Технология бетонирования колонн в зимних условиях

СОДЕРЖАНИЕ

 

1.Введение ……………………………………………………………...…..
	1.1.Развитие железобетонных конструкций в России…………….…
2.Особенности бетонирования колонн в зимних условиях ………….….
	2.1.Колонна и ее виды ..…………………………………………….…..
	2.2.Бетонирование колонн в обычных условиях ……………………..
	2.3.Бетонирование колонн в зимних условиях…………………….….
3.Охрана труда………………………………………………………………
4.Список литературы……………………………………………………..…

 

 

1. Введение

 

1. Развитие железобетонных конструкций в России

Развитие строительных конструкций, в том числе и железобетонных, неразрывно связано с условиями материальной жизни общества. Появление железобетона во второй половине XIX в. совпало по времени с периодом ускоренного развития промышленности, торговли и транспорта. В этот период возникла потребность в строительстве большого числа фабрик, заводов, мостов, портов и других сооружений, вследствие этого увеличилась потребность в строительных материалах. С одной стороны, это привело к подорожанию уже известных материалов, а с другой – послужило толчком к появлению новых. При строительстве мостов и многих промышленных зданий с дорогим и сложным оборудованием стала ощущаться острая потребность в новых огнестойких, дешевых и надежных в эксплуатации строительных конструкциях. Все это привело к появлению нового строительного материала – железобетона, в котором удачно сочетались лучшие качества каменных материалов и стали.

В 2013г. исполнилось 164 года со времени изобретения железобетона. Родиной этого материала по праву считается Франция. Появление железобетона вызвало революционные преобразования в строительстве. В XX в. железобетон получил широкое распространение как материал, имеющий обширную сырьевую базу, экологически безопасный, наиболее подходящий для изготовления различных строительных изделий, конструкций и систем.

Историю развития железобетонных конструкций можно условно разделить  на четыре периода.

1. Период возникновения железобетона (1849 – 1885 гг.). Характеризуется появлением первых конструкций из армированного бетона. В этот период железобетонные конструкции появились практически одновременно в нескольких высокоразвитых странах (Франции, Великобритании, США и Германии). Первым документально зафиксированным изделием из железобетона явилась лодка, построенная в 1849 г. Жаном Луи Ламбо (Франция), адвокатом по профессии.

В России впервые железобетон был использован в 1879г. инженером Д.Ф.Жаринцевым при возведении стен зданий в Батуми. Однако исследования покрытий Екатерининского дворца в Царском Селе показали, что русские мастера еще в 1802г. применяли армированный бетон, но не считали, что получили новый строительный материал, и не запатентовали его.

2. Период освоения железобетона в строительстве (1886 – 1917 гг.). В России с 1886г. железобетон стал применяться для устройства междуэтажных перекрытий по стальным балкам. Развитие железобетонных конструкций шло под влиянием зарубежного опыта и отечественной практики. Начало широкому использованию железобетона в России положили проведенные в Санкт-Петербурге в 1891г. под руководством профессора Института путей сообщения Н.А.Белелюбского публичные испытания различных железобетонных. Эти испытания выявили большие преимущества железобетона перед другими строительными материалами. В 1904г. при участии профессора Н.А.Белелюбского в Николаеве был построен первый в мире железобетонный морской маяк высотой 40,2м со стенами толщиной 10см вверху и до 20см внизу. С 1898г. железобетонные конструкции нередко применялись в России при строительстве железнодорожных сооружений, шоссейных дорог, в промышленном и гражданском строительстве. В России в 1908г. впервые в мире были утверждены технические условия на железнодорожные сооружения из железобетона.
3. Первый период широкого применения железобетона в нашей стране (1918 – 1945 гг.). После революции в октябре 1917 г. произошли коренные изменения в экономике страны. Сразу после окончания гражданской войны перед руководством страны встали задачи восстановления разрушенного хозяйства и выполнения все возрастающих планов капитального строительства. Решение этих проблем в то время было бы невозможно без широкого применения железобетона.

