REZERVOARE DIN BETON ARMAT ASPECTE TEHNOLOGICE
Definiţie şi rol Rezerv Rezervoar oarele ele sunt sunt const construc rucţii ţii ingine inginereş reşti, ti, destin destinate ate înmaga înmagazin zinări ăriii lichidelor (apă, produse petroliere, lichide alimentare, etc.) sau desfăşurării unor procese tehnologice industriale (omogenizări, decantări, etc.). Rezerv Reze rvoa oare rele le sunt sunt conc concep eput utee si alcă alcătu tuititee în mai mai mult multee varia variant ntee structurale, în funcţie de destinaţie si tehnologia de executare. Alcătuire În ansamblu, un rezervor se compune compune din 2 părţi: -
rezervorul propriu-zis, care cuprinde: • • •
-
radierul general; peretele de închidere pe contur; planşeul de acoperiş;
casa vanelor.
Clasificări 1. După După tipul tipul beton betonulu uluii în struct structură ură:: -
din beton monolit • •
-
beton armat; beton precomprimat;
din beton prefabricat;
2. Du După pă for formă: mă: -
cilindrice; prismatice (pătrate,dreptunghiulare, poligonale) forme speciale (lentilă, etc.);
3. După După poziţia poziţia faţă faţă de de terenu terenull natura natural:l: cu o încăpere; - cu camere paralele; - cu camere”ochelari”;
cu camere concentrice. În funcţie de materialul înmagazinat, rezervorul este asigurat din punct de vedere al permeabilităţii, prin compactitatea betonului utilizat si prin straturile protectoare interioare (mortare torcretate, căptuşeli, etc.) sau prin precomprimare. Dacă lichidele înmagazinate au acţiuni dăunătoare asupra betonului se realizează protecţii din sticlă, portelan, ceramica, materiale polimerice speciale. Amplasarea rezervoarelor la sol se realizează numai pe terenuri stabile, deoarece rezervoarele au rigiditate redusă in raport cu întinderea lor spaţială. Amplasarea rezervoarelor de înalţime (pe clădiri), se realizează astfel încât să nu afecteze rigiditatea şi stabilitatea clădirilor. Forma rezervoarelor este dependentă de natura şi de cantitatea lichidului înmagazinat. Astfel, pentru apă de exemplu, la o cantitate de maximum 5000 mc, se recomandă forma circulară în plan. Peste această cantitate, forma rezultă in urma unor calcule tehnico-economice. Fundaţiile rezervoarelor, indiferent de forma lor, se realizează de tip radier. Se recomandă, indiferent de tipul rezervoarelor, ca acestea să aibă două compartimente, ce pot fi exploatate separat, deoarece fiecare dintre ele intră periodic in reparaţii curente şi se curăţă. -
Rosturi de turnare
Pozitia rosturilor de turnare a) vertical; b) orizontal; c) de dilatatie si de tasare Rezemari alunecatoare pereti rezervoare precomprimate
1 – inel de rezemare; 2 – fundatie inelara
Imbinari pereti rezervor cu radierul
a) imbinari monolite; b) reazeme simple; c) articulatie fixa 1 – perete; 2 – inel radier; 3 – mortar sau beton matare; 4 – benzi cauciuc; 5 – franghie grudonata; 6 – hidroizolatie cauciu; 7 – bulon fixare; 8 – mastic bitum; 9 – beton completare; 10 – beton egalizare; 11 – dren; 12 – beton protectie armature pretensionata Aspecte tehnologice de realizare a rezervoarelor din beton armat monolit
Principalele etape tehnologice pentru realizarea acestor tipuri de rezervoare, sunt urmatoarele: -
realizarea lucrărilor de terasamente;
-
realizarea radierului;
-
verificarea poziţionarii corecte a armăturilor la racordarea cu radierul;
-
curăţarea zonei de rost radier-perete;
-
montarea eventualelor piese de etansare;
-
montarea variantei de cofraj aleasă.
Realizarea pereţilor
In funcţie de mărimea şi forma rezervorului, se adoptă una din soluţiile de realizare a peretilor, in tronsoane orizontale sau în tronsoane verticale. Varianta cu tronsoane orizontale fără refolosirea cofrajelor
Observaţie Această variantă se utilizează de regulă pentru rezervoare de capacităţi mici si mijlocii.
