книги из ГПНТБ / Миронов С.А. Бетоны, твердеющие на морозе
.pdf‘Рис. 7 0 . Общий вид автодорожного моста через р. М оскву с железобетонными колоннами (в стальных трубах),вьь полненными зимой из бетона с добавкой нитрита натрия
Высота опор составляет 1 0 -1 5 м. Каждая труба на 4 м
заделывалась в известняковую породу, 1 м низа |
трубы |
|
заливался тампонажным бетоном, а на него |
устанавли |
|
вался арматурный каркас по высоте трубы. |
|
|
К бетону опор были предъявлены следующие требования: марка бетона ЗОО, марка по морозостойкости Мрз 2 0 0 , к моменту паводка (ориентировочно через 14 суток) бе
тон должен набрать 100%-ную прочность. |
|
Ожидаемая |
||
температура воздуха в период выдерживания |
|
бетона |
||
-5°С , грунта -1 °С и воды +1°С. |
|
|
|
|
Исходя из этих условий для бетонирования опор |
|
моста |
||
Е. Н. Уховым совместно с лабораторией |
строительства |
|||
(рук. лаб. В. М. Сафонов) был подобран бетон |
состава |
|||
1 :1 ,1 1 :2 ,0 6 :0 ,3 7 с расходом цемента 5 1 2 |
кг/м 3 |
при |
||
подвижности смеси 7,5 см. Бетон приготовлялся с |
до |
|||
бавкой 4% NaNÜ2 + 0,15 ССБ на БТЦ Воскресенского
завода марки 4 0 0 , гранитном щебне фракции 5 -2 0 |
мм |
из дробленого булыжного камня и кварцевого песка |
с мо |
2 4 0
дулем крупности 2,3 . Прочность его через 2 8 суток твердения в стандартных условиях составила 3 86кгс/см^
а коэффициент морозостойкости после 2 0 0 циклов |
попе |
ременного замораживания и оттаивания - 0,9 6 . |
|
Бетонирование осуществлялось в соответствии со |
спе |
циально разработанными НИИЖБ рекомендациями под не посредственным наблюдением Е. Н. Ухова. Для получения бетона требуемого качества большое внимание уделялось точному дозированию материалов, особенно добавок.
К месту укладки бетонную смесь,приготовленную в за водских условиях, транспортировали в автосамосвалах. В
первый день бетонирования кузов автосамосвала |
подо |
|
гревался выхлопными газами. В дальнейшем DTэтогоот |
||
казывались, так как происходило интенсивное |
|
подсуши |
вание бетонной смеси у днища, что усложняло |
выгрузку. |
|
Замеры температуры смеси на заводе и объекте |
показа- |
|
и, что за время транспортирования она охлаждалась менее чем на 1 С.
Из автосамосвала бетонная смесь выгружалась в дере вянный ящик, обитый кровельным железом. Из последнего она перегружалась в специальную бадью типа "сигара".
Работа производилась двумя такими бадьями емкостью
по 0 ,4 м3. К опоре |
бадья поднималась автокраном, напо |
|
ловину вводилась в |
устье колонны и через |
специальный |
затвор бетонная смесь выгружалась в обойму колонны.
Уплотнение бетонной смеси осуществлялось |
послойно |
после каждой порции бетона глубинными вибраторами ти |
|
па С -8 0 0 , опускаемому на канате. Наблюдения, |
произ |
водимые сверху, показали, что после минутного вибриро
вания смесь хорошо заполняла все сечение трубы. |
Укла |
дывалась она на 0,5 м ниже обреза трубы. |
|
После окончания бетонирования (а каждая колонна |
за |
бивалась без перерыва) производилось утепление |
трубы |
одним слоем шлаковаты (8 см) на всю высоту от уровня грунта или льда. Теплоизоляция'затем обматывалась сло ем рубероида, который крепился стальной проволокой.
Через 7 -1 0 суток для устьевых опор производилось на
ращивание арматурного каркаса и трубы-обоймы до |
про |
ектной отметки (на высоту 3 -5 м) и аналогичным |
обра |
2 4 1
зам производилось их бетонирование, но заполнение про изводилось на всю высоту трубы.
