TECHNOLOGIA ROBÓT BUDOWLANYCH ROBOTY MONOLITYCZNE – BETONOWNANIE NA PODSTAWIE WYKŁADÓW P. WOYCIECHOWSKI I A. CHUDAN

BETONOWANIE Wypełnienie deskowania (formy) mieszanką betonową i jej zagęszczenie Przystąpienie do betonowania jest poprzedzone odbiorem deskowania i zbrojenia, ewentualnie przygotowaniem innych powierzchni, z którymi zetknie się mieszanka betonowa ( np. "stary" beton)

Układanie powinno być prowadzone tak, aby: nie nastąpiło rozsegregowanie mieszanki betonowej nie powstały w konstrukcji miejsca nie wypełnione betonem (raki) zbrojenie było szczelnie otulone mieszanką w czasie układania nie uległ zmianie skład mieszanki betonowej

Plan betonowania powinien uwzględniać: sposób wprowadzenia mieszanki do deskowania sposób układania sposób zagęszczania układ przerw roboczych, podział konstrukcji na działki betonowania harmonogram dostaw mieszanki betonowej

WPROWADZANIE MIESZANKI BETONOWEJ DO DESKOWANIA swobodne pionowe zrzucanie bezpośrednio ze środka transportu może być maksymalnie z wysokości 1 m, przy ciekłych konsystencjach nawet mniej jeśli wysokość spadania mieszanki jest większa to należy stosować: rynny ( stalowe, drewniane) rury sztywne ( stalowe, z tworzywa sztucznego) rury elastyczne ( rękawy) Ostatni odcinek spadania musi być pionowy, ok. 50 cm - zabezpiecza to przed segregacją

SPOSOBY UKŁADANIA MIESZANKI BETONOWEJ warstwami poziomymi - mieszanka układana na całej powierzchni elementu warstwami grubości 20-30 cm, lub nieco więcej przy mieszankach o dużym stopniu ciekłości - zależnie od parametrów zagęszczania. Okres pomiędzy układaniem kolejnych warstw powinien być jak najkrótszy, maksymalny czas zależy od przebiegu wiązania - ogólnie, przy przeciętnym cemencie: nie więcej niż 1,0 - 2,0 godziny, zależnie od temperatury mieszanki metoda odpowiednia przy betonowaniu mniejszych elementów

SPOSOBY UKŁADANIA MIESZANKI BETONOWEJ warstwami poziomymi ze stopniami - podobnie, ale układanie stopniami, tak aby przy dużej powierzchni betonowania nie przekroczyć czasu dopuszczalnego pomiędzy kolejnymi warstwami metoda odpowiednia przy betonowaniu dużych powierzchni warstwami pochyłymi - nachylenie warstw około 1:3 metoda stosowana przy betonowaniu długich elementów ciągłych, np. ławy fundamentowe

SPECJALNE METODY BETONOWANIA TORKRETOWANIE ( NATRYSK) Narzucanie mieszanki betonowej na powierzchnię deskowania (lub inne podłoże) pod dużym ciśnieniem stosowane zwłaszcza do elementów cienkościennych o skomplikowanych kształtach Sprzęt: torkretnica ( agregat natryskowy) Dwie metody: na sucho - sucha mieszanka łączy się z wodą w dyszy natryskowej; na mokro - tłoczy się gotową mieszankę betonową grubość warstwy natryskiwanej 1-3 cm, przerwy pomiędzy natryskiem warstw np. 24 godziny Mieszanka betonowa o w/c =0,35-0,5, wysoki punkt piaskowy, maksymalne ziarno do 8 mm

SPECJALNE METODY BETONOWANIA BETONOWANIE POD WODĄ (ZAWIESINĄ) Betonowanie przez rurę stale zanurzoną w mieszance. W miarę podnoszenia się poziomu mieszanki w deskowaniu następuje podciąganie rury, ale tak aby stale była ona zanurzona w mieszance. Ważne jest aby stale ta sama powierzchnia mieszanki betonowej stykała się z wodą - gwarantuje to niepogorszenie jakości mieszanki w wyniku kontaktu z wodą Zastosowanie - konstrukcje pod wodą (hydrotechniczne), a także konstrukcje wykonywane przy wykorzystaniu zawiesiny bentonitowej - ściany szczelinowe: wykop wąskoprzestrzenny głęboki bez deskowania rozparty zawiesiną bentonitową, która pod wpływem parcia gruntu "sztywnieje" (tiksotropia) - betonuje się przez rurę zanurzoną w zawiesinie tak jak pod wodą

SPECJALNE METODY BETONOWANIA Inne metody betonowania pod wodą wprowadzanie mieszanki betonowej w pojemniku do wody i otwieranie dna pojemnika na spodzie deskowania betonowanie w jednorazowej powłoce z tworzywa sztucznego zatopionej pod wodą - w czasie betonowania powłoka rozpościera się wypełniając mieszanką betonowanie w kesonie - wypompowanie wody ze szczelnego deskowania - kosztowne

SPECJALNE METODY BETONOWANIA BETONOWANIE DWUETAPOWE Metoda betonowania konstrukcji masywnych, np. hydrotechnicznych Dwa warianty: Podstawowy - deskowanie wypełniane kruszywem grubym (16 mm i większe), następnie wtłaczanie zaprawy o dobrej płynności, z kruszywem drobnym (ok. 10 razy mniejszym niż grube) - metoda ta może być także wykorzystana pod wodą  Wariant II - w formie umieszcza się zaprawę i do zaprawy wprowadza się kruszywo grube - wariant rzadko stosowany

SPECJALNE METODY BETONOWANIA BETONOWANIE MIESZANKĄ SAMOZAGĘSZCZALNĄ Mieszanka super ciekła (odpowiedni stos okruchowy, dużo drobnych frakcji, domieszki hiperplastyfikujące) - mieszanka sama rozpływa się do poziomu wypełniając deskowanie i nie wymaga zagęszczania

PRZERWY W BETONOWANIU Betonowanie uznaje się za ciągłe jeśli przerwa w betonowaniu jest krótsza niż czas początku wiązania cementu w betonie (zazwyczaj do. Ok. 1,5 godziny) Przerwy w betonowaniu mogą następować tylko w miejscach przewidzianych projektem: w belkach i podciągach - w miejscach minimalnych sił poprzecznych w słupach - w płaszczyznach stropów lub belek w płytach - prostopadle do belek lub żeber Skos warstwy betonowej powinien być nachylony pod kątem około 45 stopni

PLAN BETONOWANIA Plan betonowania wymaga podziału obiektu na działki robocze - pola betonowane w sposób ciągły przez jedną brygadę Działka może obejmować kilka elementów Przy ustalaniu działek należy wziąć pod uwagę, że: słupy, ściany - wykonuje się bez przerw na wysokości kondygnacji belki, płyty - bez przerw, ale niezależnie od podpierajęcej ściany płyta +podciąg - ciągłe betonowanie

ZAGĘSZCZANIE Celem zagęszczania jest usunięcie z mieszanki betonowej powietrza, ułatwienie wypełnienia deskowania, uzyskanie szczelnej struktury betonu Uzyskuje się to poprzez działanie na mieszankę siły, która pokona tarcie wewnętrzne Może to być siła statyczna (prasowanie, walcowanie, wirowanie, odwadnianie próżniowe, prasoodpowietrzanie) dynamiczna (sztychowanie, ubijanie, utrząsanie, wibrowanie) kombinacja obu wariantów (wibroprasowanie, wibroodpowietrzanie, wibrowalcowanie) Dodatkowym kryterium podziału metod zagęszczania jest zachowanie się W/C w czasie procesu: metody obniżające W/C metody nie wpływające na wielkość W/C

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Sztychowanie - ręczne zanurzanie stalowego pręta w mieszance betonowej konsystencja ciekła, półciekła grubość warstwy maks. 50 cm ( pręt powinien wchodzić w warstwę poprzednią) pręt o średnicy rzędu 16 mm (np. zbrojeniowy) z ostrym zakończeniem

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Ubijanie - uderzanie w powierzchnię mieszanki ubijakiem (masa 7-16 kg, powierzchnia 150-250 cm2) - ręcznym lub mechanicznym konsystencja gęstoplastyczna i wilgotna grubość warstwy 10-25 cm wysokość uderzania 25-30 cm czas określa się wyglądem powierzchni - wydzielanie mleczka cementowego

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Wibrowanie - drgania wprowadzają mieszankę betonową w ruch; mieszanka betonowa jest tiksotropowa tzn w wyniku drgań cząsteczek z odpowiednią prędkością zmienia stan z żelu w zol ( upłynnia się) - zmniejsza się jej lepkość wewnętrzna, a więc i tarcie wewnętrzne - uwolnienie powietrza, zagęszczenie cząstek stałych Cztery metody przekazywania drgań na mieszankę: wibrowanie objętościowe wibrowanie wgłębne ( wewnętrzne) wibrowanie powierzchniowe wibrowanie zewnętrzne Czas trwania - kilkanaście - kilkadziesiąt sekund Parametry - amplituda (0.04 - 1,5 mm), częstotliwość (1500 - 20000 drgań na minutę), prędkość drgań

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Wibrowanie objętościowe - prefabrykacja Urządzenia: Stoły wibracyjne, kozły i stojaki wibracyjne Cała objętość mieszanki, która ma być zagęszczona jest wprawiana w ruch jednocześnie Konsystencja mieszanki - gęstoplastyczna, plastyczna, ew półciekła ale nie rzadsza

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Wibrowanie wewnętrzne - głownie na budowie Urządzenia - wibratory pogrążalne (buławowe, igłowe, mieczowe) Wydajność W = 2Krz2 3600/(t+t1) K - współczynnik wykorzystania rz2 - promień skutecznego działania t, t1 - czasy wibrowania i przestawiania Zasady: konsystencja półciekła, plastyczna zanurzanie wibratora pionowo z prędkością wynikającą ze swobodnego tonięcia podnoszenie pionowo, powoli tak aby lej zamknął się dokładnie odległość zanurzania nie wolno dotykać zbrojenia - uszkodzenie i przemieszczenie, segregacja wokół prętów grubość warstwy mniejsza niż długość buławy wibratory typowe: średnica 40-60 mm, maks. do 100mm długość buławy ok. 50 cm, długość wału giętkiego do kilku metrów, częstotliwości duże 6000, 9000, 12000 drgań/min.

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Wibrowanie powierzchniowe - urządzenie do wibrowania umieszczane jest bezpośrednio na powierzchni mieszanki betonowej Urządzenia: wibratory płytowe ( np. płyta 50x50 cm)) listwy (łaty) wibracyjne ciągnione ręcznie lub mechanicznie konsystencja plastyczna, gęstoplastyczna prędkość przesuwania ok. 1m/min (dla listew) grubość warstwy 15-30 cm czas w jednym położeniu 30 -60 sek (dla płytowych)

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Wibrowanie zewnętrzne - wibrator zamocowany na elemencie formy lub deskowania Urządzenia - wibratory przyczepne Stosowanie raczej w prefabrykacji

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Prasowanie - nacisk ( zazwyczaj pionowy) wywołujący naprężenia 10 - 30 MPa, czasem więcej Aby było to skuteczne - mieszanka z małą ilością wody, gdyż woda jest nieściśliwa Zastosowanie - głownie produkcja drobnych elementów (kostka brukowa, rury, płyty). Po prasowaniu można od razu rozformować.

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Walcowanie (wałowanie) - nacisk pionowy z możliwością poziomych przemieszczeń - stosowany zwłaszcza do nawierzchni, ale daje małą jednorodność struktury.   Utrząsanie - mieszanka wilgotna poddana drganiom o małej częstotliwości < 1500 drg/min. - wykorzystanie siły bezwładności, skuteczne przy mieszankach tzw. źle urabialnych. Czas - kilka - kilkanaście minut

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Wirowanie - wykorzystanie siły odśrodkowej ( ciśnienie 0,1-0,3 MPa) . Ruch wirowy formy z mieszanką (konsystencja półciekła lub plastyczna) Zastosowanie: - prefabrykacja - produkcja elementów koncentrycznych - rury, słupy itp.

METODY ZAGĘSZCZANIA MIESZANKI BETONOWEJ Odwadnianie próżniowe ( odpowietrzanie, próżniowanie) podciśnienie nad powierzchnią mieszanki betonowej powoduje ruch wody ku górze i odprowadzanie jej z powierzchni, po zakończeniu (czas kilka, kilkanaście minut) beton ma wytrzymałość rzędu 0,3 MPa, co pozwala natychmiast przystąpić do robót wykończeniowych

PIELĘGNACJA Ochrona betonu świeżego przed negatywnymi wplywami otoczenia: gwałtowne wysychanie - pielęgnacja wilgotnosciowa nadmierne przechłodzenie - ochrona cieplna nadmierne samoocieplenie - instalacje chłodnicze, chłodzenie powierzchniowe wstrząsy zjawiska atmosferyczne (deszcz) - izolacja powierzchniowa Sposób i cel pielęgnacji zależy od warunków betonowania Podział ogólny - pielęgnacja zimowa i letnia

PIELĘGNACJA Betonowanie zimą - normowo: warunki obniżonych temperatur czyli poniżej +10 stopni - jest wtedy wolniejsza hydratacja, wolny przyrost wytrzymałości; zamarznięcie betonu jest szkodliwe Pielęgnacja w warunkach normalnych Wilgotnościowa: mokra lub powłokowa Mokra - polewanie powierzchni wodą(uwaga na temp wody - szok termiczny) Powłokowa - uniemożliwienie odparowania wody przez szczelną powłokę - rolową (folia) lub natryskową (ciekłe folie) Ochrona przed nagrzewaniem słonecznym - cieniowanie, okrywanie materiałami izolacyjnymi

PIELĘGNACJA Pielęgnacja w warunkach zimowych Polewanie wodą zabronione!!! Pielęgnacja wilgotnościowa tylko poprzez uniemożliwienie odparowania wody - powłoki, folie, brezent - zimą szczególnie negatywnym czynnikiem jest wiatr - szybkie wysychanie Ponadto stosuje się inne zabiegi łagodzące skutki oddziaływania zimowych warunków betonowania: domieszki przeciwmrozowe podgrzewane mieszanki betonowe nagrzew w deskowaniu Ochrona cieplna - nie pozwala na nadmierne i zbyt szybkie ochłodzenie betonu - osłona z materiałów izolacyjnych, np. maty słomiane, styropian, wełna mineralna

PIELĘGNACJA W warunkach upalnego lata oraz w przypadku konstrukcji masywnych (duże samoocieplenie) stosuje się czasem chłodzenie betonu, które ma zapobiec powstaniu naprężeń spowodowanych dużym gradientem temperatur - instalacja z medium chłodzącym wewnątrz konstrukcji, wykonywanie mieszanki z dodatkiem lodu zamiast części wody zarobowej

PIELĘGNACJA Czas trwania pielęgnacji: Minimum 3 dni 7 dni dla dużych powierzchni z betonu na cemencie portlandzkim (CEM I) 14 dni dla dużych powierzchni z betonu na cemencie hutniczym (CEM III) Ogólnie pielęgnacja powinna trwać dłużej przy stosowaniu cementów hutniczych i popiołowych Ważne aby rozpoczynać pielęgnację jak najszybciej po betonowaniu - osłanianie natychmiast, polewanie gdy beton nie zostanie rozmyty wodą do pielęgnacji