Tehnologia acestei variante presupune cofrarea integrală a feţei interioare a peretelui rezervorului. Faţa exterioară se cofrează progresiv, cu panouri de cca.1,00 m înaltime, montate pe măsura punerii in lucrare a betonului. Principalele operaţii tehnologice sunt urmatoarele: •
•
•
•
montarea cofrajului pe faţa interioară a peretelui (poate fi cofraj din lemn sau metal); verificarea si asigurarea stabilităţii si verticalităţii acestui cofraj; montarea armăturii şi a pieselor ce rămân înglobate în beton (teci, plăcuţe metalice, etc.); montarea panourilor pe tronsonul I al feţei exterioare;
•
•
verificarea verticalităţii cofrajului în ansamblu, a stabilităţii şi etanşeităţii lui; betonarea primului tronson; aceasta se face continuă şi în straturi de cca. 50 cm, betonul compactându-se cu mare atenţie;
Observaţie Dacă intervalul de betonare între două straturi depăşeşte 2 ore, se tratează suprafaţa betonului vechi prin udare abundentă cu apă, se aşteaptă zvântarea, apoi se aplică un strat de mortar de ciment (1 … 2 cm grosime), cu dozajul 1:3. •
•
•
montarea panourilor pe tronsonul al doilea al feţei exterioare şi betonarea acestuia, ş.a.m.d.; decofrarea pereţilor rezervorului (aceasta nu se realizează de regulă mai devreme de 14 zile); protejarea betonului prin menţinerea umidităţii (se face până la 28 zile, iar dacă este vânt sau soare, feţele pereţilor se protejează cu prelate);
Observaţie Această metodă implică manoperă mare şi blocarea unui număr însemnat de panouri de cofraj în şantier.
Varianta cu tronsoane orizontale cu refolosirea cofrajelor (cofraje păşitoare)
Observaţie Această variantă presupune refolosirea cofrajelor pe nivele de betonare (de regulă un rezervor are 2 … 3 nivele de betonare).
Principalele operaţii tehnologice sunt următoarele:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
montarea cofrajului pe faţa interioară a peretelui, pentru primul nivel de betonare; montarea armăturii şi a pieselor înglobate; montarea cofrajului pe faţa exterioară a peretelui, pentru primul nivel de betonare; asigurarea verticalităţii, stabilităţii şi etanşeităţii cofrajului pentru primul nivel de betonare; punerea în lucrare a betonului în primul nivel de betonare, cu compactarea atentă a acestuia; aşteptarea obţinerii rezistenţei minime de decofrare a nivelului I de betoane; demontarea cofrajului de pe nivelul I de betonare; curăţarea şi spălarea abundentă cu apă a zonei betonate vechi peste care se betonează nivelul II; după zvântare, pe această suprafaţă se aplică un strat de mortar de ciment de (1 … 2 cm grosime), cu dozaj 1: 3
Varianta cu tronsoane orizontale
Observaţie Această variantă se utilizează pentru rezervoare de capacităţi mari.
Pentru această variantă se pot utiliza cofraje demontabile (manoperă mare) sau sisteme de cofraje rulante (panourile mari având înalţimea rezervorului şi deplasându-se pe orizontală pe o cale proprie de rulare). Dacă se folosesc panouri demontabile, operaţiunile tehnologice sunt urmatoarele: •
montarea cofrajului pe tronsonul I, la faţa interioară a peretelui, pe toată înaţtimea acestuia şi asigurarea stabilităţii cofrajului;
•
•
•
•
montarea armăturilor şi a pieselor înglobate (inclusiv a piesei de etanşare dintre tronsoanele verticale); montarea unui cofraj pe faţa exterioară a peretelui, cu înalţimea de 1,00 m; betonarea acestei zone cofrate; montarea cofrajului exterior de cca. 1,00 m, pentru a doua zona de betonare, ş.a.m.d.
Observaţie Pentru reluările betonărilor, se procedează la prevederea straturilor de mortar de ciment de 1 … 2 cm grosime, cu dozaj 1:3.
