Lucrarea 5, Sem. 6 - Turnarea Betonului in Stalpi Si Diafragme [PDF]

Zitiervorschau

Punerea în operă a betonului în stâlpi monoliţi

1. Tema lucrării Să se organizeze procesul de punere în operă a betonului în stâlpi monoliţi aflaţi la parterul construcţiei prezentate în figură.

2. Indicaţii pentru rezolvare În procesul de punere în operă a betonului în stâlpi monoliţi se analizează următoarele aspecte: - modul de turnare (plan de turnare); - compactarea şi mijloacele utilizate; - verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului.

3. Rezolvarea lucrării 3.1. Turnarea betonului Se face cu macaraua sau cu autopompa. În lucrarea de faţă se propune turnarea betonului cu macaraua turn care se deplasează pe o cale de rulare amplasată în lungul construcţiei, conform planului de turnare din fig. 1. Betonul se toarnă în straturi a căror înălţime se corelează cu parametrii de lucru ai mijlocului de compactare. Avându-se în vedere că stâlpii se toarnă în cofraje specializate C.M.S. se alege vibrarea interioară. Ordinea de turnare a stâlpilor este prezentată în aceeaşi figură.

3

R1

5

R2

R1

S1

S1

6

7

R2

8

R2

9

R2 11

10 3.90

3.90

4,10

10.75

R1

4

5.375

2

S2

5.375

R1

S2

5.15

1

S2

5.15

S2= 40 x 45

12 3.90

3,90

4,10

R3

R3

R3

ax cale rulare macara MT 40

A

R3

d = 4.50

12.10

Fig. 1 Plan de turnare 3.2. Compactarea betonului Pentru vibrarea betonului turnat în stâlpi se vor folosi pervibratoare de tip V.E.I. 36, având următoarele caracteristici:

L b = 537 mm d b = 70 mm

R 0 = 33 cm Se adoptă înălţimea stratului de turnare h s = 60 cm , avându-se în vedere lungimea capului vibrator şi mişcarea de translaţie pe verticală în timpul procesului de compactare. Este necesară stabilirea poziţiei de introducere în beton a mijlocului de vibrare pentru a fi antrenată întreaga masă de beton. Aceasta este prezentată în fig. 2. În funcţie de dimensiunile secţiunii stâlpului pot apărea mai multe situaţii, în sensul că pervibratorul se poate introduce în beton o singură dată (la dimensiuni reduse ale secţiunii) sau de mai multe ori. Foarte importante sunt regulile de compactare ale betonului cu vibratoare de interior, în sensul că: - acestea se introduc în beton numai în poziţie verticală şi cât se poate de rapid; - capătul inferior al pervibratorului trebuie să pătrundă circa 5 cm în stratul vibrat anterior, pentru a se realiza o legătură intimă între cele două staturi; - pervibratorul se menţine în beton o durată care, împreună cu duratele necesare introducerii şi extragerii lui, să nu depăşească durata optimă de vibrare, caracteristică diferitelor lucrabilităţi; în această perioadă pervibratorul nu rămâne fix, ci se mişcă încet sus-jos în marja a 5 cm; - extragerea pervibratorului din beton se face lent (cu o viteză de circa 8 cm/sec), pe direcţia în care a fost introdus, urmărindu-se ca în urma lui să nu rămână un gol (în special în cazul betoanelor plastic-vârtoase); - vibrarea se consideră terminată şi trebuie oprită în momentul când încetează vizibil tasarea betonului şi eliminarea bulelor de aer, iar la suprafaţa acestuia apare mortarul de ciment cu aspect lucios; - poziţiile succesive ale vibratorului trebuie precizate într-un plan de punere în operă (detalii în fig. 2).

l0 l0

b/2

l0

l0

h

l1

D/ 2

Ro

l0

Ro

l0

l0

l0

b/2 b b

Fig. 2 Poziţiile de introducere ale pervibratoarelor în stâlpi Distanţele între punctele de introducere ale pervibratoarelor trebuie să respecte următoarele reguli:

D b ≤ l0 ≤ 0,5R 0 1,3R 0 ≤ l1 ≤ 1,5R 0 unde:

D b - diametrul buteliei pervibratorului (cm); R 0 - raza de vibrare (cm). 3.3 Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului Se face cu relaţia:

Q b min =

Vstr ≤ Cb t 2 − t1

unde:

