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

Бетонирование вертикальных стыков, включая при­

и благодаря теплоизоляции опалубки, обшитой изнутри рубероидом, температура поверхности бетона через сут­ ки достигала 25—30° С.

Организация работ по бетонированию стыков была такой же, как и при бетонировании опытного резервуа­

мией НЦ температура его внутри стыка в том же возра­

в таком возрасте, вполне допустимая из условий проч­ ности, приводила к значительному испарению и потере влаги бетоном стыка. В связи с этим ранняя распалубка оказалась нежелательной.

Гидравлические испытания резервуаров горводозабора подтвердили полную непроницаемость их стыков, и все резервуары приемочной комиссии сдавались, как правило, с первого предъявления. Положительные ре­ зультаты испытания омоноличенных резервуаров поз­

При возведении в Новосибирске плавательного бас­ сейна «Нептун» Сибакадемстрой, учитывая имеющийся опыт, предложил для ускорения производства работ вы­ полнить днище бассейна из сборных элементов, замоноличив стыки самонапряженным бетоном на НЦ; панели днища и монтажные стены бассейна выполнялись из гидротехнического бетона [156]. Плиты днища, имею­ щие выпуски арматуры, укладывали на сборно-монолит­ ные балки, также имеющие в верхней зоне выпуски ар­ матуры, и замоноличивали бетоном на НЦ (рис. 6.4 и 6.5), что обеспечивало непроницаемость и монолитность стыка.

Впервые в практике стык замоноличивали бетоном на НЦ с использованием крупного заполнителя. Состав бетона на 1 м3 смеси был следующим: НЦН 720 кг, пе-

250

сок (речной среднезерппстый) 310 л'г, щебень (извест­ няковый, фракции 5—20) 1190 кг, вода 300 я . Бетонную смесь готовили на стройплощадке в бетономешалке при­ нудительного действия С-778 с замедлением схватыва­ ния путем предварительной частичной гидратации НЦ. Раскладывали бетонную смесь вручую, уплотняли глу­ бинными вибраторами. Для лучшего сохранения влаги в бетоне опалубку швов обшивали с внутренней сторо­ ны пергамином. Первые сутки бетон твердел без прито­ ка влаги извне, затем в течение 7 — 10 суток его увлаж­ няли для более полного протекания процессов твердения и расширения.

Прочность бетона по контрольным кубам, твердею щим в условиях свободного расширения, составляла в возрасте 1 суток 75—100 кгс/см2. Расширение затвер­ девшего бетона на НЦ привело к удлинению (растяже­ нию) заанкеренных в нем выпусков арматуры п соответ­ ственно к обжатию бетона стыка. Предварительное на­ пряжение (самонапряжение) стыка, включая зону кон­ такта бетона стыка со сборными элементами днища, повысило его трещнностойкость. Применение НЦ позво­ лило исключить сложную многослойную гидроизоля­ цию, что упростило и ускорило производство работ.

Для снижения отрицательного действия усадки на продольные стенки бассейна (бетонирование велось в жаркое время года) последние были разделены двумя швами на три участка, причем арматуру в местах швов

доли усадки участков стен арматуру в стыках сварива­ ли и замоноличивали швы бетоном на НЦ. В результате

252

а также для скорейшей сдачи объектов в эксплуатацию был изучен вопрос о зимнем бетонировании с использо­ ванием НЦ стыков фильтров и отстойников Новосибир­ ского горводозабора. Как уже говорилось, благоприят­ ным фактором в этом отношении является повышенная, по сравнению с портландцементом, экзотермия НЦ. Учитывая малый объем бетона в стыке по сравнению с объемом стыкуемых элементов, а также значительный теплоотвод со стороны последних, применение электроили паропрогрева, не говоря уже об использовании ме­ тода термоса, в данных условиях нецелесообразно.

При выборе добавок к бетону, обеспечивающих его твердение на морозе, были исключены хлористые соли,

опасности его замораживания, составляет от-— 15 до

сибирске (средняя температура воздуха в период испы­ таний— 20° С), так и в морозильных камерах НИИЖБ при температуре до •—30°С после суточного твердения при положительной температуре. В первом случае нит­

что во всех случаях процесс твердения на морозе идет достаточно интенсивно. В первом случае прочность со­ ставляет 50—70 кгс/см2 на 7-е сутки и 230—300 кгс/см2 на 28-е сутки. Колебания в величинах прочности обус­ ловлены изменением температуры наружного воздуха в процессе твердения образцов различных серий. Свобод­ ное расширение при этом замедляется, но тем не менее

253

уже пе наблюдается. Весьма показательным и ценным однако, является сохранение способности такого бетона к более активному твердению и расширению при поло жнтельной температуре после 7 и 28 суток твердения

Рис. 6.7. Расширение призм из раствора на НЦ с добавкой нитрита натрия в морозильной камере при температуре —30° С

при—30° С (рис. 6.7). Величина этого расширения не зависит от твердения на морозе и его продолжитель­ ности и примерно в 2—2,5 раза ниже, чем для того же состава НЦ без добавки.

254

омоноличпвания стыков сборных фильтров и отстойни­ ков водозабора. Несмотря на низкую температуру ок­ ружающего воздуха, температура бетона стыка не опу­

фильтры и отстойники были заполнены водой до проект­ ной эксплуатационной отметки и проведено их гидрав­ лическое испытание. При внешнем осмотре в первые 2—3 дня в отдельных стыках, замоноличениых как ле­ том, так и зимой, обнаружено просачивание воды, ко­ торое вскоре прекратилось в результате расширения цементного камня при увлажнении. После 5-суточной выдержки заполненных емкостей определена утечка во­ ды вследствие фильтрации через наружные стены: она составила 50% допустимой по СНиП величины. Эти ис­ пытания показали, что заделка стыков напрягающим цементом одинаково надежна и в летних и в зимних ус­ ловиях.

