Строительство ТЭС и АЭС - 2 - Каменные и бетонные работы

Глава 2. КАМЕННЫЕ И БЕТОННЫЕ РАБОТЫ.

1. КАМЕННЫЕ РАБОТЫ.

Марки камня и растворов указывают в рабочих чертежах сооружаемых конструкций.
Для конструкций, возводимых в зимнее время способом замораживания, применяют цементные, цементно-известковые и цементноглиняные растворы с органическими пластификаторами-микропенообразователями. В качестве вяжущего для растворов рекомендуется применять портландцемент. Предел прочности на сжатие в стадии оттаивания принимается равным 0,2 МПа для растворов марки 25 и выше на портландцементе (при толщине стен и столбов 38 см и более).
При возведении каменных конструкций в зимних условиях без искусственного прогрева рекомендуется применять растворы марки 50 и выше на портландцементе марки не ниже 300 с противоморозными химическими добавками, обеспечивающими их твердение при отрицательной температуре. В качестве противоморозных химических добавок при беспрерывном возведении зданий рекомендуется применять поташ, нитрит натрия и комплексную химическую добавку, состоящую из нитрата кальция и мочевины.
В случае применения цементов высоких марок в состав раствора для экономии вяжущего вводят минеральные тонкомолотые или тонкодисперсные добавки. Увеличение расхода цемента для получения заданной марки раствора в более ранние сроки запрещается.
Для повышения удобоукладываемости растворов с добавками поташа рекомендуется вводить глиняное тесто (до 40 % объема цемента). Добавлять известь в эти растворы не рекомендуется.
Запрещается применять растворы с добавками поташа, нитрита натрия или кальция в конструкциях зданий и сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности (выше 60%), повышенной температуры (выше 40 °C) или агрессивных сред.
Для конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных и текучих вод, применяют пуццолановый портландцемент и сульфатостойкие портландцементы с учетом указаний «Защита строительных конструкций от коррозии. Материалы и изделия, стойкие против коррозии».
Размер зерен песка для кладочного раствора не должен превышать: 2,5 мм для кладки из кирпича и камней правильной формы, 5 мм для кладки из бутовых камней.
Подвижность раствора характеризуется глубиной погружения в него стандартного конуса. В зависимости от назначения раствора в летних и зимних условиях глубина погружения конуса принимается следующей, мм:
Растворы, применяемые при монтаже конструкций из крупных блоков и для расшивки швов в стенах из панелей и крупных блоков        .                       .                       5—7
Подаваемые растворонасосом .. 14
Применяемые при кладке из обыкновенного кирпича, бетонных камней и камней из легких пород . . .             9—13
Применяемые при обычной кладке из пустотелого кирпича или керамических камней .               .                       .                       7—8
Применяемые при бутовой кладке: обычной ..  4—6
при заливке пустот в                  ней                                                    13—14
при вибрированной                                                                                   1—3
Кладочные растворы употребляют в дело до начала их схватывания, «размолаживание» схватившихся растворов запрещается. Расслоившийся при перевозке раствор перед употреблением тщательно перемешивают на месте.

БЕТОННЫЕ РАБОТЫ.

По конструктивным признакам в соответствии с ГОСТ 23478—79 опалубка подразделяется на: разборно-переставную мелкощитовую, разборно-переставную крупнощитовую, подъемно-переставную, блочную, объемно-переставную, скользящую, горизонтально-перемещаемую (катучая, тоннельная), пневматическую, несъемную (рис. VI.2.1—VI.2.7).

1. 3.3. Схема устройства наружных стен зданий

1 — блочная опалубка; 2 — рабочие подмости; 3 — крепежные штыри; 4 — уголки; 5 —клинья; 6 —  сборная фактурная панель; 7 — конусные втулки; 8 —  опорная рама; 9, 10 — штыри; 11 —  винтовые прижимы; 13 — верхняя часть сборно-монтажной стены

1. 2.3. Схема устройства скользящей опалубки

1 — наружные подвесные подмости; 2 — козырек рабочего пола; 3 — опорные стержни; 4 — гидравлический домкрат; 5 — рабочий пол; 6 — домкратная рама; 7 — щиты скользящей опалубки; 8 — внутренние подвесные подмости

