Июль 2024
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Мар    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

Архив автора

Разнообразие вяжущих и заполнителей позволяет в широких пределах варьировать составы бетонной смеси.
Рекомендованные в нормах проектирования железобетонных конструкций прочностные характеристики бетона для различных предварительно напряженных конструкций (как в период их эксплуатации, так и в период изготовления при передаче на бетон усилия предварительного напряжения — обжатия) соответствуют определенным значениям, указанным. Здесь кубиковая прочность бетона при обжатии для приведенных случаев назначается в зависимости от вида напрягаемой арматуры. Данные этой таблицы относятся к конструкциям, работающим при статической нагрузке: при многократно повторяющейся нагрузке, когда конструкции рассчитывают на выносливость, проектная марка бетона и прочность его при обжатии должны быть увеличены до 25%.
Для конструкций из легкого бетона с горячекатаной арматурой периодического профиля диаметром до 20 мм при нормативном сопротивлении арматуры до 4000 кгсм2 и при натяжении ее до напряжения 3500 кгсм2, допускается применять бетон проектной марки 150 с прочностью при обжатии не менее 120 кгсм2, вместо указанных в таблице значений соответственно 200 и 400.
В расчетах предварительно напряженных конструкций по разрушающим нагрузкам и при определении ее испытательной (контрольной) прочности нужно учитывать нормативные сопротивления бетона, а при расчете по предельным состояниям — расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3.4. Для бетонов на глиноземистом цементе нормативные и расчетные сопротивления растяжению принимаются в размере 70% от значений, указанных в табл. 3.4.

На первых этапах применения предварительно напряженных конструкций считалось, что для приготовления бетона таких конструкций пригодны только тяжелые, прочные заполнители изверженных пород. Однако в дальнейшем разработаны приемы использования бетонов даже на самых легких заполнителях, явившихся, в частности, основой и для сборно-монолитных конструкций. В их числе материалы как естественного происхождения (пемза, вулканические туфы и лавы, известковые туфы, ракушечники), так и искусственного (шлаки, золы вторичного спекания — аглопориты, шлаковая пемза, керамзит).
Возможно также комбинированное применение ячеистых бетонов (поризованный цементный камень с легкими заполнителями). Над этой задачей работают ученые и инженеры ряда стран.
В табл. 3.2. приведены примеры составов и характеристик некоторых легких бетонов. Сведения о легких заполнителях хорошо освещены в специальной технической литературе.

3) Вода затворения
Для затворения бетонной смеси и увлажнения бетона в процессе твердения можно применять любую природную воду, не содержащую значительного количества оолей (более 5000 мгл), в частности, сульфатов (свыше 2700 мгл) и органических примесей. Для приготовления бетонной смеси не допускается использование болотных вод, богатых органическими примесями, а также сточных вод. Применять для этой дели морскую воду допускается, если концентрация химических реагентов не превышает указанных пределов. Особое внимание должно быть обращено на чистоту воды, в которой выдерживают готовый бетон в процессе твердения. Очень часто такая вода насыщается растворимыми солями продуктов гидратации цемента, что затрудняет процессы твердения и преобразования цементного камня. В этих случаях при длительном хранении конструкций воду следует систематически заменять или делать ее проточной.

Необходимо помнить, что в соответствии с ГОСТ 970—61 допускается на заводе-изготовителе вводить в цементный клинкер активные и инертные добавки в количестве до 15 и 10%, не меняя при этом его наименования; поэтому перед использованием цементов необходимо проверять их состав. Как уже отмечалось, предпочтение следует отдавать чистым клинкерным цементам с соответствующими ускорителями твердения (хлористый кальций, хлористый натрий, сернокислый глинозем, гипс и др.), тонкомолотыми активными, пластифицирующими и воздухововлекающими добавками и т. п. Последние применяются для улучшения так называемой удобоукладываемости бетонной смеси. Наиболее распространенная добавка — сульфитно-спиртовая барда (ССБ), применяемая в количестве 0,25—0,5% от веса цемента. Как воздухововлекающая добавка используется омыленный древесный пек, мылонафт, абиетиновая смола и др.
При применении добавок в каждом случае нужно соблюдать соответствующие условия по устранению возможности коррозии арматуры конструкции.
2) Заполнители
Для изготовления конструкций нужно выбирать гравий и щебень из естественного камня в соответствии с требованиями ГОСТ 8267—56 и 8268—56, обычный песок (крупностью до 5 мм) в соответствии с ГОСТ 8736—58. При этом следует учитывать технико-экономические соображения, например в части допущения транспортирования щебня> гравия и песка только на небольшие расстояния и возможности использования местных мелких песков при соответствующей их переработке (помолом вместе с цементом перед употреблением или отдельно и с применением виброперемешивания и других специальных методов укладки бетонной смеси).

Повысить прочность бетона и ускорить процесс ее нарастания можно применением цемента тонкого помола с удельной поверхностью 4000—5000 см2г. Однако на цементном заводе не всегда выгодно добиваться столь тонкого помола, так как в пути следования и при хранении вследствие очень высокой активности он быстро стареет и в результате поглощения влаги воздуха и гидратации с поверхности, прочность его понижается. Поэтому лучше доводить дисперсность цемента до указанной тонкости домолом его на заводе сборного железобетона перед употреблением в дело. Следует иметь в виду, что цемент такого тонкого помола нужно хранить и транспортировать в специальной герметической таре.
Для изготовления предварительно напряженных конструкций можно применять также глиноземистый цемент (ГОСТ 969—41), как в чистом виде, так и в виде добавки к портландцементу. Он быстро твердеет, набирая в суточном возрасте при нормальной температуре 80—90% своей конечной прочности. Однако ввиду большого тепловы-деления, сопровождаемого значительным разогревом, в массиве бетона происходит существенное снижение прочности; поэтому глиноземистый цемент целесообразно применять для изготовления тонкостенных конструкций, в которых обеспечивается свободный отвод тепла. Положительное качество глиноземистого цемента — сульфатостойкость. Но при всех обстоятельствах необходимо учитывать и высокую стоимость этого цемента, примерно в 2,5 раза превышающую стоимость обычного портландцемента.

Использование пуццолановых и шлаковых портландцементов для предварительно напряженных конструкций менее желательно ввиду более низкой прочности таких цементов сразу после изготовления изделия из-за медленного их твердения, а также вследствие их высокой -водопотребности (особенно пуццоланового цемента), что вызывает повышенный расход цемента. Такие цементы можно использовать только при особых тепловлажностных режимах твердения. В пуццолановых и шлаковых портландцементах содержится большое количество добавок, что в свою очередь делает их маложелательными для применения в заводском производстве.
Быстрота твердения и нарастания прочности, малая усадка, а по возможности и расширение с приданием напрягающих свойств, сульфатостойкость и химическая стойкость — все это наилучшим образом достигается введением в портландцемент соответствующих добавок непосредственно перед приготовлением бетонной смеси на заводе сборного железобетона. Этим достигается наибольший качественный и количественный эффект. Следует считать, что для изготовления сборных предварительно напряженных конструкций наиболее пригодны обычный и быстротвердеющий портландцемент без добавок.
Качество портландцементного клинкера определяется содержанием в нем трехкальциевого силиката C3S, трехкальциевого алюмината С3А и четырехкальциевого алюмоферрита (браунмиллерита) C4AF. Как показано далее, содержание С3А придает цементному камню бетона особые свойства в различных условиях эксплуатации или при добавках СГ. Дать оптимальный состав цемента для всех случаев затруднительно.