Технология и организация строительства зданий и сооружений из монолитного железобетона при отрицательных температурах наружного воздуха

Количество энергии, выделяемой в бетоне в единицу времени, а, следовательно, и температурный режим электропрогрева зависят от вида и размеров электродов, схемы их размещения в конструкции, расстояний между ними и схемы подключения к питающей сети. При этом параметром, допускающим произвольное варьирование, чаще всего является подводимое напряжение. Ток на электроды от источника питания подается через трансформаторы и распределительные устройства.

В качестве магистральных и коммутационных проводов применяют изолированные провода с медной или алюминиевой жилой, сечение которых подбирают из условия пропуска через них расчетной силы тока[30].

Перед включением напряжения проверяют правильность установки электродов, качество контактов на электродах и отсутствие их замыкания на арматуру. Электродный прогрев ведут на пониженных напряжениях 36-127 В. В среднем, удельный расход электроэнергии составляет 60-80 кВт/ч на 1 м3 железобетона. Достоинства метода в том, что его реализация возможна с применением подручных средств - арматуры или листового железа при минимальных потерях тепловой энергии.

3.2.5 Электропрогрев с помощью нагревательных проводов

Сущность этого метода заключается в следующем. Перед укладкой бетонной смеси в опалубку на арматурном каркасе наматывают и закрепляют нагревательные провода определенной длины. Затем укладывают смесь и включается электропитание через понижающие трансформаторы. Теплота, выделяемая нагревательными проводами при прохождении по ним тока, передается бетону и распределяется в нем путем теплопроводности. Таким образом бетон можно разогреть до температуры 50-70 град.С.

Для прогрева монолитного бетона применяются нагревательные провода марки ПНСВ-1,2 с жилой из стальной проволоки площадью 1,2мм2, покрытой слоем изоляции из поливинилхлоридного пластика. Для этих целей могут также использоваться аналогичные по конструкции трансляционные провода марок ПТПЖ, ПВЖ, ППЖ и нагревательные провода марок ПОСХВ, ПОСХВП и др., применяемые в строительстве [14].

Режим тепловой обработки осуществляется по трем технологическим циклам:

-первый цикл - обогрев бетона в опалубке до набора распалубочной прочности (30%от проектной) это-16-18 часов;

-второй цикл - обогрев бетона в укрытии после снятия опалубки до конструктивно значимых уровней прочности (50% от проектной) - это последующие 24 часа;

- третий цикл- дозревание бетона при температуре наружного воздуха до 70-80% марочной прочности (20-25 суток).

Отогрев оснований стеновых конструкций, устраиваемых на бетоне перекрытий, имеющем отрицательную температуру, преследует цель обеспечения нормальных условий укладки и уплотнения бетона в труднодоступной зоне подошвы стеновых конструкций и гарантированного обеспечения прочности бетона в этих зонах в ходе выдерживания. Отогрев осуществляется нагревательными проводами, заблаговременно уложенными в пределах зон при бетонировании перекрытий. Продолжительность отогрева - 8-10 часов (перед укладкой бетонной смеси в опалубку стен); температура отогретого бетона - +15-+20°С.

Расчетный уровень удельной тепловой мощности отогрева оснований составляет 140 Вт на 1 м2 поверхности отогреваемого основания.

Нагревательные провода для обогрева стен устанавливаются в цикле работ по устройству арматурных каркасов стен.

В общем виде навивка провода осуществляется на вертикальные стержни арматуры по схемам, изображенным на рис. 12.

Рис 12.

Схемы размещения нагревательных проводов при обогреве стеновых конструкций: а) - в сплошных фрагментах стен; б) - в местах расположения отверстий (окна, двери); в) - в основаниях стен

Для стен толщиной 200 мм установка провода осуществляется с одной стороны; для стен толщиной 400 мм устраиваемых в опалубке без утепления провод устанавливается с двух сторон; для наружных стен толщиной 400мм с применением внешней утепленной опалубки применяется односторонняя установка проводов со стороны, обращенной внутрь здания.

Обогрев стен начинается в максимально возможные ранние сроки после укладки бетона в опалубку стен на отдельных участках и захватках бетонирования.

В ходе обогрева стен осуществляется постоянный температурный и электротехнический контроль

При применении ускоренного темпа обращения опалубки в ходе непрекращающегося обогрева и контролируемого выдерживания стен должны соблюдаться следующие основные правила осуществления работ:

-выполнять снятие опалубки не ранее достижения бетоном прочности 30% от проектной;

-выполнять снятие опалубки при контролируемых перепадах температур воздух/бетон

- в распалубливаемой зоне не более 40°С (все типы стен).

