Сборные конструкции из железобетона

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК

1. Добавка С-3 — суперпластификатор на основе продуктов поликонденсации
нафталинсульфокислоты и формальдегида. Жидкость темно-коричневого цвета.
Выпускается по ТУ 6-14-625-80 с Изм. № 1 Минхимпрома.

Поставляется в виде водного раствора 33…39 %-ной концентрации в
металлических бочках или цистернах. Водный раствор С-3 не изменяет своих
свойств при нагревании до 85 °С и замораживании до -40 °С. При выпадении осадка
необходимо перед введением добавки растворить его путем подогрева или
разбавления водой, после чего тщательно перемешать раствор. Гарантийный срок
хранения 1 год с момента изготовления. Стоимость 1 т (в расчете на сухое
вещество) 340 р. Добавка выпускается Новомосковским (Тульская обл.) заводом
органического синтеза и распределяется Госстроем СССР.

2. Добавка МФ-АР (прежнее обозначение МФАС-Р100-П) —
суперпластификатор. Продукт поликонденсации меламина, формальдегида и натрия
сульфаниловокислого. Прозрачная жидкость с легким осадком взвеси. Опытно-промышленные
партии выпускаются по ТУ 6-05-1926-82 Минхимпрома.

Поставляется в виде водного раствора 20 %-ной концентрации в
металлических бочках или цистернах. Транспортируют любым видом крытого
транспорта в условиях, исключающих механические повреждения тары, а также
обеспечивающих защиту от попадания влаги внутрь ее. В зимнее время не
допускается разогрев острым паром. Разогрев следует производить или горячей
водой, подаваемой в рубашку транспортной емкости, или путем выдерживания
емкости с добавкой в теплом помещении. Хранится при температуре не выше + 30 °С
в герметично закрытой таре, защищенной от воздействия солнечных лучей и
атмосферных осадков. Гарантийный срок хранения 1 год с момента изготовления.
Стоимость 1 т (в расчете на сухое вещество) 1835 р.

3. Добавка 10-03 — суперпластификатор, получаемый поликонденсацией
сульфированного триметилолмеламина. Прозрачная слегка маслянистая жидкость,
допускается небольшой осадок.

Поставляется в виде водного раствора 20 %-ной концентрации в стальных
бочках вместимостью 100…200 л, полиэтиленовых канистрах до 100 л, стальных
флягах и т.д. Хранят в закрытых вентилируемых помещениях с температурой не ниже
-5 °С. Транспортируют любым ведом транспорта в соответствии с правилами
перевозки грузов для данного средства. Гарантийный срок хранения 6 мес. с
момента изготовления. Стоимость 1 т (в расчете на сухое вещество) 1350 р.

4. Добавка УПБ представляет собой мелассную упаренную последрожжевую
барду, получаемую в промышленном масштабе как отход производства спиртовой
промышленности при изготовлении кормовых дрожжей.

Поставляется в жидком виде 30…50 %-ной концентрации. Гарантийный срок
хранения добавки до 2 лет. Основные технические показатели определяются
требованиями ОСТ 18-126-83 Госагропрома СССР. Стоимость 1 т добавки (в расчете
на сухое вещество) 25…30 р. Добавка УПБ имеет модификации с электролитами,
которые ускоряют твердение и улучшают другие свойства бетона.

5. Добавка ЛСТ — лигносульфонаты технические (прежнее обозначение СДБ)
представляет собой продукт переработки сульфитного щелока, образующегося при
сульфитной варке целлюлозы.

Поставляется в твердом и жидком виде при концентрации 50…80 %.
Основные технические показатели определяются требованиями ОСТ 13-183-83
Минлесбумпрома СССР. Стоимость 1 т добавки 30…70 р. Добавка выпускается
Котласским (Архангельская обл.) целлюлозно-бумажным комбинатом, Калининградским
ЦБК-1 и другими предприятиями.

7. ЩСПК — щелочной сток производства капролактама — негорючая жидкость
со слабым эфирным запахом, имеет щелочную реакцию, не образует при хранении и
использовании взрывчатых концентраций.

