В некоторых случаях бетонную смесь можно подавать в опалубку из транспортных средств без применения специальных бетоноукладочных механизмов. Разгрузка бетонной смеси непосредственно из кузовов автотранспортных средств практикуется при устройстве плит и полос на грунтовом основании, ленточных и столбчатых фундаментов, бетонируемых враспор, и др. Даже в перечисленных случаях непосредст венная разгрузка в опалубку конструкции связана с рядом ограничений. К слову, грунтовка для ремонта бетона очень пригодится в строительных работах. Так, например, точка разгрузки при максимально возможном приближении кузова к бетонируемой конструкции нередко оказывается вне габаритов опалубки. В этом случае подачу смеси приходится производить по наклонному лотку. Лотки применяют так же, как средство для распределения смеси по площади. С этой целью иногда их делают поворотными. Такими Лотками, к примеру, оснащены автобетоносмесители и отдельные конструкции автобетоновозов.
Подача бетонной смеси по лоткам связана с затратами тяжелого ручного труда на перемещение ее лопатеми вниз по уклону. Избежать этого можно, только увеличивая наклон лотка либо применяя литые смеси, что в обоих случаях неизбежно ведет к расслоению смеси. Применение лотков длиной более 3—4 м нежелательно. Разгрузочный конец лотка во время подачи смеси по возможности следует перемещать в плане, чтобы избежать образования конуса смеси, способствующего расслоению.
Ограничение высоты свободного сбрасывания бе тонной смеси в блоки бетонирования имеет своей целью предотвращение расслоения укладываемой смеси, способного вызывать повышенную неоднородность физико-механических свойств бетона в сооружении. В то же время в ряде практических случаев, ‘ например при подаче бетона в блоки гидросооружений зимой, ограничение высоты сбрасывания не позволяет укладывать смесь без раскрытия шатра, что существенно усложняет и удорожа ет производство работ.
Расслоение бетонной смеси при разгрузке начинается в процессе ее свободного падения. На падающий объем бетонной смеси воздействует сила сопротивления воздуха, увеличивающаяся с ростом скорости падения. В результате этого падение не является равномерно ускоренным, и скорость быстро достигает предельной, величина которой зависит от формы и размеров падающего объема. Частицы крупного заполнителя, находящиеся внутри объема падающей смеси, защищены от непосредственного воздействия сопротивления воздуха. Эти частицы тормозятся силами трения об окружающую их растворную составляющую смеси и стремятся переместиться внутри смеси, преодолевая возникающее трение. При падении в безвоздушном пространстве с высоты 2 и 6 м скорость тела у земли составляла бы соответственно 6,3 и 11 м/с, а продолжительность падения 0,64 и 1,1 с. Эти цифры несколько уменьшатся для реальных условий падения в воздухе. Практика свидетельствует, что за столь короткий период не происходит разделения смеси на крупный заполнитель и растворную часть. В то же время вполне реально допустить, что возникающие на контакте растворной части с поверхностью крупного заполнителя напряжения превышают предельные напряжения сдвигу, и, следовательно, при дополнительных возмущениях расслоение смеси облегчается.
Подобные возмущения возникают на следующей фазе падения — при столкновении (ударе) смеси с поверхностью ранее разгруженного объема смеси либо грунтовым, скальным или бетонным основанием, а также при столкновении с препятствиями (опалубка, арматура).
Кинетическая энергия падающей растворной части смеси предопределяет ее пластическую деформацию при столкновении с препятствием и в силу малой упругости незначительную скорость и величину отскока. Напротив, существенно более упругий заполнитель при столкновении с упругим препятствием приобретает энергию отскока. Силой, препятствующей отскоку камня, является вязкое сопротивление окружающей его растворной части. Это сопротивление оказывается недостаточным, чтобы воспрепятствовать расслоению рыхлого объема смеси при свободном падении ее в армированные конструкции, например, колонны или стены. При высоте сбрасывания свыше 2—3 м в таких конструкциях наблюдается гнезда каменного скелета, не заполненного растворной частью.
Другой характерной картиной расслоения является ’ожерелье” крупной фракции заполнителя в основании конуса бетонной смеси, разгруженной на открытую площадку. Причиной того, что, в первую очередь, отделяются наиболее крупные фракции, является их меньшая удельная поверхность и, в силу этого, меньшее трение о поверхность конуса разгружаемой смеси, по которому камень скатывается вниз.
Основными путями борьбы с расслоением являются снижение скорости падения бетонной смеси за счет применения ’’хоботов” и уменьшение высоты свободного падения смеси при разгрузке.
Учитывая, что в действовавших до 1972 г. СНиП ограничение высоты сбрасывания бетонной смеси до 2 м было основано на экспертных оценках, а также что это ограничение распространялось на весь диапазон конструкций и условий производства работ, представлялось важным исследовать возможность увеличения высоты сбрасывания бетонных смесей, в первую очередь, для неармированных блоков. В такие блоки, наиболее характерные для гидросооружений, укладка бетонной смеси производится бадьями большого объема. Из них смесь разгружается мощным, достаточно плотным потоком, что может препятствовать отделе нию из состава крупного заполнителя.
Опытные работы проводились в производственных условиях на блоках основных сооружений Саяно-Шушенской ГЭС без каких-либо изменений в общей технологии укладки смеси (за исключением высоты ее сбрасывания) и дополнительных требований к со ставу бетона. Бетонную смесь подавали бадьями объ емом 3,2 м.
Методика опытов предусматривала отбор и мокрый рассев представительных проб бетонной смеси после ее разгрузки с различной высоты (3 и б м), разравнивания и уплотнения глубинными вибраторами. Пробы отбирали в центре и по краям разгруженной порции смеси. Шурфы для отбора проб образовывали вибропогружением полых стальных цилиндров в свежеуло- женный слой бетона на глубину, соответствующую слою укладки смеси 0,5 м.
Подвижность бетонной смеси составляла 1,5—2 и 5—6 см по осадке конуса.
Схемы отбора проб представлены на рис. 7.7. Расслоение смеси определяли сравнением содержания растворной части и фракций крупного заполнителя в пробах из центра разгруженной порции, из края порции, прилегающей к опалубке блока, и на стыке двух разгруженных порций смеси. Объем каждой пробы составлял 50—60 л.
