книги из ГПНТБ / Михайлов В.В. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции

чалыюе ьодоцементиое отношение изменялось от 0,34 до 0,45.

Использованный в опытах напрягающий цемент отве­ чал требованиям технических условий на НЦТ. Сроки схватывания НЦ замедляли одним из трех способов: виброактнвацией, добавкой замедлителей схватывания, частичной предварительной гидратацией, а в отдельных

Рис. 5.5. В/Ц в зависимости от продолжительности цен­

трифугирования цементпо-песчаных смесей

/ — раствор на НЦ; 2 — раствор на портландцементе

случаях первые два способа применяли совместно. Смесь загружали во вращающуюся со скоростью 60—80 об/мин форму и распределяли ее в течение 5 мин при скорости вращения формы 100—120 об]мин.

На рис. 5.5 показано изменение водоцементного от­ ношения уплотняемых при центрифугировании смесей из НЦ и исходного портландцемента [138]. По характеру кривых видно, что цементно-песчаная смесь на НЦ го­ раздо хуже поддается уплотнению, чем аналогичная по составу смесь на портландцементе при одинаковой ин­ тенсивности центробежного силового поля. Это в равной мере относится к составам 1 : 1 и 1 : 1,5.

Эксперименты показали, что при повышении уплотня­ ющего центробежного усилия разница в потребном вре­ мени действия уплотняющей силы для НЦ и портландце-

230

мента сглаживается. Следовательно, для лучшего цент­ робежного уплотнения бетонных смесей из НЦ необхо­ димы повышенные уплотняющие усилия, в то время как для портландцемента, по данным многих исследовате­ лей, повышение уплотняющей силы более 0,7—1 кгс/см2 нецелесообразно.

Лабораторными экспериментами установлено, что для цементно-песчаных смесей из НЦ справедливо изве­ стное положение о том, что количество остающейся в бе­ тонной смеси воды после центрифугирования растет с по­

В / Д о ст повышается с 0,29 до 0,35. Однако проверка спо­ соба центробежного формования самонапряженных труб в производственных условиях показала, что смеси из НЦ значительно лучше уплотняются при использовании весьма подвижных консистенций с высоким значе­ нием В/Ц.

Подобное различие результатов определения влияния величины В/Ц на отжим воды и уплотнение бетонных смесей из НЦ в лабораторных и производственных усло­

действие на процессы уплотнения вибрации, сопутствую­ щей центрифугированию на промышленных свободнороликовых центрифугах.

Проверка различных режимов термообработки цент­ рифугированных труб показала, что оптимальным также

быть заменен пропаркой. В этом случае срок предвари­ тельной выдержки труб перед термообработкой может быть сокращен, но прогревать их надо в формах [139].

Самонапряженные напорные трубы, изготовленные центрифугированием, при испытании -на внутреннюю

231

гидростатическую нагрузку показывают несущую способ­ ность 12 атм (пзб.), и более. Величина самоиапряжепия в этих трубах, установленная расчетом по результатам испытания груб на внутреннее давление и внешнюю на­ грузку, достигает 50 кгс/см2 [93, 140]. Прочность на рас­ тяжение бетона самонапряженных центрифугированных труб находится в пределах 14—17 кгс/см2. Эти величины прочности установлены но результатам испытания труб па внутреннее давление, и они ниже значении, которые должен иметь бетон, характеризующийся прочностью на сжатие 500—800 кгс/см2 для тех же труб [101]. Это выз­ вано тем, что цементный бетон при водоиасыщении сни­ жает прочность, причем снижение прочности на растяже­ ние происходит в большей степени, чем на сжатие.

При определении прочности бетона, особенно на рас­ тяжение, его влажность должна соответствовать услови­ ям его работы в сооружении. Поэтому для правильной оценки работы материала в конструкции определять прочность на растяжение бетона железобетонных труб надо гидравлическими испытаниями, т. е. во влагоиасыщенном состоянии. Влиянием влажного состояния на прочность и следует объяснить невысокую прочность при растяжении бетона на НЦ, который обладает значитель­ ным водопоглощением.

5.3. ОПЫТ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА САМОНАПРЯЖЕННЫХ ТРУБ СПОСОБОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ

Освоенное впервые в мировой практике опытное производство самоиапряжениых напорных труб на Ниж- не-Тагильском заводе ЖБК № 2 убедительно показывает, что для изготовления таких труб может быть использо­ вано оборудование, применяемое для производства без­ напорных труб, в частности по технологии центрифуги­ рования. Дополнительно должны быть применены толь­ ко станки для гидроиспытания (опрессовки) напорных труб (станки могут быть и на заводах безнапорных труб для испытания их на водонепроницаемость), а также станки для нормализации торцов труб, поскольку стыко­ вые соединения напорных трубопроводов требуют более точных размеров труб.

Для приготовления напрягающего цемента при труб­ ном цехе Нижне-Тагильского завода построена помоль-

232

50 мм после гидравлического испытания, а на рис. 5.7 — стыковое соединение труб. Оно выполняется на резино­ вых уплотнительных кольцах, аналогичных применяемым

Коэффициент армирования в радиальном направлении составляет 1,5% и в продольном — 0,3%.