Dacă se foloseste sistemul la care se cofrează pereţii rezervorului din tronsonul I pe toată înalţimea sa, betonarea se realizează cu un jgheab mobil deplasat pe cofraj şi alimentat din benă, sau cu pompa. Observţie Între tronsoanele verticale se prevăd rosturi verticale cu laţimea de 15 … 30 cm. În aceste rosturi se poziţioneaza o tablă cu profil ondulat din cupru, încastrată în tronsoanele adiacente 20 … 30 cm.
Rostul se betonează la cca. 30 zile după realizarea pereţilor rezervorului.
Executare pereti monoliti
a) turnare dupa inele orizontale cu cofraj refolosibil mobil pe verticala; b) turnarea pe tronsoane verticale cu cofraj refolosibil deplasat pe orizontala Aspecte tehnologice de realizare a rezervoarelor din beton armat monolit, precomprimate
Observaţie Această variantă se adoptă numai pentru rezervoare cilindrice. In vederea reducerii consumului precomprimarea cu armatura postintinsa.
de
otel,
se
recomandă
Sisteme de precomprimare: 1. cu fascicule în teci la interiorul peretelui şi ancorate in nervuri verticale continue.
În prima etapă se realizează lucrările de terasamente şi infrastructura (cu ajutorul cofrajelor de inventar). Apoi se execută cofrajul rezervorului, într-o variantă potrivită (de regulă cu cofraje glisante). În pereţii rezervorului se
dispun armăturile constructive din oţel moale şi se poziţionează fasciculele de armături în teci de tablă sau tuburi din PVC. După punerea în lucrare a betonului în pereţii rezervorului şi după atingerea gradului de maturizare necesar, se pun sub tensiune armăturile de înaltă rezistenţă, prin întinderea lor cu prese rezemate pe nervurile verticale. După întindere, fasciculele se fixează la capete în ancoraje (rezemate pe nervurile verticale) şi se injectează canalele cu lapte de ciment sau răşini speciale, până când tot spaţiul dintre armături şi teacă este umplut perfect. Pentru evitarea pierderii tensiunii din armături, datorate frecării acesteia de peretele tecii, fasciculul nu se realizează sub forma unui inel complet, ci se fragmentează în trei sau patru tronsoane identice. Fiecare tronson se întinde la ambele capete. De asemenea, nu toate fasciculele se întind şi se ancorează pe aceleaşi nervuri verticale, ci succesiv, de la un inel la altul. Din acest motiv, este necesar un număr dublu de nervuri verticale, faţă de numărul fasciculelor dintr-un inel. Acest procedeu este un consumator mare de materiale şi impune mărirea grosimii peretelui rezervorului.
Alcatuire inele din segmente de cablu
a) pentru 4 si 8 pilastri; b) ancorare cablu in pilastri 1 – placa metalica; 2 – blocaj; 3 – cablu; 4 – plase; 5 - teaca
Precomprimare continua din aproape in aproape
a) cu pilastri; b) cu nise 1 – armature pretensionata; 2 – pilastri; 3 – presa; 4 – nisa 2. cu fascicule pe exteriorul peretelui rezervorului, ancorate într-o singură bară metalică (procedeul Mo-Ta-La).
Procedeul Mo-Ta-La elimină dezavantajul consumului sporit de materiale şi nu necesită mărirea grosimii peretelui rezervorului. Fasciculele aşezate pe faţa exterioară a peretelui, se ancorează într-o singură bară metalică verticală cu diametrul minim de 70 mm. În timpul pretensionării unui fascicul, acesta este susţinut de penduli aşezaţi din loc în loc. După pretensionare, efortul din fascicul se transmite peretelui, treptat, pendul cu pendul, presele menţinându-se sub presiune constantă pentru a compensa diferenţele de alungire. Fasciculele se protejează cu mortar de ciment.
