Цутгамал бетоны технологи, арчилгаа
Б.Батцагаан- Үндэсний техникийн их сургуулийн (ҮТИС) зөвлөх. доктор. профессор.Бүтээцийн цутгамал бетон, төмөрбетоны төслөөр өгөгдсөн шаардлагыг хангаж ашиглалтын нөхцлийг бүрэн хангаж, эдэлгээний насжилтын хугацааг уртасгахад бетон хольцы зохистой найрлагыг тооцоход, бүрэлдэхүүн материалыг стандартын шаардлагын дагуу урьдчилан туршиж тогтоосон байх зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Иймээс бүтээц эдлэлд тавигдах шаардлагыг захиалагч ба гүйцэтгэгч үнэн бодитой харилцан мэдээлж бүрэн ойлголцсон байх ёстой.
Зураг төсөлд тусгагдсан тухайн бүтээцийн бетон, төмөрбетоны анги (В), бэлтгэх бетон хольцын маркийг өгөгдсөн ангиас хамааруулан Rб = В/0,778 утгаар шилжүүлэн тооцно. Тухайн өгөгдсөн бетон хольцын орцын найрлагыг тооцохын өмнө урьдчилан бүрэлдэхүүн материал тус бүрийн физик-механик шинж чанар, эрдэс найрлагыг тогтоосон байх ёстой. Хэрэв түүхий эд материал өгөгдсан бетоны шаардлага хангахгүй байвал тохирох бүрэлдэхүүн материалыг шинэчилэн авч ашиглана.
Лабораторийн туршилтын үр дүнг үйлдвэрийн нөхцөлд нарийвчлан тогтоож, зохистой найрлагыг гарган авч мөрдөнө. Бетон хольцын хөдөлгөөнт чанарыг конусын суултаар тодорхойлох бөгөөд цутгамал бетоныг насасоор шахаж бэлтгэхэд 10...14 см түүнээс дээш хөдөлгөөнт чанартай бэлтгэхэд Ц/У = 2,5 буюу У/Ц = 0,4 байх нөхцлийг хангах, харин хөдөлгөөнт чанарыг нэмэгдүүлэхэд химийн налархайжуулах (суперпластификатор, комплекс) нэмэлтийг цементийн массын 0,1...2% хүртэл тохируулан хийнэ.
1-р зураг. Цементийн гиратацийг химийн нэмэлтийн үйлчлэх хүрээлэл
Цементийг удаан хугацаанд хадгалахад бат бэх нь буурч идэвхит чанараа алдах, мөн эзлэхүүний өөрчлөлтөнд орох, хуурамч хатууралт бий болох, нунтаглалт шаардлага хангахгүй болох зэрэг сөрөг үзэгдэл бий болж бетоны бат бэх физик-механик шинж чанар мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэх учир түүнийг заавал урьдчилан шинж чанарыг тогтоосон байх ёстой. Тухайлбал цементийг 3 сар хадгалахад маркийн бат бэхийг 10...20% түүнээс илүү алдана. Энэ чанараа алдсан цемент үрэл хэлбэртэй бөөгнөрсөн байх тул түүнийг бага даацын жижиг эдлэлд ашиглах бол хольцын холих хугацааг 2...4 дахин нэмэгдүүлэх буюу цементийг идэвхижүүлэх арга хэмжээ авч болно. Цементэд K2O ба Na2O - 0.6...1% түүний агуулалт давс, CaO ба MgO - хэт шатсан үед эзлэхүүн өөрчлөх СаОчөл £ 1%; MgO £ 5% хязгаарлана.
Бетон хольц бэлтгэх жижиг дүүргэгч (элс) - түүнд 0,14 мм бага хэсгүүд 10%-иас, тоосорхог, шаварлаг хэсгүүд 3% ихгүй байх, элсний ширхэгийг шавар, тоосорхог хэсгүүд бүрхэж бетоны барилцалыг эрс суларуулах тул угааж хэрэглэх шаардлагатай юм. Харин 500-аас дээш маркийн бетонд тоосорхог хольц 0,5%-иас ихгүй агуулагдсан байх ёстой. Бүтээцийн бетоны геометрийн хэмжээ болон арматурчилалын тор буюу сараалжийн хоорондох хамгийн бага зайнаас хамааруулан дүүргэгчийн хамгийн том ширхэглэл ½...1/4-ээс бага байхаар сонгоно. Дүүргэгчийг хайрга ба дайрга гэж 2 ангилан авч үзнэ. Хайргыг 350 хүртэл маркийн бетонд 75% бутлагдсан хайрган дүүргэгч ашигтай байдаг. Харин дайргын өндөр маркийн бетонд дүүргэгчээр хэрэглэх ба оргилмол чулуулаг 1200 МПа, тунамал чулуу 800 МПа бат бэхтэй байхыг зөвшөөрнө.
