона при температуре окружающего воздуха выше +15 С^о его выдерживают во влажном состоянии, систематически поливая: Бетоны на портландцементе - в течение 7 суток;  на глиноземистом цементе - 3 суток;  на прочих цементах - 14 суток;  при сухом и жарком климате сроки возрастают в 1,5 раза. Первые трое суток, когда активно идет процесс гидратации це­мента, необходимо поливать бетон в дневное время через каждые 3 ч и один раз ночью, в последующие дни — не реже трех раз в сутки. Свежеуложенный бетон можно не поливать при температуре +3 °С, рекомендуется начи­нать поливать бетон только через 8... 10 ч после укладки. При укрытии поверхности бетона влагостойкими укрывными материалами пере­рыв между поливами можно увеличить в 1,5 раза. Уложенный бетон не должен подвергаться воздействию нагрузок и сотрясений. Движение людей и транспорта, а также работа со свежеуложенного бетона допускается лишь после достижения бетоном прочности более 1,5 МПа. Прочность бетона зависит от качества его составляющих, способа приготовления, транспортирования и уклад­ки, условий твердения и ухода за бетоном.

Распалубливание конструкций- при температуре 12... 18 С^о  такое состояние наступает через 2...3 суток. Эти сроки можно устанавливать на месте в зависимости от вида, класса и температурно-влажностных условий твердения бетона. Производят в последовательности, устанавли­ваемой ППР, на обычных цементах начинают не ранее, чем через 7…14 суток в летних условиях. Со­кращение сроков достигают применением быстротвердеющих цементов и мероприятий, ускоряющих - вибрирования, вибровакуумирования и термообработки.

Технология бетонных работ в зимних условиях. Метод «термоса» Возведение монолитных конструкций без искусственного про­грева — наиболее экономичный способ зимнего бетонирования. Сущность способа заключается в первоначальном нагревании бетон­ной смеси за счет подогрева заполнителей и воды, а также использо­вании теплоты, выделяющейся при твердении цемента, для приобре­тения бетоном заданной прочности в процессе его медленного осты­вания в утепленной опалубке. За счет аккумулированной энергии от нагрева воды и наполните­лей, последующего выделения теплоты экзотермии цемента - реак­ции гидратации цемента с водой, массивная теплоизолированная (для уменьшения теплопотерь и увеличения времени остывания) конструкция набирает требуемую прочность за расчет­ный период времени до замерзания (фундаменты, блоки, стены, плиты). К достоинствам необходимо отнести низкие трудо- и энергоемкость, обеспечивающие минимальную себестои­мость зимних работ. Недостатки - большая продолжитель­ность выдерживания бетона и ограничения по степени массивности бетонируемых конструкций. Перспектива применения всех разно­видностей - разработке новых технологичных теп­лоизоляционных материалов, обеспечивающих простую по устрой­ству и качественную изоляцию свежеуложенного бетона в конструк­ции любой формы, а также выпусков арматуры. Бетонирование с применением противоморозных добавок, которые предназначены для предотвращения замерзания жидкой фазы бетонной смеси, имеющей начальную по­ложительную температуру, в период твердения при отрицательных температурах. Сущность во введении в бетонную смесь при ее приготовлении добавок, понижающих температуру замерзания воды, обеспечивающих протекание реакции гидротации цемента и твердения бетона при температуре наружного воздуха ниже О °С ( нитрит натрия (НН), нитрит калия (НК), поташ (П), хлористый натрий (ХН) и др.), в про­центном отношении к массе цемента хлористых солей (до 2 %), поташа и нитрита натрия (до 5 %). Преимущества в минимальных затратах труда на ее реализа­цию. Недостатками продолжительный период при­обретения критической и марочной прочности, ограничения в при­менении, негативные последствия при нарушении требований по применению солей (коррозия арматуры, высолы на поверхности бе­тона и др.). Искусственный прогрев бетона электропрогрев: (контактный (кондуктивный) нагрев, инфракрасный нагрев, индукционный прогрев, в тепляках).