Технологии с использованием монолитного железобетона

Все большее место в российской строительной отрасли отводится технологиям с использованием монолитного железобетона. В последние десятилетия темпы и объемы монолитного строительства возросли многократно. Крупнопанельное строительство сильно сдало свои некогда лидирующие позиции монолитному. Монолитная технология возведения жилья, на сегодняшний день, одна из самых надежных, практичных и быстрых. К бесспорным достоинствам монолитного строительства относятся:

· широкие возможности использования различных, в т.ч. весьма оригинальных архитектурно-планировочных решений;

· максимально безболезненное «вживление» возводимых объектов в существующую застройку -монолитные дома можно строить в самых стесненных условиях, например, в центрах городов, где панельное строительство крайне затруднительно;

· монолитные здания на 15-20 % легче кирпичных; благодаря «бесшовной» конструкции у них лучше показатели тепло- и звуконепроницаемости.

Основные проблемы, связанные с монолитным строительством, лежат в плоскости поведения самого бетона в связи с опасностью образования технологических трещин в монолитных конструкциях от температурно-усадочных деформаций в процессе его твердения. Также ограничены возможности эффективного контроля качества монолитных конструкций.

Активному продвижению монолитного строительства в среднюю полосу России способствовало применение специальных добавок, позволяющих обеспечить твердение бетона при температуре до-15 °С.

И, конечно, современные достижения монолитных технологий были бы невозможны без наличия соответствующей технической базы, основу которой составляют опалубочные системы (применение инвентарной опалубки позволило существенно снизить материальные затраты, повысить производительность труда и темпы строительства) и оборудование для бетонных работ.

Если раньше для подачи бетона на верхние ярусы возводимых сооружений использовались башенные краны с бетонбадьями, то сейчас - стационарные бетононасосы или автобетононасосы (рис. 1). Бетоноподающая техника существенно облегчает решение самых сложных строительных задач, связанных с монолитными работами. Использование бетононасоса намного выгодней и удобней, нежели монтаж башенного крана.

Таким образом, один из эффективных путей снижения стоимости и трудоемкости бетонных работ - это подача бетонной смеси по трубам с помощью бетононасосов. Способ позволяет исключить ручной труд при приеме бетонной смеси из транспортных средств, перемещении ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах строительной площадки и распределении по бетонируемой поверхности.

Подача бетонной смеси по трубам даст возможность работать в стесненных условиях и труднодоступных местах, т. е. там, где другие способы подачи не могут быть использованы. Монтируя последовательно ряд бетононасосных установок, можно подавать бетонную смесь на значительные длину и высоту. Такой способ подачи сохраняет качество бетонной смеси (в трубах смесь защищена от воздействия внешней среды) и сокращает потери смеси, связанные с ее перегрузкой из одного транспортного средства в другое.

При возведении монолитных сооружений подача бетонной смеси по трубам по сравнению с подачей ее ленточными конвейерами и кранами в бадьях позволяет сократить число рабочих в 2¸3,5 раза, повысить производительность труда и снизить себестоимость подачи.

Применение бетононасосов вводит жесткий ритм во все процессы, связанные с бетонированием конструкций, что в свою очередь повышает общий темп строительных работ. При этом требуется более четкая организация работ по приготовлению и доставке на объект бетонной смеси, обслуживанию бетонотранспортного оборудования и организации арматурных, опалубочных и бетонных работ.

Так как бетонная смесь подается по трубам под давлением, то повышается ее однородность, удобоукладываемость, частично уменьшается объем пустот и улучшается обволакивание частиц заполнителя цементной пленкой, что приводит к некоторому повышению прочности бетона.

Сегодня укладку значительного объема бетона производят с помощью бетононасосов (в европейских странах до 25¸60 % от всего монолитного бетона). Появление современного бетонного оборудования открыло перед строителями принципиально новые возможности как по высоте доставки бетона, так и по дальности. При возведении небоскреба в столице Малайзии Куала-Лумпуре высота подачи смеси составила более 400 метров. Мировой рекорд перекачки бетона по горизонтали превышает 2000 метров.

Рис. 1.

Бетононасосы применяют для подачи бетонной смеси в конструкции, куда затруднена подача бетонной смеси другими способами. Широко применяют бетононасосы при бетонировании обделок туннелей, возведении сооружений в скользящей опалубке при высотном домостроении и др.

Бетононасосы бывают с механическим и гидравлическим приводом. Бетононасос с механическим приводом является горизонтальным одноцилиндровым поршневым насосом одностороннего действия с двумя принудительно действующими пробковыми клапанами. Бетонная смесь загружается в приемную воронку, где непрерывно перемешивается лопастями смесителя для сохранения однородности и предупреждения расслоения. Затем смесь с помощью побудителя подается через открытый всасывающий клапан и цилиндр насоса. После наполнения цилиндра смесь поршнем подается в бетоновод.

Бетоновод изготовляют из стальных труб диаметром в свету от 90 до 250 мм. В его комплект входят прямые трубы одинакового диаметра длиной 6; 3; 1,5; 0,9; 0,6; 0,3 м и колена, изогнутые под углом 90°, 45°, 22°30"и 11°15".

В бетононасосах с гидравлическим приводом поршень движется с помощью жидкости, подаваемой насосом. Основное достоинство поршневых насосов с гидравлическим приводом по сравнению с поршневыми насосами с механическим приводом -незначительные динамические нагрузки на узлы и детали насоса и бетоновода и гарантированное максимальное давление, превышение которого исключается. Эти два обстоятельства способствуют надежной работе насоса без поломок и аварий.

Кроме того, все бетононасосы делятся на два основных подвида: стационарные бетононасосы и автобетононасосы.

Первый вид - это стационарный бетононасос. Основное его отличие от автомобильного - невозможность самостоятельного передвижения и отсутствие собственной гидравлически управляемой стрелы. Стационарный бетононасос представляет собой 1¸2-осный прицеп-насос с приемным бункером для выгрузки в него бетона и выпускным патрубком, предназначенным для коммутации со сборной магистралью из труб-бетоноводов.

Главный минус стационарного бетононасоса в том, что он способен работать исключительно с дополнительно привезенной магистралью. Это накладывает определенные ограничения на мобильность и оперативность работы. Сначала надо привезти насос и трубы, затем из труб собирать магистраль-бетоновод. После прокачки в одно место опалубки, и при дальнейших перемещениях части разбираются, промываются, перемонтируются, что, безусловно, непросто и трудоемко. Сама бетонопроводящая магистраль может быть проложена горизонтально, вертикально, с различными поворотами, уклонами и т.п.

Есть у стационарного бетононасоса и неоспоримые преимущества. Только стационарный бетононасос может перекачивать бетонную смесь на большую высоту - выше двухсот метров и на сильно удаленные участки - больше пятисот метров по горизонтальной магистрали. Такие уникальные технические возможности делают стационарный бетоно-насос незаменимым в современном высотном строительстве, например, если речь идет о подаче бетона или раствора на тридцатый этаж возводимого здания. Такие бетононасосы и применяют, в основном, при сооружении высотных конструкций и при бетонировании огромных бетонных массивов.

Второй вид бетононососов - автобетононасос. Он более мобилен и удобен в эксплуатации. Автобетононасос (рис. 2) - это спецтехника, смонтированная на шасси грузовика, имеющая свою автономную стрелу с контролируемыми параметрами перемещения. На стреле смонтирована труба-бетоновод, представляющаяся из себя раскладывающуюся конструкцию из нескольких колен. Гидравлическое управление приводами стрелы автобетононасоса делает процесс бетонирования легким и удобным.

Рис. 2.

Автобетононасос приезжает на объект, расставляет лапы опор, раскладывает стрелу. Из подвозящих бетон бетоносмесителей смесь постепенно сгружается в приемный бункер автобетононасоса. Далее бетон, нагнетаемый насосом, по трубе прокачивается в необходимую точку заливки. Для удобства бетонирования, на хвостовике стрелы автобетононасоса смонтирован резиновый четырехметровый шланг. При заливке им манипулируют, как хоботом. Длина стрелы у автобетононасосов может быть от 18 до 64 метров. Обычно производительность автобетононасоса намного выше возможностей принимающей бетон бригады строителей.

Во время транспортирования бетонной смеси по трубам потери теплоты незначительны и бетононасосы можно использовать и при отрицательной температуре.

Для бетонирования массивных малоармирован-ных фундаментов с объемом бетона в сооружениях до 10 000 м³ целесообразно применять стационарные бетононасосы с объемной подачей 40 м³/ч и более и диаметром бетоновода 203 мм. В процессе возведения железобетонных густоармированных и тонкостенных конструкций при объеме укладываемой бетонной смеси 1000¸2000 м³ следует использовать стационарные бетононасосы с объемной подачей 20 м³/ч; при объеме до 500¸1000 м³ - стационарные и передвижные бетононасосы с объемной подачей 10¸20 м³/ч, при объеме до 500 м³ - передвижные бетононасосы с объемной подачей 10¸20 м³/ч. В этих случаях наиболее эффективны бетоноводы диаметром 100¸125 мм.

Журнал «Ценообразование и сметное нормирование в строительстве», ноябрь 2010 г. № 11