Q b min - debitul minim de beton (m3/h); Vstr - volumul de beton din stâlpii turnaţi (m3). Vstr = n s ⋅ h ⋅ b ⋅ h str în care:

n s - numărul de stâlpi; h - înălţimea secţiunii stâlpilor (m); b - lăţimea secţiunii stâlpilor (m);

h str - înălţimea stratului de turnare (m); t1 - vârsta betonului la terminarea punerii în operă (ore);

t1 ≤ t i (timpul de începere a prizei cimentului în funcţie de θae temperatura aerului exterior şi felul cimentului, în ore;

t 2 - vârsta de revibrare sau de acoperire, în ore;

Cb - capacitatea de betonare a utilajului cu care se toarnă betonul, în funcţie de productivitatea de exploatare, în m3/h. Dacă relaţia nu este îndeplinită se apelează la următoarele soluţii: a) folosirea unui utilaj de turnare a betonului cu o productivitate de exploatare mai performantă şi implicit o capacitate de betonare mai mare; b) utilizarea adaosurilor întârzietoare de priză; c) reducerea volumului de beton turnat, în sensul limitării numărului de stâlpi în care se toarnă materialul (soluţie optimă). Se calculează, în consecinţă, numărul acestora n s prin relaţia:

Q b min =

C (t − t ) n s ⋅ h ⋅ b ⋅ h str ≤ C b rezultând: n s ≤ b 2 1 h ⋅ b ⋅ h str t 2 − t1

4. Exemplu practic 9 Turnarea betonului se face conform planului de turnare prezentat în fig. 1. Se utilizează o macara turn MT 40 şi bene papuc cu capacitatea de 0,8 m3. Se mai cunosc următoarele date: 9 Caracteristicile pervibratorului (VEI 36):

L b = 537 mm - lungimea capului buteliei; d b = 70 mm - diametrul buteliei; R 0 = 33 cm - raza de vibrare. 9 Capacitatea de betonare a macaralei Cb = 7,5 m3 / h .

Betonul se toarnă în straturi de înălţime h s = 60 cm 9 Compactarea betonului se analizează concomitent cu procesul de turnare. Înălţimea stâlpului este:

H s = H1 − h g = 3,50 − 0,55 = 2,95m Procesul de turnare – compactare este prezentat în fig. 3. Pervibratorul se introduce în beton o singură dată, deoarece raza de vibrare:

D = 30,1cm 2 0,60

R 0 = 33 cm >

0,60 5...10 cm

a

0,60

20

20 40

Fig. 3 Turnarea şi compactarea betonului în stâlp Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului:

Q b min =

Vstr n ⋅ h ⋅ b ⋅ hs ≤ Cb = s t 2 − t1 t 2 − t1

unde:

n s = 12 - numărul de stâlpi; b = 0,40 m ; h = 0,45 m ; h s = 0,60 m

h = 45

22,5

D/ 2=

33

a

30 ,1

=

0,60 Hs = 2,95

Ro

Pervibrator VE I36

22,5

0,60

a-a

t1 = 1,50 ore (pentru ciment II A – S 32,5 R şi θ

ae

= 20

0

C

t 2 = 3,00 ore (pentru ciment II A – S 32,5 R şi θae = 200 C ) Rezultă:

Q b min =

12 ⋅ 0,4 ⋅ 0,45 ⋅ 0,60 = 0,864 m 3 / h < C b = 7,5 m3 / h 3,00 − 1,50

)

FT 6.1

Fişă tehnologică pentru punerea în operă a betonului în stâlpi

R1

S2

2

3

R1

S2 4

R1

R1

5.375

1

S2

5.15

S2= 40 x 45

01

7

5.15

8

R2

R2

R2

9

R2 11

10 3.90

5.375

6

5

10.75

S1= 40 x 45

3.90

12 3.90

R3

A

R3

R3

R3

4.50

12.10

ax cale rulare macara MT 40

Fig. 1 Plan de turnare; succesiunea tehnologică; amplasarea macaralei

Fişă tehnologică pentru punerea în operă a betonului în stâlpi

Procesul Mijloc tehnologic Transport pe Autoagitator orizontală Transport la obiect

Macara turn MT 40 Benă papuc

Compactare

Pervibrator VEI 736

Caracterisrici

Nr. buc.

