Подготовка бетонной смеси

1. Поставка и хранение исходных веществ

Цемент поставляется без упаковки в автоцистернах и бункеровозах или в мешках. На строительной площадке бестарный цемент загружается в бункеры посредством сжатого воздуха, из которого он без пыли может подаваться с помощью механического выпускного устройства.

При каждой поставке бестарного цемента наряду с товарно-транспортной накладной приемщик получает лист, в котором содержатся все важные данные о цементе и который предусмотрен для обозначения бункера. Тем самым должна быть исключена путаница при наполнении бункеров. Кроме этого, специальные посадки на впускном патрубке должны защищать загрузочные устройства от неправильного наполнения.

В цистернах автомобилей и кузовах- цистернах для цемента не должно быть остатков цемента другой марки или более низкого класса прочности, а также остатков других веществ (например, известь, гипс, удобрения). В случае сомнения приемщик должен взять возвратную пробу. Как правило, следует избегать одновременного использования различных марок цемента при производстве одного вида бетона, так как вследствие этого могут значительно измениться не только качества цементной смеси, но и производимого из нее бетона (например, соответствие определенным классам экспозиции или особые свойства).

Цемент, поставляемый в мешках, необходимо тщательно защищать от влаги, при этом его нужно оберегать как от дождей, так и от повышающейся влажности.

Рис. 1 Укладка бетонной смеси на строительной площадке

Если зернистый заполнитель разделен на фракции, каждая из которой хранится в отдельных боксах, его перегородки должны быть достаточно высокими, длинными и устойчивыми, чтобы не допустить смешивание различных фракций. Боксы должны иметь достаточный уклон, чтобы предотвратить скопление дождевой воды. Это касается, прежде всего, хранения песка.

Группы добавок для бетона указаны на упаковке или в ТТН и выделены цветом (например, разжижитель для бетона обозначен желтым цветом). Добавки в бетон должны храниться таким образом, чтобы в последствии можно было прочесть надписи на упаковке. Жидкие добавки необходимо защищать от воздействия мороза, а порошкообразные - от влажности. Жидкие вещества перед использованием необходимо перемешать.

Тонкомолотые добавки в бетон (например, летучая зола, известняковая мука или др.) также как и цемент должны храниться в сухом месте. При хранении таких добавок в бункерах их необходимо четко обозначить.

Если цемент полностью защищен от попадания на него влаги, то он может храниться почти неограниченное время. Однако цемент, хранящийся на открытом воздухе, впитывает из него влагу, становится комковатым, что снижает его прочность. Основное правило гласит, что при надлежащем хранении, например, в бункере или в бумажных мешках в помещении или в строительном вагончике, защищенных от воздействия атмосферных осадков, через 3 месяца прочность цемента снижается на 10%. Снижение начальной прочности мелкоизмельченного цемента может быть выше. Поэтому на строительной площадке цемент классов прочности 52,5 N и 52,5 R может храниться не дольше одного месяца, цемент с другими классами прочности - 2 месяца. Если комки скомкивавшегося цемента нельзя раздавить руками, то такой цемент использовать нельзя.

При поставке и хранении зернистого заполнителя его необходимо защищать от попадания различных загрязнений. Кроме прочего, необходимо соблюдать следующие меры:
- чистые транспортные средства,
- подъездные пути, имеющие укрепленное покрытие,
- складские площади с укрепленным покрытием, например, из бетона, защита от опадающей листвы.

Рис. 2 Хранение цемента в мешках на открытом воздухе

2. Дозировка исходных веществ

При изготовлении бетона на пульте управления смесительной установки должна находиться инструкция по смешиванию бетонной смеси. Для дозировки исходных веществ при объеме от 1 м3 или больше действуют следующие правила:
- Дозировка цемента, зернистого заполнителя, воды и добавок должна осуществляться с допуском ± 3% от необходимого количества.
- Дозировка цемента, зернистого заполнителя и порошкообразных добавок должна осуществляться по весу.
- Дозировка воды, легких зернистых заполнителей, присадок и жидких добавок может производиться по весу или по объему.

В современных установках дозирование исходных веществ производится не вручную, а с помощью компьютера. Управление установкой должно быть рассчитано таким образом, чтобы при изменении свойств исходных веществ, таких например, как поверхностная влажность зернистых заполнителей, автоматически или вручную было изменено количество подаваемых веществ. На заводах товарного бетона и заводах готовых конструкций содержание влаги в зернистом заполнителе непрерывно проверяется с помощью электронных измерительных зондов. Количество добавляемой воды и зернистого заполнителя регулируется с помощью управляющего устройства установки на основании полученного содержания влаги. В рамках производственного контроля необходимо регулярно проверять правильность функционирования весов.