V1.2.4. Инвентарная металлическая опалубка
1 — металлические щиты; 2 — дисковые прижимы; 3 — ручки; 4 — скобы; 5 —  траверса; 6 — катающаяся гайка; 7 —  рукоятка; 8 — лапа; 9 — винт; 10 — поворотная лапа

VI.2.6. Опалубка Оргэнергостроя: а — внутренний угол; б — фрагмент опалубки стены; 1 — щит опалубки; 2 — охватка; 3 — вставка для образования внутреннего угла; 4 — зажимы (разные конструкции); 5 — вставка для пропуска тяжей

V1.2.1. Оборачиваемость опалубки

Класс точности смонтированной опалубки должен быть на класс выше класса точности бетонируемых конструкций, а класс точности изготовления элементов опалубки должен назначаться на класс выше точности монтажа. Оборачиваемость элементов инвентарной опалубки должна быть не менее приведенной в табл. VI.2.1. Ниже рассматриваются виды опалубок, наиболее широко применяемые в теплоэнергетическом строительстве.
Разборно-переставная мелкощитовая опалубка. Наиболее известна унифицированная инвентарная опалубка «Монолит-77» (табл. 2.2), в комплект которой входят: плоские щиты каркасной конструкции (обычно уголок 63X 40X4 мм) с палубой из металла, досок, фанеры, древесностружечной плиты, пластика (длина 900, 1200, 1500, 1800 мм, ширина 300, 400, 500, 600 мм) и угловые щиты;

несущие элементы — схватки (длиной 1800, 2400, 3000, 3600 мм), состоящие из двух швеллеров № 8;
балки, состоящие из двух поясов, выполненных аналогично схваткам из швеллеров № 8 (длина 2600—7600 мм с шагом 1000 мм) и предназначенные для образования пространственных каркасов при крупных опалубочных блоках (ступенчатые фундаменты и др.);
раздвижные ригели (длина 3000, 4000, 6000 мм, высота 300, 400, 500, 600 мм) и телескопические стойки длиной 2000—5000 мм для устройства опалубки перекрытий;
соединительные элементы — клеммеры, скобы, клиновые запоры для соединения щитов между собой, крепление к схваткам, балкам.
«Монолит-77» позволяет собрать опалубку для конструкций с модулем 1,00 мм.
VI.2.2. Комплект опалубки «Монолит-77» на 100 м

Максимальная масса элемента не превышает 50 кг (за исключением балок), что позволяет собирать опалубку вручную.
Аналогична по конструкции инвентарная унифицированная опалубка института Оргэнергострой. В комплект опалубки входят: плоские основные щиты 500x1000, 1500, 2000 мм; доборные плоские щиты 400X1000, 1500, 2000 мм; щит 150X1000 мм; схватки, соединительные элементы, вставки для пропуска тяжей и образования углов, распорки, тяжи, лестницы, навесные площадки и другие элементы.
Разборнопереставная мелкощитовая опалубка Оргтехстроя Главвладивостокстроя с применением асбоцементных листов представляет набор щитов 15 типов с палубой из асбоцементных листов на деревянном каркасе. Размеры щитов 0,6x0,3—1,8x0,6 м, масса 11,5—49 кг. Изготовление всех элементов предусматривается в заводских условиях с применением станка для резки шифера. Инвентарный щит имеет коробчатое сечение. Каркас выполняется из досок 32X150 мм, палуба—из асбоцементных листов толщиной 8—10 мм. В ребрах щитов для соединения щитов между собой прорезаны щелевидные отверстия размером 120X30 мм.
Несъемная стеклоцементная опалубка ЦНИИОМТП в зависимости от назначения подразделяется на опалубку-гидроизоляцию для рулевого цикла и опалубку-облицовку для надземного строительства. Опалубка-гидроизоляция заменяет обмазочную и оклеенную гидроизоляцию конструкций и защищает монолитный бетон от вредного воздействия грунтовых вод, в том числе агрессивных.
Опалубка-облицовка, изготовляемая на белом и цветных цементах, имеет гладкую или рельефную фактуру и используется для декоративной облицовки фасадов и интерьеров зданий.
Стеклоцементные опалубочные плиты                        Толщина, мм           
Размеры, м .
Объемная масса, кг/см ..  1700—1780
Прочность при изгибе. МПа .  12
Йодонепроницаемость ... В16 и более
Процент армирования стекловолокном, % .                       До 5
Стеклоцементиая несъемная опалубка
Расход металла на поддерживающие элементы жесткости, кг/м² До 40
Оборачиваемость элементов жесткости, раз . . свыше 300
Трудоемкость монтажа и демонтажа, чел.-ч/м³ .                              0,4

