Новое конструктивное решение облицовок каналов из монолитного бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 666.031

Новое конструктивное решение облицовок каналов из монолитного бетона

И.С. Румянцев

В.И. Грозав

А.П. Смирнов

ФГОУ ВПО МГУП

г. Москва, Россия

Жесткая конкуренция на строительном рынке России, происходящая в настоящее время, требует от строительных организаций поиска конкурентоспособных технологий, обеспечивающих повышение качества ведения работ при минимальных затратах материалов и времени на их реализацию. В частности, такая проблема остро стоит при устройстве монолитных бетонных облицовок, особенно в условиях с сухим жарким климатом, где качество и долговечность конструкции во многом определяются правильным выбором способов ухода за свежеуложенным бетоном, чтобы исключить его интенсивное обезвоживание. В противном случае бетон не набирает требуемой прочности, а в конструкции появляются трещины, которые сводят на нет осуществляемую противофильтрационную защиту.

В настоящее время результаты обследований состояния облицовок каналов из монолитного бетона показали, что за периоды эксплуатации коэффициент фильтрации со временем увеличивается. Это объясняется деструктивным изменением верхнего слоя облицовки за счёт воздействия внешних атмосферных факторов.

Для условий с низкой относительной влажностью и высокой температурой окружающей среды требуются два вида ухода за бетоном - первичной и последующей [1]. Первичный служит для предотвращения интенсивного развития пластической усадки, последующий - обеспечивает сохранность внутреннего запаса влаги для полноты прохождения гидратации цемента и образования структуры требуемой прочности и плотности.

Вторая стадия ухода за бетоном является самой продолжительной. Её период определяется временем набора прочности - критической относительно влагопотерь. Эта величина зависит в основном от водоцементного отношения, при изменении которого от 0,4 до 0,8 она составляет 50…70% прочности бетона на сжатие в возрасте 28 суток (R28).

При традиционных способах ухода за бетоном время набора прочности, критической относительно влагопотерь, составляет 2…3 суток. Поэтому поиск возможностей снизить водоцементное отношение является одним из путей сокращения трудозатрат и продолжительности строительства бетонных монолитных сооружений.

Представляется интересным рассмотреть вопрос о снижении водоцементного отношения за счёт оттока избытка влаги в процессе твердения уже уложенного бетона, что возможно при послойной укладке в конструкцию сначала сухой, а затем затворённой смеси. Такой способ бетонирования разрабатывался для ведения автодорожных строительных работ на мёрзлых и вечномёрзлых грунтах [2].

Для увеличения водонепроницаемости и сроков эксплуатации предлагается выполнить облицовку из трёх слоёв. Первый (верхний) и третий (нижний) слои выполняются из обычной бетонной смеси, а второй (средний) из сухой бетонной смеси. Этим достигается уменьшение водоцементного отношения верхнего и нижнего слоёв и обеспечивается наименьшее водоцементное отношение для среднего слоя. Постепенное насыщение влагой слоя сухой бетонной смеси приведёт к образованию единой монолитной конструкции.

В экспериментальных исследованиях были приняты конструктивные решения и их технологическое обеспечение, показанные на рисунке.

Начальные водоцементные отношения были следующими: первый и третий слои 0,5, средний 0. Водонасыщение сухой смеси происходит за счёт фильтрации из двух других слоёв.

бетон влажность водоцементный монолитный

Конструктивные решения и их технологическое обеспечение

Параметры конструктивных решений и результаты экспериментов приведены в таблице.

Опыты показали, что водонасыщение зависит от толщины и водосодержания верхнего слоя, пригруза и температуры.

Образцы подвергались двойной виброобработке. Первая непосредственно при укладке бетонной смеси в конструкцию, вторая использовалась в качестве повторного виброуплотнения через 50…60 мин. Общеизвестно положительное влияние такой двойной виброобработки на повышение прочности изделия.

Прочность бетона на сжатие в слоях 1, 2, 3 определялась неразрушающими методами в возрасте 28-ми суток.

Результаты показали, что прочность бетона 1-го слоя увеличивается на 21%, а 3-го на 16%. Это происходит за счёт уменьшения водоцементного отношения по сравнению с такой же конструкцией, но без среднего слоя из сухой бетонной смеси. Прочность на сжатие 2-го слоя была выше 1-го и 3-го слоёв, при одинаковом расходе цемента, вследствие пониженного водоцементного отношения в пределах 0,33…0,35.

Водонепроницаемость определялась по стандартной методике и для бетонов принятых конструктивных схем была выше, чем у однослойных конструкций, выполненных из обычной бетонной смеси.

Технология бетонирования (см. рисунок) представляет собой скользящую обогреваемую опалубку с 3-мя бункерами для подачи бетонной смеси.

Скользящая обогреваемая опалубка, для бетонирования облицовки каналов, состоит из 3-х технологических частей. Первая - обогревающая часть.

Вторая технологическая часть (бункерная) состояний из 3-х бункеров. Два крайних бункера предназначены для обычной бетонной смеси, средний - для сухой бетонной смеси. По мере продвижения скользящей обогреваемой опалубки бетонная смесь будет последовательно поступать из бункеров таким образом, чтобы по мере движения образовалась единая 3-слойная конструкция, в которой верхний и нижний слои будут выполнены из обычной смеси, а средний слой будет из сухой бетонной смеси.

Третья часть состоит из 2-х вибробалок и виброприёмника. Первая вибробалка находится рядом с виброприёмником для более качественной укладки бетонной смеси. Вибробалки располагаются на расстоянии 2 м друг от друга, для того чтобы обеспечить первичное и вторичное (приблизительно через 1 час) виброуплотнение.

Все эти технологические части устанавливаются на движущейся металлической раме, которую будет тянуть трубоукладчик.

Из всего выше изложенного можно сделать несколько существенных выводов.

1. Применение такого нового конструктивного решения приведёт к снижению затрат как на материалы, так и на время строительства, а в будущем и на дальнейшую эксплуатацию сооружения.

2. Опыты показали, что использование такой 3-слойной конструкции обеспечит надёжную эксплуатационную защиту водохозяйственной системы в целом. А с повышением надёжности такой системы можно будет с уверенностью говорить о том, что и экологическая обстановка, непосредственно возле каналов будет в нормальном состоянии, то есть не будет вторичных засолений и заболачиваний.

3. Из опытов видно, что использование первичного и вторичного виброуплотнения, применение скользящей обогреваемой опалубки и дополнительного давления положительно влияют на получение более качественных и прочных конструкций.

4. Использование в качестве среднего слоя сухой бетонной смеси приводит к существенному снижению водоцементного отношения других слоёв, что, в свою очередь, приводит к увеличению водонепроницаемости и прочности всей конструкции в целом.

5. Со временем качество внешних слоёв будет снижаться, но благодаря тому, что самый прочный слой во всей конструкции - это средний, так как у него наименьшее водоцементное отношение, то конструкция не потеряет своей надёжности, и при правильной эксплуатации будет служить ещё долгое время.

Библиографический список

1. Миронов С.А., Малинский Е.И. Основы технологии бетона в условиях сухого жаркого климата. М.: Стройиздат, 1985.

2. Шифрин С.А., Ивлиев Л.И., Коллеганов А.В. Использование сухих смесей при бетонировании протяжённых конструкций на промороженном основании. //Бетон и железобетон. 1992. №12.

Размещено на Allbest.ru