При возведении различных объектов порой возникают определённые условия, при которых обычные способы строительства либо недоступны, либо неэффективны и в таких случаях используют специальные методы бетонирования.
Зимнее бетонирование методом термоса
К таким способам относится:
- торкретирование;
- вакуумирование;
- а также подводный способ бетонирования объектов, что с успехом применяется в гражданском и промышленном строительстве.
Ниже об этом пойдёт речь более подробно, а кроме того, вы сможете посмотреть по данной теме видео в этой статье, как дополнение к материалу.
ОписаниеКраткое описание специальных методов
Подводное бетонирование
- Если есть необходимость обустройства какого-либо хранилища, резервуара, или строительство происходит в зоне интенсивного притока грунтовых вод, то в таких случаях требуется повышенная плотность бетонной конструкции. Это достигается раздельным бетонированием вибрацией: вибрационным, гравитационным и вибронагнетательным методом. Здесь цементно-песочный раствор нагнетают между крупными наполнителями, которые заранее были уложены в опалубку, кроме того, при вибронагнетании дополнительно используется вибрация, что больше уплотняет раствор.
- В тех ситуациях, когда есть необходимость производить работы под водой, на глубине до 50 м, применяется бетонирование методом ВПТ (вертикальное перемещение трубы). Суть данной методики заключается в следующем: в заранее установленные формы по трубам, диаметр которых имеет от 200 до 300 мм, подают бетон, причём опускают их до самого основания. Когда требуется увеличить толщину слоя, то трубу поднимают, то есть, уменьшают количество секций.
- Когда глубина не превышает 20 м, то в таких случаях используют метод ВР (восходящего раствора), который может быть либо напорным, либо безнапорным. Для этого отгораживают определённый участок и набрасывают туда камни, где с определённым интервалом монтируют стальные трубы диаметром от 37 до 100 мм. По этим трубам, под напором или без него (самотёком) заливают цементно-песочный раствор, который заполняет пустоты между ранее наброшенными камнями.
- Также, если необходимо провести заливку на глубину не более 20 м и при этом класс бетона не будет превышать B20, то используется технология бетонирования, называемая укладкой бункерами. В таких случаях на дно водоёма опускают бетонные перекрытия или плиты в качестве основания, а на них грейфером засыпают раствор. При этом между раскрывающимся коробом и основанием соблюдается самое минимальное расстояние, которое позволяет выполнять подобные работы.
- На глубине до 1,5 м, когда площадь сооружения достаточно велика и марка бетона не превышает класса B25, производится утрамбовка. Это делают по небольшим отгороженным участкам, так как площадь большая, раствор к месту доставляют с помощью трубы или грейфера, соблюдая при этом минимальное расстояние до основания. Трамбовка производится равномерно, чтобы не нарушать процесс схватывания ранее уложенного участка, при этом инструкция требует, чтобы расстояние до зеркала воды не превышало 25-30 см.
Торкретирование «мокрым» способом
- При нанесении тоннельной отделки, нанесении защитного слоя для предварительно напряжённых резервуаров, использовании пневмоопалубок, усилении и ремонте ЖБК и тому подобное, применяется «мокрое» и «сухое» торкретирование поверхности. «Мокрый» способ или пневматическое бетонирование подразумевает нанесение раствора на поверхность под давлением — сжатый воздух подаёт смесь в сопло, где так переходит во взвешенное состояние, после чего попадает на обрабатываемый участок. «Сухой» метод похож, только здесь в насадку подаётся сухая смесь, которая там размешивается водой, затворённой в сопле, после чего попадает на поверхность в виде раствора.
Вакуумирование бетона. Фото
- Для межэтажных перекрытий, полов, сводов, оболочек, пространственных и вертикальных конструкций (диафрагм, колонн, стен, перегородок и тому подобное) используется метод вакуумирования. Суть его заключается в удалении из уплотнённого раствора до 10%-25% затворённой воды с помощью вакуум-щитов.
Подводное бетонирование
Примечание. Подводным методом называют укладку раствора под слоем воды, когда водоотводные работы не производятся.
Самым распространённым и продуктивным считается ВПТ.
Схема монтажа методом ВПТ: 1) ВПТ; 2) опалубка; 3) уложенный раствор
В данном случае подводное бетонирование — технология вертикального перемещения трубы подразумевает проведение работ на глубине от 1,5 м до 50 м в котловане, который ограждён от проточной воды.
Для обустройства такого ограждения можно использовать специальную пространственную опалубку из дерева, ЖБИ, ЖБК или металла, а также любых оболочек большего размера — свай, ряжей, шпунтов и так далее. При этом такое сооружение должно быть непроницаемым для цементно-песочного раствора.
Для транспортировки смеси к месту назначения применяют бесшовные стальные трубы от 200 мм до 300 мм в диаметре, причём линия получается не сплошной, а собирается из звеньев по 1-3 м длиной.
Собранный трубопровод фиксируют к крану или лебёдкам, которые находятся за котлованным ограждением, при этом вверху монтируется воронка для принятия смеси, а внизу, чтобы внутрь не попала вода, устанавливают клапан, который можно открыть, находясь на подмостях. Один такой трубопровод может обслуживать площадку до 12 м в диаметре.
После того, как трубы опущены до основания и у них перекрыты нижние клапаны, их доверху заполняют бетоном. После того, как диспетчер открывает клапан, бетон растекается по опалубке, подымаясь при этом выше краёв нижнего звена — это происходит под столбовым принудительным давлением смеси до тех пор, пока уровень в трубе и опалубке не выровняется. Раствор может подаваться по каналу пневматическим нагнетателем, либо напрямую из бетоносмесителя
В зависимости от толщины заливаемого участка, конец трубы должен быть постоянно погружен в раствор, как требует технологический регламент бетонирования: при глубине до 10 м — на 0,8 м, а при глубине до 20 м — на 1,5 м. По мере того как монтируемая площадка, наполняется раствором, трубопровод поднимают вверх, постепенно отделяя от него по одному звену, но при этом важно следить за тем, чтобы вода не попала внутрь.
После того, как достигнута необходимая толщина площадки, трубу полностью убирают с места монтажа.
Когда раствор по методу вертикального перемещения трубы укладывается с вибрацией, ему нужна подвижность, что возможно измерить осадкой конуса на 6-12 см, но если это происходит без вибрации, то тогда понадобится 16-20 см усадки. Смесь делается из гравия, либо в него добавляю 2-3 части щебня, при этом в обязательном порядке используя пластификатор.
Во избежание возникновения форс-мажорных обстоятельств при монтаже массивов объёмом более 200 м3 методом вертикального перемещения, для начала под водой заливаются пробные конструкции. Это экспериментальные блоки, объёмом 3 м3, на которых есть возможность режимы работы и качество бетона, так как затраты на подобные тестирования способствует тому, что окончательная цена оказывается ниже.
Схема монтажа методом ВР: 4) транспортировочная труба; 5) наброска камня; 6) предохраняющая шахта; 7) раствор наполнил наброску
Метод восходящего раствора или ВР показан на верхнем схематическом изображении: в каменную насыпку (щебень, гравий) по установленным заранее стальным бесшовным трубам от 37 мм до 100 мм в диаметре нагнетают раствор. Такая смесь может быть цементной, цементно-песочной, либо цементной с различными добавками.
Раствор заполняет пустоты между камнями, поднимаясь снизу вверх — при этом вытесняется вода и образовывается бетонный монолит — также это называется методом инъекционного напорного бетонирования.
В тех случаях, когда ВР производится в ограждающих шахтах, то в пространство опалубки в первую очередь монтируют вертикальные стены шахты, которые варят из металлопроката — рельс, швеллер, тавр и тому подобное. После этого насыпают крупный камень, а дальше всё происходит по той же схеме — раствор вытесняет воду, превращаю конструкцию в монолит.
Метод втрамбовывания
На глубине до 1,5 м для бетонирования объектов с большой площадью, где марка бетона не выше 300, применяется метод втрамбовывания или вибрации. При этом осадка конуса должна быть порядка 5-7 см — раствор подаётся с помощью трубы. Обратите внимание на рисунок — там видно, что трамбовку начинают с подводного откоса, с углом к горизонтали 35⁰-45⁰.
Торкретирование
Торкретирование стены своими руками
Примечание. Торкретированием бетона называется технология струйного нанесения раствора на поверхность при помощи сжатого воздуха.
При этом цементно-песочная смесь или торкрет могут укладываться, как в один, так и в несколько слоёв.
Такой способ обычно применяют укрепления поверхностей конструкций, у которых недостаточно прочные (тонкие) стены — это могут быть односторонние опалубки, резервуары, купола и своды. Кроме того, торкретирование служит защитой от проникновения влаги в подземных сооружениях (подвалах, складах), для замоноличивания (заделки) швов и при ремонтно-восстановительных работах для устранения дефектов.
Цементно-песочную смесь здесь готовится отдельно и с помощью компрессора под давлением (сжатым воздухом) через шланг она подаётся к соплу, куда одновременно поступает вода из бака — тоже под давлением.
Получается, что увлажнённые частицы смеси вырываются из насадки со скоростью 100 м в секунду, ударяется о поверхность и прилипает к ней. При этом неизбежно возникают потери, так как не все частицы остаются на обрабатываемой поверхности — некоторые отскакивают и оседают на пол — их называют «отскоком».
Примечательно, что потолки и стены торкретируются постепенно, в несколько слоёв, тогда как на пол можно наносить смесь на полную толщину. Временной промежуток между нанесением торкрета устанавливает лаборатория и он определяется скоростью застывания раствора, то есть, каждый новый слой не должен разрушать предыдущий.
Но для того чтобы адгезия была оптимально, промежуток не должен превышать время полного схватывания, иначе увеличится процент отскока.
Вакуумирование
Примечание. Вакуумированием называется процесс удаления свободной воды и воздуха из раствора, который только что уложили.
Осуществляется это с помощью понижения давления, то есть, образованием вакуума для внешних и внутренних слоёв конструкции.
Схема агрегата: 1) вакуумный щит; 2) соединительные рукава для всасывания; 3) коллектор; 4) магистраль; 5) передвижной водонакопитель; 6) стационарный водонакопитель; 7) вакуумный насос; 8) вакуумная полость
Для того чтобы произошёл процесс гидратации цемента вполне достаточно, чтобы в нём содержалось всего 20% воды от его общей массы — вся остальная вода затворения служит для придания определённых технологических свойств, таких как эластичность и подвижность массы.
Вся проблема в том, что вода занимает определённое пространство в растворе, образуя поры, поэтому, после её испарения там остаются пустые места, что понижает плотность материала. Поэтому, для удаления затворённой воды и воздуха на строительных площадках применяется специальный метод — это механическое удаление этих элементов из свежеукладываемого раствора.
Для этого между раствором и опалубкой для бетона обустраивают тонкую полость с помощью тканой и плетёной сетки, из которой насосом откачивают воздух. Туда, из-за неравномерности давления начинает поступать вода затворения вместе с воздухом из бетона, которая постоянно откачивается, как это и показано на верхнем схематическом рисунке.
Заключение
В заключение хотелось бы обратить ваше внимание тех, кто ищет бетонирование методом замораживания — такого способа не существует! Есть укладка бетона на морозе, при котором применяют электрический прогрев, используя для этого греющие опалубки, инфракрасное излучение, электроматы, а также анодный или проводной (ПНСВ) прогрев понижающим трансформатором.