Универсальная переставная опалубка Таджикортехстроя (табл. VI.2.3) также используется при строительстве ТЭС и АЭС.

VI.2.3. Типовые щиты опалубки Таджикоргтехстроя

Щитовая инвентарная, разборно-переставная опалубка «Монолитно» Оргтехстроя Минстроя Киргизской ССР предназначена для устройства вертикальных и горизонтальных монолитных бетонных и железобетонных конструкций в сооружениях различного назначения. Горизонтальные схватки проходят вдоль каждого яруса щитов (по одной на ярус) и крепятся к ним с помощью клиновых зажимов. Вертикальные схватки укладывают поперек горизонтальных и крепят к последним также с помощью клиновых зажимов. На верхнем

ярусе схваток укрепляют монтажные петли. К схваткам нижнего яруса крепят инвентарные подкосы для устойчивости панелей в вертикальном положении. После установки панелей в вертикальное положение на них навешивают рабочую площадку и лестницу.
Опалубка «Монолит-80»
Число типоразмеров щитов, шт.                                                           120
Габариты щитов, мм:
максимальные                                                                                1000X300
минимальные 1800X600
Максимальная масса щита, кг  29
Общая опалубочная площадь комплекта, м                                       500
Общая масса комплекта, кг                       .                                           2600
Оборачиваемость, цикл .                           .         .                                 100—110

Комплект опалубки Оргтехстроя Минстроя СССР для устройства литых монолитных перегородок высотой 3 м с шагом колони 6 м (табл. VL2.4) состоит из 7 элементов.

V 1.2.4. Опалубка Оргтехстроя Минстроя СССР

Блочная опалубка (блок-формы). Она состоит из отдельных, обычно крупногабаритных щитов, объединяемых в блоки, или представляет собой специально изготовленную форму, единую или составную для бетонирования той или иной конструкции. В теплоэнергетическом строительстве применяется чаще всего при бетонировании ростверков или ступенчатых фундаментов, в основном под колонны каркаса главного корпуса. В качестве неразъемных блок- форм изготовляется при небольших размерах бетонируемой конструкции (4—5 м³, 10—12 м²). Установка блок-формы осуществляется краном, отрыв от бетона — домкратными приспособлениями.

VI.2.8. Сравнительные показатели использования блок-формы и мелкощитовой опалубки при сооружении фундаментов главного корпуса Запорожской ГРЭС