V’t = 3,2 m3

1

R = 16 m; Qm = 2,5 tf Cb = 7,5 m3/h v’t = 0,8 m3 vb = 0,73 m3 R0 = 33 cm; Lb = 53,7 cm; db = 7 cm

Fig. 2 Compactarea betonului

1 4 4

FT 6.1 02

Punerea în operă a betonului în diafragme monolite

1. Tema Să se organizeze procesul de punere în operă a betonului în diafragmele monolite de la etajul construcţiei prezentate figură.

2. Indicaţii pentru rezolvare În procesul de punere în operă a betonului în diafragme monolite se analizează următoarele aspecte: ƒ turnarea betonului (plan de turnare); ƒ compactarea şi mijloacele utilizate; ƒ verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului.

3. Rezolvarea Acest proces tehnologic se poate realiza cu două mijloace de turnare: macara sau autopompă de beton. În lucrarea de faţă se propune utilizarea unei macarale turn amplasată pe latura lungă a construcţiei şi a benelor papuc. Planul de turnare este prezentat în fig. 1. Betonul se toarnă în straturi, a căror înălţime se corelează cu parametrii de lucru a mijlocului de compactare. Avându-se în vedere modul de cofrare se pot adopta două maniere de compactare şi anume: a) vibrarea interioară – cu utilizarea pervibratorului; b) vibrarea exterioară – cu utilizarea vibratoarelor de cofraj. 3.1. Turnarea betonului Deoarece acest proces tehnologic trebuie analizat concomitent cu modul de compactare se vor analiza cele două moduri de vibrare. În fig. 1 este prezentat planul de turnare.

15

15

15

3.875

15

3.75

15

15

15

15

3.875

15

15

10.75

5.15

15

15

15

5.15

R

4.50

12.10

ax cale rulare macara MT 40

Fig. 1. Planul de turnare; succesiunea turnării 3.2. Compactarea betonului şi mijloacele utilizate 3.2.1. Compactarea prin vibrarea interioară a betonului din diafragme Se vor folosi pervibratoare cu următoarele caracteristici:

L b - lungimea capului buteliei (cm) d b - diametrul buteliei (cm) R 0 - raza de vibrare (cm). Înălţimea stratului de turnare h s se corelează cu lungimea capului vibrator.

hs hs

Sectiune a-a

hs

dv

dv

a hs

5...10 cm

a

Ro d/2 dv/2

d

Hd

previbrator

d

Fig. 2. Turnarea şi compactarea betonului din diafragme cu vibratoare de interior Pentru a nu rămâne beton necompactat în diafragme este necesar calculul distanţei între punctele de introducere a acestuia d v , cu relaţia:

⎛d⎞ d v = R 02 − ⎜ ⎟ ⎝2⎠

2

unde:

R 0 - raza de vibrare (cm); d – grosimea diafragmei (cm). Înălţimea stratului de turnare a betonului h s se corelează cu lungimea capului pervibrator şi avându-se în vedere mişcarea lentă de translaţie pe verticală, se adoptă h s = 0,60 m . Compactare prin vibrare exterioară a betonului din diafragme În cazul acesta se utilizează vibratoare de cofraj amplasate pe elementele de

susţinere primară (moaze). În funcţie de grosimea diafragmelor şi mărimea razei de vibrare poziţia acestora diferă. (fig. 3.)

Fig. 3. Amplasarea vibratoarelor de cofraj - în plan orizontal (a, b, c) şi în plan vertical (d) Regula de bază la utilizarea vibratoarelor de cofraj este amplasarea acestora “în şah” pe ambele feţe ale cofrajului. În cazul variantei “c” deoarece rămâne un strat mediu nevibrat se propune vibrarea interioară, dar, pentru a se evita imobilizarea a două tipuri de mijloace de compactare se optează pentru folosirea doar a pervibratoarelor. Deoarece distanţa între vibratoarele de cofraj depinde de

d 0 - lăţimea prismului de beton vibrat, trebuie calculată această valoare.

