Уход за бетоном в монолитном строительстве. Уход за бетоном в процессе твердения
Твердение бетона и уход за ним
Рост прочности бетона возможен только при определенных температурных и влажностных условиях. В нормальных условиях твердения (температура окружающей среды 15 – 20 С и влажность 90 -100%) бетон в течение 28 сут набирает марочную прочность. Твердение бетона значительно ускоряется при повышении температуры среды до 60 – 85 С с обязательным сохранением в бетоне влаги. Во влажной среде бетон приобретает значительно большую прочность, чем на воздухе. В сухих условиях он быстро теряет влагу, и его дальнейшее твердение прекращается. Для того чтобы уложенный и уплотненный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход. Особенно важен уход за бетоном в первые дни после укладки, иначе можно настолько снизить качество бетона, что его нельзя будет исправить даже при последующем тщательном уходе. Свежеуложенный бетон выдерживают во влажном состоянии и предохраняют от сотрясений, ударов, каких-либо повреждений, а также резких изменений температуры.
В летнее время открытые поверхности свежеуложенного бетона следует укрывать мешковиной, рогожей, песком, опилками или другими материалами и периодически увлажнять. Поливать бетон начинают не позднее чем через 10 -12 ч после бетонирования, а в жаркую ветренную погоду через 2-З ч. Летом бетон обычно поливают в течение первых 3 сут не реже чем через каждые 4 ч днем и не менее 1 раза ночью, а в последующее время — не менее 3 раз в сутки. Бетон, приготовленный на портландцементе, следует поливать не менее 7 сут., на прочих цементах, в том числе на цементах с пластифицирующими добавками — не менее 14 сут. Вместо полива водой поверхности бетона можно покрывать битумной эмульсией, лаком этиноль, латексом и другими жидкими материалами, которые образуют непроницаемую пленку, надежно защищающую бетон от испарения влаги. Распалубливать бетонные и железобетонные конструкции следует только после достижения бетоном определенной прочности, устанавливаемой путем испытания контрольных образцов-кубов.
Твердение бетона при температурах ниже 5 – 10 С значительно замедляется, а при температурах ниже нуля практически прекращается. Находящаяся в бетоне свободная вода, замерзая, увеличивается в объеме, что приводит к нарушению структуры еще не затвердевшего цементного камня, а это, в свою очередь, снижает конечную прочность бетона. Наиболее опасно замерзание бетона в период схватывания цемента. Поэтому основным условием ведения бетонных работ в зимнее время является обеспечение в уложенном бетоне определенной положительной температуры, исключающей замерзание бетона в раннем возрасте до достижения им к моменту замерзания 50% марочной прочности.
Для предупреждения раннего замерзания бетона и обеспечения твердения его при низких температурах применяются способ «термоса», паро- и электротермообработка бетона, а также применение бетона с химическими добавками — ускорителями твердения. Каждый способ можно применять самостоятельно или в сочетании. Способ «термоса» применяется при бетонировании массивных конструкций и предусматривает обеспечение в бетоне во время его твердения положительной температуры за счет подогрева до 40С составляющих бетонной смеси (воды, песка, крупного заполнителя) и теплоты, выделяемой цементом при твердении. Для сохранения запаса теплоты в течение определенного срока конструкции из свежеуложенного бетона утепляют, покрывая их соломенными матами, опилками, шлаком и др. При бетонировании в зимнее время немассивных конструкций (колонн, балок, перекрытий и т.п.) уложенную в опалубку бетонную смесь подвергают паро-и электротермообработке. Применяя эти методы термообработки бетона, удается в течение 1 — 2 сут получать прочность, равную 50 -70% марочной. Химические добавки применяют с целью снизить температуру замерзания воды в бетонной смеси и обеспечить возможность твердения бетона при отрицательной температуре. В качестве химических добавок вводят хлористый кальций и натрий, нитрит натрия, нитрит-нитрат кальция, мочевину, поташ, а также комплексные химические добавки на основе пластификатора и противоморозного компонента. Контроль качества бетона. Качество бетонных работ контролируют на всех этапах производства: испытывают составляющие бетонной смеси, систематически проверяют правильность дозирования, перемешивания и уплотнения бетонной смеси, контролируют твердение бетона, определяют прочность затвердевшего бетона. Прочность бетона контролируют путем отбора проб бетонной смеси и изготовления из нее контрольных образцов-кубов, которые должны твердеть в тех же условиях, что и бетон монолитных конструкций. Контрольные образцы испытывают в возрасте 7 и 28 сут. или в другие установленные сроки.
Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременных нагрузках для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины. Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости.
При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру.
sozidanie37.ru
Уход за бетоном в монолитном строительстве
Прохождение химической реакции, которой сопровождается схватывание и твердение цемента, зависит от присутствия воды. При затворении бетона в смесь добавляется достаточное количество воды, чтобы обеспечить полную гидратацию цемента. Необходимо принять меры к тому, чтобы этот запас воды или сохранялся или восполнялся с тем, чтобы реакция гидратации могла продолжаться до полного твердения бетона. Уход за бетоном после укладки, таким образом, заключается в поддержании уложенного бетона во влажном состоянии в течение нескольких дней или даже нескольких недель путем предотвращения испарения воды и поглощения ее опалубкой и грунтом основания или же путем периодического смачивания поверхности уложенного бетона.
Обычно требуется, чтобы бетон выдерживался во влажном состоянии в течение определенного числа дней без указания точного времени начала увлажнения или его интенсивности. Вследствие этого увлажнение часто начинается слишком поздно, а бетон увлажняется нерегулярно и через большие промежутки времени. Испытания законченных конструкций проводятся редко, поэтому нет никаких сведений о потере прочности и плотности в результате такого выдерживания. Однако в одной из лабораторий были проведены исследования влияния условий выдерживания на водопроницаемость бетона. Результаты исследований показали, что для бетона состава 1:2:4, выдержанного во влажном состоянии, водопроницаемость сильно изменяется в первые короткие периоды после укладки. Постепенно интенсивность изменения водопроницаемости уменьшается и после одного месяца становится сравнительно небольшой. Наибольшее значение имеют дни, непосредственно следующие за затворением. Выдерживание бетона во влажном состоянии в течение более длительного времени необходимо для улучшения водонепроницаемости, если он плохо выдержан в начальном периоде. Выдерживание бетона в воде дает наиболее плотный бетон, и чем ближе к этому условия выдерживания, тем более водонепроницаемым будет бетон.
Бетон на медленнотвердеющих цементах, например на низкотермичном цементе, должен выдерживаться 14 дней и более.
Для быстротвердеющих цементов выдерживание может быть более коротким, однако его необходимо проводить более тщательно. Например, бетон на глиноземистом цементе должен в первые 8 час. выдерживаться в насыщенном водой состоянии, а в последующие 16 час. — в полностью увлажненном состоянии.
При увлажнении бетона снижается его температура; этот фактор имеет существенное значение, так как с повышением температуры бетона на глиноземистом цементе выше 32° С его прочность снижается почти в два раза.
Способы ухода за бетоном в значительной мере определяются соображениями экономики и типом сооружения. Однако обычные способы ухода за бетоном могут быть грубо разделены на две группы:
1. Уход за небольшими бетонными элементами, заключающийся в периодическом опрыскивании их водой с момента снятия опалубки.
2. Эффективный уход за бетонными массивами с большими открытыми поверхностями, например, за дорожными покрытиями и полами, начинающийся сразу же после укладки бетона.
Существует три способа поддержания бетона во влажном состоянии:
а) поливка водой с применением защитных покрытий;
б) покрытие поверхности бетона защитными составами;
в) выдерживание с применением солей, поглощающих влагу из воздуха.
Бетонные конструкцииСовременные опалубки достаточно защищают бетон от высыхания, за исключением открытых поверхностей бетона, которые в сухую погоду должны быть прикрыты сразу же после укладки.
Чтобы предотвратить поглощение влаги деревянной опалубкой, перед использованием она должна быть покрыта изнутри специальным маслом. Полезно также периодически спрыскивать ее водой снаружи, особенно в сухую погоду.
В сухую погоду бетон после снятия опалубки должен регулярно поливаться водой в течение всего установленного периода выдерживания, т. е. или 7 или 14 дней. В Англии зимой увлажнять бетон обычно не требуется, так как в холодней атмосфере интенсивность испарения воды невелика. Для того чтобы уменьшить расход воды и предотвратить ее капание, мешающее проведению других работ под конструкцией, иногда необходимо укрывать конструкцию мешковиной или соломенными матами.
Укрывая конструкцию брезентом или водонепроницаемой бумагой, можно также уменьшить испарение воды.