В 1928г. в России появились первые сборные железобетонные конструкции, которые затем стали все шире применяться в промышленном и гражданском строительстве. Первый дом из сборного железобетона был построен в 1930г. в Москве. У истоков инженерного решения этого дома стояли выдающиеся российские инженеры А.Ф.Лолейт, Е.В.Костырко, А.А.Гвоздев.

4. Второй период широкого применения железобетона в нашей стране начался в 1946г. и продолжается по настоящее время. После окончания Второй мировой войны весьма резко возросла потребность в новом строительстве, и положение железобетона среди других строительных материалов стало доминирующим.

Началом бурного развития сборного железобетона в СССР послужило постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства», принятое 19 августа 1954г. Появились заводские технологии изготовления железобетонных конструкций. Претерпели большие изменения конструктивные формы зданий и сооружений в связи с переходом на полносборное строительство. Была создана обширная номенклатура типовых сборных железобетонных изделий для массового применения (балки, фермы, панели, фундаментные блоки, дорожные и аэродромные плиты покрытия и др.). Использование сборного железобетона позволило вести строительство круглогодично и в огромных масштабах.

Производство сборного железобетона по Российской Федерации в настоящее  время составляет примерно 30 млн м³ в год, железобетон является основным конструктивным материалом в строительстве, так как он обладает высокой прочностью, долговечностью, стойкостью к воздействию высоких температур и агрессивных сред, способностью твердеть и наращивать прочность под водой, допускает изготовление конструкций самой разнообразной формы и не требует практически никаких эксплуатационных расходов.

Обеспечение российского населения жильем, создание безопасной среды обитания в городах, зависит от развития производства основного строительного материала современности – железобетона.

 

2. Особенности бетонирования колонн в зимних условиях

 

2.1 Колонна и ее виды

В архитектуре колонна  – вертикальная опора, которая имеет  вид цилиндрического или многогранного  столба и состоит из базы, ствола и капители, а также всякая подобная колонне опора из любого материала.

Энциклопедический словарь  Брокгауза и Эфрона дает следующее определение: Коло́нна (греч. κιων, στύλος, лат. columna) в архитектуре – конструктивный элемент, употребляемый в качестве звена между основанием сооружения и его частями.

В зданиях и сооружениях  колонны служат для передачи нагрузок от опирающихся на них конструкций на фундаменты (Рис.1).

Рис.1 Колонны первого этажа

 

Колонна также может не поддерживать какой-либо массивный  строительный элемент, а служить  декоративным или триумфальным украшением, например, со статуей на вершине (Рис.2).

Рис.2 Александровская колонна – композиционный центр Дворцовой площади

 

По виду нагрузок различают  центрально сжатые колонны, где возникает только продольная сила и внецентренно-сжатые колонны (здесь возникает продольная сила и изгибающий момент).

По расположению в плане  делят на колонны средних и  крайних рядов. Также для крановых и бескрановых зданий.

Если расстояние между  колоннами большое, как в плоскостях продольных, так и торцевых стен, то устанавливают фахверковые колонны. Последние применяются в случае, если длина стеновой панели не соответствует шагу колонн.

По материалу различают  металлические и железобетонные колонны. Последние применяют в качестве каркасов производственных зданий. Их выпускают согласно ГОСТ 25628-90 «Колонны железобетонные для одноэтажных зданий предприятий», ГОСТ 18979-90 «Колонны железобетонные для многоэтажных зданий».

Для многоэтажных зданий железобетонные колонны подразделяются на виды:

А) в зависимости от количества этажей – одно-, двух-, трехэтажные;

Б) от расположения колонны в каркасе – верхние, нижние, средние, на всю высоту здания;

В) от количества консолей – одно-, двухконсольные.

Все они имеют размеры 400х400см и 400х600см.