При невыполнении данного условия. При распалубке следует отключать обогрев и выполнять ускоренное охлаждение конструкций до безопасного уровня перепада температур воздух/бетон путем неполного раскрытия опалубки

При этом обеспечивать установку брезентовых укрытий на распалубливаемых участков стен в максимально короткие сроки вслед за распалубливанием. Максимальное время нахождения обогреваемой распалубленной конструкции в открытом состоянии не должно превышать 2-х часов. Для обеспечения непрерывности температурных наблюдений в контрольных точках в цикле работ по распалубливанию применять контрольно-измерительную аппаратуру.

4. Типичные дефекты монолитных конструкций

Принимая участие в работе над возведением монолитных зданий, проектировщики, строители и ученые сталкиваются с рядом особенностей, не характерных для строительства кирпичных и панельных зданий.

Основные проблемы, вызывающие дефекты при монолитном строительстве, заключаются в острой нехватке узкопрофильных специалистов необходимой квалификации в штате строительных организаций (на любом уровне и любой стадии подготовки и реализации проекта).

Во-первых, важнейшим направлением обеспечения качества монолитного домостроения является обучение инженерно-технического персонала строительных организаций. Большинство выявленных дефектов в области монолитного домостроения является следствием незнания руководителями и непосредственными исполнителями работ элементарных правил укладки бетонной смеси, несоблюдения условий непрерывности укладки и возобновления бетонирования, правил тепловой обработки бетона, неумения выполнять обязательные контролирующие мероприятия по ходу выдерживания ответственных несущих конструкций.

Из-за высокой стоимости опалубки с целью увеличения количества циклов ее оборачиваемости, строители зачастую не соблюдают режимы выдерживания бетона в опалубке и производят распалубку конструкций на более ранней стадии, чем это предусматривается технологическими картами и СНиП 3-03-01-87 [26].

Так, например, при демонтаже опалубки важное значение имеет величина сцепления бетона с опалубкой: большое сцепление затрудняет работы по распалубке, ухудшает качество бетонных поверхностей, приводит к возникновению дефектов, а также преждевременному износу опалубочных щитов. Для обеспечения хорошего качества поверхности бетона, простого демонтажа опалубки и чистоты ее поверхности формующие поверхности опалубки выполняют из гладких, плохо смачиваемых материалов, или применяют высококачественные смазки.

Все виды контроля качества ведения бетонных работ переносятся на строительную площадку. Отсюда вытекают возрастающие требования к уровню инженерной подготовки линейных ИТР подрядных организаций, инженеров по контролю качества (технадзору) заказчика. Они дают обязательства о неукоснительном соблюдении технологических процессов, СНиП и ГОСТ, и на них ложится вся ответственность за качество возводимых сооружений.

Кроме того, склонность монолитного бетона к образованию дефектов связана с самой природой этого материала.

Во-первых, процесс структурообразования бетона связан с усадкой (уменьшением объёма).

Во-вторых, по технологии изготовления бетонная смесь содержит существенно больше воды, чем требуется для гидратации (затворения) цемента, что ведет к образованию направленной пористости бетона из-за выхода несвязанной воды. Следовательно, увеличение количества воды больше требуемого ведет к ухудшению структуры материала. В результате проявляются типичные дефекты бетона - это поры и каверны из-за выхода воды и трещины при усадке. При правильно подобранной рецептуре смеси и соблюдении технологии ее укладки микротрещины и поры не представляют опасности и не приводят к заметному ухудшению эксплуатационных свойств конструкции. Факты эти известны подавляющему большинству строителей, но порой их не учитывают на практике, и большинство проблем строители создают себе сами, когда не соблюдают технологические требования.

При бетонировании конструкций значительной толщины (особенно это касается стен), образуются характерные дефекты обусловленные тем, что отдельные участки оказываются неуплотненными. Особенно часто трещины проходят по линиям сопряжения различных участков бетонирования - как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Это происходит от того, что в процессе укладки смеси не обеспечивается надежная адгезия с раннее уложенным и затвердевшим бетоном.

Довольно часто упускают из виду и процессы подготовки поверхности - очистку, обеспыливание, хорошее смачивание, очистку от цементного молока и прочие обязательные технологические этапы. При бетонировании в грунте, попадание грунта в раствор или намывание грунта между слоями бетона (при перерывах в работах по бетонированию) часто приводит к аналогичным проблемам.

