m33170

По конфигурации концов трубы бывают гладкие, раструбные и фальцевые.

Безнапорные трубы наиболее распространены и удобны по условиям гидравлической работы, а также при изготовлении труб и монтаже трубопроводов. Длина сборных труб составляет 5 м при диаметре до 200 см и 3…4,5 м при диаметрах более 200 см. Толщину стенки принимают равной 0,1 внутреннего диаметра трубы.

Для изготовления безнапорных труб применяют бетон класса не ниже В22,5. Стенку трубы армируют в соответствии с характером и распределением усилий двумя видами арматуры: кольцевой (спиральной) для восприятия окружных усилий и продольной. В качестве кольцевой применяют арматуру классов А240 (А-I), А400 (А-III) диаметром 3-100 мм, а продольной - А240 (А-I) диаметром 6-8 мм.

Круглые трубы армируют тремя способами (рис. 35):

1)одиночным круговым каркасом;

2)двумя круглыми каркасами;

3)одиночным эллиптическим каркасом.

Одним из массовых элементов мелиоративных сооружений закрытого типа являются прямоугольные трубы. Их применяют в регуляторах, совмещенных с переездом или быстротоком, ливнеспусках, дюкерах, водовыпусках и т.д. Закрытые водосбросы в виде прямоугольных труб широко используют в составе речных гидроузлов, возводимых в стесненных створах. Прямоугольные трубы бывают одно-, двух- и многоочковые. Их возводят из сборных элементов или бетонируют на месте.

Сборные прямоугольные трубы применяют при строительстве водопроводящей части гидротехнических сооружений на каналах оросительных и осушительных систем, а также для устройства водосбросов низких плотин. Они бывают двух типов: секционные и блочные.

Типовые секционные прямоугольные трубы выпускают длиной 150 см, сечением 150х200 см; длиной 100 см, сечением

200х200 и 250х200 см (рис. 36, а).

По несущей способности они подразделяются на трубы нормальной и повышенной прочности (соответственно при высоте засыпки до 2,5 и 8 м). Толщина вертикальных стенок составля-

151

ет 15-23 см, а днища и покрытия – 20-26 см. Соединение звеньев труб осуществляется сваркой выпусков арматуры длиной 200 мм с последующим омоноличиванием мелкозернистым бетоном. Для изготовления труб применяют бетон класса В22,5 и марок F150 и W6.

Рис. 35. Армирование круглых труб:

а– одиночным круговым каркасом; б – двумя круглыми каркасами;

в– одиночным эллиптическим каркасом

152

Армирование блочной трубы производится в основном сетками (рис. 36, г).

6.2. Строительные растворы

6.2.1. Классификация растворов

Строительным раствором называют искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердения рационально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя – песка. До затвердения его называют растворной смесью. По своему составу строительный раствор является мелкозернистым бетоном, и для него характерны соответствующие свойства.

По средней плотности в сухом состоянии строительные растворы разделяют на тяжелые со средней плотностью 1500 кг/м3 и более, для изготовления которых применяют тяжелые кварцевые пески; легкие, имеющие среднюю плотность менее 1500 кг/м3, заполнителями в них являются пористые пески из пемзы, туфа, шлака, керамзита.

По виду вяжущего вещества различают: цементные растворы, приготовленные на портландцементе и его разновидностях; известковые, вяжущим веществом в которых служит воздушная или гидравлическая известь; гипсовые, получаемые на основе гипсовых вяжущих веществ. Иногда по техническим или экономическим причинам в цементных растворах часть цемента заменяют известью или глиной, такие растворы называют сме-

шанными.

Для ускорения твердения известковых растворов известь смешивают с гипсом, получая в этом случае известково-

гипсовые растворы.

По назначению строительные растворы разделяют на следующие: кладочные, используемые для кладки стен из кирпича, камня и крупных блоков; отделочные – для штукатурки, изготовления архитектурных деталей, нанесения декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, разновидности которых обладают некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами. К ним относят акустические, рентгенозащитные, тампонажные и другие виды растворов.

154

В основу классификации растворов по физикомеханическим свойствам положены два показателя: прочность и морозостойкость.

По пределу прочности растворы подразделяются на 8 марок – от 4 до 300, а по степени морозостойкости – от МРЗ 10 до МРЗ 300 (9 марок).

В зависимости от того, в каких условиях твердеет раствор, различают растворы воздушные и гидравлические. Воздушные растворы предназначены для конструкций, находящихся в сухих условиях, а гидравлические – для влажных. Воздушные растворы готовят на воздушных вяжущих, а гидравлические – на гидравлических вяжущих.

