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.

A

3.90

3R

9

2R

5

12

3.90

R 33R

3.90

R 3

d =

4.50

ax cale rulare macara MT 40

10

2R 2R

6

2R

11

7 8

S = 40 x 45

1R

1

2

1

1R 1R

2

1R

3 4

S 2S 2 S 2

S 1S

5.37

5

5.15

5.37

5

5.15

10.7

5

12.10

4,10 4,103,90

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:

mm537Lb =

mm70db =

cm33R0 =

Se adoptă înălţimea stratului de turnare cm60hs = , 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).

h

bb/2 b/2

l0l0

b

l0 l0

l0 l0

l0l0

l1

RoD/2

Ro

Fig. 2 Poziţiile de introducere ale pervibratoarelor în stâlpi

Distanţele între punctele de introducere ale pervibratoarelor trebuie să

respecte următoarele reguli:

00b R5,0lD ≤≤

010 R5,1lR3,1 ≤≤

unde:

bD - diametrul buteliei pervibratorului (cm);

0R - raza de vibrare (cm).

3.3 Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului Se face cu relaţia:

b12

strminb C

ttVQ ≤−

=

unde:

minbQ - debitul minim de beton (m3/h);

strV - volumul de beton din stâlpii turnaţi (m3).

strsstr hbhnV ⋅⋅⋅=

în care:

sn - numărul de stâlpi;

h - înălţimea secţiunii stâlpilor (m); b - lăţimea secţiunii stâlpilor (m);

strh - înălţimea stratului de turnare (m);

1t - vârsta betonului la terminarea punerii în operă (ore);

i1 tt ≤ (timpul de începere a prizei cimentului în funcţie de aeθ -

temperatura aerului exterior şi felul cimentului, în ore;

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

bC - 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 sn prin relaţia:

b12

strsminb C

tthbhnQ ≤

−⋅⋅⋅

= rezultând: ( )

str

12bs hbh

ttCn⋅⋅−

≤

4. Exemplu practic

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: Caracteristicile pervibratorului (VEI 36):

mm537Lb = - lungimea capului buteliei;

mm70db = - diametrul buteliei;

cm33R0 = - raza de vibrare.

Capacitatea de betonare a macaralei h/m5,7C 3b = .

Betonul se toarnă în straturi de înălţime cm60hs =

Compactarea betonului se analizează concomitent cu procesul de turnare. Înălţimea stâlpului este:

s 1 gH H h 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:

cm1,302Dcm33R0 =>=

0,60

0,60

0,60

0,60

Hs =

2,9

50,

60

Pervibrator VE I36

a a

5...1

0 cm

22,5

22,5

40

2020h

= 45

a-a

D/2 =

30,1

Ro = 33

Fig. 3 Turnarea şi compactarea betonului în stâlp

Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului:

b12

ss

12

strminb C

tthbhn

ttVQ ≤

−⋅⋅⋅

=−

=

unde:

12ns = - numărul de stâlpi; m40,0b = ; m45,0h = ; m60,0hs =

ore50,1t1 = (pentru ciment II A – S 32,5 R şi C20 0ae =θ )

ore00,3t2 = (pentru ciment II A – S 32,5 R şi C200ae =θ )

Rezultă:

h/m5,7Ch/m864,050,100,3

60,045,04,012Q 3b

3minb =<=

−⋅⋅⋅

=

Fişă tehnologică pentru punerea în operă a betonului în stâlpi FT 6.1

01

A

S = 40 x 45

3.90

12.10

3R

R 2

1R 5.37

5

10.7

5

5.15

12

5.37

5

5.15

3.90

R 3R R 33

4.50

ax cale rulare macara MT 40

3.90

9

R 2 R 2

10

5 6

2R

11

7 8

1R

S = 40 x 451

1R

1 2

1R

3 4

2 S 2 S 2 S 2

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

Fişă tehnologică pentru punerea în operă a betonului în stâlpi FT 6.1

02

Fig. 2 Compactarea betonului

Procesul tehnologic Mijloc Caracterisrici Nr.

buc.Transport pe

orizontală Autoagitator V’t = 3,2 m3 1

Transport la obiect

Macara turn MT 40

R = 16 m; Qm = 2,5 tf

Cb = 7,5 m3/h 1

Benă papuc v’t = 0,8 m3

vb = 0,73 m3 4

Compactare

Pervibrator VEI 736

R0 = 33 cm; Lb = 53,7 cm;

db = 7 cm 4

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: turnarea betonului (plan de turnare); compactarea şi mijloacele utilizate; 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.

1515

15 15 1515

15

1515 15 15 15 15

5.15

3.753.875

10.7

54.

50

3.8755.

15

12.10

ax cale rulare macara MT 40

R

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:

bL - lungimea capului buteliei (cm)

bd - diametrul buteliei (cm)

0R - raza de vibrare (cm).

Înălţimea stratului de turnare sh se corelează cu lungimea capului vibrator.

hs

5...1

0 cm

Hd

d

hs

a

previbrator

hs

a

hs

dd/2Ro

dv

dv/2

dv

Sectiune a-a

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 vd , cu relaţia:

220v 2

dRd ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=

unde:

0R - raza de vibrare (cm);

d – grosimea diafragmei (cm).

Înălţimea stratului de turnare a betonului sh se corelează cu lungimea

capului pervibrator şi avându-se în vedere mişcarea lentă de translaţie pe verticală,

se adoptă m60,0hs = .

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

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

'GGKF +⋅≥ unde:

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

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

do

hs

d

vibrator de cofraj

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

b00s RdhG γ⋅⋅⋅=

0s dhp'G ⋅⋅=

Relaţia transformată devine:

s0b00s hdpRdhKF ⋅⋅+γ⋅⋅⋅⋅≥

rezultând lăţimea prismului de beton vibrat de un vibrator amplasat pe una din feţele cofrajului.

