Технико-экономические показатели зимнего бетонирования
Многолетний производственный опыт выявил два основных направления при выполнении бетонных работ в зимнее время: безобогревное бетонирование с использованием различных противоморозных добавок и термическая обработка, при которой бетон выдерживают при положительной температуре до достижения критической прочности, после чего его замораживание становится не опасным, так как не изменяет основные физико-механические свойства материала. Термические способы обработки бетона можно подразделить на четыре группы: термосное выдерживание (обычный термос и термосное выдерживание предварительно электро,разогретой смеси— «горячий термос»); электротермическая обработка; паропрогрев; выдерживание в тепляках.
Утвержденные Госстроем СССР «Временные нормы дополнительных затрат при производстве строительно-монтажных работ в зимнее время» (ВНДЗ-69) определяют удорожание этих работ в процентах от их стоимости в летнее время с учетом климатической зоны. Согласно нормативам, для условий Москвы 1 м3 бетона фундаментов обходится на 2,5 р. дороже, чем в летнее время, а для других конструкций — от 15 до 20 р. независимо от принятого метода выдерживания бетона. Такой способ определения удорожания не применим для составления производственных калькуляций, определяющих выбор наиболее экономичного метода зимнего бетонирования в конкретных условиях строительства.
Опубликованные в литературе данные о применении различных методов зимнего бетонирования зачастую не могут быть практически использованы, так как у разных авторов технико-экономические показатели отличаются иногда в несколько раз. Сравнение основных технико-экономических показателей различных методов зимнего бетонирования дается в табл. 1.
Приведенные в таблице данные (1) определены для конструкций со средним модулем поверхности А1п=4, температуре наружного воздуха—18°С, при условии достижения бетоном к моменту замерзания 50%-ной марочной прочности при его термической обработке и использовании.
В технико-экономический расчет необходимо включать также следующие факторы, оказывающие большое влияние на конечные результаты: оборачиваемость опалубки; стоимость устройства паро- и теплоизоляции; зарплату дежурному персоналу; стоимость временных устройств для укладки и выдерживания бетона и подогрева составляющих бетонной смеси; расход энергоресурсов. Рассмотрим и определим наиболее характерные значения перечисленных факторов на конечные технико-экономические показатели зимнего бетонирования применительно к объектам Главмосстроя.
Для всех методов, кроме электропрогрева стержневыми электродами, оборачиваемость опалубки при зимнем бетонировании принимают такую же, как и для летних условий. Обычно учитывают четырехкратную оборачиваемость деревянной опалубки. Для конструкций, прогреваемых стержневыми электродами, проходящими через опалубку (колонны, стены, высокие балки и т. п.), возможна только двукратная ее оборачиваемость.
Комплексный технико-экономический анализ наряду с технологической и экономической оценкой должен учитывать: облегчение условий труда, улучшение безопасности /работ, повышение уровня их механизации и автоматизации (2). Технологическая оценка включает в первую очередь надежность и простоту производства работ, гарантирующие требуемую прочность и долговечность бетона.
С этой позиции предпочтение следует отдать наиболее простым для производства методам термоса и безобогревного бетонирования, при которых наиболее вероятно получение качественного бетона. Особенно высокой технологичностью и надежностью, по нашему мнению, обладает безобогревный метод бетонирования.
В отдельных случаях технологические условия, присущие конкретному строительству, могут определять выбор метода зимнего бетонирования — в частности, решающую роль играет наличие или отсутствие энергоресурсов, соответствующих химикатов (противомороэных добавок), оборудования для электроразогрева бетонной смеси, утепляющих материалов и т. п. Существенным моментом может также являться необходимость достижения высокой ранней прочности бетона, например не менее 50% его проектной марки в возрасте 2—3 сут, что возможно только при применении электропрогрева или индукционного нагрева. Использование стальной неутепленной или сетчатой опалубки практически определяет выбор безобогревного метода бетонирования или, при наличии каркасных конструкций, индукционного нагрева.