3. Замес бетонной смеси

Перемешивание исходных веществ должно проводиться в механическом смесителе и продолжаться до тех пор, пока смесь не станет однородной. Этот период в приготовлении бетонной смеси называется продолжительностью смешивания. Как показывает опыт, продолжительность смешивания обычного бетона составляет 30 секунд, легкого бетона - минимум 90 секунд. Производить ручное смешивание не разрешается.
При изготовлении бетонных смесей в соответствии со специальными требованиями, например, самоуплотняющийся бетон, высокопрочный бетон, декоративный бетон или при использовании воздухововлекающих добавок, время смешивания может увеличиваться. Присадки должны добавляться во время основного смешивания. Исключение составляет разжижитель (FM) и замедлитель (VZ), которые могут быть добавлены позднее.

В зависимости от вида оборудования подача добавок осуществляется вместе с добавлением воды затворения или непосредственно сразу после нее. Для некоторых групп веществ их действие зависит от времени добавления в смесь. Поэтому при производстве бетона необходимо выбрать время дозирования, или, если это не возможно по техническим причинам, при проведении первичного контроля обратить внимание на время подачи веществ в смесительную установку. Если разжижители добавляются после основного смешивания, то бетонная смесь должна перемешиваться до тех пор, пока разжижитель полностью не растворится в смеси и не начнет действовать. В автобетоносмесителе продолжительность смешивания после добавления разжижителя должна составлять минимум 1 минуту на м3 бетонной смеси, но не менее 5 минут. При добавлении замедлителей (VZ) для увеличения времени укладки на 3 часа и более действует директива Немецкого комитета по железобетону для бетона с увеличенным временем укладки.

4. Время укладки бетона

В целом, время укладки определяется погодными условиями и составом бетонной смеси.
Укладка бетона, изготовленного в смесительной установке на строительной площадке, производится сразу же после смешивания. Если в исключительных случаях это не возможно, то до укладки бетонную смесь необходимо защитить от атмосферного воздействия (солнце, ветер, дождь). При сухой и теплой погоде укладка и уплотнение бетона, приготовленного на строительной площадке, должны быть произведены в течение получаса, при холодной и влажной погоде - в течение одного часа.
Укладку товарного бетона можно производить сразу же после его поставки. Дальнейшие указания по этому бетону содержатся в спецификации B 6 «Товарный бетон». При использовании замедлителя укладку смеси можно произвести позже. При этом необходимо обратить внимание на тот факт, что действие замедлителя зависит от температуры. Перемешивание бетонной смеси, продолжающееся в транспортном средстве также во время транспортировки и временного хранения на строительной площадке, может сократить время действия замедляющих добавок.
В целом, укладка бетонной смеси должна быть произведена раньше, чем он начнет схватываться.

5. Доставка бетонной смеси

Под доставкой понимают процесс транспортировки и временного хранения бетона на строительной площадке в ходе поставки свежеприготовленной бетонной смеси, например, с завода товарного бетона или с соседней стройки. Во время доставки бетонную смесь необходимо защитить от вредного воздействия атмосферных явлений (жара, холод, осадки, ветер).

Свежеприготовленные бетонные смеси с классом консистенции F2 (пластичная) и F6 (очень текучая) могут поставляться только в автобетоносмесителях и транспортных средствах с мешалкой. Бетонные смеси густой и очень густой консистенции могут поставляться и другими транспортными средствами, например, самосвалами. Материал, из которого изготовлен кузов транспортного средства, не должен вступать в реакцию с бетонной смесью (например, алюминий!). При данном виде транспортировки необходимо

Рис. 3 Вид смесительной установки обеспечить особенно тщательную защиту бетонной смеси от воздействия атмосферных явлений.

Автобетоносмеситель должен быть полностью разгружен через 90 минут после первого добавления воды, транспортное средство без мешалки - через 45 минут. Это время может соответственно уменьшаться или увеличиваться, когда вследствие погодных условий ускоряется или замедляется схватывание бетонной смеси.
Непосредственно перед разгрузкой бетонная смесь должна быть еще раз хорошо перемешана. При сдаче-приемке консистенция должна соответствовать условиям договора поставки. Как правило, приемкой бетона считается время разгрузки смеси. Однако, в зависимости от условий договора поставки, время прибытия бетонной смеси на строительную площадку также может считаться временем приемки. Для проверки консистенции на строительной площадке должны иметься соответствующие приборы (например, вибрационная площадка).

