- •Введение к учебнику «Производство гидротехнических работ»
- •4.1. Общие положения по выбору типа транспорта
- •4.2. Автомобильный транспорт
- •4.3. Другие виды транспорта
- •Конвейерный транспорт, конвейерные поезда
- •Трубопроводный контейнерный пневмотранспорт. Подвесные канатные дороги
- •4.4. Строительные дороги
- •10.1. Общие положения
- •10.2. Плотины с противофильтрационными элементами из асфальтобетона
- •10.3. Плотины с железобетонными экранами
- •10.4. Плотины с металлическими противофильтрационными элементами
- •10.5. Плотины с противофильтрационными элементами из геосинтетических материалов
- •10.6. Плотины на вечно мерзлом основании с мерзлотными противофильтрационными завесами
- •10.7. Плотины с завесами возводимыми методом струйной цементации
- •13.1. Общая классификация бетонов
- •ГЛАВА 25. Совершенствование технологии бетонных работ при возведении высоких бетонных плотин.
- •25.1. Особенности возведения высоких бетонных плотин и совершенствование технологий их бетонирования
- •25.2 Добавки для бетонов и их эффективность
- •25.3 Применение литых бетонов в гидротехническом строительстве
- •Тенденции совершенствования технологии строительства бетонных плотин из укатанного бетона
- •Дополнительная литература по Главе 10
- •Дополнительная литература по Главе 24
- •В параграфе 7.6 «Производительность экскаваторов» дан общий подход к определению оптимальных параметров забоев экскаваторов различных типов.
- •Объем захваченного ковшом грунта
Укладка бетона в блоки при столбчатой разрезке осуществляется отдельными блоками с максимально возможными плановыми и высотными размерами, обусловленными требованиями для исключения трещинообразования. Максимальные линейные размеры блоков достигают 30 м, высотные до 9 и более м. Распределение бетонной смеси в блоках осуществляется с помощью электробульдозе6ров, а уплотнение – мощными вибраторами, навешенными на электро-трактора (манипуляторы).
Регулирование температурно-влажностного режима бетонной кладки осуществляется обычно комплексом мер, включающим регулирование температуры бетонной смеси на заводе путем охлаждения или подогрева составляющих смеси, регулирование температуры бетона в блоке путем трубного или поверхностного охлаждения и теплоизоляции уложенного бетона. Набор этих мероприятий тесно связаны с принимаемой системой разрезки на блоки бетонирования и для каждой системы и конкретных климатических условий они различны.
Основной базовой предпосылкой для быстрого экономически эффективного строительства бетонных плотин является появление высокопроизводительных машин и механизмов, позволяющих вести бетонные работы с высокой интенсивностью, а новые технологии позволяют значительно снизить трудоемкость и стоимость работ.
В настоящее время промышленностью серийно выпускаются автоматизированные бетонные заводы производительностью 100 – 600 м³/ч, автосамосвалы грузоподъемностью 10 – 400 т, виброуплотняющие машины производительностью 100 – 300 м³/ч, ковшовые погрузчики грузоподъемностью 10 – 15 т и т.д.
Высокий уровень механизации всего комплекса бетонных работ, включая и подготовительные, позволил снизить затраты труда в расчете на 1 м³ уложенного бетона. На строительстве Красноярской ГЭС (1960 г.) общие трудозатраты составляли 5 чел/дней на 1 м³ бетона, а на строительстве Чиркейской ГЭС (1975 г.) – 2,5 м³/чел. дней.
Затраты на бетонных работах составили на Братской ГЭС (1975 г.) – 2,5 м³/чел.дней, на Красноярской (1965 г.) – 0,55 м³/чел.дней, на Чиркейской (1970 г.) – 0,33 м³/чел.дней, на Токтогульской (1975 г.) – 0,3 м³/чел.дней.
Все вышеуказанное касается в основном технологии бетонных работ для высоких плотин из обычного вибрируемого бетона, не затрагивая технологии бетонных работ для плотин с применением укатанного бетона. Такие плотины будут возводиться и в будущем. Однако наибольшее существенное совершенствование технологии и эффективности бетонных работ достигнуто в последний период при применении новых добавок, укатанного и литого бетонов.
25.2 Добавки для бетонов и их эффективность
Добавками для бетона называются органические и неорганические вещества, природного или искусственного происхождения, вводимые в составы бетона при их изготовлении с целью регулирования технологических свойств бетонных смесей, повышения физико-химических свойств бетона, снижения расходов цемента в бетоне.
