25.3 Применение литых бетонов в гидротехническом строительстве

Сущность литых бетонов

Литые бетонные смеси – это бетонные смеси с высокой осадкой конуса, не требующие принудительного уплотнения, самоуплотняющиеся под действием гравитационных сил воды, цемента, заполнителей.

Начало широкого применения литых бетонных смесей относят к началу 20 века. Однако, длительное время применение литых бетонных смесей, было ограничено в силу ряда недостатков, присущих литым бетонам того времени. В первую очередь это было связано с их относительно низкой прочностью (при одинаковом расходе цемента) по сравнению с бетонами, уплотняемыми с помощью вибрирования. Появившееся в 30-х годах вибрирование позволило обеспечить уплотнение более жестких бетонных смесей и снизить расход цемента. Это привело к тому, что литые бетоны преимущественно стали использоваться при укладке бетона в густоармированные конструкции, обделки тоннелей и при омоноличивании конструкций.

Литые бетоны, используемые в последние годы и базирующиеся на основе последних достижении технологии бетона и бетонных работ, практически лишены недостатков литых бетонов прошлого века.

Современные литые бетоны характеризуются широкими пределами различных марок, а литые бетонные смеси обеспечивают разнообразные требования по срокам схватывания, по перекачиванию на большие расстояния (до 1,5 км), бетонирования при отрицательных температурах воздуха и т.д. В основе всех этих возможностей лежит использование современных водоудерживающих добавок и микронаполнителей, обеспечивающих такие проектные требования, которые ранее обычно достигались за счет перерасхода цемента. Укладка бетона без виброуплотнения и возможность перекачивания смесей на значительные расстояния повышают интенсивность бетонирования и существенно снижают трудоемкость и энергоемкость бетонных работ.

Характерной особенностью последних лет развития технологии литых бетонов является разработка составов литых бетонных смесей, предназначенных для массивных блоков. Это стало возможным в связи с разработкой составов малоцементных литых бетонных смесей с ограниченным экзотермическим разогревом, что необходимо для обеспечения термической трещиностойкости массивных блоков особенно в гидротехническом строительстве.

Примерами применения высокопластичных бетонов, перекачиваемых на большие расстояния, является бетонирование железобетонных конструкций причалов нефтяного терминала порта г. Приморский, опытная укладка кавитационностойких бетонов на Саяно – Шушенской ГЭС и Бурейской ГЭС, а также работы по заполнению затюбингового пространста и сводовой части тоннеля на девирационном туннеле Ирганайской ГЭС.

Основой совершенствования литых бетонных смесей и эффективности их использования в гидротехническом строительстве является использование новых комплексных добавок ЦМИД-4 и ГПМпор. Применение этих добавок для приготовления литых бетонных смесей позволяет получить высокотехнологичные самоуплотняющиеся бетонные смеси различных марок повышенной подвижности с ОК до 28см. без увеличения расхода цемента. Это повышает возможность и целесообразность применения литого бетона не только для тонкостенных конструкций, но и для массивных блоков при возведении бетонных плотин.

Примерами применения литых бетонных смесей в массивных блоках бетонных плотин являются соответствующие опытные блоки на строительствах Саяно-Шушенской и Бурейской ГЭС,

Опыт применения литого бетона на строительстве Саяно-Шушенской ГЭС

Опытный блок расположен на сопряжении участка строящегося водосброса с днищем водобойного колодца (рис. 25.1.). Размеры опытного блока в плане на отметке 514,о м. составили 7,5х7,5м. Общий объем блока составил 348 м .

Состав бетона дан в табл. 25.3.

Таблица 25.3. Состав бетона повышенной подвижности (литой),

для бетонирования опытного блока

Расход материалов на 1 м бетона

№ п/п	Наименование компонентов	Ед. измерения	Количество
1	2	3	4
1	Цемент ПЦ400-Д0	кг	380
2	Добавка в бетон ЦМИД-4	кг	18,0
3	Песок, М =2,33	кг	680
4	Гравий фр. 5-10	кг	170
5	Гравий фр. 10-20	кг	510
6	Гравий фр. 20-40	кг	470
7	r	-	0,37
8	Вода	л	140
9	В/Ц	-	0,37

Подача бетонной смеси осуществлялась бетононасосом «CLFA» РС 506/309 по бетоноводам на расстояние около 100 метров.

На криволинейных участках блока применялась адсорбирующая опалубка с применением нового материала Zemdrain, вместо обычно применяемого слоя из мешковины.

Рис. 25.1. Опытные блоки

1 – блок №1, 2 – блок №2, 3 – контур скального основания, 4 – различные типы шпонок

Основной целью работы являлась отработка технологии выполнения бетонных работ с применением литых и самоуплотняющихся бетонов с имитацией в натуральную величину массивных блоков поверхностного водослива на криволинейных и наклонных участках строящегося берегового водосброса.

В ходе выполнения бетонных работ установлено:

• применение бетонной смеси с добавкой ЦМИД-4 позволило получить высокотехнологичную бетонную смесь высокой подвижности с ОК=23-25см на месте укладки, обеспечить связность и нерасслаиваемость, тем самым, обеспечить свободную перекачиваемость ее бетононасосом на расстояние до 100 метров и высоту 14м. и хорошую удоукладываемость без традиционного вибрирования, с незначительным побуждением;

• отмечена высокая растекаемость бетонной смеси, что позволило осуществлять ее подачу только в одну точку (центр бетонируемого блока) и распространения в радиусе до 7м.;

• применение бетонной смеси с добавкой ЦМИД-4 уменьшило расход цемента до 50 кг по отношению к рекомендуемым расходам цемента для данного вида бетона, тем самым позволило снизить максимальные температуры разогрева бетона и исключить трещинообразование;

• низкое водоцементное отношение бетонной смеси, отсутствие водоотделения и расслоения, обеспечили проектные требования к бетону по водонепроницаемости и морозостойкости;

• применение высокоподвижных бетонных смесей позволило повысить интенсивность бетонирования, тем самым снизить трудозатраты на укладку и уплотнение бетонной смеси;

• подтверждена возможность применения сетчатой металлической опалубки, из которой не наблюдалось вытекание высокоподвижной бетонной смеси и цементного молока.

По результатам испытаний образцов бетона установлено, что плотность, прочность бетона на сжатие и на растяжение при раскалывании соответствует проектным требованиям.

На основании полученных данных рекомендовано:

• применять высокоподвижные бетонные смеси с добавкой ЦМИД-4 при бетонировании конструкций ГТС, в том числе криволинейных участков строящегося берегового водосброса с применением любых типов опалубки и без применения специальных мероприятий по герметизации стыков и зазоров между щитами;

• использовать бетононасосы в технологической схеме выполнения бетонных работ с подачей бетонной смеси по бетоноводам;