Procedeul Mo - Ta –La
1 – bara verticala de ancoraj; 2 – presa; 3 – pendul contrafrecarii
3. prin înfăşurare continuă a sârmelor pe exteriorul peretelui rezervorului
Acest procedeu se utilizează pentru rezervore de mari dimensiuni (1045 m diametru şi 10 m înălţime), prin înfăşurarea unei sârme de 2…5 mm din oţel superior. Tensionarea se realizează prin diferite sisteme de maşini cu unul sau două cărucioare. La cel cu două cărucioare, unul se deplasează pe marginea superioară a peretelui, iar celălalt este suspendat şi realizează înfăşurarea sub tensiune a sârmei. Înfăşurarea se face de sus în jos cu o viteză de 20, 40 sau 60 m/min. Din loc în loc sârma se prinde de peretele rezervorului, pentru ca în cazul ruperii sârmei sau la terminarea unui colac să nu se producă desfăşurarea completă. Înfăşurarea se poate face pe baza unui program care fixează distanţa între spire şi modul de înfăşurare (într-o treaptă sau mai multe trepte). Procedeul de înfăşurare în mai multe trepte se aplică pentru a evita apariţia unor momente de încovoiere respectiv forţe tăietoare mari în porţiunea de trecere de la partea înfăşurată la cea neînfăşurată, ceea ce ar putea conduce la forfecarea orizontală a peretelui rezervorului. Protecţia sârmelor se realizează cu ajutorul unui mortar torcretat în grosime de 25-30 mm; în cazul mai multor straturi suprapuse de armături, peste fiecare strat se aplică mortar torcretat de 10 mm grosime. Dacă golurile prevăzute în peretele rezervorului sunt mici (100-200 mm), înfăşurarea se
continuă peste ele, ulterior sârmele deviindu-se ca să ocolească aceste goluri. Golurile mari necesită întreruperea înfăşurării. Avantajele acestui procedeu constau în simplificarea operaţiunilor de armare şi betonare a peretelui rezervorului, utilizarea raţională a oţelului de înaltă rezistenţă, absenţa frecărilor, reducerea manoperei, şi altele.
Schema infasurare sarma tensionata
1 – carucior superior; 2 – carucior suspendat; 3 – colac de sarma; 4 – sarma pretensionata; 5 – lant Gall; 6 – reazem central; 7 - scara Observaţie Acoperişurile rezervoarelor din beton armat turnat monolit se pot realiza sub formă de planşeu ciupercă (dacă există stâlpi centrali), planşee cu grinzi pe două direcţii şi placă sau cupolă. 4. alte sisteme de precomprimare
Pretensionare electrotermica
a) cu blocare speciala; b) cu inel inchis; c)protectia armaturii dupa pretensionare 1 – armature inelara; 2 – blocaj; 3 – perete din beton; 4 – protectia armaturii (mortar sau beton torcretat);
Cu bare pretensionate manual
a) blocare in nise; b) blocare in pilastri; c) detaliu blocare; d) chei dinamometrice
Prin frangerea traseului
Schema armaturi
Prin utilizarea cimenturilor expansive
a) impiedicare expansiunii prin cercuri de armatura; b) impiedicarea expansiunii prin reactiunea stancii 1 – prefabricate; 2 – mortar expansiv; 3 – armatura; 4 – perete de stanca
Cu armatura verticala
a) dispunerea armaturii; b) ancorarea cablurilor; c) ancorarea barelor; 1 – cablu; 2 – bara; 3 – ancoraj cablu; 4 – ancoraj bara; 5 – stut dezaerare; 6 – freta; 7 – bratara; 8 – dorn; 9 – teaca; 10 – perete beton; 11 – radier; 12 – blocaj superior
Prin incarcarea rezervorului cu apa
a) sectiune in plan; b) sectiune verticala; c) realizarea peretelui exterior; Aspecte rezervoare prefabricate
Peretii prefabricati la rezervoare, conduc la ridicare industrializarii. Prefabricatele pentru peretii rezervoarelor se executa dupa doua sisteme: -
-
sub forma de panouri mari sau fasii, fara talpa inferioara, rezemate pe un prag al radierului sau intr-un ului din marginea radierului; sub forma de panouri mari sau fasii cu evazarea marginii inferioare.
Rosturi intre panouri de pereti
1 – mortar batut; 2 – mastic bituminos
Panouri prefabricate – rezervoare cilindrice
a) plane; b) cu talpa inferioara; c) chesoane
Decantor din panouri prefabricate
a) sectiune longitudinala; b) detaliu imbinare panou; c) detaliu imbinare panouri-radier; d) panou 1 – rost vertical; 2 – azbociment; 3 – mastic; 4 – radier; 5 – beton egalizare
