Дорожный бетон и бетон для аэродромов
Материал для создания несущего и контактного слоя на поверхностях с высоким уровнем нагрузок — бетон для дорожных и аэродромных покрытий, относящийся к так называемым “тяжелым” бетонам. Эти составы разработаны таким образом, чтобы создать условия для эффективной и долговечной эксплуатации дорог и взлетных полос. Особенность объектов этого типа состоит в сложном профиле нагрузок.
Поверхность и основание дороги, взлетно-посадочной полосы, рулежной дорожки аэродрома испытывает ряд специфических нагрузок. Картина тут совсем не похожа на ту, что складывается при эксплуатации монолита или железобетонной детали в объемном сооружении или здании независимо от его назначения. Бетон от производителя должен иметь особые характеристики, позволяющие преодолеть возникающие ограничения и сложности.
Характерная особенность транспортных объектов, непосредственно связанных с движением тяжелой техники — это особенности взаимодействия поверхностей с шасси, характер и профиль нагружения полотна:
- в отличие от строительных конструкций, монолитные детали полотна испытывают нагрузки динамического характера, причем часто возникают ситуации, когда эти напряжения возникают неравномерно в течение короткого времени;
- повышаются требования к устойчивости бетона на растяжение;
- характер сжатия плит и слоем полотна имеет признаки локализации нагрузок по осям с ограниченным усилием в межосевом секторе;
- неравномерность распределения усилий может стать причиной деформации монолита и плиты;
- огромное значение приобретает способность монолита противостоять промерзанию и проникновению воды, что особо важно в условиях Севера или регионов с выраженной морозной зимой, значительными перепадами температур.
В промышленных условиях производство бетона позволяет создавать растворы, удовлетворяющие повышенным требованиям к составу, наполнителям и цементу.
Укладка бетонной дороги и взлетно-посадочной полосу требует очень тщательного соблюдения технологии. Отступления от технологических карт, свойственные многим нашим строителям, могут дать эффект быстрого приведения полотна в негодность, хотя оно вполне способно прослужить до 25 лет без необходимости капитального ремонта. Особенности конструкции такого “пирога” — это разные виды раствора, который формирует каждый из слоев.
Дорожное полотно высокой прочности содержит нижний слой бетона марки М250 — М350, который должен выдерживать нагрузку на растяжение с пределом прочности 35 — 45 и проходить не менее 50 циклов промерзания, а в местностях, где температуры опускаются ниже -15 С, до 100 циклов.
Второй (верхний) слой бетонной дороги делается из бетонов М300 — М400 — М500 с нагрузкой на растяжение в пределах 40 — 55 и морозостойкостью от 100 до 200 циклов. Эти же нормы применяются к дорожному покрытию в однослойных конструкциях.
Качественное финишное покрытие для дорог — это цементобетонная смесь, в которой роль связующего, в отличие от асфальта, выполняет именно цемент. На этапе его формирования уделяется особое внимание выравниванию и созданию насечки на готовом полотне. Широко известное заблуждение относительно большей “шумности” бетонных трасс имеет известное происхождение. Это использование поперечной насечки. После внедрения технологии продольной насечки уровень шума от дорог такого типа снизился в разы.
Основание дорожного полотна из бетона укладывается таким образом, чтобы раствор не успел отстояться. Если более крупные компоненты смеси осядут вниз, через короткое время произойдет расслоение монолита, и прокладка из геотекстиля потеряет свою эффективность. Поврежденная и неверно уложенная дорога из бетона сразу заметна — это сплошная цепочка луж, поскольку вода не уходит в основание, как на асфальтовых и асфальтобетонных полотнах.
Если для взлетно-посадочных полос из бетона практически нет альтернативы в больших авиационных узлах, то дорожное строительство по этой технологии в России развито слабо. Причин тому несколько, но главной остается одна — это жесткие технологические требования, нарушение которых грозит очень большими затратами и невосполнимыми потерями.
Бетонное дорожное полотно, будучи уложенным и введенным в эксплуатацию, имеет несколько особенностей:
- дорога максимально ограничивает возможности ремонта, в особенности ямочного, поэтому любые последствия нарушений процесса станут фатальными для большого участка;
- практически невозможно произвести ремонт локально, требуется буквально выпиливать большие участки, заменяя их на новые;
- строительство и восстановление полотна требуют в разы больше времени в сравнении с асфальтовыми дорогами — если последние могут использовать уже через 12-24 часа после укладки покрытия, то период набора прочности бетона составляет не менее 8 суток;
- готовность подрядчика работать в условиях жесткой технологической дисциплины ограничивается поставками качественного раствора — не все производители бетона готовы соблюдать требования.
