Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций

• Исходные данные
• 1. Опалубочные работы
• 1.1 Требования, предъявляемые к опалубке
• 1.2 Конструирование и расчет опалубки
• 1.3 Заготовка и монтаж арматуры
• 1.4 Методы обеспечения проектного защитного слоя бетона
• 2. Бетонирование конструкции
• 2.1 Проектирование состава бетонной смеси
• 2.2 Транспорт бетонной смеси к месту укладки
• 2.3 Укладка и уплотнение бетонной смеси
• 2.3.1 Укладка бетонной смеси
• 2.3.2 Уплотнение бетонной смеси
• 2.4 Уход за бетоном, распалубка и контроль качества
• 2.4.1 Уход за бетоном и распалубка
• 2.4.2 Контроль качества железобетонных работ
• 3. Бетонирование в экстремальных условиях
• 3.1 Расчет основных параметров
• 3.2 Технология ведения работ
• 3.2.1 Подготовка к бетонированию
• 3.2.2 Приготовление бетонной смеси
• 3.2.3 Транспортирование и подача бетонной смеси
• 3.2.4 Особенности бетонирования при электропрогреве
• 4. Технико-экономическая часть
• 4.1 Калькуляция трудовых затрат
• 4.2 Технико-экономические характеристики основных машин и механизмов
• 5. Мероприятия по охране труда и технике безопасности
• 5.1 Мероприятия по охране труда при монтаже арматуры
• 5.2 Мероприятия по охране труда при приготовлении бетонной смеси
• 5.3 Охрана труда при транспортировании, подаче и распределении бетонной смеси
• 5.4 Мероприятия по охране труда при бетонировании конструкции
• 5.5 Мероприятия по охране труда при электропрогреве бетона
• Список использованной литературы

Исходные данные

Наименование бетонируемой конструкции — колонна (4,5)

Вид опалубки — металлическая инвентарная

Способ армирования — преднапряженный

Метод предварительного натяжения — гидродомкрат

Вид вяжущего — партландцемент (М 500)

Вид бетона — тяжелый

Плотность бетона — 2500 кг / м³

Водоцементное отношение (В / Ц) — 0,48

Расстояние от завода ЖБИ до строительной площадки — 5 км

Способ транспортировки бетонной смеси — самосвал

Способ уплотнения бетонной смеси — вибро

Вид экстремальных условий — зимние условия

Способ бетонирования в экстремальных условиях — индукционный прогрев

Температура наружного воздуха — 20 С

1. Опалубочные работы

1.1 Требования, предъявляемые к опалубке

Опалубка кроме прочностных показателей должна иметь высокую жесткость.

К опалубке предъявляется ряд дополнительных требований.

От деформативности опалубки зависят не только прочность и качество выполнения монолитных конструкций, но также трудоемкость опалубочных и отделочных работ, долговечность и стоимость опалубки. Кроме искривлений поверхности, нарушения геометрических размеров и других отклонений при недостаточно жесткой опалубке образуются раковины на поверхности и воздушные пузырьки при уплотнении бетона.

Важным требованием к опалубке является равномерность деформации элементов одного функционального назначения (например, крупноразмерных щитов стен и перекрытий). При термообработке бетона в термоактивной опалубке нужно учитывать дополнительные нагрузки и деформации опалубки при прогреве.

При воздействии монолитных конструкций для уплотнения бетона вертикальных конструкций, как правило, применяют глубинные вибраторы. Использование наружных вибраторов позволяет снизить трудовые затраты на бетонных работах. Однако опалубка значительно утяжеляется и, кроме того, ухудшается качество поверхностей бетона вследствие засасывания воздуха при вибрировании.

Все соединения опалубки рекомендуется выполнять быстроразъемными; они должны быть достаточно плотными и непроницаемыми. Сборные швы, а также острые углы и кромки опалубки должны быть обработаны.

Точность изготовления опалубки должна быть на один-два класса выше точности выполнения монолитных конструкций. Более высокие допуски назначают для термоактивной опалубки, так как кроме дополнительных деформаций формы следует учитывать изменение размеров при охлаждении и нагревании. Большинство конструкций опалубки изготовляют по 7 классу точности. Универсальные системы опалубки, рассчитанные на дополнительный срок службы, высокий темп оборачиваемости и применение в разных условиях, должны выполняться по более высокому классу точности. Следует иметь ввиду, однако, что необоснованное завышение точности изготовления значительно увеличивает стоимость опалубки.

Значительное влияние на качество поверхности оказывает поверхность опалубки, соприкасающейся с бетоном. Хорошие поверхности получаются при нанесении слоя смазки на металлическую опалубку. Опалубка из специально подобранной древесины позволяет в ряде случаев получить красивую текстуру. Хорошие результаты дают специальные поглощающие облицовки. При увеличении степени поглощения материала уменьшается количество раковин и пустот на поверхности бетона. Кроме того, повторное применение опалубки также изменяет степень поглощения и цвет бетонной поверхности. Изменяют также состав бетона, технология укладки и способ уплотнения.