Взависимости от назначения добавки для бетонов можно разделить на виды:
−регулирующие технологические свойства смесей;
−повышающие прочность, коррозионную стойкость и морозостойкость бетона,
−снижающие водо- и газопроницаемость бетона;
- придающие бетонам и растворам специальные свойства (противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах); гидрофобизирующие и пр.).
Большая часть добавок, используемых для приготовления бетонов, обладает комплексным действием, одновременно влияя сразу на несколько показателей качества бетона и бетонных смесей.
Наиболее распространенными добавками для бетона, широко применяемыми в строительстве, начиная с 30-х годов прошлого столетия, являются добавки поверхностноактивных (ПАВ) химических веществ.
397
Пластифицирующие добавки - это добавки, повышающие подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси. Типичными представителями пластифицирующих добавок являются добавки на основе лигносульфонатов:
∙СДБ – сульфатно-дрожжевая бражка
∙ЛСТ – лигносульфонат технический
Механизм их действия связан в основном с их адсорбцией на поверхности цемента, что оказывает непосредственный смазывающий эффект. Применение пластифицирующих добавок позволяют сэкономить до 8-10 % цемента или уменьшить водосодержание бетонной смеси (В/Ц) и соответственно повысить прочность, водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Как правило, эти добавки легко растворимы в воде и могут вводиться в бетонные смеси в виде рабочих растворов через дозаторы. Обычные дозировки 0,2-0,3 % от массы цемента. В повышенных дозировках 0,4-0,6 % они используется для замедления сроков схватывания.
Воздухововлекающие добавки. Эти добавки обеспечивают равномернораспределенное вовлечение мельчайших пузырьков воздуха и благодаря увеличению объема смазки повышают не только подвижность, но и связность и однородность смеси. Типичными представителями воздухововлекающих добавок являются:
СНВ – смола нейтрализованная воздухововлекающая; СДО – смола древесная омыленная; СВП – смола воздухововлекающая пековая и др.
Благодаря действию воздухововлекающих добавок смесь становится пригодной к длительным перевозкам, к транспортированию по трубам. Они могут быть применены при подводном бетонировании. Особенно целесообразно применение воздухововлекающих добавок в бетонах со сниженным расходом цемента 250-300 кг/м³. Обычные их дозировки 0,02-0,25 %. Однако повышенное содержание таких добавок снижают прочность бетона, поэтому определение их дозировки – предмет подбора состава для конкретных условий.
Имеются добавки, обеспечивающие получение дополнительных специальных свойств. Так для повышения морозостойкости применяется добавка ГКЖ-94.
В качестве противоморозных добавок применяются калийные и поваренные соли CaCl2 и NaCl.
Имеются добавки, ускоряющие и замедляющие процесс схватывания смеси и твердения бетона
Для существенного повышения прочностных свойств применяют так называемые суперпластификаторы. Типичными представителями этих добавок являются С-3.
Суперпластификаторы обеспечивают снижение водопотребления на 20 % и более (обычные суперпластификаторы снижают В/Ц на 8 – 10 %), дают дополнительную возможность разжижать бетонную смесь, а при снижении В/Ц повышать прочность бетона и получать высокопрочный бетон. В то же время повышение прочности не ведет к повышению морозостойкости. Для обеспечения повышения морозостойкости целесообразно совместное применение добавок суперпластификаторов с добавками воздуховолекающего действия – то есть применять комплексные добавки.
В настоящее время комплексные добавки ПАВ являются самым мощным технологическим средством управления структурой и свойствами бетона, позволяющим получить бетоны с недостижимым ранее уровнем технических и технологических характеристик, а также бетоны с заданным комплексом свойств при наименьших расходах цемента.
Некоторые практические составы бетонов с применением добавок для конкретной плотины Бурейской ГЭС приведены в таблице 24.1.
Новоми комплексными добавками многофункционального действия является добавки ЦМИД-4 и ГПМ, особенно важные для получения морозостойких и литых бетонных смесей.