Важнейшим строительным свойством растворов является прочность, а растворных смесей – подвижность и водоудерживающая способность.

Прочность затвердевшего цементного раствора подобно бетону зависит от двух основных факторов: активности цемента и цементноводного отношения. Эту зависимость выражают формулой

R28 = 0,25Rц ( ЦВ − 0,4) ,

где R 28 – предел прочности при сжатии раствора в возрасте 28

дней, МПа;

Rц – активность цемента, МПа;

Ц

В

Эта формула верна для растворов, уложенных на плотное основание. Прочность же растворов, уложенных на пористое основание (кирпич), выражается в зависимости от расхода вяжущего вещества по формуле:

R28 = k∙ R 28 (Ц – 0,05) + 4.

где Ц – расход цемента, т/м3 песка;

k – коэффициент, зависящий от качества песка: для крупного песка – 2,24; для песка средней крупности – 1,8; для мелкого песка – 1,4.

155

Прочность смешанных растворов зависит от вводимой в

раствор извести или глины. Оптимальная добавка известкового или глиняного теста, позволяющая получить удобоукладываемые смеси и плотные растворы, соответствует максимуму на кривых плотности, приведенных на рис. 37, для растворных смесей разного состава.

Прочность при сжатии определяют испытанием образцовкубиков с размером ребра 7,07 см в возрасте, установленном в стандартах или технических условиях на данный вид раствора. Изготовление образцов из растворной смеси подвижностью менее 5 см производят в обычных формах с поддоном, а из смеси большей подвижности – в формах без поддона, установленных на отсасывающем основании-кирпиче, покрытом смоченной газетой.

Установлены следующие марки растворов по прочности в возрасте 28 сут: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200.

Добавка известкового (глиняного) теста

Рис. 37. Общий характер влияния добавок извести и глины на прочность растворов состава (цемент : песок по объему):

1 – 1:3; 2 – 1:4; 3 – 1:5; 4 – 1:6; 5 – 1:9

Морозостойкость растворов зависит от тех же факторов, что и морозостойкость бетонов (от свойств применяемого вяжущего, от вяжущеводного отношения, от условий твердения и особенностей структуры материала). Существуют следующие марки

156

растворов по морозостойкости (МРЗ): F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200 и F300.

6.2.2. Материалы для изготовления растворных смесей

Для изготовления растворных смесей применяют портландцемент, шлакопортландцемент, причем используют марку цемента в 3-4 раза выше марки раствора. Воздушную известь вводят в виде известкового теста в смеситель при изготовлении известковых растворов и растворов на смешанных вяжущих. Строительный гипс входит в состав гипсовых и известково-гип- совых растворов.

Пески применяют природные (кварцевые, полевошпатовые) и искусственные (дробленые и плотных и пористых горных пород и искусственных материалов (пемзовые, керамзитовые, перлитовые).

Чтобы сохранить удобоукладываемость растворных смесей, укладываемых на пористое основание, в них вводят пластифицирующие добавки органического и неорганического происхождения (известь, глина, зола ТЭЦ, молотый доменный шлак, омыленный древесный пек, мылонафт и т.д.).

Подвижностью растворной смеси называют ее способ-

ность растекаться под собственным весом или под действием приложенных внешних сил. За показатель подвижности растворной смеси принимают глубину погружения стандартного конуса Строй ЦНИЛа массой 300 г с углом при вершине 30°.

В таблице 24 показано, какую подвижность должны иметь растворные смеси в разных случаях применения.

Растворы с низкой водоудерживающей способностью расслаиваются в период транспортирования, особенно при перекачке раствора по трубам. Повысить водоудерживающую способность раствора можно путем введения в него извести, глины.

Строительные растворы приготавливают двух видов: в виде смесей необходимой подвижности, пригодных для использования, и в виде сухих смесей, которые перед использованием смешивают с водой и в необходимых случаях вводят специальные добавки.

157

Таблица 24. Подвижность растворных смесей

Для приготовления строительных растворов применяют растворосмесители с принудительным перемешиванием материалов емкостью барабана 150, 375,750 и 1500 л.

В растворосмесители подают песок, вяжущее, перемешивают насухо и затем вводят воду и окончательно перемешивают до получения однородной массы. Транспортируют растворы к месту укладки автосамосвалами или в специально оборудованных автоцистернах.