Красивую поверхность бетона можно получить при использовании твердых древесноволокнистых плит и фанеры, покрытых смазкой. Поверхность в этом случае несколько лучше, чем при металлической поверхности опалубки. Опалубка с полностью непроницаемой поверхностью часто служит причиной появления пустот и раковин. Для снижения их нужно больше расходовать эмульсионной смазки. По этим соображениям желательно применять смазки и для поверхностей, имеющих небольшую адгезию к бетону (пластиковые опалубки, фанера с синтетическим покрытием).

1.2 Конструирование и расчет опалубки

Опалубку рассчитывают на вертикальные и горизонтальные нагрузки. При этом собственный вес опалубки и лесов определяют по чертежам; плотность свежеуложенной бетонной смеси принимают равной 2500 кг / м³; масса арматуры — в среднем 10 кН на 1 м³ железобетонной конструкции; нагрузки от людей и транспортных средств при расчете палубы и настилов — 25 Мпа, кружал — 15 Мпа и стоек-лесов, поддерживающих кружала — 10 Мпа; нагрузки от вибрирования бетонной смеси — 10 Мпа.

Определим боковое давление Р от свежеуложенной смеси на стенки опалубки.

1. Определяем объем бетона

2. Определяем массу и вес бетона

3. Определяем массу и вес арматуры

Массу арматуры в учебных целях принято брать 15% от массы бетона, т. е.

4. Определяем массу и вес опалубки

железобетонная конструкция опалубка монолитный

5. Определяем максимальный изгибающий момент на стенку опалубки Предположим, что бетонная смесь равномерно давит на все стороны нашей опалубки, однако, учитывая то, что давление бетонной смеси происходит в результате действия силы тяжести — поэтому давление вверх происходить не будет. Давление на нижнюю часть, тоже учитывать не будем, т.к. мы предполагаем, что нижняя часть не деформируема, поэтому давление в большей своей части будет передаваться на легкодеформируемую поверхность т. е на стенки опалубки.

Силу тяжести, действующую на выделенный объём можно определить по формуле

Q=m*g

где m-масса бетона заполняющего выделенный объем в кг.;

g=9.8 м/с² — ускорение свободного падения;

m=*V=2500*1,26=3150 кг

Q=3150*9,8=30 870=31кН Поскольку сила Q-действует на всю площадь опалубки, то значит вызываемая ею нагрузка будет определяться по формуле:

31 000/ (0,6*1,4*1,5) =24 603,17Па Таким образом: при высоте 1,5 м стяжка, удерживающая стенки опалубки должна выдерживать 24 603,17Па

1.3 Заготовка и монтаж арматуры

Арматуру для железобетонных изделий изготовляют в виде сеток, плоских и пространственных каркасов, арматурно-опалубочных блоков, закладных деталей.

Процесс заводского производства арматурных изделий полностью механизирован и частично автоматизирован. Он состоит из заготовительных и сборочных операций.

К заготовительным операциям относятся правка, чистка, резка, гнутье и сварка арматурной стали.

К сборочным операциям относятся сварка плоских и пространственных каркасов, укрупнительная сборка плоских каркасов в пространственные блоки, сборка арматурных и арматурно-опалубочных блоков, которую выполняют на специальных стендах.

Транспортирование и монтаж арматуры. Для перевозки арматуры используют автомобили общего назначения, полуприцепы, трайлеры или железнодорожные платформы. При перевозке негабаритные арматурные конструкции по согласованию с проектной организацией разрезают на отдельные транспортабельные элементы. Чтобы при транспортировании арматура не деформировалась, между ее каркасами укладывают деревянные прокладки. С этой же целью места строповки захвата арматурных конструкций или арматурно-опалубочных блоков в соответствии с проектом обозначают краской. Арматуру устанавливают после проверки и приемки опалубки. Монтаж арматуры необходимо выполнять укрупненными элементами. При установке арматуры должны быть предусмотренная проектом толщина защитного слоя и расстояние между рядами арматуры.

При устройстве фундаментов под колонны промышленного здания на бетонную подкладку краном укладывают готовые сварные сетки, к которым приваривают выпуски для крепления арматуры колонн.

Для крупных фундаментов применяют изготовленные на заводе пространственные арматурные блоки, которые монтируют краном непосредственно с транспортных средств.

Колонны, как правило, армируют готовыми арматурными каркасами. Арматурный каркас устанавливают с открытой стороны короба опалубки. Когда возникает необходимость в поштучной сборке арматурных каркасов, армирование ведут в незамкнутом коробе опалубки колонны с легких переставных подмостей.

