Торкретирование бетона: технология и методы нанесения
Торкрет — метод возведения монолитных горизонтальных и потолочных поверхностей при котором бетон подается через систему шлангов и наносится на поверхность под действием сжатого воздуха с большой скоростью для достижения максимального уплотнения. Торкретирование делает возможным строительство стен и других конструкций с использованием только односторонней опалубки. Во многих ситуациях случаях торкретирование является более экономичным, чем традиционная укладка бетона из-за своей универсальности и гибкости. В Европейской практике большинство резервуаров, бассейнов, тоннелей, шахт, скульптурных скал, несущих стен необычной формы, укреплений грунта, подпорных стен обычно строятся с использованием торкретирования. Кроме того, широкий спектр работ при ремонте железобетона можно выполнять с помощью торкрет-бетона. Торкрет может быть нанесен слоями различной толщины на одностороннюю форму или опалубку (или уже существующую бетонную, каменную, грунтовую или прочую поверхность).
Торкретирование подразумевает отскок и брызги. Брызги — это мелкие частицы с достаточным количеством цемента для того чтобы прилипнуть к любой близлежащие поверхности. Отскок — в основном крупные частицы заполнителя и цемент, которые рикошетом отражаются от торкретируемой поверхности и опадают на низлежащие горизонтальные поверхности. Параметры, которые влияют отскок описаны в главе 8.
Сопловик — это мастер, который физически укладывает торкретбетон. Сопловик и несет ответственность за качество торкрета и является важным членом торкрет-бригады. Сопловик должен иметь понимание принципов работы оборудования, техники безопасности, и материала укладкой которого он занимается.
Несмотря на то что данный материал создан для сопловиков- торкретировщиков, они не являются единственными важными участниками процесса торкретирования. Заказчик, инженер, подрядчик и вся торкрет- бригада также не менее важна для процесса торкретирования. Только в сотрудничестве и самоотверженности всех участников процесса торкретирования, выполненная работа будет успешной.
Сухое торкретирование
При сухом способе торкретирования сухая бетонная смесь (заполнитель, цемент, порошкообразные добавки) загружается в бункер, сжатым воздухом в разряженном потоке подается в сопло. В основании сопла материал смешивается и затворяется водой или водным раствором добавок и увлекается воздухом на поверхность. При соударении с торкретируемой поверхностью происходит дополнительное смешивание и уплотнение бетонной смеси.
При соударении с основанием происходит уплотнение бетонной смеси. Данный метод применяется в основном для крупных ремонтных проектов, где можно эффективно организовать защиту от пыли и удаление отскока, не требуется высококачественной отделки поверхности и внешний вид не имеет решающего значения. Для такого способа характерна возможность подачи материала на большие расстояния, возможность нанесения большого слоя за один проход, большее уплотнение укладываемой смеси.
Рис. 1 Общая схема сухого торкретирования. Сухая смесь пневматически подается через напорный рукав, на конце которого, в сопле, добавляется вода.
Мокрое торкретирование
Процесс мокрого торкретирования проиллюстрирован на рис. 2, все ингредиенты смеси — цемент, заполнители, добавки и вода затворения, тщательно перемешиваются перед тем как загружаются в установку мокрого торкретирования, и далее подаются по шлангам к месту распыления. Сжатый воздух от компрессора, подаваемый к соплу, ускоряет смесь и сообщает ей дополнительную скорость. Торкретбетон распыляется из сопла на большой скорости на поверхность.
Рис. 2 Общая схема мокрого торкретирования. Все ингредиенты тщательно смешиваются, прежде чем прокачиваются оборудованием в напорный рукав.Сжатый воздух ускоряет смесь на выходе из сопла.
Сравнение методов торкретирования
Каждый из методов, сухой и мокрый, подходят для достижения качества бетона, согласно проекту. На выбор конкрентного метода торкретирования влияют различные факторы такием как: опыт экипажа торкрет-бригады, необходимый объем и сроки укладки торкрет-бетона, доступ к стройплощадке, наличие необходимых материалов и т. д.). Основные отличия между методами торкретирования указаны в Таблице.1. По своей сути,торкрет это высококачественный бетон. У торкрет бетона, как правило, низкое В/Ц и высокое содержание цемента. Свое высокое качество и некоторые уникальные характеристики, торкрет получает благодаря уплотнению бетонной смеси при соударении с поверхностью. Именно поэтому важно чтобы смесь наносилась с высокой скоростью для достижения уплотнения.
В процессе торкретирования, именно сопловый несет ответственность за обеспечение правильной укладки смеси. Качество торкрета в значительной степени зависит от мастерства, знаний и опыта торкретировщика и является довольно сложным процессом. Торкретирование не должно осуществляться неподготовленным человеком, имеющим физические ограничения.
Принимая во внимание, что торкрет это метод укладки бетона, от торкртировщика требуется опыт и знания по работе с оборудованием, а также знания по правильному приготовлению торкрет-смесей.