398
ЦМИД-4 представляет собой многокомпонентную комплексную добавку для бетона, включающую в себя комплекс микронаполнителей, химических и поверхностно активных компонентов – полифункционального, пластифицирующего воздухововлекающего действия. В бетонной смеси добавка позволяет:
−получить высокотехнологичные бетонные смеси различных марок и любой
подвижности, а также широкий спектр самоуплотняющихся бетонных смесей повышенной подвижности, с ОК до 28см (П5)! без увеличения расхода цемента;
−снизить В/Ц на 20-25%;
−снизить расхода цемента в среднем на 100 кг на м 3 бетонной смеси;
−обеспечить связность и нерасслаиваемость бетонной смеси, что особенно важно при бетонировании высоко пластичным самоуплотняющимися бетонными смесями;
−производить укладку бетона без виброуплотнения;
−обеспечивать свободную перекачиваеммость и повышенную удоукладываемость
бетононасосом.
Подобные же результаты дает применение добавки ГПМ.
Для бетонов в гидротехнических сооружениях возводимых в северной климатической зоне наиболее важными требованиями являются обеспечение долговечности и надежной эксплуатации в суровых климатических условиях. Требование повышенной долговечности в этих условиях в первую очередь определяется высокой морозостойкостью бетона на уровне марки F400-800, обеспечение которой достигается при достаточно высоком расходе цемента. В то же время температурная трещинностойкость бетона определяется температурой его разогрева при твердении и требует наоборот низкого расхода цемента.
Таким образом, имеется два противоположных требования – повышение расхода цемента для обеспечения высокой морозостойкости и снижения его для обеспечения трещиностойкости. При появлении добавок нового поколения, решение этой сложной задачи значительно упростилось, так как эти новые добавки позволяют обеспечить требуемые характеристики бетона и одновременно существенно снизить расход цемента.
Применение новых добавок позволяет кроме того регулировать процессы теплового поведения бетона и тем самым влияют на обеспечение термической трещиностойкости бетонной кладки как в период строительства, так и эксплуатации
Впроизводственных условиях на строительстве Бурейской ГЭС применялись добавки как ЦМИД-4, так и ГПМ. Первая? не смотря на вышеприведенные системные, положительные, лабораторные и опытные работы не нашла широкого применения в производственной технологии Бурейской ГЭС по ряду производственных причин. Вторая добавка ГПМ также комплексного действия, легко одаптировалась с существующей технологией и дала повышенные показатели качества бетона аналогично добавке ЦМИД-
4.С применением данной добавки на строительстве Бурейской ГЭС выполнена конструкция водосливной грани плотины в объеме бетона 65 000 куб.м бетона с обеспечением проектных показателей качества бетона B3090W1290F40060
399
Таблица 25.1
Временные базовые составы бетонов для Бурейской ГЭС
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход материалов на 1 м 3 бетона, кг |
|
|
Примечание |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
|
Добавка в |
|
|||||||
|
|
|
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
№ |
Проектный класс |
D макс , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% от массы |
|
|||||
сос- |
ОК, см |
в/ц |
«r» |
т/м |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
п/п |
(марка бетона) |
мм |
|
|
|
|
|
|
цемента |
|
||||||||
тава |
|
|
|
3 |
Ц |
В |
П |
Гравий фракций, мм |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5-20 |
20-40 |
40-80 |
ЛСТ |
СДО |
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наружная зона |
|
1 |
В15 180 |
F200 60 |
19 |
80 |
3-5 |
0,55 |
0,32 |
2,43 |
275 |
150 |
650 |
430 |
430 |
495 |
0,3 |
0,1 |
плотины выше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уровня воды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наружная зона |
|
|
В15 180 |
W6 180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотины |
|
2 |
33 |
40 |
6-8 |
0,36 |
0,26 |
2,38 |
435 |
160 |
465 |
660 |
660 |
- |
0,3 |
0,1 |
переменного |
|||
F400 69 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
горизонта |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подводная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
часть и |
|
3 |
В15 180 W8 |
16 |
80 |
2-4 |
0,68 |
0,32 |
2,42 |
220 |
150 |
655 |
430 |
430 |
530 |
0,3 |
- |
внутренняя |
||
сторона |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотины и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
здания ГЭС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутренняя |
|
4 |
В10 365 вибрир. |
15 |
80 |
2-4 |
0,92 |
0,34 |
2,45 |
180 |
165 |
720 |
430 |
430 |
530 |
0,3 |
- |
сторона |
||
плотины из |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вибрир. бетона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
Внутренняя |
|
5 |
В10 365 (ОЖБС) |
6 |
80 |
Ж=30с |
0,88 |
0,35 |
2,40 |
105 |
755 |
435 |
490 |
490 |
0,3 |
- |
зона плотины |
|||
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и укат. бетона |
400