Транспортируют в специально выделенных железнодорожных цистернах с
нижним сливом и в автоцистернах. Хранят в закрытых металлических емкостях или
железобетонных резервуарах. Допускается хранение как в складских помещениях,
так и на открытом воздухе при температуре не выше +50 °С и не ниже -25 °С.
После оттаивания практически не изменяет физико-химических свойств. Гарантийный
срок хранения 1 год со дня изготовления. Выпускается Щекинским, Кемеровским,
Гродненским производственными объединениями, а также ПО
«Куйбышевазот». Стоимость 1 т в расчете на сухое вещество 25 р.

Армирование

Железобетонные конструкции, которые в основном работают на изгиб, изготавливаются с применением арматуры. Арматурные изделия (каркасы, сетки, закладные детали, монтажные петли) производятся в отдельном цехе.

В смазанную и подготовленную к бетонированию форму укладывается арматурная конструкция. Для создания технологического зазора между поверхностью бетона и арматурными стержнями применяются фиксаторы разного размера. Такая мера предотвращает соприкосновение арматуры и формы. Если изделие подразумевает применение закладных деталей, то их фиксирование производится перед формованием. Монтажные петли также устанавливаются заранее, при этом крепление осуществляется вязальной проволокой.

Особенности установки сборных изделий

Укладка связевой (распорной) (а) и рядовой (б) плит перекрытия.

Монтаж железобетонных конструкций проводится пролетами с соблюдением формирования прочной структуры каркасов сооружений. Сборка осуществляется по технологическим картам с соблюдением требований проекта. Новый ярус конструкционных компонентов устанавливается после закрепления каркаса и достижения монолитными железобетонными конструкциями (вставками) 70% прочности. Конструкционные единицы осматриваются на отсутствие трещин, сколов, раковин, незащищенной арматуры и пр. Также проверяются габаритные размеры, наличие закладных, отверстий и выпусков арматуры.

Колонны вставляются в стаканы сразу в проектном положении на жесткий выравнивающий раствор (на металл ставить недопустимо). Его толщина определяется отметками высоты изделий. Стропы снимаются с колонн только после их окончательного закрепления в стакане клинообразными вкладышами (расчалками, кондукторами). Приваренные колонны, стеновые панели и пр. не нагружаются до набора монолитным бетоном марочной прочности, им обеспечивается надежная фиксация комплектом монтажного оснащения. Железобетонная колонна при необходимости возвращается в вертикальное положение (в пределах допусков) домкратами.

Перед замоноличиванием арматура защищается от коррозии. Раствор в гнездах стаканов виброуплотняется. Нагружаемые стыки формируются бетонами более высоких марок (быстротвердеющие, расширяющиеся от М400 и выше), чем в проекте. Вкладыши удаляются после набора монолитной конструкцией установленной прочности. В ППР относительно всех стыков указывается, как они будут заделываться (зачеканиваться), будет ли это раствор или монолит, перечисляются типы стыкуемой арматуры.

Ригели, колонны, балки и плиты перекрытий крепятся сваркой к закладным пластинам. Плиты перекрытия укладываются на раствор не выше 2 см, общая плоскость плит проверяется со стороны потолка. Первая плита приваривается в 4-х точках, последующие плиты — в 3-х узлах.

Ригели, стропильные балки, межколонные плиты укладываются без раствора. Вентиляционные блоки герметично скрепляются раствором в горизонтальных швах. Сварные швы запрещается ударять при температурах: минус 25 град и ниже для стали с лимитом текучести до 390 МПа, ноль градусов — с предельным значением текучести от 390 МПа и больше.

Показания к применению работ по усилению перекрытий

Мероприятия по улучшению характеристик железобетонных перекрытий осуществляют в случае острой необходимости. Для профилактики или просто так комплекс мер выполнять нельзя.

Когда актуально :

• Изделие износилось и понизились показатели прочности из-за коррозии, ухудшения свойств материалов, по причине внешних химических воздействий.
• Изменение планировки здания – когда меняется конструкция несущих элементов, вследствие чего давление на элементы перераспределяется.
• Увеличение числа этажей в здании, что повышает давление на фундамент, цоколь, перекрытия, другие элементы, вследствие чего могут появляться деформации.
• Движения грунта, которые вызывают деформации фундамента, повышают нагрузку на опоры и стены, несущие элементы конструкции.