F ≥ K ⋅ G + G' unde:

K - coeficient în funcţie de lucrabilitatea betonului; G - greutatea betonului vibrat (daN);

G ' - greutatea cofrajului vibrat (daN); F - forţa de vibrare (daN).

hs

vibrator de cofraj

do d Fig. 4. Prismul de beton vibrat de un vibrator de cofraj

G = hs ⋅ d0 ⋅ R 0 ⋅ γ b G' = p ⋅ h s ⋅ d0 Relaţia transformată devine:

F ≥ K ⋅ hs ⋅ d0 ⋅ R 0 ⋅ γ b + p ⋅ d0 ⋅ hs rezultând lăţimea prismului de beton vibrat de un vibrator amplasat pe una din feţele cofrajului.

d0 ≤

F h s (K ⋅ R 0 ⋅ γ b + p )

în care:

h s - înălţimea stratului de turnare, egală cu distanţa între moaze dm (m); γ b - greutatea specifică aparentă a betonului proaspăt (daN/m3)

R 0 - raza de vibrare (m);

p - greutatea proprie a cofrajului (daN/m2). Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului se face cu relaţia:

Q b min =

Vstr ≤ Cb t 2 − t1

unde:

Q b min - debitul minim de beton (m3h); Vstr - volumul stratului de beton turnat determinat cu relaţia: Vstr = L d ⋅ d ⋅ h s L d - lungimea desfăşurată a diafragmei (m); d - grosimea diafragmei (m);

h s - înălţimea stratului de turnare (m); t1 - vârsta betonului la terminarea punerii în operă; t1 ≤ t i (timpul de începere a prizei cimentului (ore), în funcţie de felul cimentului şi temperatura aerului exterior θae .

t 2 - vârsta de revibrare sau de acoperire, în funcţie de felul cimentului şi temperatura aerului exterior θae (ore).

Cb - capacitatea de betonare a utilajului folosit la turnarea betonului, în funcţie de productivitatea de exploatare p ex , în m3/h. Dacă relaţia nu este îndeplinită se au în vedere următoarele soluţii: a) utilizarea unui utilaj de turnare a betonului cu o productivitate de exploatare mai performantă şi implicit o capacitate de betonare mai mare; b) folosirea adaosurilor întârzietoare de priză; c) reducerea volumului de beton turnat. Aceasta ar reprezenta varianta economico-financiară optimă. Aşadar, se recurge la sectorizarea construcţiei, apelându-se la un rost tehnologic. Acesta trebuie să se afle într-o zonă de efort minim, respectiv în dreptul armăturii ridicate pe reazeme la un gol în diafragmă (uşă).

Exemplu practic Varianta “a” vibrare interioară 1. Turnarea betonului se face conform planului de turnare prezentat în fig. 1. Se utilizează o macara turn MT 40 şi bene papuc cu capacitatea de 0,8 m3. 2. Compactarea betonului din diafragme prin vibrare interiuoară. Se cunosc următoarele date: ƒ Caracteristicile vibratorului de interior VEI 36.

L b = 537 mm - lungimea capului buteliei; d b = 70 mm - diametrul capului vibrator; R 0 = 33 cm - raza de vibrare. ƒ

Capacitatea de betonare a macaralei C b = 7,5 m 3 / h . Betonul se toarnă în straturi de înălţime h s = 0,60 m . Înălţimea diafragmei: Hd = H2 – g

H d = 2,60 − 0,14 = 2,46 m Procesul de turnare – compactare este prezentat în fig. 2. Conform relaţiei se calculează distanţa între punctele de introducere ale pervibratorului. 2

2

⎛d⎞ ⎛ 15 ⎞ d v = R − ⎜ ⎟ = 332 − ⎜ ⎟ = 34 cm ⎝2⎠ ⎝2⎠ 2 0

Această valoare calculată se corelează cu distanţele între armăturile diafragmei, rezultând d vef ≤ d v . Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului

Q b min =

Vstr L ⋅ d ⋅ hs ≤ Cb = d t 2 − t1 t 2 − t1

unde:

Vstr = Ld ⋅ d ⋅ h s = 55,1 ⋅ 0,15 ⋅ 0,60 = 5m3 t1 = 1,5 ore (pentru ciment II/A – S 32,5 R şi θae = 200 C ) t 2 = 3 ore (pentru ciment II/ A – S 32,5 R şi θae = 200 C )