Измерения температуры поверхностного слоя бетона под теплоизоляцией, показали, что температура бетона в первые 1-3 суток повышалась на 1 0 -1 5 С, а затем мед
ленно, в течение 7 -1 0 суток, опускалась до 0°С. |
В |
дальнейшем бетон твердел при температурах от - 1 |
до |
-5°С . |
|
Столь благоприятный температурный режим способст вовал интенсивному твердению бетона. Уже к 7-суточно
му возрасту, т. е. примерно к моменту охлаждения |
его |
|
до О С, прочность бетона составила от 81 до 102% |
про |
|
ектной. В 28-суточном возрасте она на 1-31% |
превыси |
|
ла проектную прочность бетона, приблизившись в |
ряде |
|
случаев к прочности бетона, твердевшего в |
стандарт |
|
ных условиях. |
|
|
Указанные колебания прочности объясняются не |
оди |
|
наковыми температурными условиями твердения бетона и его неоднородностью. Средняя прочность контрольных об
разцов, изготовленных в заводских условиях и |
хранив |
|||
шихся в стандартных условиях, к 7-суточному |
возрасту |
|||
Т а б л и ц а 66 . Результаты испытаний |
|
|||
морозостойкости бетона (возраст |
|
|||
1,5 года) опор моста |
|
|
||
Показатель |
Количество циклов |
|
||
0 |
і о о |
20 0 |
||
|
||||
Прочность в кгс/см•2: |
|
|
|
|
после прохождения |
|
|
|
|
циклов.......................... |
483 |
543 |
527 |
|
в возрасте, эквива |
. |
|
|
|
лентном циклам........ |
5 3 8 |
563 |
||
Коэффициент морозо- |
|
|
|
|
стойкости........ .......... |
- |
1,0 |
0,94 |
|
2 4 2
составила 296, а к 28-суточному - 385 к г с / с м ^ при колебаниях от 287 до 447 кгс/см^.
Результаты испытаний морозостойкости контрольных об разцов бетона, уложенного в опоры моста, показали (табл. 6 6 ), что он вполне удовлетворяет требованиям проекта.
Экономический эффект от применения бетона с |
добав |
кой нитрита натрия вместо электропрогрева |
составил |
3,7 руб. на 1 м3 бетона. Следует подчеркнуть, что эти данные хорошо согласуются с данными НИИМосстроя. Несколько большая экономия при применении бетона с до
бавкой нитрита натрия на объектах Главмосстроя |
(4,5 |
руб.) объясняется тем, что не было завышения фактичес
кой марки бетона, поскольку не требовалось |
получения |
высокой прочности в ранние сроки. |
|
""борные железобетонные конструкции и заменоличивание стыков в сборном строительстве
бетонами с добавкой поташа и нитрита натрия
Сборные конструкции. В тресте "Никельстрой" |
(гл. |
инж. А. Д. Чернов, нач. лаб. И. П. Казаков) в |
феврале |
1956 г. в условиях полигона были изготовлены |
плиты |
перекрытия размером 100x50x12 см [іЗ і] . Армирова
лись они стержнями |
диаметром от 4 до 10 мм. |
Бетон |
марки 1 7 0 жесткой |
консистенции изготовлялся на |
це |
менте Акменского завода с добавкой поташа в количест
ве 12% веса цемента. При укладке бетонная смесь |
уп |
лотнялась площадочным вибратором. Бортоснастка |
сни |
малась сразу же после формования. |
|
После трехмесячного пребывания на полигоне в услови ях Крайнего Севера плиты были уложены в перекрытие
туннеля теплотрассы и засыпаны слоем грунта |
толщиной |
1 м. В условиях эксплуатации на них с одной |
стороны |
воздействовала паровоздушная среда повышенной темпе ратуры, с другой - пониженной, а в осенне-весенний пе риоды - грунтовая влага (верховодка).
2 4 3
Через 2,5 года несколько плит извлекли из перекрытия туннеля, а из них - арматуру. Внешний осмотр показал,
что арматура находилась в хорошем состоянии, а |
бетон |
обладал достаточной прочностью. |
|
На строительстве Ковдорского горно-обогатительного
комбината часть сборных конструкций, в основном |
желе |
зобетонных фундаментных блоков и подстилающих |
плит, |
в зимнее время, по предложению нач. лаборатории |
строи |
тельства (М . В. Бородских), изготовляли в условиях по
лигона [40] . Бетонную смесь с добавкой поташа |
|
приго |
|
товляли централизованно на заводе. Поташ вводили в |
во |
||
ду затворения из расчета 7-10% к весу цемента. |
|
Для |
|
этой цели на заводе готовили концентрированный |
водный |
||
раствор поташа плотностью 1 ,4 7 6 . |
|
|
|
При изготовлении бетонной смеси в бетономешалку |
од |
||
новременно подавали концентрированный раствор |
поташа |
||
и воду. Затем в барабан загружали заполнители. |
|
После |
|
их перемешивания подавали цемент и окончательно |
пере |
||
мешивали смесь в течение 1 ,5 -2 мин до получения |
одно |
||
родной массы. Бетонную смесь самосвалами подавали |
на |
||
полигон, выгружали в бункер, далее в опалубку и |
|
вибри |
|
ровали. Поскольку смесь готовили на слабо подогретых материалах,.твердение бетона протекало достаточно ин
тенсивно. Это позволяло снимать опалубку через |
трое |
суток и использовать ее повторно. Готовые же |
изделия |
сразу накрывали пергамином или толью и выдерживали до приобретения бетоном 70%-ной прочности от его марки. Затем они доставлялись на строительную площадку для монтажа.