После выверки положения каркаса колонны в опалубке стержни его соединяют сваркой с выпусками арматуры из фундаментов.

Приемку смонтированной арматуры оформляют актом на скрытые работы. В акте указываю номера рабочих чертежей, отступления от проекта и основания для этого (проверочные расчеты, разрешение проектной организации и т. д.), а также приводят заключение о возможности бетонирования конструкций.

Контроль качества сварных соединений сводится к их наружному осмотру и последующему механическому испытанию сварных соединений, вырезаемых из конструкций, или к проверке с помощью неразрушающих методов.

1.4 Методы обеспечения проектного защитного слоя бетона

Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном на всех стадиях работы конструкции, а также защиту арматуры от внешних атмосферных, температурных и тому подобных воздействий.

Для продольной рабочей арматуры (ненапрягаемой и напрягаемой, натягиваемой на упоры) толщина защитного слоя, мм, должна быть, как правило, не менее диаметра стержня или каната и не менее (в колоннах) — 20 мм.

Толщина защитного слоя бетона для поперечной, распределительной и конструктивной арматуры должна приниматься не менее диаметра указанной арматуры и не менее, мм:

при высоте сечения элемента менее 250 мм — 10

при высоте сечения элемента равной 250 мм и более — 15

Для возможности свободной укладки в форму цельных арматурных стержней, сеток или каркасов, идущих по всей длине или ширине изделия, концы этих стержней должны отставать от грани элемента при соответствующем размере изделия до 9 м — на 10 мм, до 12 м — на 15 мм, свыше 12 м — на 20 мм.

При эксплуатации железобетонных конструкций в условиях повышенной влажности, при воздействии кислот, солевых растворов и других агрессивных сред нормированная толщина защитного слоя должна быть увеличена не менее чем на 10 мм.

Необходимую толщину защитного слоя обеспечивают бетонными или цементными подкладками, которые остаются после бетонирования в теле конструкции, а расстояние между стержнями или рядами арматурных стержней — путем укладки обрезков стальной арматуры.

2. Бетонирование конструкции

2.1 Проектирование состава бетонной смеси

Подбор состава бетонной смеси состоит в установлении соотношения между цементом, водой, песком, щебнем и добавками в виде расхода материалов на 1 м³ уплотненной бетонной смеси. Это соотношение должно обеспечить необходимые технологические свойства затвердевшего бетона.

Для расчета мы задаемся следующими исходными данными:

1. Удобоукладываемость бетонной смеси: ОК = 5−7 см;

2. Марка: 500

3. Характеристики основных материалов

ПЦ: активность: R_ц = 500 кгс/см²;

истинная плотность _{и. ц.} = 3100 кг/м³;

насыпная плотность _{н. ц.} = 1100 кг/м³;

Песок: истинная плотность _{и. п.} = 2500 кг/м³;

насыпная плотность _{н. п.} = 1430 кг/м³;

крупность песка М_к = 1,53;

Щебень: средняя плотность _{с. з. щ.} = 2500 кг/м³;

насыпная плотность _{н. з. щ.} = 1600 кг/м³;

наибольшая крупность D =5 мм.

пустотность V_пуст = 0,36

Расчет ориентировочного состава бетона:

1. В/Ц = 0,48

2. Определяем расход воды (по табл.4.4 [5]), кг/м³, В = 202;

3. Определение расхода цемента, кг/м³:

4. Определяем расход щебня, кг/м³:

— коэффициент раздвижки зерен щебня, который принимается по табл.4.5 [1], (= 1,35)

5. Определение расхода песка, кг/м³;

В результате приведенных расчетов получим следующий состав бетона, кг/м³;

Цемент 420,8

Вода 202

Песок 235

Щебень 1421,06

Итого 2278,86

Получаем, что при расчете ориентировочного состава бетона не обеспечена нужная плотность бетона, для этого увеличим расход щебня и песка на 10%.

Получим:

Цемент 420,8

Вода 202

Песок 258,5

Щебень 1563,17

Итого 2444,47

т.к. объем всей конструкции составляет 15,0255 м³, то мы уточняем состав бетонной смеси

Ц = 420,8 15,0255 = 6322,7 кгВ = 202 15,0255 = 3035,15 кг

П = 258,5 15,0255 = 3884,09 кгЩ = 1563,17 15,0255 = 23 487,4 кг

Итого: 36 729,34 кг

2.2 Транспорт бетонной смеси к месту укладки

Продолжительность автомобильных перевозок бетонных смесей зависит от начальной температуры бетонной смеси, температуры воздуха, вида цемента и типа транспортного средства. В среднем продолжительность перемещения бетонной смеси не должна превышать 60 мин. При пониженных температурах время перевозки может быть увеличено до 120 мин.

В данном случае смесь транспортируется самосвалом.