Процесс укладки полотна на сегодняшний день сложнее, чем работа с асфальтом — уже после набора прочности необходимо прорезать термокомпенсационные швы, уплотнять их специальными прокладками, что отнимает время у конечного исполнителя. Ситуация такова, что высокое качество и надежность решения приносятся в жертву опасениям понести высокие затраты без гарантии надежности.
Практика эксплуатации показывает, что бетонные однослойные монолиты и двухслойные дороги в итоге дают возможности экономии средств на последующих ремонтах и поддержании их рабочего состояния. Одно только увеличение межремонтного периода с 8 — 12 до 24 лет — прямое доказательство этого эффекта. Дело за готовностью соблюдать технологические требования и исходить из дальней перспективы экономической целесообразности.
источник
Бетон для строительства автомобильных дорог и подобных им сооружений относится к группе так называемых «тощих» бетонов, характеризующиеся пониженным содержанием связующего (цемента) и повышенным содержанием наполнителя – щебенки.
В связи с этим бетон для дорожных покрытий уплотняется методом машинной укатки и используется для обустройства следующих объектов:
- Городские и автомобильные магистрали;
- Подъездные пути;
- Аэродромов;
- Пешеходных тротуаров, стоянок автотранспорта, бордюров и т.п.
- Бетон для однослойных (монолитных) покрытий;
- Бетон для двухслойных покрытий (разные марки для слоев);
- Бетон для капитальных автомагистралей и шоссе.
Данный строительный материал изготавливается на основе специальных гидрофобных или пластифицированных портландцементов. При этом действующими ГОСТ и нормами регламентируется содержание в портландцементе трехкальциевого алюмината (не более 10%), а качестве активной добавки допускается использовать исключительно гранулированный доменный шлак (не более 15%).
Бетон для заливки верхнего слоя двухслойного покрытия замешивается на основе марки портландцемента не ниже М500. Также для производства бетона данного вида допускается использовать щебень из горных или осадочных пород имеющий прочность на сжатие не менее 1200 кг/м2 и 800 кг/м2 соответственно.
При этом предельный показатель «испаряемости» бетона изготовленного на основе щебня из горных пород должен составлять – 25%, из осадочных пород – 40%. Требования к бетону используемому для строительства нижнего слоя более «лояльные» – здесь можно использовать щебень горных или осадочных пород с показателями прочности на сжатие 800 кг/см2 и 600 кг/см2 соответственно.
Размер фракции щебня также имеет значение. Так для монолитного покрытия используют щебень фракции 40 мм, а для и верхнего слоя двухслойного покрытия допускается использовать фракции не более 20 мм.
В том числе при производстве «дорожного» бетона применяется природный песок с зерном крупной и средней фракции либо искусственный песок полученный способом измельчения горных пород.
В зависимости от конкретных климатических условий, в которых будет эксплуатироваться покрытие, при замесе бетона используются различные присадки (модификаторы) придающие ему морозостойкость. В соответствии с современными строительными нормами, степень морозостойкости для автомагистралей должна составлять не менее F150, для городских дорог – не менее F100.
Дорожный бетон изготавливается на основе особых гидрофобных или пластифицированных портландцементов. Действующими нормами и стандартами регламентировано содержание в цементе для дорожного бетона не более 10% трехкальциевого алюмината, при этом, в качестве активной минеральной добавки допускается применение исключительно доменного шлака (гранулированного) в количестве не более 15%.
Бетон для строительства верхнего слоя двухслойного дорожного полотна изготавливается на основе цемента марки не ниже М-500. Для производства данного вида бетона применяется щебень из горных или осадочных пород с показателями предела прочности на сжатие 1200 кг/м2 и 800 кг/м2 соответственно. Предельный показатель испаряемости бетона со щебнем из горных пород составляет 25%, со щебнем из осадочных пород – 40%. Требования к составу бетона для строительства нижних слоев дорожных покрытий более мягкие. Так, для его изготовления используется щебень осадочных пород с показателями предела прочности на сжатие 800 или 600 кг/м2.
В зависимости от местных климатических особенностей, при производстве дорожного бетона используются различные модификаторы, обуславливающие его морозостойкость. В соответствии с современными стандартами, значение морозостойкости бетона для автомобильных магистралей должно быть не менее 150 Мрз, морозостойкости бетона для строительства дорог в черте города – не менее 100 Мрз.
Дорожный бетон может изготавливаться на основе щебня различных фракций. В частности, бетон для верхних слоев двухслойных дорожных полотен содержит щебень 20 мм, бетон для однослойных дорожных полотен — щебень 40 мм. Песок также может использоваться различный. В основном, применяется природный зернистый песок крупных или средних фракций, реже – песок, полученный путем дробления горной породы.
