BETONOWANIE
Wypełnienie deskowania (formy) mieszanką betonową i jej zagęszczenie
Przystąpienie do betonowania jest poprzedzone odbiorem deskowania i zbrojenia, ewentualnie przygotowaniem innych powierzchni, z którymi zetknie się mieszanka betonowa ( np. "stary" beton)
Układanie powinno być prowadzone tak, aby:
nie nastąpiło rozsegregowanie mieszanki betonowej
nie powstały w konstrukcji miejsca nie wypełnione betonem (raki)
zbrojenie było szczelnie otulone mieszanką
w czasie układania nie uległ zmianie skład mieszanki betonowej
Plan betonowania powinien uwzględniać:
sposób wprowadzenia mieszanki do deskowania
sposób układania
sposób zagęszczania
układ przerw roboczych, podział konstrukcji na działki betonowania
harmonogram dostaw mieszanki betonowej
Wprowadzanie mieszanki betonowej do deskowania
swobodne pionowe zrzucanie bezpośrednio ze środka transportu może być maksymalnie z wysokości 1 m, przy ciekłych konsystencjach nawet mniej
jeśli wysokość spadania mieszanki jest większa to należy stosować:
rynny ( stalowe, drewniane)
rury sztywne ( stalowe, z tworzywa sztucznego)
rury elastyczne ( rękawy)
Ostatni odcinek spadania musi być pionowy, ok. 50 cm - zabezpiecza to przed segregacją
SPOSOBY UKŁADANIA MIESZANKI BETONOWEJ
warstwami poziomymi - mieszanka układana na całej powierzchni elementu warstwami grubości 20-30 cm, lub nieco więcej przy mieszankach o dużym stopniu ciekłości - zależnie od parametrów zagęszczania. Okres pomiędzy układaniem kolejnych warstw powinien być jak najkrótszy, maksymalny czas zależy od przebiegu wiązania - ogólnie, przy przeciętnym cemencie: nie więcej niż 1,0 - 2,0 godziny, zależnie od temperatury mieszanki
metoda odpowiednia przy betonowaniu mniejszych
elementów
warstwami poziomymi ze stopniami - podobnie, ale układanie stopniami, tak aby przy dużej powierzchni betonowania nie przekroczyć czasu dopuszczalnego pomiędzy kolejnymi warstwami
- metoda odpowiednia przy betonowaniu dużych powierzchni
warstwami pochyłymi - nachylenie warstw około 1:3
metoda stosowana przy betonowaniu długich elementów ciągłych, np. ławy fundamentowe
SPECJALNE METODY BETONOWANIA
Torkretowanie ( natrysk)
Narzucanie mieszanki betonowej na powierzchnię deskowania ( lub inne podłoże) pod dużym ciśnieniem
stosowane zwłaszcza do elementów cienkościennych o skomplikowanych kształtach
Sprzęt: torkretnica ( agregat natryskowy)
Dwie metody: na sucho - sucha mieszanka łączy się z wodą w
dyszy natryskowej
na mokro - tłoczy się gotową mieszankę betonową
grubość warstwy natryskiwanej 1-3 cm, przerwy pomiędzy natryskiem warstw np. 24 godziny
Mieszanka betonowa o w/c =0,35-0,5, wysoki punkt piaskowy, maksymalne ziarno do 8 mm
BETONOWANIE POD WODĄ (ZAWIESINĄ)
Betonowanie przez rurę stale zanurzoną w mieszance.
W miarę podnoszenia się poziomu mieszanki w deskowaniu następuje podciąganie rury, ale tak aby stale była ona zanurzona w mieszance.
Ważne jest aby stale ta sama powierzchnia mieszanki betonowej stykała się z wodą - gwarantuje to niepogorszenie jakości mieszanki w wyniku kontaktu z wodą
Zastosowanie - konstrukcje pod wodą (hydrotechniczne),
a także konstrukcje wykonywane przy wykorzystaniu zawiesiny bentonitowej - ściany szczelinowe: wykop wąskoprzestrzenny głęboki bez deskowania rozparty zawiesiną bentonitową, która pod wpływem parcia gruntu "sztywnieje" (tiksotropia) - betonuje się przez rurę zanurzoną w zawiesinie tak jak pod wodą
Inne metody betonowania pod wodą
wprowadzanie mieszanki betonowej w pojemniku do wody i otwieranie dna pojemnika na spodzie deskowania
betonowanie w jednorazowej powłoce z tworzywa sztucznego zatopionej pod wodą - w czasie betonowania powłoka rozpościera się wypełniając mieszanką
betonowanie w kesonie - wypompowanie wody ze szczelnego deskowania - kosztowne
BETONOWANIE DWUETAPOWE
Metoda betonowania konstrukcji masywnych, np. hydrotechnicznych
Dwa warianty:
Podstawowy - deskowanie wypełniane kruszywem grubym (16 mm i większe), następnie wtłaczanie zaprawy o dobrej płynności, z kruszywem drobnym (ok. 10 razy mniejszym niż grube) - metoda ta może być także wykorzystana pod wodą
