Способ контроля процесса возведения вертикальных монолитных железобетонных конструкций в скользящей опалубке

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (11)1 004575 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.07.80 (21) 2964402 2!)-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл."

Е 04 Ci 11/22 гасударственные комитет

СССР (53) УДК 69.057. .528 (088.8) Опт бликовано 15.03.83. Бюллетень № 10 по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 25.03.83

Б. Ф. Рудинский, Б. В. Прыкин, М. В. Миколюк, Г. И. Пелихов, В. Д. Мигач, В. Г. Компаниец, Н. И. Нарбут, В. ф. Касьян и А. В. Вороной и (72) Авторь изобретен ия

Днепропееропекий иинеенерно-етроиееоиный ннеопт(е

t 71) Заяви1ел;: (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ВОЗВЕДЕНИЯ

ВЕРТИКАЛЬНЫХ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

КОНСТРУКЦИЙ В СКОЛЬЗЯШЕЙ ОПАЛУЬК1. где Q где F, 20

Изобретение относится к строительству монолитных сооружений, например из бетона в скользящей опалубке, в частности к контролю за осуществлением технологического процесса возведения монолитных стен на основе количественной оценки работы системы бетон — скользящая опалубка.

Известен способ контроля процесса возведения монолитных стен в скользящей опалубке, включающий измерение объемной массы применяемой бетонной смеси, предельного растягиваюшего напряжения твердеющего бетона (R ) и величин взаимодействия (F) в зоне контакта системы бетон— скользяшая опалубка. Последние измеряют на фрагменте скользящей опалубки размером в плане 120х30 см в момент начала сдвижки ее. Полученные таким образом численные значения F подставляют в условие технологической возможности качественного воздействия монолитной стены и по результатам вычислений судят о ходе технологического процесса как на момент времени осуществления измерения, так и на ближа йш у ю нерспекти ву.

Условие имеет вид

Q+ H> F, f3(c v плоти ttHot б(итоне), кг/tt()l . м. стены; сопротивление стены растяженик), кг/пог. м стены; сумма вертикальных усилий, противостоящих подъему опалубки — Fi + F2 + F3 в кг/tl()l- м стены. результаты силы сцепления и трепп)я бетона с опалубкой при данной конусности и строго вертикальном перемешении опалубки, кг/пог. м стены; вертикальные усилия, противостоящие подъему опалубки, возникаюшие от различных элементов, заходящих в бетонное тело стены и перемещающихся вверх вместе с опалубкой, в кг/пог. и стены; дополнительные вертикальные усилия, препятствующие подъему опалубки и возникаюшие вследствие прижатия обшивки к поверхности бетона, прямоугольного очертания в плане, искривления опалубки и изменения конуснос1004575 ти ее, увеличения шероховатости по13ерх11остей соприкасающихся с бег1>пом за счет длительных перерывов и истираний и т. д кг> пог.:vl стены.

Левая 1асть условия показывает величину удерживак>ших сил, правая — величину сил, уl3лекаю1цих рассматриваемый слой бетона, переме1цаюп1ийся скользящей опалубкой (1) .

Этот способ контроля не может быть признан достоверным из-за того, что достоверное определение Г применительно к реальной системе невозможно, так как прямой перенос влияния составляющих F I, Е, Г, измеренных на фрагменте скользящей опалубки па весь периметр ее, исключается; исключается возможность определения взаимодействия по высоте зоны контакта системы бетон — скользящая опалубка, так как высота заполнения опалубки оетонной смеськ> может изменяться. Измерение в данном с)гособе контроля проводятся только для однoй из отметок высоты слоя бетона.

Из-за указанных недостатков этот способ контроля процесса возведения монолитных стен в скользящей опалубке не нашел пр акт ичес кого приме нени я.