В полигонных условиях и непосредственно на площадке в течение зимы 1 9 6 4 /6 5 г. было уложено до 10 ты с.м3 бетона с добавкой поташа.
Стыки сборных конструкций из бетона с добавками по таша. Впервые замоноличивание стыков бетоном с добав
кой поташа было произведено в 1 9 6 0 г. при |
строитель |
стве цеха ДСК-3 в Автове (Ленинград). Цех |
перекры |
вался железобетонными сборными оболочками |
арочно |
бочарного типа размерами в плане 100x7,5 м. Для за-
2 4 4
моноличивания швов размерами в сечении 24x12 см |
был |
применен бетон марки 4 0 0 с добавкой поташа [40] . |
|
Бетонная смесь в условиях строительной площадки |
го |
товилась на водном растворе поташа плотностью 1 ,0 9 . С понижением температуры воздуха до - 1 0 , -1 2 С в ка честве затворителя применялся водный раствор поташа плотностью 1,1 3 .
Прочность бетона стыков, определенная в контроль
ных образцах, через 2 8 суток составила 2 2 0 кгс/см^. В
О
90-суточном возрасте она возросла до 285 кгс/см ,т. а 70% марки бетона. Это позволило весной 19.61 г. разо брать инвентарные металлические леса, поддерживающие оболочки, и приступить к внутренним работам в цехе.
‘ В течение семи лет с момента окончания строительства воздушно-влажностный режиме цехе не отличался от ре
жима неотапливаемых помещений. С 196 8 г. в связи |
с |
|
вводом цеха в эксплуатацию температура и влажность |
в |
|
нем резко возросли. При обследовании состояния |
стыков |
|
в августе 1 9 6 9 г. (И. А. Токмакова, Е. Н. Ухов. |
А. Я .. |
|
Фельдман, Ю. А. Пузырев, В. М. Зданчук) каких-либо де фектов обнаружено не было.
В Ленинграде зимой 1 9 |
6 4 /6 5 г. при температурах |
до |
-2 5 °С на одном из цехов, |
который возводил трест № |
23 |
Главзапстроя, бетоном с поташом (.12%) последовательно было замоноличено и распалублено после 7-12-суточного
выдерживания 8 оболочек размерами в плане 3 6x36 |
м |
||
каждая [40] . Оболочки представляют собой |
ребристую |
||
скорлупу, опирающуюся по контуру на |
железобетонные |
||
фермы. |
|
|
|
Для замшоличивания швов между плитами оболочек при менялся бетон состава 1:1,5 по объему с мелкозернис
тым заполнителем из песчано-гравийной смеси. На 1 |
м |
бетона расходовали 7 0 0 кг цемента Ленинградского |
за |
вода им Воровского. Такой повышенный расход цемента был вызван необходимостью распалубки оболочек в воз можно короткий срок после за моноличивания.
Основная трудность, с которой столкнулись при замоноличивании стыков, заключалась в быстром схватывании бетона. Попытка замедлить его.путем добавления ССБ
2 4 5
существенного результата не дала. Поэтому на |
строи |
|
тельстве отказались от подогрева материалов и |
исполь |
|
зовали цемент и гравийно-песчаную смесь, |
доставляв |
|
шиеся со склада открытого хранения, а также |
|
холодный |
раствор поташа. |
|
|
Бетонная смесь при ее приготовлении имела |
|
отрица |
тельную температуру, близкую к температуре |
наружного |
|
воздуха. В нее добавляли ССБ (до 0,5% веса |
цемента), |
|
в результате чего рабочая консистенция смеси сохраня - лась в течение 2 0 -2 5 мин. Это позволяло применять ее для замоноличивания оболочек при приготовлении смеси в растворомешалке, установленной на замоноличивае.мой оболочке.
