Специальные методы бетонирования.1. Вакуумирование бетона кратко

При невозможности или неэффективности использования традицион­ной технологии бетонирования применяют специальные методы, к кото­рым относятся вакуумирование и торкретирование бетона, подводное бе­тонирование, бе­тонирование методами вертикально перемещаемой трубы (ВПТ), восхо­дящего раствора (ВР) и ряд других.

Вакуумированием называют удаление из свежеуложенной бетонной смеси свободной воды при помощи разряженного воздуха. Вакуумированный бетон значительно быстрее набирает прочность, обладает повы­шенной водонепроницаемостью, менее подвержен трещинообразованию и истиранию.

Как известно, для затворения бетона требуется около 20% воды от массы цемента, но для лучшей удобоукладываемости водоцементное от­ношение обычно колеблется в пределах 0,35...0,55, иногда доходит до 0,8. Избыточная вода замедляет процесс схватывания и не позволяет достичь полного уплотнения бетона. Лишняя вода, испаряясь из бетона, способст­вует образованию трещин, снижает его прочность, изоляционные свойст­ва и т.д. Вибрирование способствует перемещению части лишней воды на поверхность бетона, вакуумирование позволяет более полно осущест­вить отсос лишней воды. Сущность метода вакуумирования состоит в уп­лотнении бетонной смеси с одновременным извлечением избыточной воды затворения и лишнего воздуха, имеющегося в пустотах бетона пу­тем создания в полости бетона разрежения, направленного к поверхности вакуума.

Вакуумирование является технологическим методом, позволяющим извлечь из уложенной бетонной смеси около 10...25% воды затворения с сопутствующим или дополнительным уплотнением. Метод дает возмож­ность применять бетонные смеси с подвижностью до 10 см, что упрощает и удешевляет их распределение и уплотнение, достигая при этом сущест­венного улучшения физико-механических характеристик затвердевшего бетона, соответствующих пониженному остаточному водоцементному отношению.

Вакуумирование обычно применяют при бетонировании полов, пере­крытий, сводов-оболочек и других конструкций с развитой горизонталь­ной поверхностью. Благодаря вакуумированию в бетоне не только снижа­ется водоцементное отношение, но и повышаются плотность и проч­ность, уплотнение бетона оказывается настолько высоким, что по свежеуложенному бетону можно ходить.

В зависимости от типа конструкции вакуумирование производят либо сверху, либо со стороны боковых поверхностей возводимой конст­рукции.

Горизонтальные и пространственные конструкции, например между­этажные перекрытия, своды-оболочки, полы, вакуумируют сверху, при­меняя переносные жесткие вакуум-щиты или вакуум-маты, а стены, ко­лонны и другие развитые по высоте конструкции — со стороны боковых поверхностей, используя для этого вакуум-опалубку.

На ровную поверхность свежеуложенного бетона укладывают ваку­ум-щит. Конструктивно вакуум-щит представляет собой короб (обычно размером в плане 100х125 см) с герметизирующим замком по контуру. Герметизированная коробка верхнего покрытия щита выполнена из ста­ли, водостойкой фанеры или стеклопластика. Снизу щит оборудован ва­куум -полостью, непосредственно соприкасающейся с бетоном. Нижняя поверхность щита, граничащая с бетоном,— фильтрующая ткань (бязь, полотно), далее идут частая и редкая металлические сетки (вторая — си­ловая) и крышка из водостойкой фанеры. Благодаря изогнутости прово­лок сетка в своем сечении образует сообщающиеся между собой мелкие (тонкие) воздушные каналы, которые в сумме и составляют тонкую воз­душную прослойку (вакуум-полость).

Между крышкой и фильтрующей тканью за счет двух металлических сеток образуется полость толщиной порядка 4 мм, обрамленная фанерны­ми планками. В середине крышки имеется отверстие с пробочным краном и резиновый шланг, идущий к вакуум-насосу.