транспортирование труб па склад готовой продукции. Арматурные каркасы готовят на сварочном станке —

234

фигурация раструба и диаметр цилиндрической части самонапряженной трубы полностью повторяют размеры безнапорной трубы соответствующего диаметра, меня­ ется только конфигурация втулочной части формы и ее

ном отделении трубного цеха. Для формования самоиапряжениых труб применяют цементно-песчаную смесь состава в пределах 1:1 —1:1,5 (НЦ:песок, по весу). Два бетоносмесителя С-356 принудительного действия емкостью по 1000 л установлены над расходными бун­ керами, из которых бетонная смесь поступает непо­ средственно в ложковый питатель центрифуги. Для за­ медления схватывания НЦ используют его частичную

ситель подают песок и небольшое количество воды для

в смеситель подают воду затворения, после чего пере­ мешивают бетонную смесь в течение 2—3 мин. Водоце-

центрифуге, используя отстойный процесс центрифуги­ рования, при котором вся вода, отжимаемая из бетона при его центробежном уплотнении, вместе с пылевид­ ными элементами бетона (шламом) перемещается к внутренней стенке формуемой трубы. Подготовленные к бетонированию две формы с уложенными в них арма­ турными каркасами устанавливают на центрифугу и медленным вращением форм вручную на роликах цен­ трифуги проверяют правильность установки бандажей.

В течение 5—7 мин число оборотов формы увеличи­ вают до уплотнительной скорости вращения — 4 2 5 — 450 об/мин. В течение 20—25 мин уплотняют бетонную смесь, после чего скорость вращения форм снижают

237

до 100—200 обIмин. При этой скорости внутрь формы может быть введен заглаживающий ролик для отделки внутренней поверхности трубы, если на ней обнаружены какие-либо дефекты или неровности. По окончании про­ цесса центрифугирования из формы сливают остатки шлама, и мостовым краном форма подается на позицию выдержки. Остаточное водоцементное отношение бето­ на трубы, определенное путем улавливания отжимае­ мой из бетона воды в процессе центрифугирования и определения количества воды в шламе, составляет 0,31 — 0,32.

Необходимо отметить важную особенность центри­ фугирования бетонной смеси из НЦ, выявленную в про­ цессе производства самонапряженных труб. Установ­ лено, что наилучшим образом уплотняются при центри­ фугировании и обеспечивают получение более гладкой внутренней поверхности труб (при прочих равных усло­ виях) бетонные смеси на НЦ, приготовленные с повы­ шенным начальным водоцементным отношением. Такие смеси при центрифугировании легче и быстрее отдают избыток воды затворения, и в итоге остаточное водо­ цементное отношение имеет меньшие значения. Подоб­

при изготовлении самонапряженных труб на лаборатор­ ной центрифуге (см. выше). Эта, установленная в про­ изводственных условиях особенность бетонной смеси на НЦ, дает возможность при центробежной формовке труб оперировать с более удобными в производстве пластичными смесями, снизив при этом требования к точности дозировки воды при затворении бетонной смеси.

Выдержка труб в формах продолжается в течение 18—24 ч при температуре не менее 20° С. Торцы форм закрывают съемными герметическими крышками, пре­ дохраняющими бетон от высыхания. Внутрь форм на раструбообразующее кольцо укладывают контрольные образцы-призмы и кубики. В период выдержки проч­ ность бетона достигает величины не менее 140 кгс/см2, нормируемой техническими условиями на технологию производства самонапряженных труб. При этой проч­ ности производят распалубку труб.

238

Распалубку труб выполняют на постах подготовки форм к бетонированию. После снятия с формы банда­ жей и фланцев поднимают и отводят в сторону верхнюю полуформу, трубу с помощью самозахватной траверсы отделяют от нижней полуформы и транспортируют в ка­ меру для ТВО, а освободившуюся форму готовят к сле­ дующему циклу бетонирования.

Термообработку труб ведут в ямпой камере, в кото­ рую трубы укладывают в горизонтальном положении. Прогревают трубы в горячей воде при температуре 95—100° С в течение 2—3 ч. После заполнения камеры трубами ее закрывают крышкой и в камеру накачива­

камере на заданном уровне в ней оборудован паро-

град/ч. По окончании прогрева воду из камеры перека­ чивают в резервуар горячей воды насосного отделения, а трубы траверсой перекладывают в камеру с холодной водой. После откачки воды из камеры возможно запол­ нение ее холодной водой. В этом случае операция по извлечению труб и перекладки их в другую камеру от­ падает.

В период прогрева прочность бетона труб, оцени­ ваемая по прочности контрольных кубиков, прогревае­ мых вместе с трубами и расширяющихся в свободном состоянии, поднимается до 250—300 кгс/см2. Величина свободного расширения контрольных призм в этот пе­ риод достигает 0,1—0,6%.

Опыт производства самонапряженных труб показал, что если термообработку труб производить значитель­ но позднее, чем это предписывается в технических усло­ виях (18—20 ч), то это практически не отражается на величине их самонапряжения и несущей способности (напорности). Это обстоятельство очень важно, так как в производственных условиях могут иметься случаи, когда по тем или иным причинам термообработкатруб не произведена в надлежащее время.

Трубы в холодной воде при температуре 20+5° С вы­ держивают в течение не менее 9 суток. В этот период проявляется основная часть процесса самонапряжения

239