Нормы подвижности для дорожного бетона составляют от 0 до 2 см (бетон для верхних слоев двухслойных покрытий). При строительстве дорог из бетона часто используются добавки из минеральных зерен. Такие компоненты утрамбовываются в верхнюю часть дорожного покрытия, что в значительной мере повышает его износостойкость.
В строительстве современных автобанов и взлетных полос аэродромов, транспортных развязок и подъездов к логистическим центрам или крупным промышленным зонам применяется особая разновидность тяжелых бетонов, названная дорожным бетоном.
Дорожный бетон является строительной основой дорожных полотен и аэродромных покрытий. В процессе интенсивной эксплуатации, носящей экстремальный характер, он подвергается разнообразным воздействиям от окружающей среды и силовых нагрузок, из которых наиболее неблагоприятными являются следующие факторы:
- повышенные непрерывные механические, ударные и вибрационные нагрузки (посадка самолета, движение многотонных грузовых фур и т.п.);
- высокие температуры (температура газовой струи турбины самолета);
- низкие температуры и значительные перепады температур (в районах с резко континентальным климатом), многократные чередующиеся замораживания и оттаивания;
- повышенная влажность, воздействие осадочных и талых вод;
- циклически изменяющиеся увлажнения и высыхания;
- ультрафиолетовое излучение;воздействие химически активных материалов (обработка покрытий реагентами против обледенения, утечки топлива и масел при аварийно-ремонтных работах и т.п.).
В связи со столь жесткими эксплуатационными условиями покрытия из дорожного бетона должны обладать следующими техническими достоинствами:
- высокой механической прочностью на сжатие и на растяжение при изгибе, повышенной устойчивостью к динамическим нагрузкам;
- повышенной износостойкостью и низкой истираемостью;
- морозоустойчивостью;
- влагоустойчивостью;
- химической инертностью;
- отсутствием склонности к образованию микротрещин;
- обеспечивать равномерное твердение дорожного покрытия после заливки при любых погодных условиях в течение проектного 28-суточного периода.
Это важно! Основным расчетным требованием к покрытию из дорожного бетона является сопротивление изгибающим нагрузкам, поскольку дорожные и аэродромные полотна работают как плиты на упругом основании.
В зависимости от назначения дорожные бетонные материалы подразделяют на три типа:
- Бетоны для однослойных (монолитных) покрытий, для верхних слоев двухслойных покрытий и для верхнего слоя дорожной одежды многослойной структуры. К качеству бетонов данного типа предъявляются максимальные требования, поскольку поверхностные слои дорожных покрытий подвержены не только нагрузкам от транспорта, но и воздействиям внешних факторов окружающей среды.
- Бетоны для формирования нижнего слоя двухслойных покрытий. Здесь уже к качеству бетона предъявляются менее жесткие требования, чем для материалов предыдущего типа.
- Бетоны для укладки оснований капитальных дорожных полотен. На слой бетонного материала данной категории не воздействуют существенные нагрузки, поэтому при его обустройстве допускается применение бетонов с усредненными характеристиками.
Показатели качества для дорожных бетонов и их компонентов регламентируются следующими документами:
- ГОСТ 10268-80 «Бетон тяжелый. Технические требования к заполнителям»;
- ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования»;
- ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия»;
- СНиП 5.01.23-83 «Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций».
Дорожные бетоны всех назначений в качестве крупных заполнителей содержат гравий и щебень на гранитной, базальтовой и известняковой основах. Соответственно, плотность таких бетонов составляет от 1800 до 2500 кг/куб.м. Для сравнения – плотность легких бетонов с рыхлыми заполнителями много ниже и составляет 500-1400 кг/куб.м. При этом дорожные бетоны характеризуются пониженным весовым содержанием цементного вяжущего, за что получили название «тощих» бетонов. Бетонная смесь с такой дозировкой отличается более низкой ценой по сравнению с высокомарочными составами. Стоимость бетона М200 обычного состава существенно выше, чем цена «тощего» бетона М200 В15 Ж4, используемого в дорожном строительстве.
Высокой долговечности бетонного покрытия добиваются путем нормирования водоцементного соотношения (В/Ц):
- для категории бетонов однослойных покрытий и верхнего слоя двухслойных/многослойных покрытий В/Ц не превышает 0,5;
- бетон для нижнего слоя двухслойного покрытия имеет В/Ц, превышающий показатель 0,6;
- для оснований капитальных полотен В/Ц не нормируется.
Требования по прочности и морозостойкости для бетонов, а также по прочности крупных заполнителей приведены в таблицах 1-3.