Иаиболее близким к предлагасхц>му является с)н>соб контроля процесса возведения моно,)итных стен в скользя>цей опалубке, вклк>ч Iloiitèé измерение объемной массы применяемой бетонной смеси, предельных растягивающих напряжений, величин взаимодей Tl>èÿ в зоне контакта системы бетон —— скользяпгая опалубка, которые оценивают соп()отив. lепие сдвигу оТ си. 1 трения и коэффицие)1том сцепления опалубки с бетоном

1!РИ С,11311ГЕ.

Контроль возможности качественного возведения монолитной стены в скользящей опалубке осуществляют в пределах сроков схватывания цемента бетонной смеси при помощи трех условий технологической возможности возведения. В первоначальный момент времени после укладки бетонной смеси в опалубку контроль осуществляют

IlO УСЛОВИ)О

2 i.,)) -->- у h" tgq c В (у (ч + Ro)

i ëå ьт — сопротивление сдвигу от сил трения в пределах 10 с» по глубине от поверхнос.1и бетонной смеси;

h — активная высота давления бетонной смеси; )" — плотность бетонной смеси; — угол наклона прямой, характеризующий изменение сопротивления сдвигу от сил трения по глубине бетона в опалубке, в пределах активной зоны давления;

R, — структурная прочность уложенной в опалубку бетонной смеси на растяжение; — толщина стены.

По результатам контроля судят о ходе технологического процесса возведения стены на момент времени осуществления измерений. Последующее определение граничного момента безопасного статического положения заполненной бетоном опалубки осуществляют для случая, когда в пределах активной высоты давления бетонной смеси действуют силы трения и сцепления в контакте опалубки с бетоном по условию

2 i h + У h tg + 2 1.т ht < Ъ ()l h + Ко+

+3. 1), где к„— коэффициент сцепления при сдвиге, который выражается сопротивлением сдвигу от сил сцепления за 1 ч при t = 15 С; — время в пределах сроков схватывания бетонной смеси; — коэффициент сцепления бетона при растяжении, и для случая, когда действуют силы вторичного сцепления в зоне сдвига между опалубкой и бетоном, эта зона ()чс) занимает промежуток от низа активной высоты давле2О ния бетона в опалубке до линии отделения опалубки от бетона за счет ее конусности по условию

2w-„К,Ъ t b (т (h, + h) — R>+« t), где К, — коэффициент плогцади сцепления, который выражает отношение площади фактического сцепления к общей площади контакта опалубки со свежим бетоном.

ДанныЙ способ контроля (по сравнению с аналогом) имеет преимущество в том, ITo измерения осуществляют во времени и численное значение граничного момента времени определяют в границах временного интервала осуществления измерений в пределах сроков схватывания цемента (2).

Однако эти измерения для каждого из

З5 временных интервалов осуществляют с использованием бетонной смеси нового замеса, что снижает достоверность и сопоставимость полученных результатов. При использовании легкобетонных смесей на пористых заполнителях это влияние еще бо.чьше усу4О г бляется.

Из-за несовершенства оценки и измерений величин взаимодействия в зоне контакта системы бетон — скользящая опалубка, а также наличия множества допущений и условностей, оценка величин взаимодействия посредством сопротивлений сдвигу от сил трения и коэффициента сцеп.чения опалубки с бетоном при сдвиге, которые измеряют раздельно, не позволяют достоверно осуществлять контроль, так как в реальной

50; допущение, что в зоне контакта системы бетон— скользящая опалубка действуют только силы трения, не реально, так как силы сцепления являются фундаментальной реологической характеристикой и определяются

55 своиствами бетонной смеси и поэтому пренебрежение ими снижает достоверность контроля; приближенный выбор величины высоты зоны свежего бетона (h4 ) полностью