В растворомешалку сначала загружали гравийно-пес-* чаную смесь и цемент. После перемешивания этих ком
понентов заливали водный раствор пэташа и ССБ и |
всю |
|||
. массу окончательно перемешивали. Перед ее |
укладкой |
|||
швы очищали от снега при помощи сжатого |
воздуха.Смесь |
|||
уплотняли вибраторами и после укладки не укрывали. |
|
|||
При испытании контрольных образцов, хранившихся |
на |
|||
оболочках, минимальная прочность бетона в |
|
7-суточном |
||
возрасте составила 172, а максимальная - |
27 8кгс/см^, |
|||
в 28-суточном возрасте соответственно 203 |
|
и |
||
22 9 кгс/см^. |
|
|
|
|
В эту же зиму трестом № 104 |
Главленинградстроя |
|||
при строительстве склада бумаги в пос. Шувалово подЛе-
ниградом бетоном с добавкой поташа были |
замоноли- |
||
чѳны стыки оболочек размером 30x30 м такой же |
кон |
||
струкции [40] . |
|
|
|
При приготовлении бетонной смеси применялся |
пласти |
||
фицированный портландцемент завода им. Воровского |
и |
||
обогащенная щебнем гравийно-песчаная смесь. |
|
Состав |
|
бетонной смеси соответствовал 1:3,6 |
по весу при В/Ц = |
||
0,47 . Оптимальное количество поташа, |
установленное |
||
совместно с ЛИСИ ( М.Г. Давидсон, |
Ю. П. |
Ржаницын), |
|
составляло 10%. Поташ вводился в виде водного |
раство |
||
ра плотностью 1,6. |
|
|
|
Из-за быстрого схватывания смеси на |
стационарном |
||
заводе приготовлялась сухая бетонная смесь. На |
строи |
||
2 4 6
тельной площадке она затворялась в бетономешалке |
на |
|
10 0 л водным раствором поташа, содержащим и ССБ |
из |
|
расчета 0,3% веса цемента. |
|
|
После перемешивания бетонную смесь немедленно |
до |
|
ставляли на рабочее место, укладывали и |
вибрировали, |
|
причем стыкуемые поверхности сборных плит и арматуры предварительно очищались от снега, наледи, ржавчины и инея. Поверхность свежеуложенного бетона накрывалась
матами или толем либо опрыскивалась водой. |
Ледяная |
|
корка, равно как маты или толь, предохраняла бетон |
от |
|
вымораживания. |
|
|
Испытаниями контрольных образцов, хранившихся в |
ус |
|
ловиях выдерживания бетона замоноличивания, было |
ус |
|
тановлено, что через 6 -9 суток он достигал |
75%-ной |
|
проектной прочности. |
|
|
В Ачинске трестом "Алюминстрой" Главкрасноярскстрся
(гл. инж. В. П. Абовский) были замоноличены три |
обо |
лочки размером в плане 24x24 м [1] . Работы произво |
|
дили при среднесуточных температурах воздуха от |
-2 0 |
до -3 5 С. Для замоноличивания здесь использовали |
бе |
тонную смесь, приготовленную из песчано-гравийной сме
си и цемента марки 5 00 Красноярского завода в |
пропор |
|
ции 1:1 по объему при расходе цемента 9 5 0 кг/м . |
В |
|
смесь добавляли поташ в количестве 15% веса цемента |
и |
|
ССБ до 2% веса цемента. |
|
|
Основная трудность, с которой столкнулись в |
Ачинске, |
|
как и в Ленинграде, заключалась в быстром схватывании
бетонной смеси после введения в нее |
поташа. Последнее |
обстоятельство заставило применять |
переохлажденную |
бетонную смесь, составляющие которой длительное время хранились на морозе и поэтому имели температуру, близ кую к температуре наружного воздуха.
Понижение температуры воздуха до - 3 0 С во |
время |
замоноличивания и твердения бетона в двух |
оболочках |
не оказало существенного влияния на набор им |
прочнос |
ти, которая достигла примерно 2 0 0 кгс/см^ в |
7-суточ |
ном возрасте. При замоноличивании третьей оболочки и ее твердении в течение недели понижение температуры до ходило до -3 5 С. Прочность бетона в 7-суточном воз
2 4 7
расте была в этой оболочке примерно на одну треть мень ше прочности бетона первых двух.
С экономической точки зрения интересен опыт примене ния бетона с добавкой поташа для замоноличнвагіия сты ков на объектах треста "Сибстальконструкция" ( гл. ин женер А. О. Барабашев). Применяя для замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций ряда объек тов на строительстве доменной печи № 1 Западно-Сибир ского металлургического комбината бетон с добавкой поташа при достаточно низких температурах зимы 1 9 6 4 / 65 г., строителям этого треста удалось на 3 9 суток со кратить сроки монтажа объектов пускового комплекса.