6.2. РЕЗЕРВУАР ИЗ САМОНАПРЯЖЕННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА ДЛЯ СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

На основании экспериментальных работ, выпол­ ненных в НИИЖБ, и опыта замоноличивания швов сбор­ ных резервуаров бетоном на НЦ Союзводоканалпроектом совместно с НИИЖБ составлен технический проект железобетонного резервуара для долговременно­ го хранения светлых нефтепродуктов.

Резервуар представляет собой сборную преднапряженную емкость без внутреннего покрытия, в которой предварительное напряжение, а также бензо- и газо­ непроницаемость достигаются за счет применения для ограждающих конструкций самонапряженного железо­ бетона. Резервуар (рис. 6.8 и 6.9) имеет цилиндриче­ скую форму, диаметр его 43 м, высота 7,8 м, номиналь­ ная емкость 10 тыс. м3. Покрытие засыпается слоем грунта толщиной 0,5 м. Ограждающие конструкции (днище, стены и покрытие) выполняются из сборных

255

элементов заводского изготовления, замоноличиваемых бетоном на НЦ, создающим обжатие в стыках. Таким образом обеспечивается преднапряжение всей конструк­ ции без применения специальных арматурно-навивоч- ных машин. Отпадает также необходимость в торкрет­ ной защите преднапряженной арматуры. Это особенно важно, так как торкретирование с предварительной

рание колонны

пескоструйной обработкой всей наружной поверхности резервуара весьма трудоемко и может выполняться только при положительной температуре. Самонапря­ женные элементы изготовляют в заводских условиях с применением напрягающего цемента разновидности НЦТ, а для стыков — НЦН.

Днище резервуара собирают из плит трапецеидаль­ ной формы пяти типоразмеров с выпусками рабочей арматуры, стыкуемыми внахлестку. Под башмаками колонн укладывают плиты толщиной 14 см из самона­ пряженного бетона марки 500/40 (прочность/самонапря­ жение), остальные плиты из бетона марки 300/20 тол­ щиной 10 см. Плиты укладывают на песчаный слой тол­ щиной 50 мм. В местах стыков плит на песчаное осно­ вание укладывают слой пергамина. После замоноличивання стыков бетоном на НЦ все днище становится напряженным.

ная часть днища выполняется из монолитного самона­ пряженного железобетона. Такое решение позволяет сократить количество типоразмеров сборных элементов с 5 до 1.

Стеновая панель (см. рис. 6.8) имеет L-образную форму с арматурными выпусками в нижней части, кото­ рые соединяют нахлесткой с арматурой днища. Преи­ муществом панели такой формы является ее экономич­ ность, так как отпадает необходимость в устройстве мас­ сивного с большим количеством арматуры паза в дни­ ще, а также 'значительно упрощается монтаж стен. На вертикальных гранях стеновых панелей имеются вы­ пуски горизонтальной арматуры, которые после монта­ жа соседних панелей свариваются между собой через полосовую стальную подкладку. В результате омоноличивания вертикальных стыков между панелями получа­ ется замкнутое кольцо самонапряженной стенки резер­ вуара.

Помимо указанных, разработано еще два варианта стыков. В одном из них вертикальные грани панели окантовываются открытым гнутым контуром швеллер­ ного типа из стального листа толщиной 5 мм, к которо­ му при изготовлении панели изнутри приваривается горизонтальная арматура панели. После установки панелей коробчатыми окантовками одна к другой их сваривают. Образующуюся стальную коробку заполня­ ют бетоном на НЦ. Наружную поверхность металла ко­ робки защищают от коррозии эпоксидными составами.

В другом варианте решения стыка горизонтальная арматура стеновых панелей сосредоточена в пояса и

258

приварена к наружной поверхности полок отрезков швеллеров, располагаемых на вертикальных гранях па­ нели в пределах арматурных поясов. При монтаже па­ нелей швеллеры сваривают между собой с помощью накладок из полосовой стали, после чего стык омоноличивают. В этом случае весь металл, соединяющий па­ нели, находится в теле бетона стыка и не требует до­ полнительной защиты от коррозии.

Покрытие резервуара запроектировано из ребристых

НЦН. На верху плит предусмотрена стяжка толщиной 2,5 см из раствора на НЦН, в которой над швами укладывают мелкую сетку.

Разработан также вариант устройства покрытия из плоских плит толщиной 12 см с водяным экраном на покрытии. Такая конструкция имеет известные техникоэкономические преимущества и, в частности, позволяет облегчить конструкцию покрытия, сделать резервуар более экономичным, упростить производство работ, уменьшить объем земляных работ, а также обеспечива­ ет постоянный контроль за герметичностью покрытия, в этом случае легко доступного для ремонта. Слой воды толщиной 10 см хорошо защищает резервуар от суточ­ ных колебаний температуры.

Строительно-монтажные работы при сооружении ре­ зервуара из самонапряжениого железобетона мало от­ личаются от работ при сооружении железобетонных ре­ зервуаров по существующим типовым проектам. Неко­ торые особенности заключаются в том, что заполнять стыки между сборными плитами днища и покрытия бе­ тонной смесью на НЦ надо в определенной последова­ тельности, обеспечивающей создание предварительного напряжения всей плиты днища или покрытия. Для пол­ ного протекания процессов твердения и расширения НЦ открытые поверхности монолитного бетона или стыка должны периодически увлажняться.

Было проведено сопоставление проектных техникоэкономических показателей резервуаров одинаковых размеров самонапряженного и собираемого из сборных элементов с преднапряженной навивкой на стены вы­ сокопрочной арматуры; непроницаемость ограждающих конструкций этого резервуара обеспечивалась стальной