Особенно часто появляются дефекты из-за нарушения рецептуры бетонной смеси при подаче ее бетононасосами. Здесь имеет место сильно завышенное содержание воды, а контроль за подвижностью бетонной смеси не обеспечен.

Одним из самых проблемных вопросов в последнее время на стройплощадках является качество бетонной стяжки пола. Практически каждый ремонт в только отстроенной квартире начинается с демонтажа существующей стяжки из-за ее откровенно низкого качества. Причин здесь много. Самое простое и частое нарушение - основание плиты для укладки стяжки не очищают от грязи и пыли. Кроме этого самый верхний слой имеет наименьшую плотность и повышенную подвижность при пониженной прочности. Как следствие при усадке стяжки происходит отрыв верхнего слоя от основного массива. То есть надо предусмотреть либо зачистку поверхности основания, либо обеспечить её грунтовку, что решит сразу две задачи - обеспечит надежную адгезию стяжки к основанию пола и укрепит поверхностный слой. Нельзя забывать, что к бетону стяжки предъявляются особые требования. Главное из них - предельно низкое содержание воды для того, чтобы избежать неоднородностей состава по толщине. Когда нижние слои более плотные за счет пониженного содержания воды и повышенного содержания заполнителей происходит эффект возникновения вертикальных и горизонтальных трещин с отслоением от более плотных нижних слоев. Трещины в этом случае всегда приподняты относительно уровня пола. При ремонте в этом случае приходится решать сразу две задачи - заделка трещин и выравнивание пола.

Можно с сожалением констатировать, что все эти упущения в технологии встречаются очень часто. Последствия проявляются в сквозных трещинах в стенах и потолках, в отслоении стяжки, в повышенной ее пористости. Иногда трещины представляют собой опасность для несущих конструкций даже внутри помещений - в случаях, когда наблюдается пониженная прочность бетона и имеется возможность коррозии арматуры. При отслоении бетонной стяжки от основания последствием является ее разрушение, а иногда (при раскрытии трещин) и повреждение лицевого слоя пола.

Кроме того, ошибки и брак при монолитном домостроении допускаются не только фирмами, непосредственно производящими работы, но, что гораздо хуже, итоговый брак закладывается на самой ранней стадии строительства - в проектных решениях; на стадии комплектации объектов строительства - в виде поставки некачественных, несертифицированных материалов, необоснованной замены этих материалов; на стадии реализации проекта - в виде крайне легкомысленного отношения генподрядчика и представителя надзорных органов к точному соблюдению технологии Подрядчиком.

Заключение

На сегодняшний день в России наблюдается значительный рост объёмов строительства из монолитного бетона и железобетона. С каждым днём становится всё более очевидно, что возведение монолитных зданий является одним из основных трендов развития промышленного и гражданского строительства.

С целью повышения эффективности инвестиционных строительных проектов, а также обеспечения ускоренных сроков ввода в эксплуатацию объектов капитального строительства появляется необходимость круглогодичного производства работ, в том числе в экстремальных условиях - территориях нашей страны, где большую часть года устанавливается отрицательная температура наружного воздуха. Несомненно, что это приводит к резкому увеличению объёмов зимнего бетонирования.

И если до определённого времени существенным недостатком строительства зданий из монолитного бетона и железобетона считалась сложность производства работ при отрицательных температурах наружного воздуха, то, благодаря новым выполненным техническим разработкам и практическому опыту, сегодня подобные работы выполняются круглогодично.

Необходимо отметить, что качество и безопасность монолитных бетонных и железобетонных конструкций, возводимых в зимних условиях, главным образом зависят от технологий производства работ и соблюдения в процессе производства работ требований нормативных документов.

За последнее время технологии возведения монолитных зданий претерпели существенные изменения. Активно применяются средства механизации процессов транспортировки и укладки бетонной смеси (бетононасосы и автобетоносмесители), современные опалубочные системы. Получили широкое распространение высокоподвижные бетонные смеси, модифицированные различными добавками, в том числе самоуплотняющиеся. Появились средства оперативного температурного и прочностного контроля выдерживания бетона монолитных конструкций.

Список используемой литературы

1.Мозгалёв, К.М. Особенности раннего замораживания самоуплотняющихся бетонов / К.М. Мозгалёв, С.Г. Головнев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Строительство и архитектура». - 2012. - Вып. 15. - № 38 (297).