Таблица 1 Сравнение процессов торкретирования
Контроль над смешиванием воды и консистенции смеси на выходе из сопла для адаптации к требованиям объекта
Затворение смеси происходит до загрузки в торкрет оборудование. Количество воды может быть точно измерено
Больше подходит для ремонтных работ, где торкрет необходимо укладывать небольшими порциями
Гарантирует что смесь более тщательно перемешана
Возможность транспорта смеси на большие расстояния
Уменьшенное пылеобразование и меньшая потеря цемента при нанесении
Транспортные шланги легче, их легче передвигать и управлять ими
Меньшее количество отскока, и, как результат, меньше отходов
Источник
ТСП Лекции 7 / Лекция 7.8.4 Торкретирование
Технология строительных процессов.
Специальные методы бетонирования. Торкретирование.
Торкретирование бетона (от лат. tectorium — штукатурка и лат. concretus —
уплотнѐнный) — технологический процесс нанесения в струе сжатого воздуха на поверхность конструкции или опалубки одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора (торкрет) или бетонной смеси (набрызг-бетон) (рис. 1). Благодаря большой кинетической энергии, развиваемой частицами смеси, нанесенный на поверхности раствор (бетон) приобретает повышенные характеристики по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, сцеплению с поверхностями нанесения.
В состав торкрета входят цемент и
песок, в состав набрызг-бетона помимо
цемента и песка входит крупный запол-
нитель размером до 30 мм. Растворы или
бетонные смеси приготовляют на порт-
ландцементах не ниже М400.
Процесс нанесения слоя торкрета
(набрызг-бетона) включает две стадии:
на первой стадии на поверхности нанесе-
ния происходит отложение пластичного
слоя, состоящего из раствора с самыми
мелкими фракциями заполнителя. Тол-
щина слоя цементного молока и тонких
фракций, способного поглотить энергию
удара крупных частиц заполнителя и
способного удержать крупные частицы,
составляет 5. 10 мм; на второй стадии
происходит частичное проникновение в
растворный слой зерен более крупного
заполнителя и таким образом образова-
ние слоя торкрета или набрызг-бетона.
Рисунок 1. Торкретирование бетона.
вождается потерей некоторого
ства материала, отскакивающего от поверхности нанесения — так называемый «отскок» (рис. 2). Величина отскока частиц зависит от условий производства работ, состава смеси, размера крупных частиц заполнителя и кинетической энергии частиц при ударе. В начальной стадии нанесения почти все частицы крупного заполнителя отскакивают от поверхности, и только цемент и зерна мелких фракций заполнителя удерживаются на ней. Поэтому
симый слой толщиной
Рисунок 2. Этапы процесса торкретирования.
до 2 мм состоит в ос-
новном из цементного
Технология строительных процессов.
теста. По мере увеличения толщины наносимого слоя более крупные частицы заполнителя начинают задерживаться в нем, после чего устанавливается постоянный процент отскока. Количественно величина отскока при торкретировании вертикальных поверхностей составляет 10. 20%, а при торкретировании потолочных поверхностей — 20. 30%. Уменьшение объема отскока достигается выбором оптимальных скоростей выхода смеси из сопла и расстояния от сопла до поверхности нанесения торкрета или набрызг-бетона.
Торкретирование бетона осуществляют двумя способами: «сухим» и «мокрым». При сухом способе исходная сухая смесь во взвешенном состоянии подается в
насадку (сопло) (рис. 3), в которую в нужном количестве поступает вода затворения. В сопле происходит перемешивание смеси с последующей подачей ее под давлением сжатого воздуха на бетонируемые поверхности.
Рисунок 3. Сопло установки для «сухого» торкретирования.
При мокром способе в сопло под давлением сжатого воздуха поступает готовая смесь. В сопле смесь переводится во взвешенное состояние и под давлением наносится на бетонируемые поверхности.
Сухой способ применяют для нанесения торкрета, а мокрый — для торкрета и набрызгбетона. Каждый из способов характеризуется своими техническими средствами и особенно-
стями выполнения операций.
Основные технические средства для торкретирования сухими смесями включают агрегат для нанесения смеси, компрессор, сопло, шланги для подачи к соплу сухой смеси, воздуха и воды (рис. 4). В качестве агрегата для нанесения смеси преимущественно применяют двухкамерные цемент-пушки (рис. 5). Колокольные затворы верхней и нижней камер обеспечивают шлюзование. В то время как сухая смесь из нижней камеры подается питателем к разгрузочному отверстию и сжатым воздухом выносится в материальный шланг, верхняя камера заполняется новой порцией сухой смеси. Таким образом, обеспечивается непрерывность торкретирования.
Рисунок 4. Оборудование для торкретирования.
1- компрессор; 2 – воздушные шланги; 3 – воздухоочиститель; 4 – цемент-пушка; 5 – материальный шланг;
6 – сопло; 7 – шланг для воды; 8 – бак для воды.
Технологическая последовательность выполнения операций при данном способе такова: загрузка приготовленной сухой смеси в цемент-пушку; дозированная подача сухой смеси к разгрузочному устройству цемент-пушки для пневмотранспорта ее по шлангам; транспортирование сухой смеси в струе сжатого воздуха по шлангам к соплу; дозированная подача в сопло воды под давлением и перемешивание раствора в сопле; нанесение на торкретируемую поверхность готовой смеси, выходящей факелом из сопла с высокой скоростью.