1004575 исключает достоверность контроля; допущение о влиянии температуры окружающей среды посредством функции температуры

f (t ) предопределяет недостоверность результатов контроля по двум причинам: цементы различных партий, даже одного и того же завода изготовителя имеют, как правило, существенный разброс по физикомеханическим характеристикам; непостоянст во водоцементного отношения в твердеющем легком бетоне: допушение о постоянстве угла наклона прямой, характеризуюгцей изменение сопротивления сдвигу от сил трения по глубине бетона, в опалубке в пределах активной зоны давления (tgq ), нереально, так как с течением времени уложенный в опалубке бетон набирает прочность и влияние высоты его слоя на изменение величин взаимодействия в зоне контакта системы бетон — скользящая опалубка уменьшается; невоЗможность точного определения коэффициента плошади сцепления бетона с опалубкой (К„-) предопределяет недостоверность контроля; измерение растягиваюгцих напряжений осуществляют только в твердеюшей бетонной смеси без учета анизотропии и при открытой верхней части организованной плоскости разрыва, в то время как в реальной системе бетон находится в закрытом объеме (внутри опалубки), плоскость разрыва бетона в опалубке неорганизована.

Одновременно данный способ контроля не предусматривает учет влияния загрязнения щитов опалубки и неточности их монтажа в части конусности, что также исключает возможность достоверного контроля процесса качественного возведения стены в скользяшей опалубке.

Достоверность снижается еше и тем, что приборы для измерения структурных составляющих работы системы несовершенны и не позволяют достаточно точно измерить их.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля и качества возводимых конструкций.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля процесса возведения вертикальных монолитных железобетонных конструкций в скользящей опалубке путем измерения объемной массы бетонной смеси, растягиваюших напряжений, усилий взаимодействия в зоне контакта бетона со скользящей опалубкой и определения максимального промежутка времени статического положения опалубки с бетонной смесью, растягиваюшие напряжения (R ) измеряют в замкнутом объеме во времейи, усилия взаимодействия в зоне контакта бетона с опалубкой оценивают величиной обшего сопротивления сдвигу от давления бетона и его сцепления с опалубкой (т,сц) которые измеряют во времени для минимальной и максимальной отметок высоты слоя бетонной смеси в опалубке, а максимальный промежуток времени статического положения заполненной бетонной смесью опалубки определяют из условия

haó+ R айЬ + 2,цh где k — высота слоя бетона;

a — толщина стены; — объемная масса бетона;

R — предельные растягиваюшие напряжения твердеющего в скользящей опалубке бетона;

l0 K: — 1 — "— а - — раэиерннй каэффиниент Ilpoпорциональности изменения o противления сдвигу от давления бетона на опалубку по высоте; где л сцд -разность общих сопротивлений сдвигу от давления бетона на опалубку и сцепления бетона с опалубкой, для момента осу цествления измерений, меж дх большей — 2 и меньшей—

zp ! отметками высот слоя бетона;

Ь1 2 — разность отметок высот слоя бетона;

Т,ц=Т,„;-к)1;-сопротивление сдвигу от сцепления бетона с опалубкой;

2s где 1 — отметки высот слоя бетона.

Левая часть условия представляет силы, удерживаюгцие рассматриваемый слой бетонной смеси в неподвижном состоянии, включает массу (Ьау) этого слоя бетонной смеси и работу бетона возводимой стены на

ЗО растяжение (R> a). Правая часть представляет силы, увлекающие рассматриваемый слой бетонной смеси, перемещаюшийся скользящей опалубкой, включает суммарное взаимодействие по высоте (h) зоны контакта от влияния давления бетона на опалубЗ5 ку (кй- ) и сцепления бетона с опалубкой (2 „h). Первое слагаемое выражает силы трения, второе — силы сцепления.

Оценка величин взаимодействия в зоне контакта системы бетон — скользящая опа40 лубка единым показателем — i< позволяет сц измерить совместное влияние сил трения и сил сцепления на величину этого взаимодействия во времени.

На фиг. 1 показано устройство для оп4> ределения предельных растягиваюших напряжений твердеющего в скользящей опалубке бетона, в сборе: на фиг. 2 — то же, в момент испытаний; на фиг. 3 — устройство для определения величин взаимодействия в зоне контакта системы бетон — скольgp зяшая опалубка, в сборе; на фиг. 4 — то же, в момент испытаний.