Автобетоносмеситель загружают сухой смесью. Вода поступает в барабан в пути следования машины из водяного бачка. При этом дальность ограничивается в основном экономическими соображениями. На более короткие расстояния экономичнее перевозить в автобетоносмесителях готовую бетонную смесь с ее побуждением в пути. При выборе способов перевозки бетонных смесей следует учитывать, что автобетоносмеситель является тяжелой машиной массой 20 т и более, рассчитанной на дороги с достаточно прочным покрытием.

Разгрузка автобетоносмесителя производится в бадьи. К месту укладки бетонную смесь в бадьях подают краном. Применяют бадьи вместимостью 0,8 м³.

2.3 Укладка и уплотнение бетонной смеси

2.3.1 Укладка бетонной смеси

Перед началом бетонирования проверяют (и оформляют актом) соответствие проекту опалубки, арматуры, расположения анкерных болтов и закладных частей, а также правильность устройства основания.

Перед бетонированием опалубку очищают от грязи и строительного мусора. Деревянную опалубку примерно на 1 ч до укладки смеси обильно смачивают, а оставшиеся щели законопачивают.

Если бетонную смесь укладывают на ранее уложенный бетон основания, то во избежание обезвоживания укладываемой бетонной смеси обильно увлажняют бетон основания, причем перед бетонированием с поверхности основания удаляют остатки воды.

Если арматура установлена на всю высоту конструкции, при подаче бетонной смеси сверху может быть забрызгана выше расположенная арматура, что в последствии уменьшит сцепление бетона с арматурой. Этого следует избегать.

Бетонную смесь следует разгружать в опалубку как можно ближе к месту ее укладки. Попытки горизонтального перемещения вибратором порций бетонной смеси приводят к ее расслаиванию. Во избежание расслаивания бетонной смеси при ее подачи с высоты более 3 метров применяют инвентарный виброхобот. Он состоит из приемного бункера и шарнирно сочлененных между собой трубчатых звеньев длиной 100…150 см. Хоботы оснащают вибраторами, устанавливаемыми на звеньях, и секторным затвором на последнем звене.

При возведении железобетонных конструкций рекомендуется там, где это возможно, непрерывно укладывать бетонную смесь. Однако, в большинстве случаев при сооружении обычных железобетонных конструкций по организационным и технологическим причинам перерывы в бетонировании неизбежны и, следовательно, неизбежно устройство рабочих швов.

Бетонирование может быть возобновлено после незначительного перерыва в работе, когда уложенный бетон еще находится в ранней стадии твердения и сохраняет некоторую подвижность или когда он уже приобрел начальную прочность.

В первом случае, чтобы не повредить нарождающуюся кристаллизационную структуру ранее уложенного бетона и не нарушить его сцепление с арматурой при кладке свежего бетона, необходимо избегать сотрясений опалубки и расстоянии до 1 м от стыка не применять вибраторов.

Во втором случае, если бетон уже достиг некоторой прочности поверхность, непосредственно примыкающую к стыку, бетонируют обычным способом. Для лучшего сцепления ранее уложенного бетона со свежим с плоскости стыка удаляют карбонатную пленку толщиной до 3 мк, которая образуется в результате взаимодействия минералов цемента с углекислотой. Затем бетон насекают, тщательно промывают или продувают сжатым воздухом и покрывают слоем цементного раствора толщиной 1,5…2,0 мм.

При бетонировании колонн нижнее отверстие в коробе опалубки, место примыкания колонны к фундаменту перед укладкой бетонной смеси очищают от строительного мусора, после чего в опалубку укладывают слой цементного раствора состава ½…1/3 или мелкозернистого бетона толщиной 5…20 см. Этот буферный слой исключает образование раковин и неплотностей у основания колонны.

Колонны высотой более 5 м бетонируют ярусами высотой до 2 м с загружением бетонной смеси, ее вибрированием через боковые окна в стенках короба.

2.3.2 Уплотнение бетонной смеси

Одним из условий получения высококачественного бетона с заданными физико-механическими свойствами и высокой степенью удобоукладываемости является его уплотнение в процессе укладки.

В неуплотненной бетонной смеси содержится значительное количество воздуха: смеси жесткой консистенции объем воздуха достигает 40 — 45%, в пластичной — 10 — 15%, причем ориентировочно считают, что каждый процент воздуха в смеси уменьшает прочность бетона на 3 — 5%.

При вибрировании бетонной смеси ей сообщают частые вынужденные колебания (импульсы), под действием которых удаляется находящийся в смеси воздух, нарушается связь между частицами и происходит более компактная их упаковка. Это обеспечивает получение более плотного бетона с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой. При этом уменьшается внутреннее трение, защемленные пузырьки воздуха всплывают на поверхность. В результате резко снижается вязкость смеси, и она приобретает свойства тяжелой структурной жидкости. Временно перейдя в текучее состояние, бетонная смесь приобретает повышенную подвижность, растекается по форме и уплотняется под действием собственной массы.