Табл. 1 Марки дорожного бетона по прочности
Табл. 2 Марки дорожного бетона по морозостойкости
Крупный заполнитель должен быть высокого качества. Марка щебня и гравия должна приниматься не ниже значений, указанных в табл. 3
Табл. 3 Марки по прочности крупного заполнителя
Марка крупного заполнителя по прочности
из изверженных и метаморфических пород
Однослойные покрытия и верхний слой двухслойных покрытий
Нижний слой двухслойных покрытий
Основания капитальных полотен
В качестве мелкого заполнителя предпочтительней зернистый песок средних и крупных фракций.
Чтобы применять дорожный бетон F300 с доставкой на дорожный участок, необходимо использовать крупный гранитный щебень (цена по каталогу ООО «Ямское поле») и крупнозернистый песок карьерный (цена Москва по соответствующим прейскурантам).
Требования к качеству дорожных бетонов довольно высокие, однако практика безаварийной эксплуатации современных автобанов и аэродромов подтверждает необходимость строгого соблюдения рецептуры бетонных составов и технологии укладки дорожных покрытий.
Изготовление цементного раствора выполняется для использования в строительных целях и для сооружения наземных покрытий, способных выдерживать значительные нагрузки. В зависимости от применения смесь должна обладать подходящими характеристиками – это послужило разделению на марки и виды. В рамках конкретного материала опишем дорожный бетон, свойства и виды такого материала.
Неотъемлемой составляющей возможности комфортного передвижения на автомобилях являются трассы, дороги и дорожки из бетона. ГОСТ указывает, что цементный раствор для их сооружения должен отвечать следующим требованиям:
Минимум 150 марка по морозостойкости – выбирается в соответствии с регионом, в котором будет обустроено дорожное полотно;
Марка по прочности от М400 для создания верхнего слоя, на который приходятся основные воздействия;
Марка по прочности от М300 при использовании смеси в качестве выравнивающего шара.
Определяя характеристики бетона для конкретных условий использования, также стоит обращать внимание на их подвижность, истираемость и влагостойкость.
Количество и качественные показатели составляющих определяются целями использования и уровнем нагрузок на будущее покрытие. В большинстве случаев основными компонентами бетонной смеси для создания дорожной одежды являются:
Портландцемент (гидрофобный или пластифицированный);
Песок средних и крупных фракций;
Наполнитель (гранитный, гравийный) – его предел прочности должен составлять 1200 кг/м2 и выше для верхнего шара, а для выравнивающего – 600-800.
Также в товарный бетон добавляют специальные пластификаторы, с помощью которых можно корректировать показатели смеси.
Что касается пропорций, то перечисленные в списке выше компоненты в такой же последовательности используются с соотношением 1:2:5.
Могут создаваться дороги с интенсивным движением и дорожки из бетона. Также он применяется при строительстве транспортных и пешеходных путей с разной целью. Именно поэтому он разделяется на 3 вида.
Применяется для создания верхнего или единственного слоя дорожного полотна. Для его приготовления должны применяться самые прочные наполнители и высокие марки портландцемента – поверхность берет на себя огромные нагрузки и должно противостоять к истиранию.
При создании полотна для движения автомобилей обязательным условием является обустройство подушки. В этих целях используются песчаные и щебеночные материалы. Шар каждого из них должен составлять около 3-5 и быть утрамбован с помощью специального оборудования.
Его задача – выровнять поверхность и обеспечить надежную основу для верхнего слоя. К данному виду требования немного ниже, чем к материалу поверхности.
Также подготавливает почву, но уже для монтажа капитальных покрытий с усовершенствованными показателями (например, асфальт). Он не будет поддаваться сильным воздействиям, поэтому к его качеству нет жестких требований.
Для сооружения мест предназначенных для стоянки или движения автомобиля в пределах зданий широко используется полировка бетона – она повышает эстетичность и долговечность.
В результате можно сказать, что дорожный бетон – это специальный цементный раствор, отличающийся высокими показателями прочности и устойчивости к сдвигам. Его соответствие ГОСТ гарантирует только производство в промышленных условиях – точно дозируются все компоненты, и проверяется их качество. Перед покупкой обязательно уточните наличие сертификатов, разрешения на предпринимательскую деятельность и возможность предоставления услуги доставки.
«МАСТЕРСТРОЙ» — ОФИЦИАЛЬНЫЙ ПАРТНЕР ПАО «ТЗА»
источник
В строительстве современных автобанов и взлетных полос аэродромов, транспортных развязок и подъездов к логистическим центрам или крупным промышленным зонам применяется особая разновидность тяжелых бетонов, названная дорожным бетоном.