При рассмотренных выше обстоятельствах выбор метода диктуют технологические факторы, а не экономические показатели. В тех же случаях, когда технология позволяет использовать различные методы зимнего бетонирования, определяющим условием являются технико-экономические показатели, и наиболее существенные из них — стоимость и трудозатраты на 1 м8 бетона. Разброс этих показателей у разных авторов (см. табл. 1) объясняется отсутствием четкого перечня факторов, которые необходимо учитывать.
Паро- и теплоизоляцию необходимо учитывать при всех методах, но в различной степени. При безобогревном бетонировании достаточна параизоляция слоем толя, пергамина и другого материала по открытой неопалубленной поверхности бетона. При электропрогреве, индукционном нагреве и горячем термосе открытые бетонные поверхности следует укрывать паротеплоизоляционным слоем, коэффициент теплопередачи которого не ниже, чем опалубки. При термосном выдерживании степень утепления опалубки и бетона определяют расчетом и; как правило, выполнение этого утепления составляет основную часть удорожания и дополнительных трудозатрат. Оборачиваемость таких утеплителей крайне невысока, как правило, однодвукратная, и в редких случаях трехкратная.
Дежурство персонала при укладке и выдерживании бетона обязательно по условиям технологии работ, а также в соответствии с правилами техники безопасности для всех методов зимнего бетонирования, кроме термоса и безобогревного бетонирования. Все операции по электроразогреву бетонной смеси должен выполнять специально обученный электрик, но при этом методе выдерживания бетона дежурный персонал отсутствует. При всех методах, связанных с (использованием электроэнергии в процессе выдерживания бетона, в соответствии со СНиП П1-А.11-70 «Техника безопасности в строительстве» обязательно круглосуточное дежурство двух электриков не ниже III разряда.
При электропрогреве бетона следует принимать во внимание затраты на устройство будки для трансформаторов, прокладку магистральных, подводящих и коммутационных проводов, установку и обрезку электродов. Опыт показал, что коммутационные провода имеют двукратную, а проводка для подключения к сети — пятикратную оборачиваемость. Аналогично следует определять затраты для других методов зимнего бетонирования.
При безобогревном бетонировании практически не подогревают составляющие бетонной смеси. При методе горячего термоса достаточно подогреть воду до температуры, обеспечивающей температуру смеси +2—3°С при ее выпрузке в емкость для электроразогрева. Наибольшие затраты на подогрев составляющих требует метод термоса. Расход электроэнергии и пара при различных методах электротермообработки бетона и паропрогреве определяют расчетом.
Принципы подсчета технико-экономических показателей, приведенные в данной статье, были использованы для определения экономического эффекта, получаемого в результате внедрения безобогревного метода и метода горячего термоса по сравнению с электропрогревом стержневыми электродами и паро- прогревом. Абсолютные значения показателей, приведенные в табл. 2 и 3, получены для условий Москвы. Бетон к моменту замораживания достиг 50% проектной прочности, приготовлен на портландцементе марки М 300. Температура воздуха —10°С, модуль поверхности массивных конструкций М = 4 и тонкостенных М =8. Для этих же условий парапрогрев 100 м3 бетона, уложенного в диски жесткости, обходится в 3295 р. при трудозатратах в 332 чел.-дн., из которых примерно 80% расходуются на устройство паровой рубашки и паропровода.
Таким образом, полученная нами значительно более высокая абсолютная стоимость методов электропрогрева и горячего термоса, превышающая цифры (1, 2) в 3—5 раз, соответствует удорожанию, принятому в ВНДЗ-69. Приведенное в работе (3) фактическое удорожание бетонных работ зимой на строительстве редакционно-издательского корпуса газетного производства «Правда» для стен жесткости с М3 = 12,3 при температуре воздуха —9°С на 1 м3 бетона составляет: при электропрогреве — 14,3 р., горячем термосе — 6,8 р. и при безобогревном бетонировании с добавкой нитрита натрия — 5,2 р., что подтверждает реальность наших расчетов.