Институт Оргэнергострой разработал и внедрения на строительстве Запорожской ГРЭС блок-форму в виде двухъярусного пространственного каркаса (табл. VI.2.5). Нижний ярус состоит из четырех элементов, которые в период установки шарнирно соединяются между собой и образуют жесткую пространственную прямоугольную форму по размерам пяты фундамента. Опалубка второго яруса образует жесткую конусообразную форму по размерам оголовка фундамента. Элементы блок-формы изготовлены из уголков, в качестве материала палубы использована листовая сталь.
Подъемно-переставная опалубка конструкции Спецжелезобетонстроя Минмонтажспецстроя СССР получила распространение при сооружении труб и градирен. Для труб щиты опалубки, рабочая площадка, подвесные леса, бункера для бетонной смеси, тепляк, лебедка лифтов крепятся на подъемной головке, которая в свою очередь устанавливается и поднимается по шахтоподъемнику. Грузоподъемность подъемных головок 20—120 т, шаг подъема 2,5 м, скорость перемещения 0,18 м/мин. Щиты опалубки прямоугольные и трапецеидальные (для получения конической формы), соединение щитов — внахлестку.
Скользящая опалубка. Используется для вертикально протяженных объектов: зданий, силосов, труб, цилиндрических защитных оболочек АЭС и др. Бетонирование защитной оболочки АЭС с реактором ВВЭР-1000 осуществляется в односторонней скользящей опалубке. Предварительно монтируется несущий каркас цилиндрической стены оболочки в виде крупных пространственных блоков с обычным и жестким армированием, с каналообразователями для преднапряженной арматуры, закладными деталями и стальной герметизирующей облицовкой внутренней поверхности; осуществляется стыковка блоков с контролем герметичности монтажных швов стальной облицовки. Опалубка состоит из 46 одинаковых секций. Секция представляет собой пространственный несущий каркас с установленным на нем опалубочным щитом размером 1200X3100 мм соответствующей кривизны и подмостями. Щит к каркасу крепится четырьмя домкратами. Подмости располагаются в три яруса: верхний — для обслуживания гидросистем подъема опалубки, средний — для подачи и уплотнения бетона, нижний — для затирки бетонной поверхности. Каждая секция крепится к направляющим армокаркаса при помощи четырех кареток. Для перемещения секции вверх используют два гидродомкрата ОГД-64У. Односторонняя скользящая опалубка отличается от известных конструкций: домкратные стержни крепятся к заранее установленному каркасу оболочки и работают на растяжение; каркас оболочки воспринимает давление бетонной смеси на опалубочные щиты; отдельные секции опалубки независимы. Использование опалубки данной конструкции в сравнении с переставной инвентарной позволяет снизить трудозатраты в стоимость производства работ в два с лишним раза.
Скользящая односторонняя опалубка позволяет бетонировать оболочку со скоростью 3—5 м/сут. По ряду организационных причин 1-ю защитную оболочку V блока Нововоронежской АЭС бетонировали поярусно; скользящую опалубку в основном использовали как переставную.
Несъемная опалубка. Эта опалубка остается после бетонирования в конструкции. В качестве опалубки используют железобетонные армоцементные плиты (панели), металл, керамику, стеклоцемент и другие материалы. Применение несъемной опалубки позволяет снизить трудозатраты непосредственно на объекте при производстве опалубочных, отделочных работ, придать конструкции с помощью опалубки специальные свойства — гидроизоляционные, утепляющие, декоративные и другие.
В теплоэнергетическом строительстве несъемную опалубку наиболее широко применяют при сооружении АЭС. Абсолютное большинство защитных конструкций сегодня выполняют в сборно-монолитном варианте.

VI.2.6. Сравнительные трудозатраты возведения защитных конструкций в сборно-монолитном в монолитном варианте (Кольская АЭС)

VI.2.7. Сравнительная эффективность возведения защитных стен в монолитном и сборно-монолитном варианте (Курская АЭС, стена 0,9 м)

Опалубочные конструкции АЭС с реакторами ВВЭР выполняют в виде плоских железобетонных панелей или пространственных блоков. Толщина панелей до 80 мм, площадь до нескольких десятков квадратных метров. В процессе изготовления в панели устанавливают закладные детали, поверхность офактуривают или подготовляют под отделку. Панель можно использовать самостоятельно как элемент несъемной опалубки или же из двух панелей на площадке укрупнительной сборки собирают пространственную конструкцию (блок-ячейку) с установкой проходок и дополнительной арматуры. Толщина блок-ячейки равна толщине защитной стены (0,4; 0,6; 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,0), ширина — 3 м, высота — в зависимости от этажа с модулем 0,6 м. Используется и другая форма изготовления блок- ячеек. Пространственный каркас из уголков и арматуры с закладными деталями, проходками укладывают поочередно будущими лицевыми поверхностями в форму с бетоном с последующей обработкой в пропарочной камере.
При изготовлении стальных блок-ячеек к пространственному каркасу приваривают листовую сталь палубы-облицовки.
После монтажа ячеек, установки дополнительной арматуры в стыках пространство внутри ячеек заливают бетоном.
Несъемная опалубка защитных конструкций (толщина 500 мм и более) АЭС с реакторами РБМК представляет собой ребристые железобетонные панели (армоопалубочные панели) размером до 3000Х6000 мм. В ребрах, устраиваемых во взаимно перпендикулярных направлениях с шагом 600 мм, размещается вся или значительная часть рабочей арматуры будущей защитной стены. Толщина плиты между ребрами 30 мм. На площадке укрупнительной сборки из двух панелей с помощью уголковых связей создают пространственный блок. Закладные детали и проходки устанавливают, пробивая тонкую часть панели. На монтаже рабочую арматуру панелей соседних блоков сваривают встык. Перед укладкой бетона пространство между соседними блоками закрывают инвентарными нащельниками.
Для самонесущих и слабонагруженных железобетонных стен предусматривают панели с облегченным армированием. Стык в этом случае между панелями соседних пространственных блоков сухой, без зазоров, без сварки рабочей арматуры панелей. В стыках блоков при наличии растягивающих усилий предусматривается дополнительная арматура.
Защитные перекрытия АЭС выполняют, как правило, также сборно-монолитными с использованием ребристых панелей или балок той или иной конфигурации в качестве потолочной конструкции — опалубки. Перед подачей бетона по панелям (балкам) может быть установлена дополнительная арматура.
Эффективность использования несъемной опалубки характеризуется данными табл. VI.2.6, VI.2.7.

