Методы бетонирования
Наряду с общепринятыми методами смешивания, транспортировки, укладки и уплотнения бетона, достаточными для обычных строительных участков и бетонных заводов, разработаны специальные методы бетонирования для определенных видов изделий и необычных технологических условий. Они могут незначительно (центрифугированный бетон) или полностью (колькрет-бетон) отличаться от обычной технологии.
После того как с 1930 г. виброуплотнение стало ведущим методом уплотнения, литые смеси (консистенция Vs) использовались лишь в особых случаях. В настоящее время их применяют для заполнения труднодоступных для бетонирования мест, когда требования к прочности бетона незначительно превышают 20 МПа. При этом текучая смесь подается по бетоноводам с уклоном 20—35° к месту укладки, где она самоуплотняется. Как и при подаче насосом, смесь должна содержать большое количество растворной части и образовывать в бетоноводе тонкий слой смазки; кроме того, консистенция должна быть такой, чтобы происходило самораспределение и самоуплотнение. Это, как правило, достигается только при содержании в 1 м3 смеси свыше 230 л воды и 375 кг цемента. Высокое содержание каменной мелочи (450—550 кг/м3) обеспечивает стабильность растворной части, т. е. исключает ее расслаивание.
Высокое содержание воды и цемента отрицательно влияет на свойства бетона (низкая плотность, большая склонность к усадке). Эти недостатки исключаются при использовнии пластичной бетонной смеси со специальными добавками. При введении в смесь с консистенцией от жесткой до пластичной (К2) высокоэффективных пластифицирующих средств можно изменить консистенцию от пластичной до текучей (V4—V5), так что смесь заполнит опалубку и уплотнится без расслаивания самопроизвольно или при незначительной затрате энергии на уплотнение. Хотя введение добавки пластификатора в связи с органиченным сроком его действия возможно лишь на месте укладки и поэтому в случае товарного бетона требует передвижных смесителей, преимущества метода несомненны.
При изготовлении конструкций большой площади (дорожные покрытия, элементы перекрытий, силосные сооружения, дымовые трубы) можно достигнуть значительной экономии, если вместо стационарной опалубки применять перемещающуюся вместе с укладчиком подвижную опалубку (метод скользящих форм).
Особое влияние на продолжительность сохранения способности скользить и набор начальной прочности имеет температура воздуха. Так, при температуре воздуха 30° С следует применять замедлители схватывания или медленно твердеющие цементы, при среднесуточной температуре ниже +5° С необходим предварительный нагрев смеси, а при еще более низких температурах — подогрев опалубки.
При производстве изделий большой длины с круглым поперечным сечением, например труб, свай и мачт, с начала столетия успешно применяется метод центрифугирования, при котором вертикальная или горизонтальная цилиндрическая опалубка приводится во вращение. Благодаря центробежной силе уже при небольшом числе оборотов поданная смесь перемещается к стенкам формы. На втором этапе при более высоком числе оборотов происходит собственно уплотнение.
Часто с целью улучшения подачи и укладки смеси желательно вводить в нее большее количество воды, чем это требуется для получения качественного бетона Если после укладки и предварительного уплотнения удается отсосать эту избыточною воду и одновременно путем вакуумирования или дополнительного уплотнения избежать возникновения пустот, то это будет способствовать увеличению плот ности и прочности при сжатии
При вакуумировании бетона на поверхность слоя смеси укладывают фильтрующие сетки и вакуум-коврики При включении вакуум-установки на смесь действует давление до 0,09 МПа Часть избыточной воды вытесняется на поверхность и отсасывается, а компоненты смеси располагаются более плотно. Основные области применения метода — устройство монолитных полов, а также строительство гидротехнических и подземных сооружений небольшой толщины и с высокими требованиями к плотности Основное условие экономичного применения метода — наличие долговечных фильтрующих тканей
По другому принципу осуществляется вакуумирование при имплозивном уплотнении — методе, находящемся в стадии развития При этом осуществляются одновременная укладка и уплотнение (деаэрация) сравнительно пластичной смеси путем всасывания воздуха в плотную вакуу-мированную форму
Сущность метода колькрет-бетона и раздельной укладки заключается в многофазном смешении, причем сначала цемент и вода, заключенные в специальные смесители, выдавливаются через узкую щель при высокой скорости перемешивания, что ведет к почти полной дезагрегации частиц цемента и тем самым к получению коллоидного цементного раствора Во второй барабан добавляется песок и после тщательного перемешивания образуется колькрет-раствор, обладающий большой однородностью и стабильностью Он не поглощает дополнительно воду и поэтому не расслаивается под водой.
Полученный раствор можно дальше переработать в бетон разными способами:
- путем добавления в него крупного заполнителя;
- путем заливки им каменного материала;
- путем его нагнетания под давлением в заполнитель.
По последнему способу получают раздельно уложенный бетон, причем для получения стабильного раствора необходимо использовать добавки. Экономично применять колькрет-бетоны в массивных сооружениях, например в гидротехническом строительстве