Для торкретирования сухим способом используют чистый песок влажностью не более 6%, модулем крупности 2,5. 3 при максимальной крупности отдельных зерен 5 мм
Технология строительных процессов.
(допускается гравий предельной крупностью 8 мм). Диапазон соотношения между массой цемента и песком 1:3. 1:4,5. Содержание цемента в торкрете составляет 600. 800 кг/м3 при фактическом водоцементном отношении при выходе из сопла 0,32. 0,37. При меньшем В/Ц имеют место пыление и недостаточное смачивание сухих составляющих, при больших — оплывание уложенного слоя.
Избыточное давление воз-
духа в цемент-пушке принимают
обычно 0,2. 0,3 МПа, что обеспе-
чивает выход из сопла увлажнен-
ной смеси со скоростью 100 м/с.
Для получения плотного слоя тор-
крета равномерной толщины, сопло
держат на расстоянии 0,7. 1 м от
поверхности нанесения, переме-
щают его круговыми движениями,
а струю смеси направляют перпен-
дикулярно ей. Чтобы не допускать
всплывания, толщина слоев, одно-
Рисунок 5. Цемент-пушка. 1 — верхний и нижний
временно наносимых торкретиро-
ванием, должна быть не более 15
резервуары (камеры); 2 — верхний и нижний кону-
мм при нанесении на горизонталь-
сообразные затворы; 3 — электродвигатель;4 — рас-
ные (снизу вверх) или вертикаль-
пределительная тарелка; 5 — патрубки с вентилями
ные неармированные поверхности
для стравливания сжатого воздуха из верхнего и
и 25 мм при нанесении на верти-
нижнего резервуаров; 6 — рукоятка для перевозки
кальные армированные поверхно-
агрегата; 7 — патрубок для подачи сжатого воздуха;
сти. При наличии нескольких слоев
8 — выходной (материальный) патрубок.
последующий слой наносят с ин-
тервалом, определяемым из условия, чтобы под действием струи свежей смеси не разрушался предыдущий слой (определяется опытным путем).
Основными техническими средствами при мокром способе торкретирования являются нагнетатели (пневмоустановки и различные насосы) (рис. 6).
Рисунок 6. Установка для торкретирования «мокрым» способом.
При мокром способе торкретирования преимущественно применяют растворные смеси на мелких песках с добавкой каменной мелочи фракции 3. 10 мм в количестве до 50% от общей массы заполнителя. Для нанесения смеси на поверхности используют растворонасосы различных модификаций, укомплектованные материальным и воздушным трубопроводами, соплом для нанесения смесей. Воздух к питающей камере подают под давлением 0,4. 0,6 МПа, что обеспечивает выход струи смеси из сопла со скоростью 70. 90 м/с и образование распыленного факела.
Технологическая последовательность выполнения операций при данном способе такова: загрузка в нагнетатель заранее приготовленной растворной или бетонной смеси; нагнетание готовой смеси по шлангам к соплу; подача к соплу сжатого воздуха, эжекти-
Технология строительных процессов.
рующего поступающую по шлангам готовую смесь для увеличения скорости ее выхода из сопла; нанесение на торкретируемую поверхность факела готовой смеси.
Для качественного нанесения слоев бетона (раствора) руководствуются следующим: сопло при нанесении смеси располагают перпендикулярно поверхности (допускается отклонение сопла на небольшой угол при заполнении пространства за арматурными стержнями диаметром более 16 мм); сопло должно находиться на расстоянии 0,8. 1,2 м от рабочей поверхности, чтобы максимально уменьшить «отскок»; на вертикальные поверхности смесь наносят снизу вверх; толщина единовременно наносимого слоя не должна превышать 15 мм при нанесении на горизонтальные (снизу вверх) поверхности, 25 мм при нанесении на вертикальные поверхности и 50 мм при нанесении на горизонтальные (сверху вниз) поверхности. При появлении признаков сползания смеси необходимо уменьшить толщину наносимого слоя. При нанесении первого слоя на опалубку или затвердевший бетон используют мелкозернистую смесь, что уменьшает потери материалов на «отскок», толщина этого слоя не должна превышать 10 мм. Для получения ровной поверхности после схватывания последнего нанесенного слоя цемента поверхность дополнительно отделывают раствором на мелком песке, который тут же заглаживают.
Торкретирование бетона в общем случае не конкурентоспособно традиционной технологии бетонных работ. Этот процесс сравнительно дорогой, трудоемкий и малопроизводительный. Применяют его при невозможности возвести традиционными методами бетонирования конструктивные элементы толщиной в несколько сантиметров (особенно при применении пневмоопалубок), когда требуется получение материала повышенных свойств, для нанесения туннельных обделок, при устройстве защитных слоев на поверхности предварительно напряженных резервуаров, для ремонта и усиления железобетонных конструкций, для замоноличивания стыков железобетонных и металлических конструкций.
Источник