В данном случае используются наружные вибраторы. Наружные вибраторы крепят к опалубке. Их используют при бетонировании густоармированных колонн.

Уплотнение бетонной смеси будет эффективным лишь при креплении вибраторов к элементам жесткости опалубки. Такие вибраторы не следует устанавливать не ближе чем на 0,8 м от жесткой заделки опалубки.

Наружные вибраторы могут играть роль побудительных устройств, устанавливаемых на бункерах, бадьях, желобах для перемешивания бетонной смеси.

2.4 Уход за бетоном, распалубка и контроль качества

2.4.1 Уход за бетоном и распалубка

Уход за бетоном должен обеспечить:

температурно-влажностный режим, исключающий интенсивное высыхание бетона и связанные с этим температурно-усадочные деформации;

условия, исключающие механические повреждения свежеуложенного бетона, нарушение прочности и устойчивости забетонированной конструкции.

Условия выдерживания бетона и сроки распалубки определяют на основании требований, установленных действующими строительными нормами и правилами.

При летней температуре наружного воздуха, характерной для большинства западных, центральных и восточных регионов страны, более открытые поверхности бетона защищают от прямого воздействия солнечных лучей и ветра рогожей, мокрыми опилками, полимерными пленками.

Чтобы исключить механические повреждения свежеуложенного бетона, запрещают движение людей, установка лесов и опалубки до достижения бетоном прочности не менее 1,5 МПа. Движение по забетонированным перекрытиям автотранспорта, бетоноукладчиков и др. машин запрещается до достижения бетоном проектной прочности.

Как только бетон достигнет прочности, при которой может быть обеспечена при распалубке сохранность поверхностей и граней конструкции, распалубливают боковые элементы опалубки.

Загружение всех конструкций полной расчетной нагрузкой допускается лишь после достижения бетоном проектной прочности.

При распалубках железобетонных конструкций необходимо плавно демонтировать опалубку, предварительно ослабляя клинья или винты под стойками и сохраняя для дальнейшего использования элементы инвентарной опалубки.

2.4.2 Контроль качества железобетонных работ

При производстве бетонных и железобетонных работ проверяют качество опалубки, геодезического обеспечения монтажа и эксплуатации ее, соответствие проекту устанавливаемой арматуры, закладных частей и их расположения в конструкции, качество бетонной смеси у места укладки в конструкцию, процесс выдерживания и т. д.

Качество бетонной смеси определяется ее подвижностью, поэтому данный показатель проверяют не реже 2-х раз в смену у места приготовления и укладки ее.

Прочность уложенного бетона оценивают по результатам испытаний контрольных образцов на сжатие.

Контрольные образцы в виде кубов размером 20×20×20 см изготовляют у мест бетонирования конструкции и хранят в условиях близких к условиям выдерживания конструкции.

Для каждой марки бетона изготовляют серию из трех образцов близнецов на следующее количество бетона: для каркасных и тонкостенных конструкций — на каждые 20 см³.

Бетон считается выдержавшим испытания, если средняя прочность контрольных образцов будет не ниже 85% проектной.

При необходимости марка бетона может быть установлена и в уже готовой конструкции с использованием неразрушающих механических или физических методов испытаний.

Механические методы заключаются в воздействии на бетон испытательных приборов с последующим определением прочности бетона с помощью тарировочных кривых, учитывающих функциональные зависимости между прочностью бетона на сжатие и поверхностной твердостью.

Наиболее простым физическим методом определения прочности бетона в готовой конструкции является импульсный ультразвуковой метод, основанный на известном принципе: скорость распространения ультразвука и степень ее затухания функционально связаны с динамическим модулем упругости бетона. Поэтому прочность бетона может быть получена и по прямой функциональной зависимости:

R_сж = f (v)

где V — скорость прохождения ультразвука в микроструктурах, м/с.

Таким методом можно определить прочность бетона с погрешность не более 8.10%.

Радиометрическими методами устанавливают степень уплотнения бетонной смеси в процессе ее формования. Он основан на том, что гамма-лучи, проходя через вещество, теряют интенсивность излучения вследствие поглощения и рассеивания, с увеличением степени уплотнения смеси поглощение гамма-лучей.

Качество бетона может быть проверено методом СВЧ поглощения, в котором использован принцип ослабления энергии сверхвысокой частоты при прохождении через контролируемый материал.