По периметру вакуум-щит имеет резиновый фартук для герметиза­ции, который не только окаймляют его, но и препятствуют подсосу возду­ха извне в полость, образующуюся при укладке щита на поверхность све­жеуложенной бетонной смеси. При включении вакуум-насоса внутри щита образуется вакуум, а в него устремляется вода и воздух из бетонной смеси. Фильтровальная ткань задерживает частицы песка и цемента, но свободно пропускает воду и воздух.

Для создания в вакуум-полости разрежения, а следовательно,и удале­ния части воды затворения и воздуха в центре вакуум-щита установлен штуцер, подсоединяемый через трехходовой кран к источнику вакуума. Кран на корпусе вакуум-щита одним из своих положений открывает дос­туп воздуха во внутреннюю полость щита, выравнивая там давление, что позволяет щит свободно переставить на соседний участок. Обычно по за­вершении вакуумирования на щит ставят вибратор и производят допол­нительное уплотнение бетонной смеси, в результате чего в ней устраняет­ся направленная пористость, которая возникает в процессе вакуумирова­ния.

В настоящее время вместо металлических переходят на использова­ние некорродирующих, легких, штампованных из пластмасс сеток. Во из­бежание уноса из свежеуложенного бетона цементных частиц вся по­верхность сетки, обращенная к бетону, покрывается фильтрующей тка­нью из нейлона или капрона.

Вакуум-мат состоит из двух самостоятельных элементов: нижнего и верхнего. Нижний элемент, укладываемый на бетон, представляет фильт­рующую ткань, прошитую с распределительной сеткой из лавсана. Верх­ний элемент— герметизирующий. Его выполняют из плотной газоне- проницаемой синтетической ткани и раскатывают поверх фильтрующего элемента. По продольной оси верхнего элемента расположен отсасываю­щий перфорированный шланг, подсоединяемый через штуцер к источни­ку вакуума.

Вакуум-опалубку изготовляют на основе обычной сборно-разборной опалубки. Для этого опалубочные щиты со стороны палубы оборудуют по высоте горизонтальными, изолированными друг от друга вакуум-по­лостями, которые по мере укладки бетонной меси подключают к источ­нику вакуума. Вакуум-опалубку можно также собирать из вакуум-щитов, обеспечивая при этом неизменяемость их положения элементами жестко­сти и крепежными деталями.

В зависимости от условий вакуумирования бетона — при помощи ва­куум-щитов (вакуум-матов) или вакуум-опалубок — физические процес­сы протекают по-разному.

При вакуумировании бетона вакуум-щитами (вакуум-матами), имею­щими возможность перемещения в сторону бетона, одновременно с отсо­сом воды и воздуха происходит дополнительное статическое уплотнение вследствие разности атмосферного давления и давления в вакуум-полос­ти. При этом действующее усилие достигает 70... 75 кПа. С удалением от поверхности вакуумирования передаваемое на бетон давление снижает­ся, так как часть нагрузки расходуется на преодоление сил .внутреннего трения и развития контактных напряжений в твердой фазе.

Вакуумирование способствует ускорению распалубливания, повы­шает итоговую прочность бетона на 20...25%, улучшает морозостой­кость, водонепроницаемость, снижает потребность в цементе на 12...20%, ускоряется распалубливание в 1,5...2 раза.

Разряжение в вакуум-полости составляет не менее 350 мм рт. ст. для крупных щитов и не менее 500 мм рт. ст. для мелких щитов. Продолжи­тельность вакуумирования зависит от толщины слоя бетона.

Толщина бетона, см..........................................10       20     30

Продолжительность вакуумирования, мин…10      25     55

Вакуум-установка с вакуум-насосом и 40 щитами за рабочую смену обрабатывает до 2000 м2 поверхности.

Вакуумирование начинается не позднее чем через 15 мин после окон­чания бетонирования; после окончания вакуумирования и виброуплотне­ния бетона необходимо сразу обработать поверхность затирочными машинами.

       Вакуумирование желательно проводить на режимах возможно более высокого разряжения. Время вакуумирования зависит от степени разряжения, толщины вакуумированной конструкции, расхода цемента, под­вижности бетонной смеси, температуры окружающей среды и других факторов.