Пример. В лабораторно-производственных условиях параллельно возведению монолитного керамзитобетонного дома с опережением, например на 0,5 ч, осуществляют контроля за процессом возведения. Толщина стен d = 20 см, высота заполнения опалубки слоем керамзитобетона высотой

h=30 см.

1004575

Реализация предложенного способа включает подготовку к работе устройства для измерения предельных растягивающих напряжений твердеющего в скользящей опалубке бетона (фиг. 1 и 2) и устройства для определения величин взаимодействия в зоне контакта системы бетон — скользящая опалубка (фиг. 3 и 4).

Подготовка к работе устройства для определения К (фиг. 1 и 2) включает осмотр, смазку и подготовку всех деталей и узлов к сборке. Кольцевые выступы меньших оснований усеченных конусов 1 и 2 и образующие разъема средней цилиндрической части 3 смазываются густой смазкой. Днище 5 устанавливается на подставку, обеспечивающую свободное провисание нижнего шарнира 9, ставится нижний усеченный конус 2, одевается фланец 6 и они скрепляются винтами 7. Одевается средняя разъемная цилиндрическая часть 3, (выполненная так, что отношение ее высоты к диаметру постоянно), в которую сверху вставляется верхний усеченный конус 1, после чего затягивается зажимное винтовое устройство 4. С внутренней стороны средней разъемной части 3 по линиям примыкания деталей наклеивают влаго-воздухонепроницаемый материал например кальку, односторонне обработанную техническим вазелином. Собранное устройство устанавливается на лабораторный вибростол, где для нижнего шарнира 9 выполнено отверстие, но лучше устанавливать его на подставку, установленную или закрепленную на вибростоле.

Подготовка к работе устройства для определения Т,„(фиг. 3 и 4) включает осмотр всех деталеи и узлов, смазку внутренней поверхности емкости . Сборку устройства (фиг. 3) начинают с установки в емкость 1 рабочего органа 3 и фиксации его посредством съемной крышки 0 винтом-фиксатором

ll над отверстием 2. Проверяют соосность приложения усилий, исправность силоизмерителей, связей и винтовых устройств.

Используют керамзитобетонную смесь рабочего состава, приготовленную на м ггериалах партий, применяемых и ири возведении монолитного дома. Условия приготовления, доставки и укладки бетонной смеси идентичны применяемым при возведении дома.

Применяется керамзитобетонная смесь марки 200, приготовленная на портландцементе. Марка цемента 400. Начало схватывания 2 ч 35 мин, конец схватывания

4 ч 20 мин. Керамзитовый гравий фракции

10 — -20 мм, марки 500 по классу А. Мелкий заполнитель — - смесь кварцевого песка и доменного гранулированного шлака ио 50 /О по массе. Песок днепровский рефулированный с модулем крупности М„р — — 1,7 3

= 1550 кг/м . Доменный гранулированный шлак объемной насыпной массой 980 кг/мз.

Керамзитобетонную смесь рабочего состава приготавливают в бетоносмесителе принудительного перемешивания с исходной подвижностью ОК = 6 — 7 см. Длительность доставки смеси к объекту и в лабораторию одинакова и составляет 2,5 мин. Подвижность смеси в момент укладки ОК = 2 — 3 см.

Объемную массу керамзитобетонной смеси в момент укладки определяют по методике ГОСТ 10051 — 70.

В данном случае = 1,65 гс/см .

10 Затем керамзитобетонную смесь в короткий промежуток времени укладывают в устройства с уплотнением на стандартной лабораторной виброплощадке.

Заполненные устройства для измерения

15 R1 устанавливают на стеллаже по двум параллельным рейкам. В устройствах для определения 7<,ц снимают крышки 10, что обеспечивает свободный доступ воздуха во внутреннюю полость рабочего органа и затем устанавливают их на подставки с возмож20 ностью свободного доступа воздуха и снизу.

Измерения Rp и,ц осуществляют во времени и одновременно на разных постах.

Применяют освидетельствованный образцовый динамометр растяжения системы Н. Г. То25 каря производства учебно-опытного завода

Горьковского политехнического института им. Жданова. Цена одного деления не превышает 118 — 119 гс, в зависимости от величины измеряемого усилия.

При испытании устройство для измерения

30 R1, (фиг. 2) устанавливают на испытательный столик, обеспечивающий соосность его со связью 13 от силоизмерителя 11 к шарниру !О. К нижнему шарниру 9 подводят гибкую связь 13, соосную с устройством и

З5 закрепленную к неподвижной опоре (не показана). Верхнюю крышку 8 соединяют с верхним усеченным конусом 1 и посредством шарнира 10 гибкой связью 13 соединяют с силоизмерителем 11, который в свою очередь также соединен с винтовым устройст40 вом 12, обеспечивающим приложение нагрузки со скоростью передвижения опалубки.

Устройством 12 прикладывают первую ступень нагрузки, равную массе связи от силоизмерителя 11 до крышки 8, плюс масса

45 крышки 8 с верхним конусом 1, заполненным бетонной смесью 14, с фиксацией величины этой нагрузки по силоизмерителю 11.

Снимают среднюю часть 3, удаляют влаговоздухонепроницаемый материал, и последующее приложение разрывного усилия

50 осуществляют винтовым устройством 12 со скоростью, равной скорости передвижения опалубки, а его величину фиксируют по силоизмерителю 11 в момент разрыва. Вычитают массу верхней части разрывного образца совместно с верхним конусом 1, крышкой 8 и связью до силоизмерителя 13, делят разность на площадь живого сечения цилиндрической части образца и получают численные значения Rp.

1004575

При испытании устройство для измерения

,„устанавливают и фиксируют на испытательном столике, обеспечивая эти м п риложение извлекающего усилия соосно с рабочим органом 3, связями 12 и силоизмерителем 5. При высоте слоя бетона h = 20 см рабочий орган 3 извлекают винтовым устройством 6 через связи 12 и силоизмеритель

5 со скоростью, соответствующей скорости передвижения опалубки. При высоте слоя бетона hq = 120 см, предварительно на поверхность бетона устанавливают съемную кольцевую обойму 8, на которую передают нагрузку, равную массе столба бетона между этими отметками (hh> <). Величину нагрузки (P) определяют из выражения

P = Shhq i y — m, где 5 — площадь жйвого сечения бетона в устройстве;

dh, — разность отметок высот слоя бе< тона; — объемная масса бетонной смеси в момент укладки;

m — масса кольцевой обоймы с грузовой траверсой.

При этом внутренний диаметр кольца 9 в съемной обойме 8 подбирают с учетом имеющегося загрязнения наружной поверхности рабочего органа 3 так, чтобы при извлечении его они не взаимодействовали. При меньшей отметке высоты слоя бетона h =

= 20 см съемную обойму 8 не устанавливают.

После этого верхнюю часть рабочего органа 3 соединяют с крышкой 4, которая посредством связей 12 соединена с силоизмерителем 5 и винтовым устройством 6, обеспечивающим скорость приложения извлекающего усилия со скоростью, идентичной скорости скользящей опалубки. Величину извлекающего усилия (N) фиксируют по силоизмерителю 5 в момент начала сдвижки рабочего органа 3. Затем определяют значение общего сопротивления сдвигу от давления бетона на опалубку и сцепления бетона с опалубкой для каждого измерителя по всем временным интервалам и схемам испытаний по выражению

N -(m,ò ò, (д,„ где N — величина извлекающего усилия;

m — масса рабочего органа; пг — масса связи между рабочим органом. и силоизмерителем;

Ь вЂ” площадь наружной поверхности рабочего органа, взаимодействующая с бетоном.

Последующая очистка рабочего органа 3 и его хранение идентичны условиям и обработке формующей полости скользящей опалубке.

Для каждого из моментов времени осуществления испытаний R и,ц выполняют серию равноточных измерений. В результате устанавливают, что полученные результаты Rp и,ц не содержат систематического сдвига измерений и достоверность (у, ) их равна Р, = 0,99.

Например, через 4 ч после укладки керамзитобетонной смеси средние численные значения измеряемых величин составляют

Rp — — 73,5 кг/см ; при Ь! = 20см при h = 120 см !

О Т вЂ” -28,91 г/см . е « =33,53 г/см

Определяют К и сц для данного момента времени осуществления измерений: 1Усдд 4 62 = 0,0462 г/см сч= i у,ц,— hi = 28,91 20,0462 . 20 =

= 27,98 г/см .

Полученные результаты подста вляют в условие и получают

990 + 1470 41,58 + 678,8

2460 )1720,4, что указывает на возмож20 ность качественного выполнения монолитной стены методом скользящей опалубки с запасом во времени.

Результаты выполненного контроля позволяют принять следующий временный интервал измерений, например через 4 ч 40 мин после укладки бетонной смеси. Получают численные значения

R p — — 83,24 г/см ; приhi = 20см при hq = 120 см

30 i ),= 44,1 г/см т.gc«2=46,8 г/см

Определяют К и ч для данного момента времени осуществления измерений

К = — " - - чД- — — = 0,027 г/смз;

"сц =тесн — к!1л = 46,8 — 0,027 120 =

35 = 43,56 г/см

Полученные результаты подставляют в условие и получают

990 + 1664,7 > 24,3 + 2613,6

2654,8> 2637,9

Результаты выполненного контроля показывают, что для момента осуществления измерений силы, удерживающие рассматриваемый слой бетонной смеси высотой h =

= 30 см, стремятся к уравновешиванию силами, увлекающими рассматриваемый слой бетонной смеси перемещающейся скользящей опалубки. Следовательно, данный момент времени и является граничным моментом времени безопасного статического положения заполненной бетонной опалубки. До

5п истечения его необходимо выполнить первоначальную сдвижку ее, что гарантирует отсутствие брака в виде подрывов и увлечения бетона, перемещающейся опалубкой.

Формула изобретения

Способ контроля процесса возведения вертикальных монолитных железобетонных

1004575

12 конструкций в скользящей опалубке путем измерения объемной массы бетонной смеси, растягивающих напряжений, усилий взаимодействия в зоне контакта бетона со скользящей опалубкой и определения максимального промежутка времени статического положения опалубки с бетонной смесью, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля и качества возводимых конструкций, растягивающие напряжения (Rp) измеряют в замкнутом объеме во времени, усилия взаимодействия в зоне контакта бетона с опалубкой оценивают величиной общего сопротивления сдвигу от давления бетона и его сцепления с опалубкой (7.,„), которое измеряют во времени для минимальной и максимальной отметок высоты слоя бетонной смеси в опалубке, а максимальный промежуток времени статического положения заполненной бетонной смесью опалубки определяют из условия

ha y -+- К а >ah + 2 " сч " где h — высота слоя бетона; толщина стены; объемная масса бетона; др — предельные растягивающие на пряигетгия тиерцеюшего бетона; — раэтгерный коэффициент проня,, 10 порциональности изменения со противления сдвигу от давления бетона на опалубку по высоте; ь,ц2, — разность общих сопротивлений сдвигу от давления бетона на опалубку и сцепления бетона с опалубкой для момента осуществления измерения между большей 2 и меньшей 1 отметками высот слоя бетона;

5h2, - разность отметок высот слоя бетона;

<« i,,-Êh; — сопротивление сдвигу от сцепления бетона с опалубкой;

-отметки высот слоя бетона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фищер Д. Легкие бетоны для монтажного строительства в Венгрии и основы технологии возведения стен в скользящей опа20 лубке. Автореф. дис. на соиск. учен. степени д-ра техн. наук. М., 1966.

2. Методические рекомендации по проектированию технологии строительства жилых зданий из монолитного железобетона в скользящей опалубке. Научно-исследовательский институт строительного производства Гос. строя УССР, Киев, 1976.

1004575

1004575

Фиг. 4

Редактор I. Авраменко

Заказ 18! 9/40

Составитель H. Рудой

Тсхред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4