Совершенствование технологий монолитного домостроения

За рубежом выпускается оборудование для устройства бетонных полов методом вакуумирования. Наиболее эффективное оборудование выпускается

шведской фирмой «Дюнапак». Оборудование состоит из механизма для уп­лотнения грунта, непосредственно по которому такие полы устраивают, виб­рорейки с кронштейнами, опорными устройствами и направляющими для уп­лотнения уложенного бетона, машины с вакуумными насосами, воздушными рукавами и матами для отсоса влаги из уложенного бетона и затирочной ма­шины для получения ровной поверхности пола после обработки бетонной смеси.

С целью совершенствования технологий изготовления плоских изделий в Санкт-Петербургском ЗНИИЭП и Средневолжском филиале ЦИИОМТП разработаны технология и эффективные конструкции оборудования контакт­ного вакуумирования.

Снижение водосодержания при уплотнении материалов контактным ва-куумированием наблюдается до некоторого периода, после которого отвод воды перестает сопровождаться сближением частиц. Используя закон фильт­рации Дарси в линейной форме, получаем зависимость количества воды, уда­ляемой с единицы длины L, через единицу площади S

Q_ф=-k_фSdP^/dL = -k_фΔPS/L ,(4.19)

где к_ф - коэффициент фильтрации Дарси, м/с;

dP/dL - перепад давлений на единицу длины, МПа;

ΔP=±∫(P_атм-P_вак)dL, МПа;

Р_атм, Р_вак - атмосферное, вакуумное давление, МПа.

За время dt_вак слой уплотняемого материала высотой dL вовлекается в гидродинамический процесс, сопровождающийся одновременно деформаци­ей сжатия. Время вакуумирования t_вак, необходимое для вовлечения всей толщины изделия в фильтрационный процесс, определено интегрированием

(4.20)

где V_B - объем вытесняемой жидкости, м3,

V_я - количество свободной воды, м³;

β - коэффициент, показывающий снижение разряжения при увеличении расстояния от вакуум-полости.

Количество свободной воды, находящейся в структурных ячейках (по­рах) цементных и глиняных смесей, изменяется с течением времени. Часть воды поглощается заполнителями, некоторое количество связывается глиной

и особенно цементом. Остальное же количество свободной воды может быть удалено в процессе уплотнения

V_я=B_об – [B_зап(t) + B_ад(t) + B_гид(t) ], (4.21)

где В_об - введенное количество воды затворения, м³;

B_зап(t) - вода, поглощенная заполнителями за время t, м³;

В_ад(t) - вода, адсорбированная на частицах связующего и заполнителя на

момент времени t, м³;

В_гид(t)- вода, вступившая в химическое взаимодействие со связующим, м\

Удаление воды сопровождается деформациями сжатия материала, одна­ко максимальный объем удаляемой воды V_я больше разницы объемов мате­риалов до и после уплотнения V₁-V₂. В соответствии с вышеизложенным оптимальное количество удаляемой воды (V_я), а следовательно и продолжительность процесса могут быть найдены по зависимости

t_ак = V_яSL/ [к_фΔР(1- β)]=(V₁ - V₂)SL/ [к_фΔР(1- β)] (4.22)
(4.22)

Экспериментальные исследования показали, что оптимальные режимы вакуумирования в процессе уплотнения составляют для цементных и глиня­ных материалов соответственно от 0,6 до 0,01 МПа и от 0,02 до 0,005 МПа.