6.2.3. Виды растворов и области их применения

Кладочные растворы. Для кладки наружных стен зданий применяют цементные и смешанные (цементно-известковые и цементно-глиняные) растворы марок 10, 25 и 50 в зависимости от влажностных условий и требуемой долговечности здания. При кладке перемычек, простенков, столбов марка может быть повышена до 100. Виброкирпичные панели изготовляют с применением растворов марок 75, 100, 150.

Штукатурные растворы. Для наружных каменных и бетонных стен зданий применяют цементно-известковые растворы, а для оштукатуривания деревянных поверхностей используют из- вестково-гипсовые растворы. Внутреннюю штукатурку при относительной влажности воздуха внутри помещений до 60% выпол-

158

няют из известковых, гипсовых и цементно-известковых растворов.

Монтажные растворы. Для заполнения горизонтальных и вертикальных швов при монтаже стен из легкобетонных панелей раствор должен иметь марку не ниже 50, для панелей из тяжелого бетона – не ниже 100. Минимальный расход цемента – 125 кг/м3 .

Декоративные растворы. Они предназначены для отделочных слоев стеновых панелей и блоков, наружной и внутренней отделки зданий. Растворы изготавливают на цветных цементах, гипсе и извести. Заполнителем служит чистый кварцевый песок, дробленые пески из известняка и мрамора и т.д. Марки растворов применяют от 50 и выше.

Гидроизоляционные растворы для гидроизоляционных слоев и штукатурок изготавливают на портландцементе, расширяющихся и сульфатостойких цементах. Состав раствора - 1:2,5 или 1:3,5 (цемент : песок).

Инъекционные растворы применяют для заполнения каналов в предварительно напряженных конструкциях. Марка раствора должна быть не ниже 300.

Рентгенозащитный раствор приготавливают на баритном песке, применяя портландцемент или шлакопортландцемент.

6.3. Изделия на основе извести и магнезиальных вяжущих веществ

На основе извести получают силикатный, известковошлаковый и известково-зольный кирпич, ячеистые, силикатные изделия.

Силикатный (известково-песчаный) кирпич и камни

изготовляют из смеси извести и кварцевого песка путем прессования и последующего запаривания в автоклаве отформованных изделий.

Песок для силикатных изделий должен содержать не менее 70% кремнезема SiO2. Вследствие того, что слюда понижает прочность изделий, ее содержание в песке не должно превышать 0,5%. Органические примеси недопустимы, они вызывают вспучивание изделий и понижают их прочность. Содержание в песке сернистых примесей допускается не более 1% в пересчете на SO3. Равномерное содержание и распределение глинистых примесей

159

допускается в количестве не более 10%. Они повышают удобоукладываемость сырьевой смеси и качество силикатных изделий. В производстве силикатных изделий применяют известь в виде молотой кипелки, пушонки.

Силикатный известково-песчаный кирпич по форме, размерам и основному назначению не отличается от глиняного кирпича. Кирпич прессуют из известково-песчаной смеси, состоящей из 92 – 95% чистого кварцевого песка, 6–8% воздушной извести. Смесь увлажняют до 7%.

Формуют кирпич на прессах давлением 15,0–20,0 МПа. Отформованные кирпичи укладывают на вагонетки и отправляют в автоклавы для твердения. Автоклавы представляют собой горизонтальные стальные или железобетонные цилиндры диаметром 2,0–3,6 м и длиной до 20 м, герметически закрывающиеся с торцов крышками. В автоклавы впускают водяной пар под давлением 0,8–1,6 МПа и температурой 175 °С. Весь процесс продолжа-

ется 10–14 ч.

Технологическая схема производства силикатного кирпича показана на рис. 38.

Под влиянием высокой температуры и влажности происходит химическое взаимодействие между известью и кремнеземом по реакции:

Ca(ОН)2 + SiО2 + (п -1)Н2О = СаО × SiO2 × пН2О .

Выделяющиеся на поверхности песчинок кристаллы гидросиликата кальция прочно соединяются между собой и с зерном песка, образуя прочный искусственный каменный материал. Процесс пропаривания сырца в автоклавах длится 10–12 ч. Прочность силикатного кирпича продолжает нарастать и после запаривания его в автоклаве. Это объясняется тем, что при автоклавной обработке реакция извести с кремнеземом протекает только на поверхности зерен песка. На воздухе свободная известь, соединяясь с углекислотой воздуха, переходит в углекислый кальций:

Ca(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О.

160