2.Ерофеев В.Т., Мазов Е.П. и др. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона. Учебное пособие. Саранск., 2002.

3.Евсеев Б.А. Производство бетонных работ // Архитектура и строительство, 2002. - № 10.

4. Мозгалёв, К.М. Температурно-прочностной контроль выдерживания бетона в зимний период при помощи компьютерных программ / К.М. Мозгалёв, С.А. Савинов, С.Г. Головнев, Г.А. Пикус // Строительство и образование: сборник научных трудов. - Екатеринбург: ФГАОУ ВПО УрФУ, 2010. - № 13.

5. Петров А. Технология строительного производства // Строительный Эксперт, 2003. - №6.

6. Мхитарян Н. Бадеян Г. Малацидзе Э. Новая технология в монолитном домостроении // Капстроительтво, 2002. - №5.

7.Сенников О.Е. К выбору методик контроля качества монолитного бетона. - Н.Новгород: НГАСУ, 2003.

8 Сенников О.Е. К оценке качества строительно-монтажных работ в монолитном домостроении. - Н.Новгород: НГАСУ, 2004.

9. Сенников О.Е. О создании комплексной системы качества монолитного домостроения. - Н.Новгород: НГАСУ, 2002.

10. Сенников О.Е. Об обеспечении качества монолитного домостроения. - Владимир, 2003.

11.Сенников О.Е. Совершенствование методов и средств технологического контроля качества уплотнения бетонной смеси и прочностных характеристик монолитного бетона. Автореферат. - Н. Новгород, 2005.

12. Сенников О.Е. Совершенствование технологии монолитного домостроения путем автоматизации технологических процессов. - Пенза, 2004.

13. Технология строительных процессов: Учебник для вузов / Под общ. ред. Н.Н.Данилова, О.М.Терентьева. - М.: Высшая школа, 2005.

14. Юнусов Н.В., Вальт А.Б., Головнев С.Г. Проектирование производства бетонных работ в зимнее время: Учебное пособие. - Челябинск: ЧПИ, 2004.

15. Молодин В. В. Бетонирование монолитных строительных конст-рукций в зимних условиях: монография / В. В. Молодин, Ю. В. Лунев. - Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2006.

16. Молодин В. В. Ресурсо-, энергосбережение при зимнем бе-тонировании фундаментных плит / В. В. Молодин, Ю. В. Лунев // Изв. вузов. Стр-во. - 2006.

18. Мосаков Б. С. Технология зимнего бетонирования : учебное пособие / Б. С. Мосаков. - Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2006.

19. Мосаков Б. С. Технология возведения зданий и сооружений: учебник / Б. С. Мосаков, В. Л. Курбатова. - М. : Высшая школа, 2004.

20. Технология возведения зданий и сооружений: учебник для вузов / В. И. Теличенко [и др.]. - М.: Высшая школа, 2001.

21. Черный Ю.Г. Расчетное обоснование технологических параметров выдерживания бетона в плоских конструкциях/ Ю.Г. Черный //Изв. вузов. Стр-во. - 1990. - № 11.

22. Технология строительных процессов: учебное пособие для вузов/А.А. Афанасьев [и др.]. М.: Высшая школа, 1997.

23. Бетон. Новейшие технологии. Химические добавки/ Рекламное издание компании «Бенотех». - Новосибирск: Изд-во «Бенотех», 2007.

24. Колчеданцев JI. М. Интенсификация, бетонных работ в условиях массового строительства / JI. М. Колчеданцев // Бетон и железобетон. - 1994. №6.

25. Колчеданцев JL М; Об одном из направлений интенсификации бе¬тонных работ в гидротехническом строительстве / JI. М; Колчеданцев // Гид¬ротехническое строительство. - 1998. - №4.

26. Колчеданцев JI. М. Предварительная выдержка бетонных смесей, подвергаемых термо- виброобработке / Л. М. Колчеданцев // Бетон и железобетон. - 1997. - №6.

27. СП 435.1325800.2018 Конструкции бетонные и железобетонные монолитные. Правила производства и приемки работ.

28.СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 (с Изменением N 1).

29. СП 52-103-2007 Железобетонные монолитные конструкции зданий.

30.СТО-008-02495342-2009 Предотвращение прогрессирующего обрушения железобетонных монолитных конструкций зданий. Проектирование и расчет.

Размещено на Allbest.ru