Дорожный бетон является строительной основой дорожных полотен и аэродромных покрытий. В процессе интенсивной эксплуатации, носящей экстремальный характер, он подвергается разнообразным воздействиям от окружающей среды и силовых нагрузок, из которых наиболее неблагоприятными являются следующие факторы:
- повышенные непрерывные механические, ударные и вибрационные нагрузки (посадка самолета, движение многотонных грузовых фур и т.п.);
- высокие температуры (температура газовой струи турбины самолета);
- низкие температуры и значительные перепады температур (в районах с резко континентальным климатом), многократные чередующиеся замораживания и оттаивания;
- повышенная влажность, воздействие осадочных и талых вод;
- циклически изменяющиеся увлажнения и высыхания;
- ультрафиолетовое излучение;воздействие химически активных материалов (обработка покрытий реагентами против обледенения, утечки топлива и масел при аварийно-ремонтных работах и т.п.).
В связи со столь жесткими эксплуатационными условиями покрытия из дорожного бетона должны обладать следующими техническими достоинствами:
- высокой механической прочностью на сжатие и на растяжение при изгибе, повышенной устойчивостью к динамическим нагрузкам;
- повышенной износостойкостью и низкой истираемостью;
- морозоустойчивостью;
- влагоустойчивостью;
- химической инертностью;
- отсутствием склонности к образованию микротрещин;
- обеспечивать равномерное твердение дорожного покрытия после заливки при любых погодных условиях в течение проектного 28-суточного периода.
Это важно! Основным расчетным требованием к покрытию из дорожного бетона является сопротивление изгибающим нагрузкам, поскольку дорожные и аэродромные полотна работают как плиты на упругом основании.
В зависимости от назначения дорожные бетонные материалы подразделяют на три типа:
- Бетоны для однослойных (монолитных) покрытий, для верхних слоев двухслойных покрытий и для верхнего слоя дорожной одежды многослойной структуры. К качеству бетонов данного типа предъявляются максимальные требования, поскольку поверхностные слои дорожных покрытий подвержены не только нагрузкам от транспорта, но и воздействиям внешних факторов окружающей среды.
- Бетоны для формирования нижнего слоя двухслойных покрытий. Здесь уже к качеству бетона предъявляются менее жесткие требования, чем для материалов предыдущего типа.
- Бетоны для укладки оснований капитальных дорожных полотен. На слой бетонного материала данной категории не воздействуют существенные нагрузки, поэтому при его обустройстве допускается применение бетонов с усредненными характеристиками.
Показатели качества для дорожных бетонов и их компонентов регламентируются следующими документами:
- ГОСТ 10268-80 «Бетон тяжелый. Технические требования к заполнителям»;
- ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования»;
- ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия»;
- СНиП 5.01.23-83 «Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций».
Дорожные бетоны всех назначений в качестве крупных заполнителей содержат гравий и щебень на гранитной, базальтовой и известняковой основах. Соответственно, плотность таких бетонов составляет от 1800 до 2500 кг/куб.м. Для сравнения – плотность легких бетонов с рыхлыми заполнителями много ниже и составляет 500-1400 кг/куб.м. При этом дорожные бетоны характеризуются пониженным весовым содержанием цементного вяжущего, за что получили название «тощих» бетонов. Бетонная смесь с такой дозировкой отличается более низкой ценой по сравнению с высокомарочными составами. Стоимость бетона М200 обычного состава существенно выше, чем цена «тощего» бетона М200 В15 Ж4, используемого в дорожном строительстве.
Высокой долговечности бетонного покрытия добиваются путем нормирования водоцементного соотношения (В/Ц):
- для категории бетонов однослойных покрытий и верхнего слоя двухслойных/многослойных покрытий В/Ц не превышает 0,5;
- бетон для нижнего слоя двухслойного покрытия имеет В/Ц, превышающий показатель 0,6;
- для оснований капитальных полотен В/Ц не нормируется.
Требования по прочности и морозостойкости для бетонов, а также по прочности крупных заполнителей приведены в таблицах 1-3.
Табл. 1 Марки дорожного бетона по прочности
Табл. 2 Марки дорожного бетона по морозостойкости
Крупный заполнитель должен быть высокого качества. Марка щебня и гравия должна приниматься не ниже значений, указанных в табл. 3
Табл. 3 Марки по прочности крупного заполнителя
Марка крупного заполнителя по прочности
из изверженных и метаморфических пород
Однослойные покрытия и верхний слой двухслойных покрытий
Нижний слой двухслойных покрытий
Основания капитальных полотен
В качестве мелкого заполнителя предпочтительней зернистый песок средних и крупных фракций.
Чтобы применять дорожный бетон F300 с доставкой на дорожный участок, необходимо использовать крупный гранитный щебень (цена по каталогу ООО «Ямское поле») и крупнозернистый песок карьерный (цена Москва по соответствующим прейскурантам).