Для уплотнения бетона конструкций с плоскими поверхностями толщи­ной до 300 мм (например, бетонные полы) нами рекомендуется использовать как жесткие, так и гибкие вакуум-щиты. Жесткие вакуум-щиты изготавлива­ются из эпоксидной смолы с наполнителем, причем вакуум-полость образо­вана ромбообразными выступами на самом щите при заливке смолой с по­мощью резиновой формы матрицы (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Конструкция жесткого вакуумного щита: 1 - рама; 2 - патрубок; 3 - централь­ный коллектор; 4 - вакуум-привод; 5 - крепление; 6 - рукоять; 7 - фильтр; 8 -щит из эпоксидной смолы

Такая конструкция дает возможность отказаться от некоторых традици­онных материалов (крупная металлическая сетка, эластичная резина с цилин­дрическими выступами - шипами и т. д.), создающих вакуум-полость. В каче­стве фильтра использованы сетки с синтетической полиэфирной нитью и по­лиамидным покрытием (ТУ -17 РСФСР № 4210448 СМ-1) с размерами отвер­стий в свету 0,35 х 0,5 мм . Использование в качестве фильтра синтетической нити позволяет получать более высокое качество поверхности вследствие меньшей адгезии нити к бетону.

В гибких вакуум-щитах (рис. 4.26) вакуум-полость образована верхним слоем из прорезиненной ткани и нижним слоем из фильтрующей капроновой ткани с расположенной между ними капроновой сеткой.

Рис. 4.26. Конструкция гибкого вакуумного щита: 1 - верхний тканевый слой, 2 - фильтр; 3 - коллектор; 4 - соединительный патрубок; 5 - трубки алюминиевые; 6 - сет­ка; 7 - ткань капроновая

К верхней поверхности прорезиненной ткани прикреплены водосборные алюминиевые трубки, которые через равные расстояния имеют входы в ваку­ум-полость. Из вакуум-полости через водосборные трубки вакуумированная вода поступает в коллектор, а затем в соединительный патрубок. Пройдя че­рез соединительный патрубок, она поступает в вакуум-рукав, выполненный

из капроновой ткани. Затем вода, попадая в вакуум-агрегат, состоящий из ва­куум-насоса и ресивера, удаляется посредством рукава из капроновой ткани.

Средневолжским филиалом ЦИИОМТП под руководством автора про­ведены работы по организации на базе Ульяновского завода Ремстройдормаш выпуска комплекта оборудования по устройству плоских покрытий. Общий вид и схема работы комплекта оборудования для устройства плоских поверх­ностей, состоящий из вибробалки марки ВР-5,2, отделочной машины ОМ-700, шкафа питания, пульта управления, размещается на транспортном кон­тейнере, показаны на рис. 4.27, 4.28. В отличие от известных отечественных вакуум-агрегатов, в данном комплекте применяется водокольцевой вакуум-насос, который обеспечивает слив воды и вдвое уменьшает габаритные раз­меры и массу вакуум-агрегата. Такой комплект позволяет обеспечивать раз­равнивание, уплотнение, вакуумную обработку и отделку поверностей из тя­желых бетонов толщиной до 300 мм и легких бетонов на пористых заполни­телях толщиной до 150 мм. Производительность комплекта составляет 60 м'/ч. Было выпущено и реализовано в промышленности более 100 комплек­тов оборудования.

Рис. 4.28. 1 - вакуум-агрегат; 2 - шланги; 3 - заглаживающая машина; 4 - отсасывающий

мат; 5 - виброрейка; 6 - укладываемая бетонная смесь

Для устройства полых изделий автором разработано устройство, осно­ванное на применении вакуумирования. Устройство состоит из пустотообра­зователя 1, карманов 2, внутренняя поверхность которых выполнена из эла­стичного материала, например, резины, полиэтилена (рис. 4.29). Наружняя поверхность 4 карманов 2 выполнена из фильтрующего материала, например, из фильтрующей ткани: мипласт, миткаль, а внутренность карманов заполне­на пористым фильтрующим материалом 5, например песком, который вы­полняет также функции каркаса, сохраняя неизменными размеры карманов. Внутри карманов 2 проходят вакуум-патрубки 6, которые на выходе соеди­няются гибкими соединительными шлангами 7 с редуктором 8, подключае­мым с помощью отводной трубы 9 к водосборнику, ресиверу и вакуум-насосу. Непосредственно к внутренней полости пустотообразователя подсое­динен нагнетательный трубопровод 10 от компрессора, с помощью которого в пустотообразователе создается повышенное давление.