При этом, несмотря на завышение марки бетона на од ну ступень, применение бетона с добавкой поташа оказа
лось экономичнее прогрева бетона стыков. За счет |
ис |
||
ключения затрат электроэнергии, уменьшения |
трудоза |
||
трат при подготовке стыка к замоноличиванию и ухода |
за |
||
уложенным бетоном затраты на 1 м3 |
смонтированных |
||
конструкций уменьшились на 3 ,4 3 -6 ,8 7 |
руб. в |
зависи |
|
мости от типа стыка [9] . |
|
|
|
Единственным неудобством, с которым столкнулись |
в |
||
процессе работ, явилось опять-таки быстрое схватывание
бетона. Поэтому бетонную |
смесь приготовляли |
неболь |
|
шими порциями на месте монтажа и быстро |
укладывали |
||
в полость стыка. Работы выполняли три звена: |
первое |
||
(2 чел.) очищало поверхность стыков н |
устанавливало |
||
опалубку, второе (2 чел.) |
приготовляло смесь, |
третье |
|
(2 чел.) укладывало ее в стык и утепляло. |
|
|
|
М ожно было бы привести еще многие примеры и |
случаи |
||
применения бетона с добавкой поташа для |
замоноличи |
||
вания стыков в сборном строительстве. При этом, |
как |
||
правило, получены хорошие показатели по темпу |
роста |
||
прочности бетона, но отмечаются недостатки с |
точки |
||
зрения быстрого загустевания смеси.
Было проведено натурное вскрытие арматуры в стыках,
замоноличенных зимой бетоном с добавкой поташа |
в |
крупнопанельном доме по 6-й ул. Октябрьского |
поля |
(М D C K B a ) , который находился в эксплуатации около |
9 |
лет. При вскрытии стыка арматура была найдена в нем в
2 4 8
хорошем состоянии, без |
признаков коррозии. Поверхность |
|
стержней имела хороший контакт с бетоном, |
прочность |
|
которого была высокой |
[13} . |
|
Стыки сборных конструкций из бетона с добавками ни трита натрия. Широкое применение нитрит натрия в каче стве противоморозной добавки к бетону замоноличивания
нашел в Главмосстрое. Только за зимний период |
1 9 6 6 / |
67 г. бетоном и раствором с этой добавкой в |
М оскве |
замоноличены полносборные дома общей жилой площадью 3 4 0 тыс. м^ [11] .
Технология приготовления бетона с добавкой нитрита на трия, а также производство работ не отличаются от при меняемой в Главмосстрое при бетонировании монолитных конструкций. Только в этом случае допускается примене ние шлакопортландцемента и нитрита натрия, изготовляе мого в виде жидкого продукта.
В 1 9 6 2 -1 9 6 4 гг. сотрудниками ЦНИИСК (А. А. Шиш кин, И. А. Токмакова, Э. А. Бравинский), НИИМ осстроя (Я. Р. Бессер, Ю. С. Волков) и других научно-исследова
тельских институтов было вскрыто |
более 3 0 0 стыков |
в |
|
140 крупнопанельных домах серий |
1-605А , 1 -4 6 4 , |
1 - |
|
5 1 5 , 1 -3 3 5 , К -7 -2 и др. в М оскве, Киеве, |
Березни |
||
ках, Харькове, Свердловске, Саратове, Львове, |
Днепро |
||
петровске и других городах [13] , выполненных в |
зимнее |
|
время из бетона и раствора без добавки, т. е. по |
запре |
|
щенному методу замораживания. |
|
|
Вскрывали в основном стыки стен северной стороны |
и |
|
в помещениях с повышенной влажностью, подтеками |
и |
|
сыростью. Из вскрытых стыков брали пробы арматуры |
и |
|
бетона. Во многих случаях качество бетона или раствора,
которыми замонолачивали стыки в зимних условиях |
без |
||
применения добавок, оказалось низким. На |
поверхности |
||
бетона были обнаружены каверны и трещины, его |
проч |
||
ность оказалась ниже проектной. |
|
|
|
Поскольку структуру бетона повредил мороз и имелись |
|||
следы от ледяных включений, не обеспечивалось |
надле |
||
жащее сцепление его с арматурой. Почти во всех |
случаях |
||
наблюдалась коррозия арматурных связей и |
закладных |
||
стальных элементов. Их состоянии свидетельствовало |
о |
||
|
|
2 4 9 |
|
17 й 767