Wariant II - w formie umieszcza się zaprawę i do zaprawy wprowadza się kruszywo grube - wariant rzadko stosowany
BETONOWANIE MIESZANKĄ SAMOZAGĘSZCZALNĄ
Mieszanka super ciekła (odpowiedni stos okruchowy, dużo drobnych frakcji, domieszki hiperplastyfikujące) - mieszanka sama rozpływa się do poziomu wypełniając deskowanie i nie wymaga zagęszczania
Przerwy w betonowaniu
Betonowanie uznaje się za ciągłe jeśli przerwa w betonowaniu jest krótsza niż czas początku wiązania cementu w betonie (zazwyczaj do. Ok. 1,5 godziny)
Przerwy w betonowaniu mogą następować tylko w miejscach przewidzianych projektem:
w belkach i podciągach - w miejscach minimalnych sił poprzecznych
w słupach - w płaszczyznach stropów lub belek
w płytach - prostopadle do belek lub żeber
Skos warstwy betonowej powinien być nachylony pod kątem
około 45 stopni
Plan betonowania wymaga podziału obiektu na działki robocze - pola betonowane w sposób ciągły przez jedną brygadę
Działka może obejmować kilka elementów
Przy ustalaniu działek należy wziąć pod uwagę, że:
słupy, ściany - wykonuje się bez przerw na wysokości kondygnacji
belki, płyty - bez przerw, ale niezależnie od podpierajęcej ściany
płyta +podciąg - ciągłe betonowanie
ZAGĘSZCZANIE
Celem zagęszczania jest usunięcie z mieszanki betonowej powietrza, ułatwienie wypełnienia deskowania, uzyskanie szczelnej struktury betonu
Uzyskuje się to poprzez działanie na mieszankę siły, która pokona tarcie wewnętrzne
Może to być siła
statyczna (prasowanie, walcowanie, wirowanie, odwadnianie próżniowe, prasoodpowietrzanie)
dynamiczna (sztychowanie, ubijanie, utrząsanie, wibrowanie)
kombinacja obu wariantów (wibroprasowanie, wibroodpowietrzanie, wibrowalcowanie)
Dodatkowym kryterium podziału metod zagęszczania jest zachowanie się W/C w czasie procesu:
metody obniżające W/C
metody nie wpływające na wielkość W/C
Metody zagęszczania mieszanki betonowej
Sztychowanie - ręczne zanurzanie stalowego pręta w mieszance betonowej
konsystencja ciekła, półciekła
grubość warstwy maks. 50 cm ( pręt powinien wchodzić w warstwę poprzednią)
pręt o średnicy rzędu 16 mm (np. zbrojeniowy) z ostrym zakończeniem
Ubijanie - uderzanie w powierzchnię mieszanki ubijakiem (masa 7-16 kg, powierzchnia 150-250 cm2) - ręcznym lub mechanicznym
konsystencja gęstoplastyczna i wilgotna
grubość warstwy 10-25 cm
wysokość uderzania 25-30 cm
czas określa się wyglądem powierzchni - wydzielanie mleczka cementowego
Wibrowanie - drgania wprowadzają mieszankę betonową w ruch; mieszanka betonowa jest tiksotropowa tzn w wyniku drgań cząsteczek z odpowiednią prędkością zmienia stan z żelu w zol ( upłynnia się) - zmniejsza się jej lepkość wewnętrzna, a więc i tarcie wewnętrzne - uwolnienie powietrza, zagęszczenie cząstek stałych
Cztery metody przekazywania drgań na mieszankę:
wibrowanie objętościowe
wibrowanie wgłębne ( wewnętrzne)
wibrowanie powierzchniowe
wibrowanie zewnętrzne
Czas trwania - kilkanaście - kilkadziesiąt sekund
Parametry - amplituda (0.04 - 1,5 mm), częstotliwość (1500 -20000 drgań na minutę), prędkość drgań
Wibrowanie objętościowe - prefabrykacja
Urządzenia: Stoły wibracyjne, kozły i stojaki wibracyjne
Cała objętość mieszanki, która ma być zagęszczona jest wprawiana w ruch jednocześnie
Konsystencja mieszanki - gęstoplastyczna, plastyczna, ew półciekła ale nie rzadsza
Wibrowanie wewnętrzne - głownie na budowie
Urządzenia - wibratory pogrążalne (buławowe, igłowe, mieczowe)
Wydajność W = 2Krz2 3600/(t+t1)
K - współczynnik wykorzystania
rz2 - promień skutecznego działania
t, t1 - czasy wibrowania i przestawiania
Zasady:
- konsystencja półciekła, plastyczna
zanurzanie wibratora pionowo z prędkością wynikającą ze swobodnego tonięcia
podnoszenie pionowo, powoli tak aby lej zamknął się dokładnie
odległość zanurzania 1,5rz
nie wolno dotykać zbrojenia - uszkodzenie i przemieszczenie, segregacja wokół prętów
grubość warstwy mniejsza niż długość buławy
wibratory typowe: średnica 40-60 mm, maks. do 100mm
długość buławy ok. 50 cm, długość wału giętkiego do kilku metrów, częstotliwości duże 6000, 9000, 12000 drgań/min.
Wibrowanie powierzchniowe - urządzenie do wibrowania umieszczane jest bezpośrednio na powierzchni mieszanki betonowej
Urządzenia: wibratory płytowe ( np. płyta 50x50 cm))
listwy (łaty) wibracyjne ciągnione ręcznie lub
mechanicznie
konsystencja plastyczna, gęstoplastyczna
prędkość przesuwania ok. 1m/min (dla listew)
grubość warstwy 15-30 cm
czas w jednym położeniu 30 -60 sek (dla płytowych)
Wibrowanie zewnętrzne - wibrator zamocowany na elemencie formy lub deskowania
Urządzenia - wibratory przyczepne
Stosowanie raczej w prefabrykacji
Prasowanie - nacisk ( zazwyczaj pionowy) wywołujący naprężenia 10 - 30 MPa, czasem więcej
Aby było to skuteczne - mieszanka z małą ilością wody, gdyż woda jest nieściśliwa
Zastosowanie - głownie produkcja drobnych elementów (kostka brukowa, rury, płyty). Po prasowaniu można od razu rozformować.
Walcowanie (wałowanie) - nacisk pionowy z możliwością poziomych przemieszczeń - stosowany zwłaszcza do nawierzchni, ale daje małą jednorodność struktury.
Utrząsanie - mieszanka wilgotna poddana drganiom o małej częstotliwości < 1500 drg/min. - wykorzystanie siły bezwładności, skuteczne przy mieszankach tzw. źle urabialnych. Czas - kilka - kilkanaście minut
Wirowanie - wykorzystanie siły odśrodkowej ( ciśnienie 0,1-0,3 MPa) . Ruch wirowy formy z mieszanką (konsystencja półciekła lub plastyczna)
Woda wydziela się i jest odprowadzana środkiem
Zastosowanie: - prefabrykacja - produkcja elementów koncentrycznych - rury, słupy itp.
Odwadnianie próżniowe ( odpowietrzanie, próżniowanie)
podciśnienie nad powierzchnią mieszanki betonowej powoduje ruch wody ku górze i odprowadzanie jej z powierzchni, po zakończeniu (czas kilka, kilkanaście minut) beton ma wytrzymałość rzędu 0,3 MPa, co pozwala natychmiast przystąpić do robót wykończeniowych
PIELĘGNACJA
Ochrona betonu świeżego przed negatywnymi wplywami otoczenia:
gwałtowne wysychanie - pielęgnacja wilgotnosciowa
nadmierne przechłodzenie - ochrona cieplna
nadmierne samoocieplenie - instalacje chłodnicze, chłodzenie powierzchniowe
wstrząsy
zjawiska atmosferyczne (deszcz) - izolacja powierzchniowa
Sposób i cel pielęgnacji zależy od warunków betonowania
Podział ogólny - pielęgnacja zimowa i letnia
Betonowanie zimą - normowO: warunki obniżonych temperatur czyli poniżej +10 stopni - jest wtedy wolniejsza hydratacja, wolny przyrost wytrzymałości; zamarznięcie betonu jest szkodliwe
Pielęgnacja w warunkach normalnych
Wilgotnościowa: mokra lub powłokowa
Mokra - polewanie powierzchni wodą(uwaga na temp wody - szok termiczny)
Powłokowa - uniemożliwienie odparowania wody przez szczelną powłokę - rolową (folia) lub natryskową (ciekłe folie)
Ochrona przed nagrzewaniem słonecznym - cieniowanie, okrywanie materiałami izolacyjnymi
Pielęgnacja w warunkach zimowych
Polewanie wodą zabronione!!!
Pielęgnacja wilgotnościowa tylko poprzez uniemożliwienie odparowania wody - powłoki, folie, brezent - zimą szczególnie negatywnym czynnikiem jest wiatr - szybkie wysychanie
Ponadto stosuje się inne zabiegi łagodzące skutki oddziaływania zimowych warunków betonowania:
domieszki przeciwmrozowe
podgrzewane mieszanki betonowe
nagrzew w deskowaniu
Ochrona cieplna - nie pozwala na nadmierne i zbyt szybkie ochłodzenie betonu - osłona z materiałów izolacyjnych, np. maty słomiane, styropian, wełna mineralna
W warunkach upalnego lata oraz w przypadku konstrukcji masywnych (duże samoocieplenie) stosuje się czasem chłodzenie betonu, które ma zapobiec powstaniu naprężeń spowodowanych dużym gradientem temperatur - instalacja z medium chłodzącym wewnątrz konstrukcji, wykonywanie mieszanki z dodatkiem lodu zamiast części wody zarobowej
Czas trwania pielęgnacji:
Minimum 3 dni
7 dni dla dużych powierzchni z betonu na cemencie portlandzkim (CEM I)
14 dni dla dużych powierzchni z betonu na cemencie hutniczym (CEM III)
Ogólnie pielęgnacja powinna trwać dłużej przy stosowaniu cementów hutniczych i popiołowych
Ważne aby rozpoczynać pielęgnację jak najszybciej po betonowaniu - osłanianie natychmiast, polewanie gdy beton nie zostanie rozmyty wodą do pielęgnacji