( )pRKhFd

b0s0 +γ⋅⋅≤

în care:

sh - înălţimea stratului de turnare, egală cu distanţa între moaze dm (m);

bγ - greutatea specifică aparentă a betonului proaspăt (daN/m3)

0R - raza de vibrare (m);

p - greutatea proprie a cofrajului (daN/m2).

Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului se face cu relaţia:

b12

strminb C

ttVQ ≤−

=

unde:

minbQ - debitul minim de beton (m3h);

strV - volumul stratului de beton turnat determinat cu relaţia:

sdstr hdLV ⋅⋅=

dL - lungimea desfăşurată a diafragmei (m);

d - grosimea diafragmei (m);

sh - înălţimea stratului de turnare (m);

1t - vârsta betonului la terminarea punerii în operă;

i1 tt ≤ (timpul de începere a prizei cimentului (ore), în funcţie de felul

cimentului şi temperatura aerului exterior aeθ .

2t - vârsta de revibrare sau de acoperire, în funcţie de felul cimentului şi

temperatura aerului exterior aeθ (ore).

bC - capacitatea de betonare a utilajului folosit la turnarea betonului, în

funcţie de productivitatea de exploatare exp , 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:

Caracteristicile vibratorului de interior VEI 36.

mm537Lb = - lungimea capului buteliei;

mm70db = - diametrul capului vibrator;

cm33R0 = - raza de vibrare.

Capacitatea de betonare a macaralei h/m5,7C 3b = . Betonul se toarnă în

straturi de înălţime m60,0hs = . Înălţimea diafragmei: Hd = H2 – g

m46,214,060,2Hd =−=

Procesul de turnare – compactare este prezentat în fig. 2. Conform relaţiei se calculează distanţa între punctele de introducere ale pervibratorului.

cm342

15332dRd

22

220v =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛−=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛−=

Această valoare calculată se corelează cu distanţele între armăturile

diafragmei, rezultând vvef dd ≤ .

Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului

b12

sd

12

strminb C

tthdL

ttVQ ≤

−⋅⋅

=−

=

unde: 3

sdstr m560,015,01,55hdLV =⋅⋅=⋅⋅=

ore5,1t1 = (pentru ciment II/A – S 32,5 R şi C200ae =θ )

ore3t2 = (pentru ciment II/ A – S 32,5 R şi C200ae =θ )

h/m5,7Ch/m33,35,13

5Q 3b

3minb =<=

−= .

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: cm15d = - grosimea diafragmei

m60,0hs = - înălţimea stratului de beton turnat

cm15R0 = - raza de vibrare a vibratorului de cofraj

daN250F = - forţa de vibrare a unui vibrator

h/m5,7C 3b = - capacitatea de betonare a macaralei

Pentru a se evalua distanţa între vibratoare vd , se calculează mai întâi

lăţimea prismului de beton vibrat, conform relaţiei (13.6).

( ) ( ) m55,030240015,0260,0

250pRKh

Fdb0s

0 =+⋅⋅

=⋅γ⋅⋅

≤

unde: 2K = (pentru betoane de lucrabilitate L3);

3b m/daN2400=γ - greutatea specifică aparentă a betonului proaspăt;

2m/daN30p = - greutatea proprie a cofrajului

Distanţa între vibratoare va fi:

m10,155,02d2d 0v =⋅=⋅=

Verificarea condiţiei de continuitate a turnării betonului

b12

sd

12

strminb C

tthdL

ttVQ ≤

−⋅⋅

=−

=

unde: 3

sdstr m560,015,01,55hdLV =⋅⋅=⋅⋅=

ore5,1t1 = (pentru ciment II/A – S 32,5 R şi C200ae =θ )

ore3t2 = (pentru ciment II/A – S 32,5 R şi C20 0ae =θ )

h/m5,7Ch/m33,35,13

5Q 3b

3minb =<=

⋅= .

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

FT 6.2 01

1515

70

15

1.00

1.00

70

R

15 15

R

15

ax cale rulare macara MT 40

15

15 1515 15 15 15

15 15 15 15 15 15

5.15

4.50

12.20

10.7

5

702.

002.

0070

3.8753.753.8755.

15

Fig. 1 Plan de turnare şi succesiunea turnării

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

FT 6.2 02

previbrator VE I 36

a

a

0.15

Hd

= 2.

46

0.60

Ro=3

3dv = 30

hs=

0.60

d=0.15

0.60

a

dv = 30

b

0.61

Sectiune a-a

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

hs

Hd

= 2.

46

dv= 1.10

dv =

0.6

0

d=0.15

aA dv= 1.10

b

hs

0.61

0.60

hs =

0.6

0

0.60

vibrator de cofraj V250

Nr. crt. Operaţia Mijloc Caracteristici Nr.

buc.

1 Transport pe orizontală Autoagitator V’t = 3,2 m3 3

2

Transport la obiect

Macara turn MT 40

R = 16 m; Q = 2,5 tf

Cb = 7,5 m3/h 1

Benă papuc v’b = 0,8 m3

vb = 0,73 m3 4

3

Compactare

Pervibrator VE 736

Ra = 33 cm; Lb = 53,7 cm;

db = 7 cm 4

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

FT 6.2 03

vibrator de cofraj

cofraj

15

dv = 1.10

do = 55

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

R = 16 m; Q = 2,5 tf

Cb = 7,5 m3/h1

Benă papuc v’b = 0,8 m3

vb = 0,73 m3 4

3

Compactare

Pervibrator VE E 250

R0 = 15 cm; F = 250 daN 24