Способ зимнего бетонирования строительных конструкций

Использование: в строительстве бетонных и железобетонных тонкостенных конструкций при зимнем бетонировании. Существо: способ зимнего бетонирования строительных конструкций включает приготовление бетонной смеси и укладку смеси в опалубку в виде бетонируемого слоя, при этом в бетонируемом слое создают несквозные шпуры, вставляют в указанные шпуры пористые вкладыши с обеспечением капиллярного удаления через вставленные вкладыши выделяющейся избыточной воды затворения, причем соотношения между глубиной Нш шпуров, диаметром Dш шпуров, толщиной Нп бетонируемого слоя и расстоянием между соседними шпурами Lш задают в соответствии со следующими условиями: Нш/Нп=0,40-0,60, Lш/Нш=0,90-1,10, Dш/Нш=0,10-0,20. 3 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства бетонных и железобетонных конструкций, а именно - к способам зимнего бетонирования тонкостенных конструкций.

Известен способ зимнего бетонирования "сухой горячий термос" (патент РФ №2164867, МПК В28В 13/02, E04G 21/02, от 10.02.2000), включающий установку утепленной опалубки, укладку и уплотнение крупного заполнителя, инъецирование цементно-песчаным раствором, при этом в качестве крупного заполнителя используется керамзит с температурой 200-300°С, который после уплотнения выдерживается и инъецируется цементно-песчаным раствором после достижения керамзитом температуры ниже 100°С, после этого проводится временное утепление забетонированной конструкции.

Известен способ зимнего бетонирования (Миронов С.А. Теория и методы зимнего бетонирования. - М.: Стройиздат, 1975), основанный на прогреве свежеуложенной бетонной смеси с целью предотвращения замерзания воды затворения, которая при замерзании превращается в лед и увеличивается в объеме, что влечет разрушение бетонного камня.

Наиболее близким к предлагаемому способу является известный способ бетонирования (Афанасьев А.А. Бетонные работы. - М: Высшая школа. 1991. - с.202-205), при котором удаление воды затворения из поверхностного слоя свежеуложенного бетона происходит за счет создания над поверхностью бетона пониженного давления, которое образуется внутри уложенного герметичного мата с помощью электрического насоса. Однако применение метода вакуумирования в зимних условиях невозможно без дополнительного прогрева и дополнительных энергозатрат.

При этом в известных способах использование прогрева обуславливает большие энергозатраты, что ограничивает область применения этих технических решений при изготовлении линейно протяженных тонкостенных конструкций.

Технический результат, заключающийся в устранении отмеченного недостатка, а именно в снижении энергозатрат, достигается в предлагаемом способе зимнего бетонирования строительных конструкций, включающем приготовление бетонной смеси и укладку смеси в опалубку в виде бетонируемого слоя, тем, что в бетонируемом слое создают несквозные шпуры, вставляют в указанные шпуры пористые вкладыши с обеспечением капиллярного удаления через вставленные вкладыши выделяющейся избыточной воды затворения, причем соотношения между глубиной Нш шпуров, диаметром Dш шпуров, толщиной Нп бетонируемого слоя и расстоянием между соседними шпурами Lш задают в соответствии со следующими условиями:

Нш/Нп=0,40-0,60;

Lш/Нш=0,90-1,10;

Dш/Нш=0,10-0,20.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен план расположения шпуров на поверхности тонкостенной бетонной конструкции и разрез по А-А.

На чертеже обозначены: 1 - бетонируемый слой, 2 - шпур, 3 - пористый вкладыш, 4 - кривая депрессии, Lш - расстояние между осями соседних шпуров, Dш - диаметр шпура, Нш - глубина шпура, Нп - толщина бетонируемого слоя тонкостенной конструкции.

Предлагаемый способ зимнего бетонирования осуществляется в следующей последовательности операций: приготавливают бетонную смесь и заливают ее в опалубку (на чертеже не показана) в виде бетонируемого слоя 1. Отличительной особенностью способа является то, что в бетонируемом слое 1 создают несквозные шпуры 2, вставляют в них пористые вкладыши 3 с обеспечением капиллярного удаления через них выделяющейся избыточной воды затворения, при этом глубину Нш, диаметр Dш шпуров, толщину бетонируемого слоя Нп и расстояние Lш между соседними шпурами задают в соответствии со следующими условиями:

Нш/Нп=0,40-0,60; Lш/Нш=0,90-1,10; Dш/Hш=0,10-0,20.