Для одноэтажных зданий подразделяют следующие виды железобетонных колонн:

А) сплошного поперечного сечения, которые в свою очередь подразделяются на типы:

• К – для каркасов зданий без мостовых опорных и подвесных кранов и зданий, оборудованных подвесными кранами, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;
• КС – то же, при стропильных конструкциях покрытий с провисающим нижним поясом;
• КК – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;
• ККС – то же, при стропильных конструкциях покрытий с провисающим нижним поясом;
• ККП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами, с проходами в уровне крановых путей, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;
• КР – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми ручными опорными кранами, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом.

Б) двухветвевые колонны, которые также делятся на несколько типов:

• КД – для каркасов зданий, оборудованных электрическими опорными и подвесными кранами и зданий без кранов;
• КДП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами, с проходами в уровне крановых путей;
• КДФ – для фахверков стеновых ограждений зданий (фахверковые колонны).

Размеры поперечного сечения  имеют значения 300х300см, 300х400см, 400х400см, 400х500см, 500х500см, и зависят от вида здания, его высоты. В особых случаях железобетонные колонны также могут быть и монолитными и изготавливаться на месте.

 

2.2 Бетонирование колонн в обычных условиях

Наиболее массовыми конструкциями, возводимыми в монолитном железобетоне, являются колонны сечением 0,4×0,4м – 0,6×0,8м. 
В зависимости от требуемой несущей способности они могут быть слабо 
и сильно армированы. Конструкции с густым армированием бетонируют смесью с осадкой конуса 6-8см и крупностью заполнителя до 20мм,  
со слабым армированием – смесью с осадкой конуса 4-6см и крупностью заполнителя до 40 мм.

Рис.3 Технологические схемы бетонирования колонн: высотой до 5 м (а) и более (б), с густой арматурой балок (в), схема опалубки со съемным щитом (г): 1 – опалубка, 2 – хомут,  
3 – бадья, 4 – вибратор с гибким валом, 5 – приемная воронка, 6 – звеньевой хобот, 7 – навесной вибратор, 9 – карманы, 10 – съемный щит.

Колонны высотой до 5м бетонируют непрерывно на всю высоту. Бетонную смесь загружают сверху с помощью бадьи или гибкого хобота манипулятора бетоновода и уплотняют глубинными вибраторами. Если высота колонн более 5м, смесь подают через воронки по хоботам, а уплотняют навесными или глубинными вибраторами. При использовании глубинных вибраторов в опалубке уплотняют и подают бетонную смесь. Иногда для подачи бетонной смеси опалубку колонн выполняют со съемными щитами, которые устанавливают после бетонирования первого яруса.

Балки и плиты, монолитно  связанные с колоннами, бетонируют не ранее чем через 1-2ч по окончании бетонирования колонн. Такой перерыв необходим для осадки бетона, уложенного в колонны (Рис.3).

 

2.3 Бетонирование колонн  в зимних условиях

Понятие «зимние условия» в технологии монолитного бетона и железобетона несколько отличается от общепринятого – календарного. Зимние условия начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха снижается до +5°С, а в течение суток имеет место падение температуры ниже 0°С.

При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лед и не вступает в химическое соединение с цементом. 
В результате этого прекращается реакция гидратации и, следовательно, бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются значительные силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9%) объема воды при переходе ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и нарушается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость и процесс гидратации цемента возобновляется, однако разрушенные структурные связи в бетоне полностью не восстанавливаются.

Замораживание свежеуложенного  бетона сопровождается также образованием вокруг арматуры и зерен заполнителя  ледяных пленок, которые благодаря  притоку воды из менее охлажденных  зон бетона увеличиваются в объеме и отжимают цементное тесто от арматуры 
и заполнителя.

Все эти процессы значительно  снижают прочность бетона и его  сцепление с арматурой, а также  уменьшает его плотность, стойкость  и долговечность.

Если бетон до замерзания приобретает определенную начальную  прочность, то все упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальную прочность, при которой замораживание для  бетона не опасно, называют критической.