Q b min =

5 = 3,33 m3 / h < C b = 7,5 m3 / h . 3 − 1,5

Relaţia fiind îndeplinită nu sunt necesare măsuri specifice. În cazul când datorită grosimii diafragmei sau lungimii desfăşurate nu este satisfăcută se recurge la soluţiile prezentate, cea optimă fiind sectorizarea construcţiei şi implicit reducerea volumului de beton turnat. Varianta “b” vibrare exterioară Turnarea betonului se face conform planului de turnare prezentat în figurii 1. Se utilizează o macara turn MT 40 şi bene papuc cu capacitatea de 0,8 m3. 4.2. Compactarea betonului Se cunosc următoarele date:

d = 15 cm - grosimea diafragmei h s = 0,60 m - înălţimea stratului de beton turnat R 0 = 15 cm - raza de vibrare a vibratorului de cofraj F = 250 daN - forţa de vibrare a unui vibrator Cb = 7,5 m3 / h - capacitatea de betonare a macaralei Pentru a se evalua distanţa între vibratoare d v , se calculează mai întâi lăţimea prismului de beton vibrat, conform relaţiei (13.6).

d0 ≤

F 250 = = 0,55 m h s (K ⋅ R 0 ⋅ γ b ⋅ p ) 0,60(2 ⋅ 0,15 ⋅ 2400 + 30)

unde:

K = 2 (pentru betoane de lucrabilitate L3); γ b = 2400 daN / m3 - greutatea specifică aparentă a betonului proaspăt;

p = 30 daN / m 2 - greutatea proprie a cofrajului Distanţa între vibratoare va fi:

d v = 2 ⋅ d 0 = 2 ⋅ 0,55 = 1,10 m

Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului

Q b min =

Vstr L ⋅ d ⋅ hs = d ≤ Cb t 2 − t1 t 2 − t1

unde:

Vstr = Ld ⋅ d ⋅ h s = 55,1 ⋅ 0,15 ⋅ 0,60 = 5m3 t1 = 1,5 ore (pentru ciment II/A – S 32,5 R şi θae = 200 C ) t 2 = 3 ore (pentru ciment II/A – S 32,5 R şi θ

Q b min =

ae

= 20

5 = 3,33 m3 / h < C b = 7,5 m3 / h . 3 ⋅ 1,5

0

C )

15

Fişă tehnologică pentru punerea în operă a betonului în diafragme monolite din beton armat 15

15

3.875

15

3.75

15

15

70

15

R

70

5.15

1.00

2.00

70

15

10.75

1.00

2.00

70

R

15

15

15

15

15

15

15

01

15

3.875

15

5.15

15

15

FT 6.2

4.50

12.20

ax cale rulare macara MT 40

Fig. 1 Plan de turnare şi succesiunea turnării

FT 6.2

Fişă tehnologică pentru punerea în operă a betonului în diafragme monolite din beton armat

02

Sectiune a-a

Hd = 2.46

0.60

0.15

Ro

=3

3

0.61

a

0.60

previbrator VE I 36

a

dv = 30

Nr. crt.

Operaţia

Mijloc

Caracteristici

Nr. buc.

1

Transport pe orizontală

Autoagitator

V’t = 3,2 m3

3

hs= 0.60

a

dv = 30

b

2

d=0.15

Transport la obiect

R = 16 m; Q = 2,5 tf Cb = 7,5 m3/h v’b = 0,8 m3 vb = 0,73 m3 Ra = 33 cm; Lb = 53,7 cm; db = 7 cm

Macara turn MT 40 Benă papuc

3

Compactare

Pervibrator VE 736

1 4 4

Hd = 2.46

0.60

hs

0.60

hs = 0.60

dv = 0.60

hs

vibrator de cofraj V250

0.61

Fig. 2 Compactarea betonului prin vibrare interioară; mijloace utilizate; a – secţiune verticală; b – secţiune orizontală

d=0.15

dv= 1.10

A a

dv= 1.10

b

FT 6.2

Fişă tehnologică pentru punerea în operă a betonului în diafragme monolite din beton armat vibrator de cofraj

03

15

cofraj

do = 55 dv = 1.10

Fig. 3 Compactarea betonului cu vibrator de cofraj: a – secţiune verticală; b – vibrare elevaţie; c – secţiune orizontală Nr. crt.

Operaţia

Mijloc

Caracteristici

Nr. buc.

1

Transport pe orizontală

Autoagitator

V’t = 3,2 m3

4

2

Transport la obiect

Macara turn MT 40 Benă papuc

3

Compactare

Pervibrator VE E 250

R = 16 m; Q = 2,5 tf Cb = 7,5 m3/h v’b = 0,8 m3 vb = 0,73 m3 R0 = 15 cm; F = 250 daN

1 4 24