При этом избыточная вода затворения удаляется не за счет создания вакуума, а благодаря наличию в бетонируемом тонкостенной слое 1 несквозных шпуров 2, внутрь которых вставляются пористые вкладыши 3. Избыточная вода затвердения до замерзания стекает к шпурам 3 под действием силы тяжести по кривой депрессии 4 (на чертеже показано стрелками) и затем за счет капиллярных сил поднимается по пористым вкладышам 3 над поверхностью бетона. Здесь вода замерзает, превращаясь в лед и увеличиваясь в объеме, но возникающие при этом силы не могут воздействовать на твердеющий бетон, так как образующийся лед и твердеющий бетон не взаимодействуют. Весь процесс происходит без прогрева и дополнительных энергозатрат.

Предлагаемый способ бетонирования опробован в условиях натурного эксперимента. Примеры данного способа указаны ниже. Товарная бетонная смесь класса В25 (соответствует прочности на сжатие 25 МПа или 327 кг/см2) была уложена в стандартные формы размером 100×100×100 мм при температурах наружного воздуха от +6 до -15°С. Сразу после этого в образцах были проделаны шпуры, в которые были установлены вкладыши из пористого материала - велотерма. После набора бетоном прочности образцы выдерживались в естественных условиях под открытым воздухом при отрицательных температурах. Время выдерживания образцов составило не менее 90 суток. После выдерживания образцы были испытаны на прочность путем их разрушения с помощью гидравлического пресса.

При проведении серии экспериментов были заданы соотношения параметров шпуров в расширенном диапазоне:

Нш/Нп=0,6; 0,5; 0,4;

Lш/Нш=4,0; 2,0; 1,0; 0,5;

Dш/Нш=0,6; 0,3; 0,15; 0,1.

В ходе обработки результатов экспериментов было установлено, что предлагаемый способ имеет границы своего применения, т.е. для получения указанного выше технического результата в способе реальный диапазон соотношения параметров должен быть уменьшен, что будет показано в приводимых ниже примерах.

При этом сочетания соотношений Нш/Нп, Lш/Нш, Hш/Hш и зависимость прочности бетона на сжатие (у) от температуры наружного воздуха при укладке бетона (х=t) аналитически можно выразить полиномами вида:

у=-ax2+вх+с.

где: у - прочность бетона на сжатие;

х=t - температура наружного воздуха при укладке бетона;

а, в, с - коэффициенты, зависящие от соотношений Нш/Нп, Lш/Hш, Dш/Hш.

Пример 1: В эксперименте для соотношений Нш/Нп=0,4 и Lш/Нш=4,0 минимально допустимые температуры наружного воздуха при укладке бетона (t) составили:

Таблица 1
Dш/Нш 0,6 0,3 0,15 0,1
t, °C 0,0 -8,0 -10,0 -7,5

В эксперименте установлено, что при уменьшении значений соотношения параметров Dш/Hш от 0,6 до 0,3 эффективность предлагаемого способа возрастает и достигает максимума при значениях около Dш/Нш=0,15 (при температуре около -10°С) и затем резко уменьшается при снижении значения соотношения до 0,1.

Данные результаты позволили определить оптимальные соотношения Dш/Нш от 0,10 до 0,20 (с точностью ±10%).

Пример 2: В эксперименте для соотношений Нш/Нп=0,4 и Dш/Hш=0,3 минимально допустимые температуры наружного воздуха при укладке бетона (t) составили:

Таблица 2
Lш/Hш 4,0 2,0 1,0 0,5
t, °C -8,0 -7,50 -9,1 -4,0

Установлено, что при уменьшении значений соотношения параметров Lш/Нш от 4,0 до 2,0 эффективность предлагаемого способа изменяется в пределах статистической погрешности и достигает своего максимума при значениях около 1,0 (при температуре около -9,1°С) и затем резко уменьшается при снижении значения соотношения до 0,5.