Небольшие бетонные элементы требуют большей защиты от испарения влаги, чем бетонные массивы, так как обладают более развитой поверхностью по сравнению со своим объемом. Особенно подвержены высыханию в малых элементах углы и грани.
Большие поверхностиБетон, имеющий большую открытую поверхность, не защищенную опалубкой, с момента укладки требует тщательного ухода, который может проводиться несколькими способами.
Для увлажнения поверхности бетона может применяться обычный шланг с распыляющим соплом, подключенный к водопроводу. Иногда целесообразно устанавливать непрерывно действующую систему орошения. Однако в этом случае поступающая вода часто может содержать растворенное железо, вызывающее цветение бетона. Поэтому рекомендуется применять оцинкованные трубы или трубы из специальных сплавов.
Во время поливки следует принять меры предосторожности, чтобы не мешать работам, проводимым внизу.
При бетонировании плотин каждый забетонированный блок обладает большой открытой поверхностью, поэтому в этих случаях уход должен состоять из поливки водой и укрытия.
Дорожные и аэродромные покрытия также обладают большой открытой поверхностью.
Бетонные полы вследствие небольшой своей толщины теряют влагу очень быстро. Это зачастую приводит к тому, что полы получаются пылящими и малоизносоустойчивыми. Поэтому должны быть приняты соответствующие меры против потери влаги. Сразу же после окончательного выглаживания поверхность пола следует полить водой с последующим покрытием ее водоупорной бумагой или чистым песком. Покрытия устраивают тогда, когда это можно сделать, не повреждая поверхности пола. Песок следует регулярно увлажнять. Применяются также другие способы выдерживания бетонных полов во влажном состоянии, но они менее удовлетворительны, чем указанные.
Уход за бетоном в жарких сухих районахУкрывать открытые поверхности бетона после укладки необходимо для того, чтобы предотвратить до окончания его схватывания усадочное растрескивание в результате испарения воды. Укрытие делается из местных подручных материалов: камышовой или другой соломы, листовой жести, мешковины и т. п.
Влажное выдерживание может быть затруднено, а в некоторых случаях и невозможно. Например, если даже имеются запасы воды, но она содержит соли, то после поливки бетона вода испаряется, а соли остаются на его поверхности и вызывают цветение и возможное ослабление поверхностных слоев. В таких случаях рекомендуется закрывать бетон мешковиной или другими материалами, укладывая их на несколько дюймов выше поверхности бетона. Водой поливается только покрытие, а бетон увлажняется парами воды. При этом соли не попадают на его поверхность.
Защитные составыСуществует много различных защитных составов, разбрызгиваемых по поверхности бетона. Они могут быть разбиты на три типа: бесцветные, окрашенные в белый цвет и черные. Первые вызывают наименьшее окрашивание бетона. Белые вещества должны уменьшать нагревание бетона от солнечных лучей, а также закрывать его поверхность и уменьшать испарение влаги. Испытания показали, что белая поверхность бетона дает примерно такой же эффект, как и защита бетона от солнечных лучей, способствующая снижению температуры его поверхности.
Растворы и эмульсии асфальта и смол применялись для покрытия поверхностей аэродромов с целью защитить бетон сразу же после его укладки на тот период, пока он станет достаточно прочным для обычных способов ухода. Эффективность этих защитных покрытий значительно снижается вследствие их черного цвета, увеличивающего поглощение тепла. Наблюдения показывают, что поверхности, покрытые битумными растворами, подвержены дневным колебаниям температуры в пределах 28°С. Для непокрытых поверхностей величина колебаний температуры составляет 14°С. Повышение температуры, даваемое битумными покрытиями, вызывает интенсивное испарение в случае, если покрытие не непрерывно, увеличивает температурные напряжения и, следовательно, приводит к образованию трещин. Битумные покрытия способствуют уменьшению растрескивания в малосолнечные дни, но не препятствуют испарению влаги при сухом ветре. Поглощение тепла может быть уменьшено путем дополнительного применения белого покрытия. Однако и белое покрытие не полностью ликвидирует недостатки черных защитных составов, так как оно исчезает под воздействием атмосферных условий. Поэтому в любом случае бетон рекомендуется покрывать соломой, мешковиной или другим материалом и как можно скорее начинать увлажнение обычным способом.
Покрытия из битума или гудрона полезны в тоннелях и трубах, а также для поверхностей, которые в последующем будут засыпаны. До того, как бетон будет засыпан, следует произвести побелку покрытия, чтобы уменьшить поглощение тепла.
В последнее время в практику внедрены защитные составы, образующие на поверхности бетона плотную прозрачную пластичную пленку. Ценность таких веществ еще является предметом споров, однако, по имеющимся сведениям, можно утверждать, что при правильном применении они могут представлять некоторую ценность в не очень жаркую и не очень сухую погоду. В засушливых районах они теряют свою эффективность.
Исследование бетона, покрытого прозрачными веществами, показывает, что обычно не на всей поверхности есть защитная пленка, в результате чего в непокрытых местах бетон выдерживается в ненормальных условиях. В практических условиях невозможно за один раз получить непрерывную водонепроницаемую пленку. Поэтому покрытие производится два раза, следующие один за другим как можно быстрее, но так, чтобы не вызвать сдвига или сморщивания ранее нанесенной пленки. Обычно 5 л вещества достаточно для покрытия 27,8 м2 поверхности бетона. По некоторым утверждениям, такой способ ухода за бетоном примерно эквивалентен увлажнению его в течение 14 дней.
Применение гигроскопичных солейСоли, поглощающие влагу из воздуха, применяются для поддержания бетона во влажном состоянии. Их недостатком, однако, является то, что при снижении относительной влажности воздуха ниже критической точки вместо поглощения бетоном воды из воздуха происходит испарение воды.
sk-ibuilding.ru
Уход за твердеющим бетоном монолитных конструкций. Способы ускорения твердения бетона в конструкциях. Влияние температуры на твердение бетона.
Твердение бетона представляет собой сложное физико-химическое явление, при котором цемент, взаимодействуя с водой, образует новые соединения.
Вода проникает вглубь частиц цемента постепенно, в результате все новые его порции вступают в химическую реакцию. Поэтому бетон твердеет постепенно. Даже через несколько месяцев твердения внутренняя часть зерен цемента еще не успевает вступить в реакцию с водой.
При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20 (±2)°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%, создаваемой в специальной камере или при засыпке бетона постоянно увлажняемым песком либо опилками.
При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7-14 дней после изготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.
Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится. Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.
При твердении бетона всегда изменяется его объем. Твердея, бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева массивного бетона вследствие тепловыделения при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.
Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.
Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорение твердения необходимо, когда требуется быстрое нагружение конструкции эксплуатационной нагрузкой или раннее распалубливание, а главным образом при работах зимой и при изготовлении бетонных и железобетонных изделий.
Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддёржание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.
Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество примененных материалов, правильно подобранный состав бетона и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.
Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей и систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают влагоемким покрытием (мешковиной, слоем песка, опилок и др.). В зависимости от климатических условий частота поливки влагоемкого покрытия должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 70% проектной прочности.
Поливают бетон из брандспойтов с наконечниками, разбрызгивающими струю.
В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и крутонаклонные поверхности поливать непрерывным током воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно.
Свежеуложенный бетон, находящийся в соприкосновении с текучими грунтовыми водами (особенно агрессивными), должен быть защищен от их воздействия путем временного отвода воды, устройства изоляции и другими средствами в течение 3 суток, если он изготовлен на глиноземистом цементе, и 14 суток при изготовлении на прочих цементах.
Укрытие и поливка бетона требуют значительной затраты труда, поэтому поверхности, не предназначенные в дальнейшем для монолитного контакта с бетоном и раствором (например, площадки, дороги, аэродромные покрытия, полы, перекрытия), а также торкретные слои допускается вместо укрытия и поливки покрывать специальными покрасочными составами и защитными пленками (лаком «этиноль», дегтевыми и битумными эмульсиями, разжиженным битумом, полимерными пленками).
Понятие о железобетоне. Сущность железобетона как строительного материала. Достоинства и недостатки железобетона. Области применения железобетона. Совместная работа бетона с арматурой. Способы изготовления железобетонных конструкций (сборные, монолитные, сборно-монолитные). Эффективность применения железобетонных конструкций.
Железобетон – это композиционный строительный материал, в котором соединены в единой целое бетон (матрица) и стальная арматура.
Бетон обладает способностью, присущей большинству искусственных и природных каменных материалов: хорошо работать на сжатие, но плохо сопротивляться растяжению. Так, прочность бетона при растяжении составляет всего лишь около 1/10-1/17 его прочности на сжатие. Поэтому растянутую зону конструкций армируют стальной арматурой, которая воспринимает растягивающее напряжения. Совместной работе бетона и стальной арматуры способствует хорошее сцепление между ними и близость коэффициентов температурного расширения; бетон к тому же защищает арматуру от коррозии.
Железобетонные конструкции изготовляют с обычной и предварительно напряженной арматурой. Основная идея предварительного напряжения железобетонных конструкций заключается в том, что при изготовлении бетон искусственно обжимается. Благодаря этому бетон растягивается только тогда, когда будут преодолены созданные обжатием сжимающие напряжения. Если они превосходят растягивающие напряжения от нагрузки, то можно избежать образования трещин в бетоне.
Предварительно напряженные железобетонные конструкции более эффективны, чем обычные. В них полнее используется несущая способность арматуры и бетона, поэтому уменьшается масса изделия. Вместе с тем предварительное обжатие препятствует образованию трещин в растянутой зоне.
Железобетонные конструкции подразделяют на сборные и монолитные. Сборные ж/б конструкции монтируют на строительной площадке из отдельных элементов, изготовленных на заводах и полигонах. Основное направление промышленности сборного ж/б – производство унифицированных конструкций и деталей для жилищного и промышленного строительства. Монолитные ж/б конструкции бетонируют на месте строительства. Монолитный ж/б позволяет создавать разнообразные архитектурные формы и конструктивные решения зданий и сооружений, не ограниченные сборными типоразмерами изделий. Сборно-монолитные конструкции представляют собой изготовленные сборные элементы и дополнительно уложенные на месте строительства монолитный бетон и арматуру. После приобретения монолитным бетоном прочности такая конструкция работает как единое целое, в случае обеспечения надежного сцепления нового и старого бетона.
Изготовление сборных и монолитных ж/б конструкций включает следующие основные операции: армирование, приготовление бетонной смеси, укладка бетонной смеси и ее уплотнение и твердение. 1) железобетонных конструкций осуществляют отдельными стержнями, сетками, пространственными каркасами, проволокой. Стержневую горячекатаную арматуру изготовляют гладкой (класса А-I) или периодического профиля (классов А-II, A-III, A-IV и A-V). Лучшими характеристиками обладает горячекатаная арматура периодического профиля классов Ат-IV, Ат-V и Ат-VI, подвергнутая термическому упрочнению. 2) Приготовление бетонной смеси. Бетонные смеси приготовляют в бетоносмесительных цехах предприятий сборного железобетона или на автоматизированных бетонных заводах. Приготовление бетонной смеси должно обеспечить получение однородной массы. Оно состоит из точного дозирования и смешивания исходных материалов. Составляющие материала дозируют по массе. Применяют дозаторы с автоматическим и ручным управлением. Для получения подвижных бетонных смесей применяют гравитационные бетоносмесители, работающие по принципу свободного падения перемешиваемого материала. Жесткие бетонные смеси лучше перемешивать в смесителях принудительного действия. В этих смесителях бетонная смесь принудительно перемешивается в смесительной чаше или барабане при помощи смешивающих устройств: лопастей, лопаток, гребков и др. 3) Формирование и уплотнение бетонной смеси. В результате уплотнения бетонная смесь заполняет форму или опалубку, причем уплотненная бетонная смесь должна иметь однородное строение и минимальный объем воздушных пустот. Для получения плотного бетона необходимо, чтобы удобоукладываемость бетонной смеси соответствовала принятому способу и интенсивности уплотнения. Основным способом уплотнения бетонных смесей является вибрирование. Плотность укладки бетонной смеси контролируют по величине коэффициента уплотнения. 4)Твердение бетона. Различают естественное и искусственное твердение бетона. Естественное твердение можно ускорить, применяя быстротвердеющие цементы, жесткие бетонные смеси, добавки-ускорители твердения. Искусственное твердение – так называемая температурно-влажностная обработка, применяемая в заводских условиях. Широко применяют методы тепловой обработки бетона, которые дают возможность повысить температуру бетона при обязательном сохранении его влажности. Помимо этого применяют: а) пропаривание при нормальном давлении; б) электропрогрев; в) электроразогрев; г) обработку лучистой энергией.
Основное направление промышленности сборного ж/б – производство унифицированных конструкций и деталей для жилищного и промышленного строительства. Монолитный ж/б позволяет создавать разнообразные архитектурные формы и конструктивные решения зданий и сооружений, не ограниченные сборными типоразмерами изделий.
ww.cyberpedia.su