VI.2.8. Боковое давление бетонной смеси на опалубку

Р — максимальное боковое давление бетонной смеси. Па; γ — объемный вес бетонной смеси, Н/м·; Н — высота уложенного слоя бетонной смеси, оказывающего давление на опалубку, м; V — скорость бетонирования конструкции, м/ч; R1 и R2 — радиусы действия внутреннего и наружного вибраторов, м; Κ1 — коэффициент, учитывающий влияние консистенции бетонной смеси: для жесткой и малоподвижной смеси с осадкой конуса 0,2—0,8 см; для смесей с осадкой конуса 4—6 см — 1; для смесей с осадкой конуса 8—12 см —1,2; К2 — коэффициент  для бетонной смеси с температурой: 5—7 oС—1,15; 12—17 oС —1;
Примечание. Для высокоподвижной бетонной смеси, укладываемой без вибрирования, боковое давление ориентировочно определяется по формуле

Несъемная опалубка из армоцементных плит с облицовкой из профилированного полиэтилена с успехом используется при возведении подземной части градирен. Размер плит, примененных на сооружении ТЭЦ-22 Мосэнерго, до 1880 Х2200 мм, толщина 30 мм; армирование сеткой из проволоки 2 мм и арматуры класса В-I диаметром 3 мм. Для крепления плит их выпуски-петли приваривают к каркасам ставки. Используется также опалубка из стеклоцементных плит и других материалов.
Горизонтальные нагрузки на опалубку от свежеуложенной бетонной смеси принимают в зависимости от температуры, консистенции бетонной смеси, скорости бетонирования и других факторов (табл. VI.2.8).

Отклонения, мм, положений и размеров опалубки и поддерживающих лесов от проекта не должны превышать следующих:

Горизонтальная нагрузка на боковую опалубку от сотрясений при выгрузке бетонной смеси зависит от способа подачи смеси в опалубку: при спуске по лоткам и хоботам, а также непосредствен но из бетоноводов она составляет 4000 Па; при выгрузке из бадей объемом 0,2—0,8 м³— также 4000 Па, а из бадей объемом 0,8 м³— —более 6000 Па.
Приведенные динамические нагрузки должны учитываться полностью при расчете досок палубы и поддерживающих ее ребер. Балки (прогоны), поддерживающие ребра, следует рассчитывать в соответствии с фактической схемой конструкций, учитывая динамические воздействия в виде сосредоточенных грузов от двух смежных ребер при расстоянии между ребрами 1 м и более; при этом должно учитываться наиболее выгодное расположение этих грузов. Конструктивные элементы, служащие опорами балок (прогонов), например подкосы, тяжи и другие, следует рассчитывать на нагрузку от двух смежных ребер, расположенных по обе стороны рассчитываемого элемента (при расстоянии между ребрами менее 1 м) либо от одного ребра, ближайшего к этому элементу (при расстоянии между ребрами 1 м и более).