При использовании ячеистого бетона после его поставки, во время подачи, укладки, уплотнения и т.д. может происходить уменьшение количества воздушных пор. Проектировщик, производитель и потребитель бетонной смеси должны согласовать между собой время, когда смесь должна содержать необходимое количество воздуха, так как в соответствии с этим временем определяется время проведения испытаний. Содержание воздушных пор может колебаться в зависимости от температуры воздуха.

Дополнительное добавление воды после основного смешивания, например, в бетоносмеситель на строительной площадке, не разрешается кроме случаев, предусмотренных планом. При этом действуют следующие условия:
- Общее количество воды и количество добавляемой воды после проведения первичных испытаний должно быть указано в ТТН.
- Автобетоносмеситель должен иметь
соответствующее дозирующее устройство, чтобы можно было соблюдать
предписанную дозировку с точностью до ± 3 %.
- Образцы для производственного контроля на заводе товарного бетона и, при необходимости, для контроля идентичности предела прочности на сжатие должны отбираться после добавления последней порции воды.
- Необходимо придерживаться предельных значений состава бетонной смеси.

В случае если на строительной площадке в бетоносмеситель будет добавлено больше воды или присадок, чем установлено в технических характеристиках, то в ТТН для данной партии или поставки должна стоять отметка «не соответствует». Лицо, определившее эту добавку, несет ответственность за последствия и поэтому его имя должно быть указано в ТТН.

6. Подача бетонной смеси

Подача свежеприготовленной бетонной смеси начинается при передаче товарного бетона на строительной площадке, а при использовании бетона, приготовленного на стройке, - при опустошении смесителя и заканчивается в месте укладки. Для того чтобы подача проходила легко и правильно, ее способ должен соответствовать составу свежеприготовленной бетонной смеси и ее свойствам. Бетонная смесь должна быть составлена таким образом, чтобы она могла позволить избежать расслоения бетона при подаче. Выбор способа подачи (бадья, насос, ленточный транспортер и т.д.) зависит от строительно-производственных условий, таких как количество бетонной смеси, расстояние и высота подачи, размеры строительного элемента, консистенция и имеющиеся приборы.

С помощью бадьи и подъемного ковша может подаваться бетонная смесь пластичной и мягкой консистенции. При этом необходимо обратить внимание на то, чтобы затворы бадьи были плотно закрыты, что не позволит вытекать цементному клею. Если для подачи бетонной смеси используются передвижные емкости, например, тележки или вагонетки, то при перемещении по длинному и неровному пути возникает опасность расслоения бетона, прежде всего бетона мягкой консистенции.
По транспортерным лентам может подаваться только бетон пластичной консистенцией. При перемещении с помощью ленточного транспортера густых и мягких бетонных смесей в зоне разгрузки на конце ленты возникает опасность расслоения. В этом случае на верхнем направляющем ролике транспортерной ленты необходимо установить отбойную перегородку для возврата крупных фракций зернистого заполнителя и скребок для снятия цементного клея с ленты, а также сборник, например, в виде спускной трубы. При использовании ленточных транспортеров для дальней подачи необходимо защитить бетон от воздействия атмосферных явлений.

Если бетонная смесь подается с помощью насоса, то к ее составу предъявляются определенные требования. Бетон, подаваемый насосом, не должен распадаться, отделять воду и должен по возможности иметь однородную консистенцию. Для того чтобы обеспечить бесперебойную подачу бетонной смеси, она должна быть, по меньшей мере, пластичной консистенции. Успешная подача с помощью насоса возможна при растекаемости смеси от 40 см. Добавки к бетонной смеси (BV или FM) могут улучшить ее транспортируемость с помощью насоса. Цемент должен обладать хорошей водоудерживающей способностью, а зерна заполнителя иметь по возможности круглую или сплюснутую форму. В целом, для изготовления бетонной смеси, удобной для подачи насосом, хорошо подходят смеси с гранулометрическим составом, который по фракции песка находится ближе к кривой B. Кроме этого, бетонные смеси с прерывистым гранулометрическим составом также удобны для подачи насосом.

В гранулометрическом составе бетонных смесей, удобных для подачи насосом, особенно важным является достаточное содержание мелкодисперсной взвеси (цемент, при необходимости, добавки и заполнитель с размером зерна менее 0,125 мм). Вместе с водой и мелким песком с размером зерен до 0,25 мм эти вещества образуют клей, создающий на стенках трубы и между крупными фракциями заполнителя смазочную пленку. К тому же клей должен заполнить пустоты между зернами заполнителя и поэтому быть в определенном избыточном количестве. Содержание мелкодисперсной взвеси в бетонной смеси, подаваемой с помощью насоса, должно быть максимальным.

Рис. 4 Подача бетонной смеси с помощью бадьи	Рис. 5 Подача и укладка бетонной смеси с помощью насоса

При укладке трубы для подачи бетонной смеси с помощью насоса необходимо учитывать важные условия. Нельзя использовать трубы из легкого сплава. Следует использовать трубы, муфты и шланги, не имеющие дефектов. Кроме необходимых изменений направления труба не должна иметь других искривлений. Все изменения направления трубы должны иметь округлую форму, обеспечиваемую использованием отводов больших радиусов. Если нужно забетонировать строительные элементы большой протяженности, то трубы необходимо прокладывать таким образом, чтобы сначала производилось бетонирование самых удаленных участков, а сами трубы в процессе бетонирования могли быть разобраны. Если между насосной трубой и насосом не подсоединены распределительные шланги, труба на месте укладки смеси должна располагаться настолько высоко, чтобы обеспечить подачу бетонной смеси без частого перекладывания труб или демонтажа отдельных участков, по возможности также через наклонный лоток.

При вертикальной подаче бетона вверх труба должна быть расположена по возможности вертикально. Она должна быть хорошо закреплена на основании (сооружение, леса или др.), так как вес восходящей трубы в целом не может восприниматься горизонтальной частью трубопровода в точке пересечения с ее основанием. При подаче на большую высоту (высота трехэтажного здания) нагнетающий трубопровод должен иметь заслонку, защищающую от обратного стекания бетонной смеси во время перерывов в работе насоса. Если это не возможно, то насос должен располагаться от нагнетательного трубопровода на максимальном расстоянии, чтобы давлению столба бетонной смеси противостояло по возможности большое трение в горизонтальной части трубопровода. Установка заслонки имеет и другие преимущества, проявляющиеся в том, что при закупоривании переходника на насосе трубу можно свободно открыть и прочистить.
При транспортировке вниз столб бетонной смеси в транспортирующей трубе не должен разрываться, иначе в самотечной трубе или в отводах могут образоваться воздушные прослойки. Чтобы этого избежать, в конце нисходящей трубы необходимо монтировать сопротивление в виде отвода или заслонки. Избежать разрывания столба бетонной смеси можно также с помощью восходящей трубы, присоединенной к самотечной трубе. Это необходимо, прежде всего, в том случае, если к самотечной трубе не подсоединена длинная горизонтальная труба.

Современные насосы позволяют перекачивать за один час большие объемы бетонной смеси. В целом способ подачи бетонной смеси с помощью насоса является наиболее продуктивным. При подаче разжижителя на строительном участке и при последующем добавлении разжижителя необходимо проверить его действие путем определения консистенции выборочным путем до и после его введения в смесь и записать результаты испытания.

7. Подготовка к бетонированию

Перед началом работ по бетонированию необходимо определить отдельные участки. Для выполнения сложных или больших процессов (например, из-за близко расположенной арматуры, массивных фундаментов, особых способов строительства, высоких температур) отдельные этапы работ должны быть представлены в плане по бетонированию.

Количество персонала и оборудования должно соответствовать объему поставляемой бетонной смеси.
Максимальный размер зерен зернистого заполнителя должен выбираться в соответствии с размерами строительного элемента, расстоянием между стержнями арматурной стали и толщиной бетонного покрытия. Ограничения должны быть определены проектировщиком несущей конструкции и указаны в арматурном чертеже. Если проектировщик не определил эти ограничения, то на строительной площадке имеется последняя возможность, своевременно определить максимальный
размер зерна перед заказом бетонной смеси.
Установка опалубки и арматуры должна быть выполнена таким образом, чтобы они не создавали препятствия при укладке и уплотнении бетонной смеси.
Перед укладкой бетонной смеси опалубку необходимо очистить от посторонних материалов (остатки обвязочной проволоки, распорки, гвозди, щепки и т.д.) и при необходимости увлажнить. Воду, образовавшуюся после очистки или выпадения дождя, необходимо удалить путем отсасывания или сдувания, используя открытый сжатый воздух.