3. Бетонирование в экстремальных условиях

3.1 Расчет основных параметров

Железобетонную колонну высотой 19,35 м, шириной 1,4 м, толщиной 0,6 м требуется прогреть до приобретения бетоном марки М-400 на портландцементе марки М-500 при температуре воздуха — 20 С. Опалубка металлическая, скорость ветра 0,5 м/с, t_{б. н.} = 5 С. Трансформатор для электропрогрева бетона типа ТМОБ-63. Удельное сопротивление бетона р_расч = 8,0 Омм

Расчет:

Активная электрическая мощность, необходимая для разогрева бетона со скоростью 10 С/ч;

где Р_П — требуемая удельная электрическая мощность, кВт/м³; V — объем прогреваемого бетона.

Р₁, Р₂, Р₃ — удельные мощности, необходимые соответственно для нагревания самого бетона, опалубки и для восполнения теплопотерь в окружающую среду,; Р₄ — удельная мощность, соответствующая интенсивности тепловыделения при твердении цемента, осредненно принятая равной 0,8 кВт/м³; t_П — температура изотермического прогрева бетона, С; Р — скорость подъема температуры бетона, С/ч; t_{н. в. -} температура наружного воздуха, С; С_Б — удельная теплоемкость бетона, принимаемая равной 1,05 кДж/кг*С; С_{оп -} удельная телоемкость материала опалубки, кДж/кг*С; г_Б — плотность материала опалубки, кг/м³; д_оп — толщина материала опалубки, м; К — коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/ (м²*С); М_опi — модуль опалубленной поверхности, для которой показатели опалубки равны:; F_опi — площадь указанной поверхности, м².

Площадь активной поверхности металла:

где n — количество арматурных стержней, шт.; d — диаметр арматурных стержней, м; h — длина арматурных стержней.

Удельная активная мощность ДР определяется по формуле:

Напряженность магнитного поля Н и удельное поверхностное сопротивление с_н, соответствующие найденному значению ДР, определяем по графику зависимости удельного поверхностного электросопротивления с_н и удельной активной мощности ДР от напряженности магнитного поля Н (рис.1) [].

Значению ДР = 1,18 кВт/м² соответствует значение Н = 3280 А/м и с_н = 6,84•10^-5 Ом.

Расчет параметров индукционной системы ведем по схеме индуктивной катушки с железом.

Коэффициент формы индуктора m находим по графику в зависимости от отношения высоты индуктора h_i к его радиусу R (рис.4).

При высоте индуктора h = 0,3 м отношение величина m = 1.

Определяем сумму периметров сечения металла в сечении конструкции:

Определяем площадь сечения индуктора:

Условное индуктивное сопротивление системы:

Полное условное сопротивление системы:

Число витков при напряжении 127 В:

Ожидаемая сила тока:

h — высота индуктора, м.

Коэффициент мощности системы:

3.2 Технология ведения работ

3.2.1 Подготовка к бетонированию

В процессе подготовки к зимнему бетонированию на объекте прокладывают дополнительные электросети, налаживают трансформаторное хозяйство, готовят к работе зимой транспорт, крановое оборудование и оснастку.

3.2.2 Приготовление бетонной смеси

Температура бетонной смеси в момент укладки ее в опалубку колеблется в значительных пределах в зависимости от способов выдерживания. Так, минимально необходимая температура при электропрогреве — не ниже 5 С.

Для получения требуемой температуры смеси воду затворения подогревают до 40 — 90 С. Иногда подогревают заполнители до темп.20 — 60 С. Цемент вводят без подогрева.

При использовании подогретой воды во избежание «заваривания» цемента, т. е. его скомкования, сначала загружают щебень или гравий с одновременной подачей половины требуемой воды, затем делают несколько оборотов барабана и загружают песок, цемент и заливают остальную часть воды.

Продолжительность перемешивания компонентов в зимних условиях увеличивают в 1,5 — -2 раза по сравнению с летним для получения более однородной бетонной смеси.

3.2.3 Транспортирование и подача бетонной смеси

В зимних условиях транспортировать и подавать бетонную смесь следует с наименьшим числом перегрузок, чтобы снизить ее теплопотери. Для перевозки бетонной смеси применяют специально оборудованные транспортные средства.

В автобетоносмесителях бетонная смесь меньше охлаждается в связи с уменьшением ее открытой поверхности.

Бадьи для подачи смеси обшивают снаружи фанерой по войлоку и снабжают утепленными крышками. Промывку бетононасоса и бетоноотводов ведут горячей водой, а при ее отсутствии бетоновод прочищают с помощью пыжа проталкиваемого сжатым воздухом. При разборке звенья бетоновода очищают скребками, металлическими щетками или пыжами из мешковины, но не промываю во избежание образования в них наледи.

3.2.4 Особенности бетонирования при электропрогреве

Прогревать бетон необходимо в соответствии с проектом производства работ и технологическими картами, в которых должны быть схема установки электродов, перечислены необходимое оборудование и контрольно-измерительная аппаратура, указаны режимы прогрева, способы крепления и изоляции электродов.

Для сохранения проектного расстояния между электродами, а также между ними и опалубкой, применяют деревянные рейки, пропитанные маслом, которые извлекают по мере бетонирования. При этом изолируют металлические закладные детали.

Для удобства установки электроды объединяют в группы связанные жесткими связями.

Подключать электроды, устанавливаемые по мере бетонирования, можно под напряжением, соблюдая правила охраны труда.

Опалубку и теплоизоляцию демонтируют после прогрева при охлаждении бетона до 5 С, не допуская ее примерзания.

При прогреве бетонных конструкций необходим постоянный контроль за напряжением прогрева, силой тока и температурой. Температуру в первые 3 часа прогрева замеряют каждый час, в последующем через 2 — 3 часа. Температуру наружного воздуха замеряют 3 раза в сутки.

Перед бетонированием проверяют правильность установки электродов и их размеры. Перед включением прогрева необходимо проверить правильность установки и подсоединения электродов, надежность контактов, расположение датчиков температуры, качество утепления.

4. Технико-экономическая часть

4.1 Калькуляция трудовых затрат

Затраты составили 53 руб.34 коп. в ценах на 1987 год.

4.2 Технико-экономические характеристики основных машин и механизмов

Для натяжения арматуры используют гидродомкраты. Они бывают одиночного или двойного действия. Гидродомкраты одиночного действия создают усилия в 60, 80, 150 тс. Один конец арматурного пучка запрессовывают в стаканный анкер, а другой с помощью специального цангового зажима закрепляют в противоположном торце канала. Стаканный анкер посредством муфты соединяют с подвижным штоком поршня домкрата. При создании давления усилие натяжения передается от штока через муфту и стаканный анкер арматурному пучку. В процессе натяжения систематически натягивают анкерную гайку, а по достижении необходимого натяжения ее завинчивают до отказа.

В процессе натяжения арматуры нужно тщательно следить контролировать величину усилия, передаваемого на нее.

При снятии домкрата усилие натяжения, созданное в арматуре, через анкерные устройства на обоих концах арматурного пучка передается на бетон и обжимает его.

При натяжении арматуры гидродомкратом двойного действия на арматурный пучок надевают стальную шайбу с коническим отверстием, в которую упираются лопасти домкрата. Концы проволок закрепляют в кольцевом захвате, который посажен на подвижный цилиндр домкрата. При подаче в этот цилиндр масла пучок натягивается, причем степень натяжения контролируется по манометру.

Натягивают арматуру плавно, ступенями по 3−5 МПа. После того как в пучке создано напряжение на 5% больше проектного, его снижают до требуемого и приступают к закреплению арматурного пучка. Для этого подают масло в неподвижный цилиндр и при помощи штока поршня запрессовывают коническую пробку в отверстие шайбы. В результате проволочный пучок заанкеривается в шайбе, а усилие натяжения, созданное после снятия домкрата через шайбу передается на бетон.

При длине напрягаемой арматуры более 10 м ее натягивают с двух концов одновременно двумя домкратами.

Для обеспечения монолитности конструкции и защиты напряженной арматуры от коррозии в каналы нагнетают цементный раствор марки не менее 300. чтобы обеспечить лучшее сцепление бетона со стенками канала и арматурой, раствор готовят на безусадочном или расширяющемся цементе. Качество нагнетания стали контролируется через специальные отверстия.

Кроме домкратов еще используются башенные краны. Они в данном случае служат для монтажа арматурного каркаса в рабочее положение, а также для установки опалубки и т. д.

5. Мероприятия по охране труда и технике безопасности

5.1 Мероприятия по охране труда при монтаже арматуры

При монтаже арматуры на объекте необходимо выполнять общие правила охраны труда, обязательные при выполнении строительно-монтажных работ.

Особое внимание нужно уделять мероприятиям по защите от поражения электротоком. С этой целью все сварочные трансформаторы необходимо заземлять, электропроводка должна быть исправна, рабочие должны иметь средства индивидуальной защиты (резиновые сапоги и перчатки, резиновые коврики, брезентовую спецодежду, защитные маски и т. п.).

При подаче арматурных каркасов кранами нужно выполнять правила охраны труда на такелажных работах.

Лестницы, рабочие проемы и площадки должны иметь надежные ограждения.

Арматурщикам запрещается: стоять на привязанных или приваренных хомутах или стержнях; находится на опалубочных блоках до полного их закрепления; армировать отдельные прогоны и балки, стоя на верху опалубочных коробов; для этой цели должен быть устроен специальный настил.

5.2 Мероприятия по охране труда при приготовлении бетонной смеси

Ввиду технологической сложности современных бетоносмесительных заводов и установок от обслуживающего персонала требуются высокие знания по охране труда. Лица, допущенные к управлению машинами и механизмами, должны пройти техминимум по изучению правил охраны труда и получить соответствующее удостоверение.

Для обеспечения условий безопасности работы, движущиеся механизмы и узлы машин, лестницы, площадки должны быть ограждены и хорошо освещены.

Запрещается опорожнять вращающийся барабан с помощью лопат или других инструментов. Очищать барабан можно только после снятия приводного ремня и отключения электропредохранителей.

5.3 Охрана труда при транспортировании, подаче и распределении бетонной смеси

Основные правила охраны труда при транспортировании, подаче и распределении бетонной смеси должны быть предусмотрены в проекте производства работ по бетонированию конкретных конструкций и объектов.

Все системы пневмотранспортных установок перед пуском испытывают на исправность действия, давление сжатого воздуха не должно превышать максимально допустимого.

При подаче смеси по лоткам, виброжелобам и хоботам их нужно надежно прикрепить к опорным конструкциям.

Всех рабочих, обслуживающих бетонотраспортные машины механизмы и устройства обучают безопасным методам работ. Бетоновозные эстакады, настилы и пандусы сооружают по расчетам и надежно крепят. Их необходимо оградить перилами и оборудовать колесоотбойными брусьями и упорами для колес автобетоновозов. Находится на эстакадах и настилах посторонним лицам не разрешается. Скорость движения бетоновозов по эстакадам и настилам не должны превышать 3 км/ч.

При бетонировании с помощью бетононасосов бетонщики должны иметь надежную сигнализацию для связи с мотористом бетононасоса. Для очистки бетоновода его промывают водой с банником. Прочищать его сжатым воздухом разрешается лишь зимой. При этом рабочие должны находиться на расстояние не ближе 10 м от выходного отверстия бетоновода.

5.4 Мероприятия по охране труда при бетонировании конструкции

К выполнению работ по укладке бетона, его виброуплотнению, распалубки к исправлению дефектов и обработке бетонных поверхностей допускают рабочих, прошедших специальное обучение. Бетонщики, работающие с вибраторами, должны периодически проходить медицинские осмотры.

Перед укладкой бетонной смеси на высоте более 1,5 м настилы и подмости нужно оградить перилами.

Рукоятки вибраторов должны иметь амортизаторы, электропровода, питающие вибраторы — надежную резиновую изоляцию; устройства для включения вибраторов должны быть только закрытого типа. Бетонщики, работающие с электровибраторами, должны быть обуты в резиновые сапоги и иметь резиновые перчатки.

Исправлять дефекты и обрабатывать бетонные поверхности на высоте до 5,5 м следует с приставных лестниц или переносных подмостей с ограждениями. При большой высоте для этих целей устраивают леса из типовых элементов. В тех случаях, когда невозможно установить стандартные леса или подмости, бетонщики, работающие на высоте, должны обязательно крепиться предохранительными поясами к надежным опорам.

5.5 Мероприятия по охране труда при электропрогреве бетона

Все работники, занятые на прогреве бетонных конструкций должны пройти инструктаж и иметь удостоверение о знании правил охраны труда.

Для прогрева применяют напряжения не выше 127 В. Использовать напряжение 220 В допускается для прогрева неармированных конструкций или отдельно стоящих конструкций, не связанных с другими общим армированием.

Открытая арматура, связанная с прогреваемым участком, должна быть заземлена. Зону нагрева нужно надежно оградить и оборудовать системой сигнализации и блокировки.

В сырую погоду и оттепель запрещается прогревать бетон на открытых участках. Поливать его водой разрешается только после отключения прогрева.

В зоне прогрева запрещено пребывание посторонних лиц и ведение других видов работ.

Замерять температуру при включенном прогреве разрешается при напряжении не выше 60 В, при больших напряжениях прогрев нужно на это время отключать.

1. Евдокимов Н. И., Мацкевич А. Ф., Сытник В. С. «Технология монолитного бетона и железобетона», уч. пос., М., Высш. шк., 1980.

2. Атаев С. С. и др. «Технология строительного производства», уч. для вузов, М., Стройиздат, 1984.

3. С. Г. Васильев, О. Е. Пантюхов и др. «Монтажные работы», метод. указания по курсовому и дипломному проектированию, Гомель, 1994.

4. Васильев С. Г., Сергеева О. Г. «Производство бетонных работ в зимних условиях», Ч. — 2, «Электропрогрев бетона», метод. указания по курсовому и дипломному проектированию, Гомель, 1985.

5. Чубуков В. Н. «Строительные материалы и изделия», Ч. — 2, Конспект лекций, Гомель, 1993.

6. Бадьина Г. М., Мещанинова А. В. «Технология строительного производства», уч. для вузов, Л., Стройиздат, 1987.

7. Под ред. Летвинова О. О. и Белякова Ю. И., Киев, 1985.

8. ЕНиР. Сборник Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Вып.1 Здания и промышленные сооружения/Госстрой СССР. — М.; Стройиздат, 1987.