2-р зураг. Бетоны том ба жижиг дүүргэгчийн ширхэгийн ангилал
Цутгамал бетонд хэрэглэх дүүргэгч нь бетон хольцыг тохиромжтой хэвлэхэд бүтээцийн бетон төмөрбетоны хөндлөн огтлолын хамгийн бага хэмжээ ба арматурчлалын шилбэний хоорондох хамгийн бага зайнаас ¼ бага хэмжээтэй дүүргэгч (жишээ, дам нурууны өргөн 200 мм бол хамгийн том дүүргэгч 200/4 = 50 мм) хэрэглэнэ. Харин хавтгаалж, шал ба хучилт, мөн 120...140 мм зузаантай сийрэг арматурчилалтай нил байгууламжийг бетондоход дүүргэгч ½ байна. Дүүргэгчийн бат бэх бетоны бат бэхээс 1,5...2 дахин их байх ёстой.
Харин бүтээцийн бетон ба төмөрбетонд хэрэглэх бетон хольцыг барилгын бетондох талбай хүртэл тээвэрлэх нөхцөл, цаг уурын онцлогыг харгалзан тооцож захиалагч нь гүйцэтгэгч нарт бүх нэгдсэн үзүүлэлтийг хүргэж бетон хольцыг өгөгдсөн хөдөлгөөнт чанартай хүргэх ба хүлээн авах бүх боломжийг хангахаар хоёр тал тохиролцсон байх ёстой. Иймээс гүйцэтгэгч бетон хольцыг үйлдвэрээсээ барилга угсралтын буюу цутгалт хийх талбайд тээвэрлэх хугацааг тооцож хольцын хөдөлгөөнт чанар алдагдахгүй байх буюу цементийн гидратацийн процесс явагдах хугацааг нарийвчилан тооцно. ОКхоль = ОКхэв/h ; h - хөдөлгөөнт чанарын илтгэлцүүр, ОКхоль, ОКхэв - хольцын конус суулт, талбайд хэвлэхэд шаардах суулт, см. Бетон хольцыг -100С температурт тээвэрлэж байвал h илтгэлцүүрийг 20% нэмэгдүүлнэ. Тээвэрлэхэд 45...120 мин зарцуулах бөгөөд хольцын темпертураас хамааруулан:20...300С-45 мин 10...190С-90 мин, 5...-100С - 120 мин.
Бетон хольцыг барилгын талбайд цутгахад хэв хашмал битүүмжлэгдсэн цементийн “сүү” урсаж гарахгүй, арматурчилалыг зургын дагуу хийж шалгах, тулгуурын бэхэлгээ зэргийг технологийн дагуу нарийн хяналт баталгаажуулалтын дараа бетон цутгалтын ажил эхлэх удирдах ажилтаны зөвшөөрөл өгөгдсөн байх ёстой.
Бетон хольцыг насосоор шахаж хоолойгоор дамжуулан цутгаж бетондоход дүүргэгчийн хоолойн диаметрээс 1/3 бага ба том дүүргэгч нийт массын 15...25% байх ёстой.
Бетон хольцыг хэвэнд цутгасаны дараа түүнийг доргиулан нягтруулахгүй бат бэх нягт бүтэцтэй, хөлдөөлт гэсгээлтийн үйлчлэлд тэсвэртэй ба ус үл нэвтрүүлэх чанартай бүтээцийн бетон, төмөрбетон эдлэлийг гарган авах боломжгүй байдаг. Бүтээцийн бетон, төмөрбетоны зузаанаас хамааруулан гадаргуугийн ба гүний доргиурыг ашиглана.
Бетон хольцын физик-механик шинж чанар, зориулалт, ашиглалтын нөхцөлөөс хамааруулан төхөөрөмжийг сонгож доргиурлах хугацааг тогтоох бөгөөд доргиурыг босоо байрлалтай нэгээс нөгөө нь 50 см-аас багагүй зайтай нэг байранд 10 сек-ээс ихгүй хугацаатай нягтруулна. Харин өмнө цутгасан бетон хольцыг үеэнд их биш 10 см ихгүй гүн нэвтэрсэн байж болно.
Бетон хольцыг бетондоход 0,9...1,2 м-ээс илүү өндрөөс чөлөөтөй унагаж болохгүй. Нимгэн ханатай эдлэлд дүүжин металл буюу резин цорго хэргэлдэг. Өндөр нимгэн хананд бетон хольцыг заримдаа хэвний хажуу талын цоргоор цутгах ба ихэвчлэн “ цонх” гэж нэрлэнэ. Бүх тохиолдолд бетон хольцыг чөлөөи өндрөөс унагах, харин хучилтын бетон цутгахад 1 м хүртэл байна. Хэрэв 40 см-аас илүү талтай багана бетондоход хомут арматурын үндсэн хэмжээг алдагдуулахгүйн тулд чөлөөт уналтыг 50 см-аас ихгүй байх ёстой.
Бүтээцийн бетоныг нэгээс нөгөөг тусгаарлах зориулалттай суултын заадас гаргана. Жишээ, тоног төхөөрөмжийн доорхи суурь нил бетон цутгамал шалнаас 7...10 мм зузаан заадсаар тусгаарлана. Цутгамал хавтангийн ажлын заадсыг огтлолоор хамгийн бага гулзайх моментоор тухайлбал гулзайлтын момент хамгийн бага, өөрөөр бүтээцийн бетоны дээр хамгийн их ачаалалд тооцно. Ийм огтлол нэгээс нөгөөд тулгуур (багана) хоорондоос 1/3 зайд байралсан огтлол болно. Ханын урт 20 см илүү байвал 7...12 м хэсгээр зааглана. Бетон хольцыг хэвтээ үеэр 0,3...0,4 м зузаан бетон бетондоход хэвлэсний дараа заавал доргиулан нягтруулна.
Ханын зузаан 0,15 м бол давхарын өндөр 1,5 м хүртэл бетондолт хийнэ. Энэ үед нэг талыг бүх өндөрөөр, харин бетон цутгагдах нөгөө талыг давхарын өндөрөөр хийнэ.
Цутгамал бетоны арчилгаа нэн чухал ач холбогдолтой байдаг. Цутгамал бетоныг зайлшгүй нөхцлөөр бэхжүүлэхийн тулд таатай температур ба чийгийг буй болгох шаардлагатай байдаг. Энэ нөхцлийг хангахгүйгээр бүтээцийн бетон төмөрбетон микро ба макро ан цав, хэв гажилтанд орж улмаар төслийн бат бэхийн шаардлага хангахгүй болно.
Шинээр цутгасан бетонд ус их агуулж цементийн бүрэн гидратацийн процесс зайлшгүй явагдах боловч ихэнхи тохиолдолд барилга барих угсралтын технологийн явцад нилээд хэмжээгээр агуулагдсан ус ууршилтаар алдагдах тул заавал урьдчилсан арга хэмжээ авах шаардлагатай болдог.
Нам температурт хэвийн гидратацийн урвалаас олон дахин удаан явагдаж, харин хөлдөлтийн цэгт ойр буюу түүнээс бага температурын үед химийн урвал зогсоно. Заримдаа өндөр хананд бетон хольцыг богино хугацаанд түргэн зуур бетондоход түүний дээд гадаргууд нилээд хэмжээгээр ус ялгарах боломжтой байдаг. Энэ ялгарсан усыг цементийн хэмжээг нэмэгдүүлэх буюу жижиг дүүргэгч болон бусад хэсгүүдтэй бетон хольцыг аажим цутгах замаар багасгаж болно.
Өндөр хана цутгах бетоны ажилд бетон хольцыг доороос дээш ойролцоогоор 30 см зайд цутгаж, барагцаалбал 1 цаг барилт хийхэд суулт зогсоно. Багана, ханын бүрэн суулт, ан цавыг арилгахын тулд уг багана ба ханан дээр тулгуурлах дам нуруу, хавтан, хөндөлийн бетон цутгаж эхлэх хүртэл багана, ханын бетоныг хамгийн багадаа 2 цаг түүнээс дээш барилт хийсэн байх ёстой.
Бетоныг цутгасаны дараа бэхжилтийг үеийн арчилгааг технологийн горимын дагуу хийх нь зайлшгүй ач холбогдолтой юм. Барилгын ажил гүйцэтгэхэд бүх төрлийн бүтээцийн бетон төмөрбетон эдлэлийг дараах өртөлтөөс хамгаалсан байх ёстой. Бетонд чийгийг хамгаалах хэд хэдэн арга байх бөгөөд жишээ, хэвэнд нь барилт хийх, хаалт бюу далан хийх, хамгаалах үеийн тусламжтай чийг хадгалах, хучаас бүрхүүл хэрэглэх, бетон дээд гадаргууд шингэн байдалтай нимгэн бүрхүүл үүсгэх, хучлага, элс, үртэсэн асгаасыг чийглэж ашиглах ажилбарууд хамаарна. Бетон хольцыг шинээ цутгаж бэхжүүлэх үед дээр арга хэмжээ авахаас гадна нэн түрүүн салхины урсгалаас хамгаалж арчилгааны аргуудыг хэрэглэх ёстой.
Халуун, хуурай уур амьсгалтай үед нимгэн хальсан бүрхүүл, усаар шүрших зэрэг аргаар чийгийн ууршилтаас хамгаалахаас гадна цементийн гидратацийг түргэсгэх болон бэхжилтийн процессыг түргэсгэхэд нимгэн полиэтлин бүрхүүл хучаас бичил орчин бүрдүүлэх сайн талтай байдаг.
Ханын зузаан 0,15 м бол давхарын өндөр 1,5 м хүртэл бетондолт хийнэ. Энэ үед нэг талыг бүх өндөрөөр, харин бетон цутгагдах нөгөө талыг давхарын өндөрөөр хийнэ.
Цутгамал бетоны арчилгаа нэн чухал ач холбогдолтой байдаг. Цутгамал бетоныг зайлшгүй нөхцлөөр бэхжүүлэхийн тулд таатай температур ба чийгийг буй болгох шаардлагатай байдаг. Энэ нөхцлийг хангахгүйгээр бүтээцийн бетон төмөрбетон микро ба макро ан цав, хэв гажилтанд орж улмаар төслийн бат бэхийн шаардлага хангахгүй болно.
Шинээр цутгасан бетонд ус их агуулж цементийн бүрэн гидратацийн процесс зайлшгүй явагдах боловч ихэнхи тохиолдолд барилга барих угсралтын технологийн явцад нилээд хэмжээгээр агуулагдсан ус ууршилтаар алдагдах тул заавал урьдчилсан арга хэмжээ авах шаардлагатай болдог.
Нам температурт хэвийн гидратацийн урвалаас олон дахин удаан явагдаж, харин хөлдөлтийн цэгт ойр буюу түүнээс бага температурын үед химийн урвал зогсоно. Заримдаа өндөр хананд бетон хольцыг богино хугацаанд түргэн зуур бетондоход түүний дээд гадаргууд нилээд хэмжээгээр ус ялгарах боломжтой байдаг. Энэ ялгарсан усыг цементийн хэмжээг нэмэгдүүлэх буюу жижиг дүүргэгч болон бусад хэсгүүдтэй бетон хольцыг аажим цутгах замаар багасгаж болно.
Өндөр хана цутгах бетоны ажилд бетон хольцыг доороос дээш ойролцоогоор 30 см зайд цутгаж, барагцаалбал 1 цаг барилт хийхэд суулт зогсоно. Багана, ханын бүрэн суулт, ан цавыг арилгахын тулд уг багана ба ханан дээр тулгуурлах дам нуруу, хавтан, хөндөлийн бетон цутгаж эхлэх хүртэл багана, ханын бетоныг хамгийн багадаа 2 цаг түүнээс дээш барилт хийсэн байх ёстой.
Бетоныг цутгасаны дараа бэхжилтийг үеийн арчилгааг технологийн горимын дагуу хийх нь зайлшгүй ач холбогдолтой юм. Барилгын ажил гүйцэтгэхэд бүх төрлийн бүтээцийн бетон төмөрбетон эдлэлийг дараах өртөлтөөс хамгаалсан байх ёстой. Бетонд чийгийг хамгаалах хэд хэдэн арга байх бөгөөд жишээ, хэвэнд нь барилт хийх, хаалт бюу далан хийх, хамгаалах үеийн тусламжтай чийг хадгалах, хучаас бүрхүүл хэрэглэх, бетон дээд гадаргууд шингэн байдалтай нимгэн бүрхүүл үүсгэх, хучлага, элс, үртэсэн асгаасыг чийглэж ашиглах ажилбарууд хамаарна. Бетон хольцыг шинээ цутгаж бэхжүүлэх үед дээр арга хэмжээ авахаас гадна нэн түрүүн салхины урсгалаас хамгаалж арчилгааны аргуудыг хэрэглэх ёстой.
Халуун, хуурай уур амьсгалтай үед нимгэн хальсан бүрхүүл, усаар шүрших зэрэг аргаар чийгийн ууршилтаас хамгаалахаас гадна цементийн гидратацийг түргэсгэх болон бэхжилтийн процессыг түргэсгэхэд нимгэн полиэтлин бүрхүүл хучаас бичил орчин бүрдүүлэх сайн талтай байдаг.
Бүтээцийн бетон төмөрбетоныг хэвийн температур, чийгтэй орчинд бэхжүүлэхэд түүний бат бэхийг п > 3 хоногоос дээш хугацаанд бэхжилтийн кнетик өсөлтийг дараах томъёогоор тодорхойлж бат бэхийн хугацаан өсөлтийн үзүүлэлтийг тодорхойлно. Rn = R28 (lg n /lg 28).