• Деформация/износ отдельных элементов здания из-за военного, техногенного, стихийного воздействия, аварии и т.д.
• Перестройка здания или изменение функций, из-за чего появляются новые способы разрушения (высокие температуры, вибрация и другие воздействия).
• Ликвидация просчетов, которые были совершены при составлении проекта или реализации монтажных операций.

Это основные проблемы, решение которых может предполагать усиление перекрытия. Решение про усиление железобетонной конструкции принимается после тщательного обследования, выяснения характеристик компонентов и предельной возможности прочности, действующих нагрузок на каждый элемент.

После исследований в соответствии с их результатами создают проект, в нем прописывают усиливаемые элементы, указывают все технические данные, расходы на мероприятия. Обычно расчеты укрепления перекрытий поручают профессионалам из проектных компаний, так как без опыта и знаний выполнить все правильно очень сложно.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТА В ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНАХ

Пример 1 . Ввиду
дефицитности высокомарочных цементов требуется установить экономическую целесообразность
применения шлакопортландцемента марки 400 для изготовления сборных
железобетонных конструкций из бетона класса В45. Подобранные составы бетонов и
другие исходные данные приведены в табл. 12.

Таблица 12.

Исходные данные для расчета

Экономический эффект от использования
шлакопортландцемента марки 400 в соответствии с «Инструкцией по определению
экономической эффективности использования в строительстве новой техники,
изобретений и рационализаторских предложений» СН
509-78 (М.: Стройиздат, 1979) в расчете на 1 м3 бетона
определяем с учетом данных табл. 12 по формуле

где З₁
и З₂ — приведенные затраты в производстве единицы измерения
соответственно базовых и новых составов бетонной смеси (1 м3) или
себестоимость бетонной смеси по базовому и новому варианту; У₁
и У₂ — удельные расходы соответственно базового и нового
состава бетонной смеси на единицу продукции сборного железобетона; И₁
и И₂ — издержки производства на единицу продукции,
изготовляемой с применением соответственно базового и нового составов бетонной
смеси без учета ее стоимости; К₁ и K ₂ — сопутствующие капитальные вложения в производство сборного
железобетона из бетонной смеси соответственно базового и нового составов.

Расчет стоимостных показателей приведен в табл. 13.

Таблица 13.

Расчет стоимостных показателей

Примечание. Различия
в капиталовложениях на производство пара для ТВО не учитываются из-за их
незначительности.

В соответствии с приведенными данными экономический эффект от замены
шлакопортландцементом марки 400 портландцемента марки 600 по приведенным
затратам составит

Формование

Подача бетонной смеси до места формования производится бетоноукладчиками, которые наполняются материалом в бетоносмесительном отделении. Если технология производства ЖБИ не предусматривает такое оборудование, то заполнение формы смесью происходит из бункера, который подвозит мостовой или козловой кран.

В процессе бетонирования, работник цеха помогает лопатами равномерно распределять бетон по форме. Поток подачи не должен создавать смещение арматурного изделия. После распределения смеси производится вибрирование. Крупные производственные предприятия применяют виброплощадки, небольшие организации используют глубинные вибраторы.

Некоторые металлические формы оснащены стационарными вибраторами, что существенно снижает заводские трудозатраты. Длительность вибрирования должна нормироваться, иначе избыток процесса приведет к расслаиванию смеси, а значит к ухудшению структуры. Как только на поверхности бетона выступает цементное молочко, вибрирование прекращается. Формовщик заглаживает поверхность мастерком, выравнивает монтажные петли, которые могут наклоняться от вибрации.

Как усилить

Для упрочнения отдельных элементов или всей конструкции используют самые разные методы и способы. Одни из них применяются чаще, другие – реже, но все они способны повысить характеристики железобетонных элементов и устранить определенные проблемы.

Как усилить железобетонную конструкцию:

• Штукатурка для реставрации элемента, изоляции арматуры и защиты от коррозии, ликвидации повреждений на поверхности.
• Инъектирование в поврежденные зоны для реставрации.
• Нанесение раствора бетона под давлением с применением специального оборудования – метод торкретирования. Благодаря высокой скорости подачи и давлению слой бетона становится плотным и прочным.

• Укрепление перекрытий, иных элементов за счет создания особых обойм над самой конструкцией: изнаночный каркас, бетонирование заливкой раствора в опалубки, нанесение смеси слоями с вибрацией.
• Упрочнение плиты цоколя с применением специальных анкеров, обойм, поясов.
• Упрочнение ЖБ элементов карбоновым волокном, кевларом, другими аналогичными веществами.
• Установка разгружающих компонентов – это могут быть консоль, распорка.

Усиление железобетонных конструкций позволяет существенно продлевать срок эксплуатации зданий и элементов, ликвидировать небезопасные зоны, устранять последствия аварий, качественно подготовить сооружение к изменению планировки или перестройке и т.д.

Работы по усилению железобетонных конструкций

Усиление бетонных конструкций может осуществляться с использованием разнообразных методов, предполагать проведение тех или иных мероприятий.

Функции и мероприятия по усилению ЖБ конструкций:

1. Увеличение поперечного сечения тех или иных компонентов конструкций – реализуется бетонированием слоями с армировочным каркасом, методом торкретирования, инъектирования раствора в опалубки.
2. Упрочнение несущих деталей за счет установки новых элементов – выполняется благодаря верному распределению давления, уменьшению воздействия на деталь за счет установки дополнительных элементов.
3. Увеличение технических характеристик ЖБ изделий за счет монтажа внешних каркасов армировочных – устанавливаются различные анкеры, швеллеры, армирование, бетонные пласты, преднапряженные детали, стальные листы и т.д.
4. Освобождение и точное распределение влияния за счет переноса его на другие детали конструкции – для этого добавляют новые консоли, модифицируют имеющиеся детали, подменяют детали с большой массой элементами с меньшим весом.
5. Монтаж специальных подошв, свай из бетона, упоров под землей – обычно применяют метод бурения отверстий алмазными сверлами в нужных местах с последующим заполнением их бетонным раствором. Так удается повысить стойкость подземных элементов.

Складирование

Обычно склады железобетонных изделий и конструкций оборудуются открытым способом. Мелкая продукция (бордюры, перемычки, стеновые блоки) могут складироваться в закрытом помещении. Перемещение груза по территории осуществляется краном. Изделия хранятся в штабелях, между рядами которых укладывают деревянные прокладки.

Место погрузки имеет эстакаду, вдоль которой устанавливается грузовой транспорт. Все действия связанные с перемещением продукции по складу и погрузкой на транспорт осуществляются стропальщиком и крановщиком, которые имеют допуск к такой работе.

изготавливает и продает большой ассортимент железобетонной продукции. Все изделия контролируются работниками лаборатории и ОТК, поэтому покупая нашу продукцию, вы получаете гарантию качества.

Усиление и восстановление железобетонных конструкций композитными материалами[ | ]

Применение композиционных материалов для усиления железобетонных конструкций

Часть углепластика Усиление композитами используются для продольного и поперечного армирования стержневых элементов, для создания армирующих усиляющих оболочек на колоннах и опорах мостов, эстакад, консолях колонн, для усиления плит, оболочек, элементов ферм и других конструкций.

История применения

Первым крупным объектом в России, где применялось усиление композитными материалами (в частности, фиброармированный пластик — ФАП-арматура) стала эстакада третьего транспортного кольца в Москве в 2001 году.

Применение композиционных материалов имеет следующие преимущества:

• предупреждает трещинообразование;
• помогает избежать возникновения индукционных токов (армирование трансформаторной подстанции без использования металла на ГАЭС Штаузее Капрун);
• коррозионостойкость;
• отсутствие помех при передаче сигнала на железной дороге;
• отсутствие нагрева вследствие индукционных потоков вблизи стрелочных переключателей;

Примеры

• устои головного сооружения деривационного канала Кондопожской ГЭС, по которым проходит железная дорога Санкт-Петербург — Мурманск;
• железные дороги на гидроузле Волжского створа Рыбинской ГЭС, на плотинах Саратовской и Братской ГЭС.

Конструирование

Рациональной степенью усиления с помощью системы ФАП является диапазон 10-60 % от начальной несущей способности усиливаемой конструкции. Прочность сцепления материала усиления в подавляющем случае выше прочности на растяжение наиболее распространенных конструктивных бетонов (до класса В60).

Применение современных материалов и технологий наклейки внешнего армирования при должном контроле качества строительных работ практически исключает возможность расслаивания конструкции по границе ФАП-бетон.

Численный эксперимент, где работа бетона была показана с помощью критерия прочности Вилльяма и Варнке, показал, что вклад ФАП в общую прочность наклонного сечения в значительной мере зависит от наличия и процента армирования стальной поперечной арматурой. С увеличением процента армирования стальной арматурой эффективность системы усиления снижается. Основной вид разрушения усиленной балки — выкол бетона основания, начинающийся с точек максимальных главных растягивающих напряжений у свободных концов хомутов внешнего армирования.

Внешнее армирование железобетонных конструкций углеволокном

Системы внешнего армирования

– наборы углеродных материалов, полимерных связующих, специальных праймеров, шпаклевок и ремонтных смесей, предназначенных для структурного усиления строительных конструкций: железобетонных, кирпичных, каменных или деревянных. Суть данного метода заключается в повышении прочности элементов, воспринимающих нагрузки в процессе эксплуатации зданий и сооружений, с помощью углеродных тканей, ламелей и сеток. Усиление строительных конструкций углеволокном повышает несущую способность без изменения структурной схемы объекта.

Преимущества усиления конструкций углеволокном

• Сокращение общих затрат на проведение работ по ремонту и усилению строительных конструкций;
• Сокращение временных затрат;
• Сокращение трудовых затрат;
• Возможность выполнения работ без остановки эксплуатации объекта;
• Увеличение межремонтного периода;
• Малый собственный вес и толщина усиления;
• Минимальные требования к пространству для выполнения работ;
• Устойчивость к агрессивным средам и коррозии;
• Высокие механические характеристики углеродных материалов и высокая адгезия к усиливаемой конструкции;
• Отсутствие сварочных работ.

Недостатки усиления конструкций углеволокном

• Высокая стоимость материалов;
• Адгезивы (клеи) не стойкие к УФ-лучам (решается при помощи присыпке кварцевым песком по свежеуложенному материалу);
• Необходима огнезащита конструкций.

Для чего требуется усиление конструкций

Любые операции, призванные усилить железобетонные конструкции, выполняются с целью улучшения несущих характеристик, продления срока эксплуатации. Реставрируются разные изделия после длительного износа или при условии потери определенных свойств под воздействиям внешних негативных и иных факторов.

Причины, вызывающие необходимость усиления ЖБ конструкций и элементов:

• Повышение нагрузки на элемент из-за усиления или замены конструкций, расположенных выше (надстройка сооружений, перестройка помещений).
• Модернизация технологического оборудования и изменение технологических процессов в здании, что реконструируется.
• Появившиеся приобретенные конструктивные дефекты, которые стали следствием неверной эксплуатации конструкций, разлива или разбрызгивания агрессивных жидкостей.
• Эксплуатационный износ (когда несущая способность потеряна из-за воздействия вибрационных/динамических нагрузок, влияние агрессивной воздушной среды и иных факторов).
• Случайные повреждения – когда выходят из строя отдельные элементы конструкции в процессе демонтажа, установки или транспортировки технологического оборудования.

Какие бывают железобетонные конструкции?

Изделия подразделяются на сборные, монолитные, сборно-монолитные. Первые — заводские образцы, которые объединяются в каркас или соединяются с ним сваркой и последующим бетонированием. Вторые — отливаются на объектах, каркасы которых будут принимать повышенные нагрузки (фундаментные плиты, бассейны, самонесущие каркасы и пр.).

Последние — рациональным образом объединяют разнородные элементы первого и второго типов. Заводские конструкции оснащаются обычной и предварительно напряженной арматурой (увеличивает сопротивление нагрузкам, действующим на изгиб). Монолитные изделия содержат только обычный арматурный каркас.