Требования к качеству дорожных бетонов довольно высокие, однако практика безаварийной эксплуатации современных автобанов и аэродромов подтверждает необходимость строгого соблюдения рецептуры бетонных составов и технологии укладки дорожных покрытий.
источник
Бетоны для дорожных и аэродромных покрытий
В бетонных покрытиях дорог и аэродромов основными расчетными напряжениями являются напряжения от изгиба, так как покрытие работает на изгиб, как плита на упругом основании. Поэтому при расчете состава бетона надо установить такое соотношение между его составляющими, которое обеспечивает требуемую прочность бетона на растяжение при изгибе, а также достаточную прочность на сжатие и морозостойкосить. Проектную прочность дорожного бетона устанавливают в зависимости от назначения бетона: при изгибе — М 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55; при сжатии — М 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500.
Марки бетона по морозостойкости назначают в соответствии с климатическими условиями района строительства: F50, F100, F150, F200.
Требования к подвижности бетонной смеси: ОК = 1. 3 см; Ж = 2. 5с и Ж =10. 15с, Чтобы обеспечить достаточную морозостойкость, и, следовательно, надежную защиту и эксплуатацию покрытий длительное время, В/Ц должно быть не более: для сурового климата — 0,5, умеренного — 0,53, мягкого — 0,55. Для оснований бетонных дорог допускается использовать портландцемент не ниже МЗОО, Для бетона однослойных и двухслойных покрытий не ниже М400 с содержанием трех кальциевого алюмината менее 10%. В качестве крупного заполнителя используют щебень из прочных пород — изверженных (прочностью не менее 120 МПа) и осадочных пород (прочностью не менее 80 МПа); гравий только после промывки, при этом содержание в них загрязняющих частиц, не должно превышать 1,5 — 2% по массе. Наибольший размер зерен щебня и гравия не менее 20мм, 40мм, 70мм. В качестве ПАВ используют — пластификаторы (ССБ) и воздухововлекающие (мылонафт и Абиетат натрия); комплексные добавки — СДБ и мылонафт, СДБ и СНВ.
Оптимальный состав бетона: В = 155 л, Ц = 287 кг, Щ = 1340 кг, П = 655 кг.
Гидротехнический бетон — бетон, применяемый для строительства сооружений или их отдельных частей, постоянно находящихся в воде или периодически контактирующих с водной средой; разновидность тяжёлого бетона. Гидротехнический бетон характеризуется стойкостью против агрессивного воздействия воды, водонепроницаемостью, морозостойкостью, прочностью на сжатие и растяжение, ограниченным выделением тепла при твердении. Требования, предъявляемые к гидротехническому бетону, зависят от расположения и условий работы гидротехнических сооружений и их конструктивных элементов. Для приготовления гидротехнического бетона применяют портландцемент и его разновидности: заполнителями служат песок, щебень, гравий или галька крупностью до 150 мм и более. Качество гидротехнического бетона повышают введением в него различных добавок (воздухововлекающих, пластифицирующих, уплотняющих и др.).
Фибробетоны.
Фибробетон – это композит, образованный объемным сочетанием компонентов, отличающихся по химическому и минералогическому составу, физико-механическим и другим свойствам, имеющих четкую границу раздела и плотную механическую или (и) химическую связь. К композиционным материалам относятся традиционный бетон и железобетон, асбестоцемент, стеклоцемент, стеклопластик и другие материалы.
Известно, что материалы на основе неорганических вяжущих веществ отличаются высокой прочностью на сжатие, но малой растяжимостью, трещиностойкостью и большой хрупкостью. Введение в эти материалы дисперсных волокон позволяет значительно уменьшить эти недостатки. Такие материалы получили название «Фибробетон, фиброцемент, стеклоцемент». Они отличаются повышенной прочностью на растяжение, изгиб, более высокой трещиностойкостью, сопротивляемостью ударным и циклическим нагрузкам, а в ряде случаев более высоким сопротивлением истиранию. При этом значительно снижаются трудозатраты на изготовление арматуры и армирование изделий.
Композиты на основе различных вяжущих веществ классифицируются по виду применяемого вяжущего (стеклоцемент, стеклопластик, гипсоволокнистый материал и т.д.), по назначению (конструкционные, конструктивно-теплоизоляционные, декоративные, гидроизоляционные) и другим признакам.
Материалы для изготовления фибробетона:
· Вяжущие – портландцемент, глиноземистый цемент, гипс, композиционное гипсовое вяжущее, полимерцемент, полимерные связующие (полиэфиры, реже эпоксидные, фенолформальдегидные и другие олигомеры с отвердителями);
· Добавки – эффективные ПАВ, пенообразователи, полимерные добавки.
Арматура – металлические и неметаллические армирующие волокна.
Фибробетон (фиброцемент) может армироваться непрерывными или дисперсными волокнами. Критическая длина дисперсных волокон определяется из условия, чтобы сила защемления (анкеровки) волокон в материале была равна усилию разрыва волокон.
Содержание металлических дисперсных волокон в фибробетоне до 3 % по объему (реально 78. 200 кг/м 3 ), длина 10. 60 мм, диаметр 0,1. 0,5 мм.
Содержание неметаллической дисперсной арматуры в фиброцементе составляет 3. 5 % по объему, а непрерывной – 10. 12 %. Длина волокон 10. 50 мм, диаметр 10. 130 мкм в зависимости от вида вяжущего, условий долговечности и величины модуля упругости.
Состав формовочной смеси проектируется в соответствии с ГОСТ 27006. В качестве примера можно привести состав фиброраствора с металлической дисперсной арматурой: Ц=530 кг/м 3 ; П=1670 кг/м 3 ; В=200 кг/м 3 ; Фибры 180. 200 кг/м 3 ; СДБ – 1,06 кг/м 3 .
2 1
I
 |
P P
| |
I
Рисунок 1 — Схема микрообъема фиброцемента.
1. Образец из цементного камня.
2. Дисперсное волокно длиной «l» и диаметром «d».
Основные условия получения высокопрочных композитов :
1). Высокая прочность матрицы;
2). Достаточное количество высокопрочных волокон, с максимально возможным модулем упругости, равномерно распределенных по сечению материала;
3). Хорошее сцепление волокон с матрицей и их стойкость в среде материала;
4). Одинаковые или близкие коэффициенты температурного расширения волокон и матрицы.
При таких условиях можно получать композиты с прочностью на растяжение до 120 МПа на портландцементе и до 70 МПа на гипсе. Трещиностойкость фиброцемента, например, повышается в 60. 100 раз по сравнению с неармированным цементным камнем. Более эффективно дисперсное армирование раствора или цементного камня.
На прочность композита весьма значительное влияние оказывает модуль упругости армирующих волокон. Для получения фиброцемента высокой прочности необходимо, чтобы Е в > Ем. Чем больше эта разница, тем прочнее материал.
Например, при увеличении модуля упругости волокон в 2 раза при прочих равных условиях прочность композита с содержанием волокон 10% по объему повышается в 2 – 3 раза.
Алюмоборосиликатные стеклянные волокна разрушаются в щелочной среде цементного камня. Поэтому целесообразно в таких условиях использовать щелочестойкие волокна Щ – 15Ж, 7тк, 7тм, базальтовые, арамидные, углеродные и другие). Но возможно использование и обычных стеклянных волокон с введением в состав композиций полимерных смол (ПВА, смола № 89 и другие 0,1. 0,4% Ц). Тогда можно получать композиты со стабильной и высокой прочностью. Чем больше полимера в фиброцементе, тем выше его прочность. Но при этом повышается его усадка. Для снижения усадочных деформаций рекомендуется вводить в состав смеси наполнители (кварцевый песок, зола – унос и другие), расширяющиеся добавки или применять расширяющиеся и безусадочные цементы.
Не корродируют стеклянные волокна в матрице на основе гипса, композиционного гипсового, и полимерном полимерцементного и полимерном вяжущих.
Тепловая обработка в несколько раз снижает прочность композита, так как интенсифицирует разрушение волокон в цементном камне. Например, автоклавирование композита на цементе снижает его прочность в 4. 5 раз по сравнению с твердением в естественных условиях.
При приготовлении фибробетонных смесей возникают определенные трудности введения дисперсной арматуры в формовочную массу при длине волокон, равной (80. 120) d, а поэтому применяются специальные технологические приемы выполнения этой операции.
В целом, с применением различных вяжущих и волокон, смешанного армирования использование фибробетона перспективно при изготовлении дорожных и аэродромных покрытий, мостовых балок, ирригационных каналов, резервуаров, тюбингов, морских пирсов, взрывоустойчивых конструкций, защитных торкретированных покрытий, облицовок шахт, оболочек тоннелей, отстойников, объемных элементов, труб, стен, (в т.ч. 3 х слойных), полов, лестничных маршей, лотков, облицовочных плит, свай, кровельных панелей, элементов ограждений, плит покрытий и перекрытий, колонн, балок и т.д.
Исследования показывают, что фибробетон с остальными волокнами при толщине изделия до 70 мм не уступает традиционному железобетону по несущей способности, а при толщине менее 70 мм – превосходит его. Применение фибробетона малой толщины снижает материалоемкость конструкций, в частности сокращает расход стали и бетона. Поэтому использование фибробетона целесообразно прежде всего в тонкостенных элементах конструкций, особенно пространственных со сложной конфигурацией.
Декоративные бетоны.
Декоративный бетон – это композитный материал, состоящий из следующих частей: крупный заполнитель, мелкий заполнитель, цемент, вода, краситель и присадки (краситель и присадки крупный и мелкий заполнитель, вот что отличает простой бетон от декоративного). Декоративный бетон является популярным строительным материалом, потому что может принимать почти любую форму и фактурную поверхность (брусчатка любых форм и оттенков, декоративная лепнина с закладными деталями). Основное достоинство декоративного бетона — это высокие характеристики по истираемости и прочности. Можно выделить три вида декоративных бетонов. Первый вид – это бетоны разноцветные, второй вид – это бетоны имитаторы художественной лепнины и различных малых архитектурных форм (массивные фигуры животных, фонарей, фонтанов и т.д.), третий вид – бетоны «под естественный камень». Разноцветные бетоны используются в основном для тротуарной плитки, для того чтобы тротуар или отмостка приобрели определенную архитектурную выразительность и подчеркнул хороший вкус владельца дома, рядом с которым устраивается данный тротуар. Художественная лепнина используется для придания выразительности фасаду здания, а малые архитектурные формы расставляют на приусадебном участке для его декорирования. Бетоны «под естественный камень» используются для изготовления плитки фасадной, чтобы обозначить цоколь. Реже этот вид используется для мощения тротуаров и отмосток.
Тема:Общие основы организации технологических процессов
1. Основные принципы организации технологических процессов.
2. Разновидности способов организации, производства железобетонных изделий.
1. Основные принципы организации технологических процессов.
Изготовление бетонных и железобетонных изделий и конструкций складывается из основных, вспомогательных и транспортных операций. Основными обязательными процессами, осуществляемыми всегда – не зависимо от вида изделия, являются:
1 – приготовление бетонной смеси, включая подготовку составляющих компонентов;
2 – изготовление арматурных элементов, готовых каркасов, закладных деталей;
3 – армирование, т.е. установка в форму готовых арматурных каркасов или отдельных элементов, а также установка и натяжение преднапряженной арматуры;
4 – формование изделия, т.е. укладка и уплотнение бетонной смеси;
6 – освобождение готовых изделий из форм и подготовка форм к следующему циклу.
Помимо обязательных, в ряде случаев требуются дополнительные операции:
7 – обработка лицевых и офактуренных поверхностей некоторых видов изделий;
8 – укрупнительная сборка и укомплектование строительных деталей и конструкций с целью повышения степени их заводской готовности.
Кроме основных технологических операций на каждом этапе осуществляется ряд вспомогательныхпроцессов и операций: получение и подача пара, воды, сжатого воздуха; складирование сырьевых материалов, полуфабрикатов, готовой продукции; пооперационный контроль и контроль качества готовых изделий; и другие операции, необходимые для выполнения основных.
К транспортным относятся операции по перемещению материалов, полуфабрикатов и изделий без изменения их состояния и формы.
Оборудование, используемое для выполнения соответствующих операций, называется основным (или технологическим), вспомогательным и транспортным.
Основное и транспортное оборудование, предназначенное для выполнения технологических операций в определенной последовательности, называется технологической линией.
Основными принципами организации технологического процесса в производстве сборного железобетона являются: поточность и возможно большая специализация технологических линий по виду изготавливаемых изделий.
Принцип поточностипозволяет более полно использовать оборудование и применять комплексную механизацию и автоматизацию. Этот принцип включает:
— синхронизацию длительности циклов рабочих операций;
Ритмичностьтребует соблюдения постоянства установленных норм времени на выполнение определенных операций и ритмической повторяемости циклов через строгие интервалы времени.
Синхронизация заключается в расчленении операций по отдельным постам технологической линии таким образом, чтобы длительность цикла на каждом посту была равна длительности цикла на всех постах данного технологического потока или кратна ей в целое число раз. На тех постах, где цикл вдвое или втрое больше остальных, должно быть соответственно увеличено количество рабочих мест или установок с тем, чтобы не снижалась пропускная способность остальных постов линии и был обеспечен принятый ритм съема продукции.
Непрерывность потока — это передача изделий от поста к посту без какого-либо промежуточного складирования или выдерживания. Такая организация технологического процесса позволяет лучше использовать производственные площади.
Кроме этих принципов при организации технологической линии следует стремиться к тому, чтобы процесс был прямоточным, без возвратных и встречных передвижений изделий. Перемещение изделий от поста к посту должно осуществляться, по возможности, наиболее коротким путем.
источник
18 Июл 2019 admin 13