wiad ogólne o technol r bet, politechnika trb sem.5 sem.6


1. TECHNOLOGIA WYKONANIA OBIEKTÓW MONOLITYCZNYCH

1.1. Ogólna charakterystyka obiektów budowlanych o konstrukcji monolitycznej

Obiekty budowlane o konstrukcji monolitycznej charakteryzują się elastycznością rozwiązań, małą kapitałochłonnością, pracochłonnością
oraz materiałochłonnością. Wykonywane są jako budynki mieszkalne, przemysłowe
i biurowe. Ogólnie obiekty budowlane o konstrukcji monolitycznej można podzielić na:

a) o monolitycznych ścianach nośnych i prefabrykowanych przegrodach poziomych,

b) o monolitycznym szkielecie i prefabrykowanych przegrodach poziomych.

Wszystkie rodzaje wyżej wymienionych konstrukcji budynków mogą być wykonywane w trzech podstawowych układach: podłużnym, poprzecznym i krzyżowym.

W większości realizowanych obecnie obiektach monolitycznych możemy zaobserwować takie elementy konstrukcyjne jak: ściany, słupy, stropy i trzony komunikacyjne. Są to elementy charakterystyczne dla budynków o monolitycznym szkielecie. Wykonane są najczęściej jako ustroje ramowe, słupowo-płytowe, trzonowe, ramowo-ścianowe i trzonowo-powłokowe. Słupy w tego rodzaju konstrukcjach są rozstawione na siatkach projektowych o wymiarach 5 x 7 m, co umożliwia zastosowanie płyt krzyżowo zbrojonych. Stosowane słupy mają najczęściej przekroje kwadratowe lub prostokątne. Przekrój słupa zmienia się najczęściej, co kilka kondygnacji, począwszy od największego na najniższym poziomie do najmniejszego na ostatniej kondygnacji. Takie same wymiary słupa przy coraz mniejszym obciążeniu regulowane są ilością zbrojenia lub klasą betonu. Skrajne rzędy słupów zazwyczaj umieszczane są w licu ściany zewnętrznej lub osłonowej.

1.2. Technologia wykonania elementów żelbetowych na placu budowy

Technologia jako sposób realizacji podstawowych i pomocniczych procesów budowlanych, to technicznie uwarunkowana metoda realizacji robót budowlanych, a więc technicznie wymagana lub dopuszczalna kolejność, sposób, zakres i jakość robót, stosowane materiały i urządzenia techniczne [1].

Technologia wykonania elementów żelbetowych obejmuje takie czynności jak:

Montaż i odbiór zbrojenia

Zbrojenie w konstrukcjach żelbetowych można ogólnie podzielić na nośne (zwane głównym) i uzupełniające (rys. 1). Jako nośne określa się zbrojenie, którego niezbędną ilość ustala się na podstawie obliczeń z uwzględnieniem działających obciążeń. Zbrojenie uzupełniające stosuje się ze względów technologicznych
i konstrukcyjnych. Jego zadaniem jest umożliwienie powiązania prętów zbrojenia głównego. Zbrojenie konstrukcji może odbywać się sposobem tradycyjnym (ułożenie oddzielnych prętów i połączenie ich w całość), w postaci siatek oraz szkieletów,
w których pręty są zwykle zgrzewane punktowo.

0x01 graphic

Rys. 1. Rodzaje zbrojenia: 1-główne, 2-strzemiona, 3-uzupełniające [3]

Do wykonania zbrojenia wykorzystuję się pięć klas stali: A-0, A-I, A-II,
A-III i A-IIIN. W każdej z wymienionych klas wyróżnia się dodatkowo gatunki stali zbrojeniowej (tab. 1).