Данные результаты позволили определить оптимальные соотношения Lш/Hш от 0,90 до 1,10 (с точностью ±10%).

Пример 3: В эксперименте для соотношения Lш/Hш=1,0 и Dш/Нш=0,3 минимально допустимые температуры наружного воздуха при укладке бетона составили:

Таблица 3
Нш/Нп 0,6 0,5 0,4
t, °C 0,0 -12,0 -8,0

При уменьшении значений соотношения параметров Нш/Нп от 0,40 до 0,60 эффективность предлагаемого способа возрастает, после чего достигает своих максимальных возможностей при значениях около 0,5 (при температуре около -12°С) и затем уменьшается при снижении значения соотношения до 0,6.

Данные результаты позволяют определить оптимальные соотношения Нш/Нп от 0,40 до 0,60 (с точностью ±10%).

Результаты экспериментов, проиллюстрированных примерами 1-3, позволили установить возможность бетонирования тонкостенных конструкций при отрицательных температурах созданием шпуров с вкладышами, обладающими капиллярными свойствами, и определить оптимальные соотношения: Нш/Нп=0,40-0,60; Lш/Hш=0,90-1,10; Dш/Нш=0,10-0,29.

Предлагаемый способ бетонирования позволяет вести укладку бетона при отрицательных температурах без дополнительных энергозатрат с требуемой прочностью бетона.

Преимущественной областью применения способа являются тонкостенные горизонтальные конструкции, в которых отверстия от шпуров закрываются последующими слоями. Например, днища каналов, где отверстия будут заиливаться, основания полов или дорожных покрытий.

Способ зимнего бетонирования строительных конструкций, включающий приготовление бетонной смеси и укладку смеси в опалубку в виде бетонируемого слоя, отличающийся тем, что в бетонируемом слое создают несквозные шпуры, вставляют в указанные шпуры пористые вкладыши с обеспечением капиллярного удаления через вставленные вкладыши выделяющейся избыточной воды затворения, причем соотношения между глубиной Нш шпуров, диаметром Dш шпуров, толщиной Нп бетонируемого слоя и расстоянием между соседними шпурами Lш задают в соответствии со следующими условиями:
Нш/Нп=0,40-0,60;
Lш/Нш=0,90-1,10;
Dш/Нш=0,10-0,20.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительного производства, а именно к способам и средствам транспортирования бетонной смеси. .

Изобретение относится к области строительства. .

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано при обработке и подаче бетонной смеси в форму-опалубку в процессе возведения монолитных и изготовления сборных конструкций.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при бетонировании различных конструкций из монолитного железобетона, протяженных по площади. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при бетонировании различных конструкций из монолитного железобетона, протяженных по площади.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении опирающихся на стены перекрытий строительных конструкций из монолитного железобетона.

Изобретение относится к области устройства монолитных протяженных бетонных и железобетонных конструкций в зимних условиях. .

Изобретение относится к механизации бетонных работ при креплении горных выработок. .

Группа изобретений относится к способу управления устройством заливки бетонной смеси, закрепляемому на кране съемным образом, в частности при перемешивании в вертикальном направлении. Устройство (10) заливки бетонной смеси закрепляется на мостовом кране (1) съемным образом и содержит контейнер (15) для смешивания бетона, литник для подачи бетонной смеси из контейнера в заливочную форму и средство (20) для закрепления устройства заливки на мостовом кране. Устройство (10) заливки дополнительно содержит раму (11, 12), состоящую из двух частей. Верхняя рама (11) прикреплена съемным образом к тележке (3) мостового крана (1), а нижняя рама (12) присоединена к верхней раме с возможностью вертикального перемещения. При этом контейнер (15) для смешивания бетона присоединен к нижней раме. Устройство (10) заливки содержит средства (12, 13, 14) для соединения той части устройства заливки, которая включает литник, с крановым крюком (6) мостового крана (1) для обеспечения вертикального перемещения литника во время работы устройства заливки. Причем по существу вертикальное перемещение литника устройства (10) заливки обеспечивают во время работы устройства заливки путем вертикального перемещения кранового крюка (6) мостового крана (1). Техническим результатом является упрощение конструкции устройства заливки и уменьшение потребления энергии указанным устройством. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх