Бетонные работы в условиях отрицательных температур

При сжатых сроках производства работ и невозможности или нецелесообразности изготовления отдельных видов несъемной опалубки (например, при небольших объемах или отсутствии полигона) для устройства монолитных конструкций применяют в качестве несъемной опалубки типовые сборные железобетонные конструкции: плиты, фундаментные блоки, лотки, тюбинги.

При выполнении работ на месте возведения монолитных конструкций целесообразно их устройство с использованием армоопалубочных блоков.

При возведении железобетонных конструкций в зимнее время и интенсификации твердения бетона применяют термоактивную опалубку с наружными электродами и нагревательными элементами. Наружные электроды выполняют с наружной стороны фанерной опалубки в виде нашивных металлических пластин или путем металлизированного покрытия. По сравнению с нашивными пластинами при втором способе снижаются трудоемкость, материалоемкость и стоимость работ. В качестве нагревателей, обычно устанавливаемых на металлической опалубке, целесообразно использовать стандартные нагревательные элементы: греющие провода ПОСХВ, ПОСХВТ, нагревательные кабели типа КННС, ТЭНы, углеграфитные нагреватели. Нагревательные провода применяют при невысокой температуре изотермической выдержки бетона (40...50°С), кабель типа КННС - в многооборотных инвентарных опалубках при высоких температурах прогрева, ТЭНы-в конструкциях крупногабаритных опалубок. Разработанные НИИСПом Госстроя УССР на базе углеграфитных тканей в термоактивной опалубке применяют углеродистые нагреватели. Модульные нагреватели выполняются эластичными, гибкими и жесткими. Температура нагрева достигает 180"С. Их сравнительно высокая стоимость компенсируется многократной оборачиваемостью и долговечностью. Монолитные конструкции возводят обычно в один ярус. Применение же поярусной схемы возведения таких конструкций возможно только при технической неприемлемости одноярусного возведения. При этом следует руководствоваться следующими рекомендациями: при высоте конструкций 4-8,5 м - два яруса, а более 6 м - три яруса. При выборе вида креплений щитов наиболее предпочтительны клиновые соединения как наименее трудоемкие при сборке и разборке опалубки.

При производстве опалубочных работ на высоте до 3 м используют небольшие подставки в виде инвентарных столиков, а на высоте более 3 м-блочные подмости.

Перед бетонированием все виды опалубочных щитов, за исключением несъемных, покрывают антиадгезионными покрытиями, в качестве которых служат водостойкая фанера, резина, полиэтилен или полипропилен. Предпочтительнее покрытия, обладающие большей долговечностью и наименьшей адгезией к бетону, например полиэтиленовые листы толщиной 3-5 мм. После выбора и обоснования принятой опалубки определяют ее объемы, а также подсчитывают объемы работ по устройству лесов, поддерживающих опалубку. Поддерживающие элементы опалубки обычно изготавливают из металла. В большинстве случаев инвентарные металлические леса изготовляются централизовано, совместно с заготовкой щитов опалубки. Конструкция поддерживающих опалубку устройств (лесов) зависит от типа опалубки, пролета и др. При ее расчете следует выбирать наиболее невыгодные сочетания нагрузок. Прогиб элементов опалубки под воздействием воспринимаемых ими нагрузок не должен превышать следующих значений: для опалубки открытых лицевых поверхностей конструкций - 1/400 пролета элемента опалубки, а для скрытых поверхностей конструкций- 1/250 пролета элемента опалубки; для упругого прогиба или просадки поддерживающих опалубку, щитов - 1/1000 свободного пролета соответствующий конструкции.

Основные указания по ТБ при производстве СМР в условиях отрицательных температур.

При производстве бетонных работ в зимних условиях необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.1.013-78, главы СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве», «Правил технической эксплуатации электроустановок», «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок», а также положений данного раздела.

1. При выполнении работ в условиях температуры воздуха ниже 0 °С необходимо предусматривать теплые помещения для обогрева рабочих.

Все рабочие должны быть обеспечены теплой одеждой, валенками и теплыми рукавицами.

2. При разработке проектов складских помещений для хранения противоморозных добавок, узлов для приготовления водных растворов добавок и бетонных смесей с добавками необходимо соблюдать санитарные, противовзрывные и противопожарные нормы проектирования.

3. В помещениях для хранения добавок, приготовления их водных растворов и бетонных смесей с добавками, следует предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию, а при необходимости - местных отсосов. В случае применения добавок нитрита натрия, ННК, ННХК, НК, НКМ и поташа воздухообмен должен быть 10 - 15-кратным.

4. Рабочие, занятые приготовлением растворов добавок, должны работать в спецодежде из водоотталкивающей ткани, в очках, резиновых сапогах и резиновых перчатках. Работающие с кристаллическим нитритом натрия и поташем должны обеспечиваться противопыльным респиратором. Для работающих на погрузочно-разгрузочных работах с кристаллическим нитритом натрия, а также на приготовлении растворов нитрита натрия, НИК и ННХК должны быть предусмотрены специальные бытовые помещения со шкафчиками для рабочей и личной одежды, отделенными друг от друга.

5. Не следует допускать к работе с нитритом натрия, НК, ННК, НКМ, ННХК и поташа и их водными растворами людей с повреждением кожного покрова (ссадины, ожоги и т.п.), раздражением век и глаз.

К работе с указанными добавками допускаются лица не моложе 18 лет.

6. Все рабочие и ИТР, занятые в помещениях для складирования добавок и приготовления их водных растворов, должны пройти медицинское освидетельствование и инструктаж по технике безопасности с последующей проверкой знаний.

7. При работе с нитритом натрия необходимо осуществлять следующие мероприятия:

а) склады для хранения кристаллического нитрита натрия следует размещать в отдельных зданиях, а концентрированного жидкого нитрита натрия - на огороженных площадках; вход посторонним на территорию складов запрещается;

б) на емкостях для хранения и переноски кристаллического нитрита натрия, приготовления, хранения и транспортирования его растворов должна быть предупредительная надпись «Яд!»;

в) приготовлять растворы нитрита натрия только в заводских условиях в специально приспособленном помещении, вход в которое посторонним должен быть запрещен;

г) приготовление растворов нитрита натрия должно быть механизировано и с минимальным количеством обслуживающего персонала;

д) подавать растворы нитрита натрия в расходные емкости и бетономешалки по трубопроводам; допускается перенос растворов вручную в пределах строительной площадки в закрывающихся бачках, заполненных не более чем на ³/₄ их высоты;

е) не допускать слива растворов нитрита натрия в водоемы санитарно-бытового использования.

8. В растворах с кислой средой (PH < 7) нитрит натрия разлагается с выделением газообразных продуктов, в том числе отравляющих газов NO и NO₂; предельно допустимая концентрация этих окислов азота в пересчете на NO₂ в рабочей зоне 5 мг/м³. К разложению нитрита натрия может привести также смешивание его водных растворов с кислотами, с солями, имеющими кислую реакцию, в том числе с СДБ.

Практически полностью исключается образование отравляющих газов при приготовлении раствора NaNO₂ + СДБ в случае соблюдения следующих правил: в емкость подается раствор нитрита натрия (даже подогретый до 60 - 70 °С), перемешивается с водой барботированием воздуха без подогрева, затем в емкость подается концентрированный раствор СДБ.

Добавка NаNО₂ + СДБ безопасна для здоровья при ее подщелачивании раствором едкого натрия до pH ? 8.

В системе перекачивания растворов добавок необходимо обеспечить условия, исключающие случайное смешивание растворов нитрита натрия и СДБ.

Емкости перед заполнением раствора нитрита натрия необходимо тщательно промывать водой, а если в них хранились кислоты или продукты, имеющие кислую реакцию, то предварительно пропаривать.

9. При укладке бетонной смеси с противоморозными добавками необходимо особое внимание обращать на исправность электроинструмента и проводов ввиду повышенной электропроводности бетонов с добавками.

10. Рабочие и ИТР, занятые электротермообработкой бетона, должны пройти обучение безопасным методам работы и проверку знаний специальной комиссией с получением удостоверения о допуске к работам по электротермообработке бетона.

11. Электрики, обслуживающие электротермообработку бетона, должны иметь квалификационную группу по технике безопасности не ниже третьей.

12. Рабочие и ИТР, занятые вблизи участков, на которых производится электротермообработка бетона, должны быть предупреждены об опасности поражения электрическим током.

13. Вокруг участка, на котором производится электротермообработка бетона, необходимо устраивать временное ограждение, на котором устанавливаются сигнальные лампы красного цвета, загорающиеся при подаче напряжения на электроды или на электронагревательные устройства, а также вывешены предупредительные плакаты «Осторожно! Под напряжением!».

Высота ограждения должна быть не менее 1,5 м, а его расстояние до прогреваемой конструкции должно быть не менее 1,5 м при использовании напряжения до 127 В и не менее 3 м при использовании более 127 В.

Вход посторонним лицам на участок электротермообработки при включенном напряжении не разрешается.

14. Все токоведущие части оборудования (трансформаторов, распределительных щитов и т.п.) должны быть ограждены, случайное прикосновение к ним должно быть исключено. Рубильники должны иметь надежные кожухи. Возле трансформаторов, распределительных шкафов, софитов, рубильников необходимо уложить деревянные решетки, покрытые диэлектрическими резиновыми ковриками.

15. Нетоковедущие металлические элементы оборудования (корпусы трансформаторов, ограждения шкафов и щитов, кожухи рубильников и т.п.) должны быть надежно заземлены или занулены. При использовании нулевого провода в качестве рабочего для получения фазового напряжения, для зануления нетоковедущих элементов должен быть предусмотрен специальный второй нулевой провод. Использование для заземления подземных трубопроводов запрещается.

16. Незабетонированная арматура или арматурные выпуски на неогражденных участках, связанные с арматурой конструкции (захватки), на которой производится электродный прогрев, должны быть заземлены.

17. До начала электротермообработки бетона необходимо проверить коммутацию электродов или нагревательных устройств, состояние изоляции кабелей, проводов и контактов.

Подача напряжения на электроды разрешается после выхода всех людей за пределы ограждения.

18. Допускается бетонирование конструкций и измерение температуры бетона, под напряжением не более 60 В при условии работы персонала в резиновой диэлектрической обуви (сапоги, галоши), диэлектрических рукавицах и наличии резиновых ручек на виброинструменте и лопатах. Квалификационная группа персонала должна быть не ниже второй. Выполнять работы следует под наблюдением электрика, который должен при необходимости немедленно отключить напряжение.

19. В процессе электротермообработки бетона электрик должен следить за состоянием кабелей, проводов, контактов, разъемов. В случае появления искрения в контактах, перегрева кабелей и проводов, интенсивного выхода пара из бетона, свидетельствующего о слишком малом расстоянии между разнофазными электродами или между электродами и арматурой, необходимо отключить напряжение и устранить неисправность.

20. Разрешается производить электромонтажные работы на участках электротермообработки, находящихся под напряжением электрикам, имеющим квалификационную группу не ниже третьей, с применением специального инструмента и средств защиты.

21. В сырую погоду электротермообработку бетона следует производить с особой осторожностью с учетом возможности возникновения шагового напряжения.

22. Не реже 1 раза в месяц изоляцию проводов и кабелей, изоляцию от грунта бадей для предварительного электроразогрева бетонной смеси необходимо проверить с помощью мегомметра. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм.

23. Рабочие, занятые инфракрасным обогревом бетона с применением открытых высокотемпературных нагревателей, должны быть снабжены темными очками.

Конструкция установок для инфракрасного обогрева бетона должна исключать возможность случайного прикосновения к горячим излучателям и коробам.

Короба должны иметь двойные стенки с воздушной прослойкой или наружную теплоизоляцию из нескольких слоев асбестовой ткани или подобного материала.

24. При использовании ТАПП необходимо проверить исправность их электронагревателей при передаче смены - дежурными электриками и в середине смены - дежурным электриком в присутствии мастера.

25. Применяемые для паропрогрева бетона паропроводы должны иметь теплоизоляцию во избежание ожогов. Давление пара на выходе из паропровода не должно превышать 0,6 атм.

Исправление дефектов трубопровода разрешается только после отключения подачи пара.

26. В темное время суток участок, на котором производится выдерживание бетона с измерением температуры, должен быть хорошо освещен.

27. При поражении электрическим током пострадавшему должна быть немедленно оказана первая помощь, одновременно необходимо вызвать машину скорой медицинской помощи.

Вблизи участка электротермообработки бетона должны быть вывешены правила оказания первой помощи при поражении электрическим током, а также номера телефонов и адреса скорой медицинской помощи.

28. Вблизи участка электротермообработки не допускается хранение легковоспламеняющих материалов.

29. В случае возникновения на участке электротермообработки пожара необходимо отключить напряжение и немедленно вызвать пожарную команду.

Тушение пожара следует производить с помощью огнетушителей и песка. При отключенном напряжении допускается тушение пламени водой.

Вблизи участка электрообработки должны быть размещены огнетушители, ящики с песком и лопаты, а также вывешены номера телефонов и адреса пожарных команд.



Часть III. Практическая часть. Определение состава технологических процессов и расчет режимов бетонирования в условиях отрицательных температур

Задание1

Определить продолжительность изотермического прогрева бетона при температуре t_max в конструкции с массивностью M_n , на цементе марки 400 до приобретения прочности R_треб. к концу остывания до t_бк. . Начальная температура бетона t_бн. , скорость ветра U .

Начертить графики температурных режимов термообработки бетона и нарастания его прочности.

табл.3

№ вар.	Размеры ростверка	Класс бетона	Вид Цем.	Rтр	Вид Опалуб.	tбн.	tнв.	tбк.	Скорость ветра, м/с	снач	смин	Mn
	А	В	L
20	0,7	1,2	15	15	ШПЦ	70	II	8	-20	5	2	8,5	4	4,6

M_n=.

F=BL+2BA+2LA=0,84

V=BLA=12,6

M_n==4,6

F - площадь охлаждаемой поверхности констр. V-объем бетон. констр.



Схема подключения электродов.

табл.4

Тип опалубки	Конструкция опалубки	Коэффициент К Вт(м2°С) при скорости ветра, м/с
		0
II		1,8

Скорость подъема температуры при тепловой обработке бетона должна составлять: при модуле поверхности M_n до 4 - не более 5 °С/ч, при M_n

от 5 до 10 - не более 10 °С/ч, при M_n равном 10-15 °С/ч.

Скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки

для конструкций с модулем поверхности M_n:

до 5 - не более 2…3 °С/ч;

от 5 до 10 - не более 5 °С/ч;

свыше 10 - не более 10 °С/ч.

Температура изотермического прогрева бетона t_max не должна превышать значений, приведенных в табл.5



t_max=80 °С

- время разогрева бетона .

Принимаем ЦЭ=0

- Время остывания конструкций.

- Средняя температура остывания бетона.

R_р=18%

R_о=72%



R_и=R_треб - (R_р+R_о)=70-18-72=-

- Время изометрического нагрева.

Задание 2

Рассчитать режим электродного прогрева при бетонировании монолитного железобетонного ростверка, определить требуемую электрическую мощность для прогрева и необходимое напряжение на электродах в период подъема температуры и изотермического прогрева.

Требуемая мощность трансформатора считается по формуле:



P_тр=Р_удV

Значение удельного электрического сопротивления считается по формуле

Омм

Соответствие номеров графиков и удельных электрических сопротивлений

Графики зависимостей расстояний между электродами и удельной тепловой мощности.



Условные обозначения

I-1, I-2, I-3, I-4, I-5 - при напряжении 49 В; II-1, II-2, II-3, II-4, II-5 - 60 В; III-1, III-2, III-3, III-4, III-5 - 70 В; IV-1, IV-2, IV-3, IV-4, IV-5 - 35 В; V-1, V-2, V-3, V-4, V-5 - 103 В; VI-1, VI-2, VI-3, VI-4, VI-5 - 121 В; расчетное удельное электрическое сопротивление 1, 2, 3, 4, 5 - соответственно 2, 4, 8, 12, 16 Ом · м; при ширине полосовых электродов 0,02 м - 1?, 2?, 3?, 4?, 5? и 0,05 м - 1?, 2?, 3?, 4?, 5?

Р_уд=6,95 P_тр=Р_удV=6,95*12,6=87,57кВт/м³. l_эл=15 см. l_кр.=7,5 см.



U=121 В.

Выбираю трансформатор ТМ 63/6.

Пример схемы подключения электродов.

Задание 3

Требуется разработать конструктивные решения опалубки при условии, что бетон должен приобрести требуемую прочность течение заданной продолжительности остывания при использовании способа термоса.

Исходные данные:

Табл.6

№ вариант	L, м	h, м	B, м		N,сут		V, м/c
20	15	0,7	1,2	80	9	-20	2	8

Определяем объем бетона в конструкции:

V=h

Определяем площадь поверхности охлаждения конструкции:

F=2(

Определяем модуль поверхности конструкции:

K - коэффициент теплопередачи через опалубку, кВт/(м² °С)

Теплопроводность материалов:

Толщина теплоизоляционного слоя:

В итоге установлено, что конструкция опалубки должна состоять из сосновой доски толщиной 25 мм, одного слоя толя толщиной 1 мм, слоя минеральной ваты толщиной 17 мм и фанеры толщиной 4 мм.



Список использованной литературы

1. Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях, районах дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера. Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт организации, механизации и технической помощи строительству (ЦНИИОМТП) Госстроя СССР: Москва Стройиздат 1982

2. Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях. РАСН, НИИЖБ, под редакцией Б. А. Крылова; С. А. Амбарцумяна; А. И. Звездова Москва 2005г. 270с.

3. СНиП III-15-76. Бетонные и железобетонные конструкции монолитные

4. Черкаев Юрий Павлович, Жихарев Александр Александрович. Расчет параметров электропрогрева при бетонировании конструкций в зимних условиях: методические указания к практическому занятию по дисциплине «Строительство в зимних условиях» для студентов направления «Строительство», образовательная программа «Промышленное и гражданское строительство», всех форм обучения / сост.: Ю. П. Черкаев, А. А. Жихарев.- Кемерово: КузГТУ, 2015.

5. Черкаев Юрий Павлович. Бетонные работы в условиях отрицательных температур: методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Строительство в экстремальных условиях» для студентов направления подготовки «Строительство» / Ю. П. Черкаев. - Кемерово: КузГТУ, 2013

6. Черкаев Юрий Павлович. Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Строительство в зимних условиях» для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» всех специализаций и форм обучения. Ю. П. Черкаев. - Кемерово: КузГТУ, 2012

7. СНиП 12-03-2002 Безопасность труда в строительстве, часть 1. Государственный комитет Российской Федераций по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (ГОССТРОЙ РОССИИ) Москва 2001

8. СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве, часть 2. Государственный комитет Российской Федераций по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (ГОССТРОЙ РОССИИ) Москва 2002

9. http://constructionlinks.ru/viewpage.php?page_id=96

10. http://1pokirpichy.ru/kladka/zimnyaya-ukladka.html

11. Касаев Г.С. Технологические процессы в строительстве. Учебное пособие. Владикавказ: Северо-Кавказский горно-металлург. институт. Изд-во «Терек», 2012. - 140 с.

Размещено на Allbest.ru