Klasy i gatunki stali zbrojeniowej [3] Tabela 1

Klasa stali

Oznaczenie gatunku stali

A-0

St0S-b

A- I

St3SX-b, St3SX-b, St3S-b, PB 240

A-II

St50B, 18G2-b, 20G2Y-B

A-III

25G2Y, 34GS, RB 400, RB 400 W

A-IIIN

20G2VY-b, RB 500, RB 500 W

Pręty zbrojenia przed użyciem należy oczyścić z lekkich produktów korozji, kurzu i innych zanieczyszczeń. Stosowane zbrojenie nie powinno mieć miejscowych wykrzywień przekraczających 4 mm. Cięcie i gięcie prętów powinno być wykonywane mechanicznie. Zbrojenie elementów żelbetowych powinno składać się, jeśli to możliwe, z prętów nieprzerywalnych na długości jednego przęsła lub jednego elementu konstrukcyjnego. Jeżeli ten warunek nie może być spełniony, to odcinki prętów należy łączyć za pomocą spawania lub zacisków mechanicznych. Dopuszczalne jest również łączenie prętów na zakład. Zbrojenie należy tak umieścić w deskowaniu, aby nie ulegało deformacji lub przemieszczeniom podczas układania i zagęszczania mieszanki betonowej. Do stabilizacji zbrojenia w deskowaniu oraz dla zapewnienia wymaganego

otulenia prętów, stosuje się różnego rodzaju wkładki i podkładki dystansowe wykonane z zaprawy, stali lub tworzyw sztucznych [3].

Przed ułożeniem mieszanki betonowej konstrukcja zbrojenia powinna być skontrolowana. Czynność ta polega na sprawdzeniu zgodności wykonanego zbrojenia z projektem oraz obowiązującymi normami. W szczególności należy sprawdzić [3]:

Dopuszczalne odchyłki w wykonaniu zbrojenia oraz ustawieniu w deskowaniu przedstawia tabela 2.

Dopuszczalne odchyłki w wykonaniu zbrojenia [3] Tabela 2

Określenie wymiaru

Wartość odchyłki

Od wymiarów siatek i szkieletów wiązanych lub zgrzewanych

  1. długość elementu

  2. szerokość elementu

    • przy wymiarze do 1 m

    • przy wymiarze powyżej 1 m

0x01 graphic
10 mm

0x01 graphic
5 mm

0x01 graphic
10 mm

W rozstawie prętów podłużnych, poprzecznych i strzemion

  1. przy średnicy < 20 mm0x01 graphic

  2. przy średnicy >20 mm

0x01 graphic
10 mm

0x01 graphic
0,5 średnicy

W położeniu odgięć prętów

0x01 graphic
2 średnice

W grubości warstwy otulającej

+10 mm

W położeniu połączeń (styków) prętów

0x01 graphic
25 mm

Montaż i odbiór deskowań

Montaż deskowania odbywa się na podstawie projektu technicznego zawierającego wzajemne usytuowanie płyt z zaznaczeniem ich typów i wymiarów. Ustawianie rozpoczyna się od charakterystycznych miejsc budynku, jak naroża lub krawędzie ścian. Szczególną uwagę zwraca się na dokładne usytuowanie płyt wzdłuż linii wytrasowania ścian, wypionowanie oraz usztywnienie w kierunku prostopadłym i równoległym do płaszczyzny ściany. Konstrukcja usztywnienia w kierunku prostopadłym składa się zwykle z systemu odciągów, zastrzałów i ramek. Są one zaopatrzone zazwyczaj w śruby pozwalające na regulację pionowego ustawienia tarcz deskowania. Usztywnienie w kierunku równoległym do płaszczyzny ściany zapewniają, w zależności od układu i typu deskowania, tężniki pionowe lub poziome. Dla zapewnienia zamierzonej grubości ściany stosowane są ściągi lub drewniane rozpórki (wyjmowane są w trakcie układania mieszanki betonowej). Ważnym elementem podczas montażu deskowania ścian są wykonane z drewna wkładki (szablony) na otwory okienne lub drzwiowe, które mocuje się w kilku miejscach do zbrojenia. Równolegle z montowanym deskowaniem są one ustawiane w jego konstrukcji.

W przypadku ścian zbrojonych montaż deskowania najczęściej prowadzi się po ustawieniu zbrojenia. Ustawienie deskowań stropów, odbywa się albo z montażem szalunków ścian, jeżeli przewiduje się ich ciągłe betonowanie, lub bezpośrednio po ich zakończeniu. W przypadku, gdy stropy są betonowane po demontażu deskowań ścian, montaż szalunku stropowego stanowi oddzielną operację roboczą.

Deskowanie przed ułożeniem mieszanki betonowej powinno być oczyszczone ze śmieci, brudu oraz zabezpieczone przed przyczepnością betonu. Do zabezpieczenia ścian szalunkowych stosowane są specjalne preparaty antyadhezyjne produkowane przez firmy zajmujące się dystrybucja deskowań. Preparaty nanosi się ręcznie lub za pomocą urządzeń natryskowych pracujących pod ciśnieniem. W przypadku braku środków antyadhezyjnych dopuszcza się stosowanie ropy naftowej lub emulsji
z oleju mineralnego [3].

Odbioru deskowania dokonuje inspektor nadzoru inwestorskiego po zgłoszeniu przez kierownika budowy. Do odbioru deskowań powinny być przedłożone dziennik ich wykonywania, jeżeli taki był prowadzony na danej budowie, albo zapisy
w dzienniku budowy dotyczące danego rodzaju deskowania. Odstępstwa od postanowień projektu lub instrukcji wykonawstwa deskowań systemowych powinny być uzasadnione zapisem w dzienniku budowy i potwierdzone przez nadzór. Badania materiałów lub gotowych elementów stosowanych do wykonywania deskowania powinno być wykonane przy ich dostawie na budowę. Ocena jakości materiałów, przy odbiorze, deskowania dokonywana jest na podstawie zapisów w dzienniku budowy
i zaświadczeń o jakości materiałów lub elementów wystawionych przez producentów. Przy odbiorze deskowań do wykonania konstrukcji z betonu należy sprawdzić:

Podczas odbioru deskowania dopuszcza się następujące odchylenia przy montażu deskowania [10]:

5 mm,

Jeżeli wszystkie z wyżej wymienionych kryteriów dadzą dodatni wynik, deskowanie należy uznać za wykonane prawidłowo. W przypadku, gdy chociaż jedno ze sprawdzeń da wynik ujemny, należy deskowanie uznać w całości za wykonane nieprawidłowo.
W razie uznania całości lub części deskowania jako wykonanych niewłaściwie należy ustalić zakres napraw szalunków i odnotować w protokole z oceny deskowań.
W przypadku, gdy wykonane szalunki zagrażałyby bezpieczeństwu obiektu
lub powstałaby możliwość jego deformacji w trakcie układania mieszanki betonowej, deskowanie należy uznać za niezgodne z wymaganiami, rozebrać oraz wykonać ponownie. Dopuszczenie deskowania do układania w nim zbrojenia i mieszanki betonowej powinno być potwierdzone zapisem w protokole z odbioru oraz dzienniku budowy [13].

Podawanie, układanie i zagęszczanie mieszanki betonowej

Mieszanka betonowa jest mieszaniną wszystkich składników użytych do wykonania betonu przed i po jej zagęszczeniu, ale przed związaniem zaczynu cementowego. Jeżeli jest potrzebna niewielka ilość mieszanki betonowej, to wytwarza się ją na placu budowy za pomocą betoniarek. Przy większym zapotrzebowaniu, mieszankę betonową uzyskuje się najczęściej ze stałych wytwórni, zwanych betoniarniami, które mogą być instalowane również na większych budowach.

Transport mieszanki betonowej wytworzonej w betoniarniach na placu budowy odbywa się zazwyczaj taczkami. Przewóz w poziomie odbywa się przeważnie po ułożonych deskach. W pionie taczkę unosi dźwig towarowy lub osobowo-towarowy. Przy większych odległościach dowozu są stosowane wózki o napędzie elektrycznym lub spalinowym. Na budowach, gdzie jest zainstalowany żuraw, mieszankę betonową podaje się w specjalnych pojemnikach podwieszanych do jego haka. Obecnie bardzo często mieszankę betonową podaje się za pomocą pomp, wykorzystując rurociąg składający się z prostych odcinków długości od 0,5 m do 3 m i kolan o różnym kształcie nachylenia. Pompy z rurociągami są zazwyczaj umieszczane na samochodach lub ich przyczepach [3].

Mieszankę betonową układa się po odbiorze deskowań, rusztowań oraz zbrojenia elementów. Skład mieszanki powinien być zgodny z opracowaną recepturą. Jednym z najważniejszych problemów jest niedopuszczenie do rozsegregowania się jej składników. W tym celu wysokość swobodnego zrzucania mieszanki o konsystencji gęstoplastycznej nie powinna przekraczać 3 m. Mieszanka ciekła powinna być układana przy użyciu rynien lub rur tak aby wysokość swobodnego jej opadania nie przekraczała 50 cm. Słupy o przekroju 40 x 40 cm, lecz nie większym niż 0,8 m2, bez krzyżującego się zbrojenia, mogą być betonowane od góry z wysokości nie przekraczającej 5 m. W przypadku mieszanki o konsystencji plastycznej lub ciekłej wysokość ta nie powinna być większa niż 3,5 m. W wypadku układania mieszanki betonowej z wysokości większej niż podane wyżej należy stosować elastyczne rury teleskopowe. Mieszanka betonowa wymieszana w temperaturze do 20 C powinna być zużyta w czasie do 1,5 h, a w temperaturze wyższej czas użycia nie powinien przekroczyć 1 h. Zasady układania mieszanki betonowej w konstrukcjach masywnych, deskowaniach ślizgowych, a także przerwy technologiczne w betonowaniu powinny być określone w projekcie. Przerwy robocze w konstrukcjach mniej skomplikowanych można stosować:

Powierzchnia przerwy roboczej przed wznowieniem układania mieszanki betonowej powinna być starannie przygotowana do połączenia betonu stwardniałego z nowym. Czynność ta wymaga usunięcia z powierzchni stwardniałego betonu luźnych okruchów oraz warstwy szkliwa cementowego i przepłukania wodą [11].

Ułożona mieszanka betonowa powinna być zagęszczona. Czynność ta podwyższa jakość betonu przez zmniejszenie ilości wolnych przestrzeni (porów) oraz ułatwia formowanie elementów o cienkich ścianach i gęstym uzbrojeniu. Zagęszczenie może być [10]:

1) ręczne,

2) mechaniczne.

Zagęszczanie ręczne stosowane jest do mieszanek betonowych o konsystencji gęstoplastycznej i plastycznej. Mieszankę betonową plastyczną, zagęszcza się przez rydlowanie. Metoda ta polega na poruszaniu mieszanki drążkiem drewnianym lub prętem stalowym. Drugim sposobem zagęszczania mieszanki betonowej jest sztychowanie. Czynności tej dokonuje się przy użyciu drążka drewnianego, którym porusza się mieszankę betonowa wzdłuż szalunku. Oprócz sztychowania
i rydlowania w narożach oraz miejscach, gdzie następuje zagęszczenie zbrojenia, należy opukiwać deskowanie drewnianym młotkiem.

Zagęszczanie mechaniczne stosowane jest najczęściej przy wykonywaniu konstrukcji żelbetowych. Do urządzeń stosowanych przy zagęszczaniu mechanicznym zaliczamy wibratory: powierzchniowe, przyczepne i pogrążalne. Są one charakteryzowane częstotliwością drgań oraz siłą wymuszającą. Na efekt wibracji obok konsystencji mieszanki wpływa także czas jej trwania. Przy doborze częstotliwości drgań wibratora powinno się brać pod uwagę wielkość oraz rodzaj użytego kruszywa. Im jest ono bardziej szorstkie i o dużych ziarnach, tym mniejszą częstotliwość drgań powinien mieć wibrator. Do mieszanek o drobnym kruszywie należy stosować wibratory o dużej częstotliwości.

Wibrator powierzchniowy składa się z płyty stalowej lub żeliwnej, uchwytu do trzymania oraz silnika elektrycznego z wirującym mimośrodem. Charakterystyka wibratora powierzchniowego podana jest w tabeli 3.

Charakterystyka wibratora powierzchniowego [10] Tabela 3

Typ

Wydajność

Wymiary płyty

Częstotliwość

Masa

(m0x01 graphic
/h)

(cm)

drgań (drg/min)

(kg)

WP-1

30-40

50 x 50

2500-3000

40

Wibrator przyczepny składa się z silnika elektrycznego oraz wirującego mimośrodu. Urządzenie wykorzystywane jest przy wykonywaniu wysokich słupów i ścian. Charakterystyka wibratorów przyczepnych podana jest w tabeli 4.

Charakterystyka wibratorów przyczepnych [10] Tabela 4

Typ

Moc zainstalowana

Obroty silnika

Masa

(kW)

(obr/min)

(kg)

EWc- 12a

0,4

2800

35

EWc- 12b

0,4

2800

36

EWc- 22a

0,85

2860

47

EWc- 22b

0,85

2860

48

EWc- 32a

2,1

2900

88

EWc- 32b

2,1

2900

89

EWc- 42a

4,8

2880

152

EWc- 42b

4,8

2880

153,5

Wibrator pogrążalny (wgłębny) składa się z silnika, wału giętkiego oraz buław wymiennych. Silnik elektryczny z osadą wału giętkiego umocowany jest na wspólnej płycie z blachy. W buławie osadzony jest wałek mimośrodowy wywołujący drgania. Charakterystyka wibratorów wgłębnych podana jest w tabeli 5.

Charakterystyka wibratorów pogrążanych [10] Tabela 5

Typ

Moc zainstalowana

Częstotliwość

Średnica buławy

Masa

(kW)

drgań na min

(mm)

(kg)

WG- 1

1

5000

50 i 68

65

WGS-1

2,2

6000

50 i 68

120

Technika wibrowania zależy od następujących czynników: konsystencji mieszanki betonowej, wymiarów i kształtu elementów, sposobu rozmieszczenia zbrojenia. Oznakami zawibrowania są [10]:

Dla prawidłowego zawibrowania mieszanki betonowej każdy wibrator powinien pracować według określonych zasad. Przykładowy schemat pracy wibratora wgłębnego przedstawia rysunek 2.

0x01 graphic
0x01 graphic

Rys. 2. Schemat pracy wibratora wgłębnego: R-promień skutecznego działania [10]

Demontaż deskowań

Demontaż deskowania stanowi końcowy etap wykonywania konstrukcji żelbetowych. Wybór właściwego terminu rozdeskowania uwarunkowany jest głównie osiągniętą przez beton wytrzymałością. W momencie rozdeskowania wytrzymałość betonu powinna umożliwić przeniesienie ciężaru własnego konstrukcji, jak również przypadającego na nią obciążenia zewnętrznego.

Termin zdejmowania deskowań zależy w praktyce od rodzaju konstrukcji i od warunków atmosferycznych, w jakich odbyło się wiązanie. W przypadku prawidłowej pielęgnacji i twardnienia betonu przy temperaturach powyżej 15o C można stosować następujące terminy dla zdejmowania deskowań, licząc od dnia zakończenia układania mieszanki betonowej [3]: