4. Технология заполнения труб бетоном

При широком применении трубобетонных конструк­ций необходим индустриальный и высокопроизводитель­ный способ заполнения труб бетоном, обеспечивающий высокую прочность и однородность бетонного ядра. Су­ществуют три способа уплотнения бетона в трубах: глу-

Рис. 24. Различные решения узлов из стальных труб

А — без пересечения раскосов; б — с пересечением раскосов; в — с распоркой

25

Бинным вибрированием, штыкованием и внешним вибрированием.

Глубинное вибрирова­ние осуществяется глу­бинными вибраторами, вводимыми в бетон, обо­лочка стержня при этом неподвижна. Способ при­меняется при больших диаметрах труб >100 мм).

Штыкование бетона производят вручную стер­жнями, длина которых больше длины трубы. Оболочка стержня при этом способе также не­подвижна, а бетон уплот­няется под воздействием перемещаемых стержней. При штыковании получа­ется плохое качество бе­тона [134].

Наиболее эффектив­ным и универсальным яв­ляется внешнее вибриро­вание, осуществляемое с помощью • вибростола с вертикальными гармони­ческими колебаниями. При этом способе трубы, прочно прикрепленные к вибро­столу в вертикальном положении, вибируют вместе с ним (рис.25). Бетон подается сверху через загрузочные во­ронки в вибрирующую трубу, заполняет ее и одновре­менно уплотняется.

Рис. 25. Сборно-разборное креп­ление труб на вибрационной площадке

Отсчет времени вибрирования ведется от начала за­полнения трубы. Время наполнения трубы диаметром 110 мм в среднем при соотношении Ь:Б = 5 и частоте 3000 кол/мин составляет 25 сек; при Ь : Б = 30 оно состав­ляет 160 сек. С изменением водоцементного отношения в пределах 0,35—0,6 время заполнения труб бетоном ме­няется несущественно. Варьируемыми компонентами вибропроцесса являются режим вибрации и жесткость бетонной смеси. Режим вибрации определяется величи­ной амплитуды, частоты и продолжительности колебания.

В проведенных экспериментах [56] использовались гармонические колебания с амплитудами 0,3—0,6 мм, частотами 1400—6000 кол/мин, длительностью 16— 210 сек. Предусматривалась возможность извлечения бе-

Таблица 2

РЕЖИМЫ УПЛОТНЕНИЯ И СОСТАВЫ БЕТОНА

Состав бетона

Режим уплотнения

С 2 X

I с.

F.

Цемент в кг

Песчано — гравийная смесь в кг

Щебень в кг

Вода в л

В/Ц

Жест­кость в сек

Частота колеба­ний в 1 мин

Ампли­туда в мм

Время уплот­нения в сек

1

400

1235

653

157

0,392

70

1500

0,3

70

2

400

1235

653

157

0,392

70

1500

0,6

70

3

337

1348

542

202,2

0,6

16

1500

0,3

16

4

337

1348

542

202,2

0,6

16

6000

0,3

16

5

400

1235

653

157

0,392

70

1500

0,3

210

6

400

1235

653

157

0,392

70

6000

0,3

70

7

400

1235

653

157

0,392

70

6000

0,3

210

8

400

— 1235

653

157

0,392

70

3000

0,3

210

9

337

1348

542

202

0,6

16

3000

0,3

16

10

337

1348

542

202

0,6

16

3000

0,3

48

11

337

1348

542

202

0,6

16

3000

0,6

16

12

400

1235

653

157

0,392

70

3000

0,3

70

13

550

1300

383

204

0,371

90

3000

0,3

90

14

337

1355

585

157

0,465

60

3000

0,3

60

Тонного ядра из трубы, для чего последняя делалась разъемной по диаметральной плоскости. Бетонные стер­жни извлекали из труб через сутки после их изготовле­ния, а через трое суток распиливали на цилиндры высо­той 200 мм. Из каждого бетонного ядра в зависимости от его длины получалось от 2 до 12 цилиндрических образ­цов, которые затем испытывали на сжатие вдоль оси. Прочности образцов из одного и того же ядра не одина­ковы и зависят от положения образца в ядре. Числен­ные характеристики прочности образцов служат основой для суждения о качестве уплотнения. Идеальным счи­тается случай, когда прочность бетонного ядра одина­кова по всей длине стержня. Практически этого достиг-

I— СЧ ГО СЧ О) I— Г-1—00 1—1—СО 0100 ООО) О) О) О) о) о о>

О) О)

СЧ

Со

Ю О О со со ю ююсо ю

О) О О О) О) О} О) О) О) О) О) О) —• СЧ (М — —• —1 —’ —’ —¦ _ —, _

Со

О)

+1

Сч

СО СЧ СЧ —’ 00 Г — 1— I— СО!—Ю СОт»"^ т}<сОСО СО СО СО

Щ

Сч

+1

О ^ СО Ю О 00 О) О) О) ¦ О О) 1— 00 00 00 00 00 С*- Г— Г— Г— I— I—

О

00

Т)"

+1

О

О СЧ О СО —¦ 00 00 ю <о со — о

Г— г— 00 оо оо (— Г—(— Г— 1-1-1—

Со г-

Со

+1

О

Оо —1 со О) о оо оооооо со оо сч

[—00 00 Г-00 I— 1—1—1— 1—1—1—

О) [—

Т}<

00

I—СО "ф 0)000 1-00 00 I— г — ю СО ^ со соСО СО СО со со со

О)

Со

Сч

+!

Г-

О) о о о —о —< Г — О О О 00 * сч сч сч сч сч со со ^ со СО СО ‘

О)

Сч

О)

+1

0)03 0 О 10 СО СО О-чр СП 00 О) —< — СЧ СЧ СЧ СЧ см СО СО

Г— сч

Со

+1

Ю

О —’ О) О 00 С— О О) О) 00 00 О)

ООО) О О —’ СЧ СЧ —’ со сч сч

СО

+1

Тг

Ю^О! 00 Ю 00 СОСОО) 0)0 0 ююю ю со со с— г— г— 1—0000

О) СО

+1

Со

О—СО О СЧ 00 (N00— О) О

^ ^ ^ ЮЮЮ ю со 1—

Ю

О

Сч

+1

С4

О) — О 00 СО —< Ю О) —« О) О) О)

^ЭЭ 2 — 2

00

О

+)

О) СЧ •*)< ^ —1 О — СО О ЮО) о

Слоо 2 — 2 сч сч сч счсчсо

Со

О

+1

Да в порядке заполнения трубы бетоном

Сч — о о оо г— СОЮ1" со сч —1

Среднее значение

Коэффициент ва­риации в %

Нуть не удается, и наилучшие режимы уплотнения вы­являются статистическим путем.

В табл. 2 и 3 даны результаты проведенных экспери­ментов. Из этих таблиц видим, что при частотах 1500 и 6000 кол/мин получается низкая прочность бетона в вер­хней части; расхождения прочности отдельных участков стержня при частоте 1500 кол/мин достигают 80%, при частоте 6000 кол! мин — 45%. При увеличении длитель­ности уплотнения до /=ЗЖ начинается расслоение бе­тона в нижней части трубы при недостаточном еще уп­лотнении его вверху. Таким образом, эти режимы вибри­рования нельзя считать удовлетворительными.

При частоте 3000 кол/мин расхождение пределов проч­ности отдельных участков бетонного сердечника состав­ляет 8—11%. Увеличение амплитуды колебаний от 0,3 до 0.6 мм несколько увеличивает зону наибольшей прочно­сти бетона, которая обычно находится в 20—30 см от верха трубы. Можно предположить, что зона интенсивно­го уплотнения бетонной смеси перемещается одновре­менно с увеличением высоты бетонного заполнения. По­ступающий сверху бетон сразу попадает в эту наиболее эффективную область. По-видимому, размеры этой зоны зависят от амплитуды колебаний и увеличиваются с уве­личением последней. Увеличение продолжительности уп­лотнения не вызывает заметного роста прочности бетона и не является целесообразным.

Прочность бетонных цилиндров, полученная при дан­ном режиме заполнения, в среднем на 26% выше проч­ности аналогичных, но уплотненных штыкованием цилиндров. Отношение средней прочности бетонных ци­линдров к прочности кубов размером ЮОХЮОХЮО мм, изготовленных и испытанных одновременно, составляет 0,78—0,83. Таким образом, частота 3000 кол/мин дает достаточно равнопрочное бетонное ядро и может счи­таться оптимальной. Способ внешнего вибрирования индустриален, позволяет использовать имеющееся обо­рудование заводов железобетонных конструкций и обес­печивает скоростное ведение работ, поэтому его можно рекомендовать в качестве основного способа изготовле­ния трубобетона.



.