Рис. 4.29. Устройство для вакуумирования полых изделий: 1 - пустотообразователь; 2 -карманы; 3, 4 - внутренная и наружная поверхность карманов; 5 - пористый фильтрующий материал; 6 - вакуум патрубки; 7 - соединительные шланги; 8 -редуктор; 9 - отводная труба; 10 - нагнетательный трубопровод от компрессо­ра; 11 - форма; 12 - фиксатор; 13 - выступ формы

При значительных объемах работ и необходимости проведения их в сжа­тые сроки эффективно применение бетононасосов. Наиболее эффективными конструкциями бетононасосов, применяемых за рубежом, являются немецкая «Путцмайстер», шведская «Алива» и др. Применение бетононасосов позволя­ет значительно интенсифицировать процессы производства работ, создает основу изготовления уникальных зданий путем укладки значительных объе­мов материалов в ограниченные сроки. При строительстве кино-концертного зала в УлГТУ г. Ульяновска, опорная часть которого была спроектирована в виде чаши, требовалось уложить значительный объем бетонной смеси в те­чение суток. Технологическая карта, разработанная Средневолжским ЦНИИ­ОМТП при участии автора, предусматривала применение двух бетононасо­сов. Работа по устройству уникального сооружения выполнялись Трестом №1 г.Ульяновска. Все запланированные работы по устройству уникального со­оружения были выполнены в заданный срок при соблюдении всех требова­ний. Общий вид бетонируемой конструкции, а также монолитного много­этажного здания представлен на рис. 4.30 и 4.31.

Важным вопросом в технологии монолитного бетона является расшире­ние области проведения работ в зимний период. Средневолжским филиалом ЦНИИОМТП под научным руководством автора разработана технология из­готовления и применения термоактивных гибких покрытий (ТАГП) и нагре­вательных проводов.

Рис. 4.30. Схема бетонирования монолитной чаши актового зала УЛГТУ

Рис. 4.31 .Схема бетонирования многоэтажного здания

Для электропрогрева бетона монолитных конструкций используются на­гревательные провода в термостойкой пластмассовой изоляции. Для обогрева монолитного бетона и железобетона используются специальные провода ма­рок ПОСХВ, ПОСП, ПОСХВТ (рис. 4.32).

Рис.4.32. Общий вид железобетонной конструкции, обогреваемой нагревательными про­водами

Термсактивные гибкие греющие покрытия используются для обогрева открытых горизонтальных, наклонных и вертикальных поверхностей при толщине обогреваемого бетона до 300 мм (рис. 4.33).

ТАГП представляет собой инвентарное, влагонепроницаемое, плоское нагревательное устройство, обладающее гибкостью. Оно состоит из электро­нагревательной панели, утеплителя из холстопрошивного стекломатериала с защитной резиновой оболочкой над ним. Подключение к электросети нагре­вателей и термодатчика осуществляют через кабельные отводы с инвентар­ными вилочными разъемами. Для крепления на вертикальных поверхностях и между собой ТАГП выполняются с отверстиями диаметром 12 мм, обрам­ленными листовой сталью. Электропитание ТАГП осуществляется от пони­жающих трансформаторов при напряжении 36-120 В. В некоторых случаях, например, когда используются ТАГП в виде лент значительной длины, нагре­ватели рассчитываются и подключаются непосредственно к промышленной сети напряжением 380/220 В. При толщине конструкций свыше 300 мм осу­ществляется комбинированный обогрев с помощью ТАГП и нагревательных проводов. Использование в качестве электронагревателей тканевых углерод­ных материалов вместо проволочных металлических нагревателей, неслож­ная технология изготовления выгодно отличает конструкции ЦНИИОМТП от зарубежных образцов. Они выдерживают длительный нагрев при 350 °С, инертны к воздействию кислот и щелочей, имеют стабильные элекротехниче-ские параметры.

Рис. 4.3 3-. Термоактивное гибкое покрытие: 1 - защитная резиновая оболочка; 2 - утепли­тель ХПС; 3 - армирующая стеклотканевая прокладка; 4 - углеродные элек­тронагреватели; 5 - резиновое основание; 6 - термодатчик; 7 - резиновые фиксаторы; 8 - люверсы; 9 - кабельные отводы с вилочными разъемами от электронагревателей и термодатчика

ТАГП используются для обогрева как открытых горизонтальных, так на­клонных и вертикальных поверхностей монолитных конструкций при темпе­ратуре наружного воздуха до минус 40 °С. Термоактивные гибкие покрытия рекомендуется применять также в конструкциях греющей опалуюки и для обогрева стыков железобетонных конструкций (рис. 4.34).

Приведенные рядом институтов страны, в том числе Ульяновским госу­дарственным техническим университетом совместно со Средневолжским фи­лиалом ЦНИИОМТП исследования технологии зимнего монолитного жи­лищного строительства позволили разработать конструкции греющих опалу­бок и установить режимы электротермообработки массивных стен много­этажных монолитных зданий. Общий вид монолитного дома, возведенного по улице Нариманова г.Ульяновска показан на рис. 4.34.

Рис. 4.34. Общие виды модификаций термоактивных гибких покрытий: а - в качестве мо­дульных нагревателей в термоактивной (греющей) опалубки, б - «бандаж» для обогрева стыка колонн; 1 - опалубочный щит; 2 - термомодуль; 3 - минерало-ватный утеплитель; 4 - защитная фанерная крышка; 5 - щитовая вилка; 6 - ко­лонна; 7 - «бандаж»; 8 - щиты опалубки; 9 - крепления; 10 - кабельный отвод с разъемом W

Рис. 4.35. Общий вид монолитного дома, возведенного в зимний период

Рис. 4.36. Общий вид термоактивной опалубки

Наиболее оптимальными считаются конструкции, аналогичные конст­рукциям, используемые в г.Ульяновске. Общий вид термоактивной опалубки, коммутация нагревательных элементов показаны соответственно на рис. 4.37, 4.38. Схема термоактивной опалубки представлена на рис. 4.38.

Рис. 4.37. Общий вид коммутации Рис. 4.38. Схема термоактивной опалубки:

термоактивной опалубки 1 - нагревательный элемент

ЭНГЛ-180; 2 - штепсельный разъем; 3 - пластина; 4 - пено­пласт «Рипор»; 5 - привод марки АПВ

В соответствии с конструкцией опалубки нагреватели ЭНГЛ-180 крепят­ся с помощью клея КТ на внешней поверхности палубы между ребрами же­сткости. Теплоизоляция щитов опалубки выполняется минераловатной пли­той, покрытой оцинкованным железом. Впоследствии была разработана теп­лоизоляция в виде слоя пенополиуретана типа «Рипор».

Корректировка режимов электротермообработки керамзитобетонов ма­рок 150-200 при зимнем бетонировании, проведенная на объектах г.Ульяновска, показала необходимость выдерживания бетона при температу­ре +20 °С в течение 3-4 ч. Если температура бетона после укладки в опалуб­ку ниже +20 °С, то за 1-2 ч до этого её следует поднять. Необходимость вы­держки при температуре + 20 °С объясняется тем, что бетон должен набрать в этот период критическую прочность, достаточную для безболезненного вос­приятия деформаций, возникающих при твердении с последующим увеличе­нием температуры. После набора бетоном данной прочности можно подни­мать температуру до 40-50 °С в течение 2-3 ч. За изотермической выдержкой в течение 10-12 ч производится снижение температуры за 6-10 ч.

Поиск по сайту: