Бетон для гидротехнических сооружений. Бетон для дорожных и аэродромных покрытий

Бетон для гидротехнических сооружений должен обеспечивать длительную службу конструкций, постоянно или периодически омываемых водой. Поэтому в зависимости от условий службы к гидротехническому бе помимо требований прочности предъявляют также требования по водонепроницаемости, а нередко и по мрз.

Гидротех. бе делят не след разновидности: 1.подводный, постоянно находящийся в воде; 2.расположенный в зоне переменного горизонта воды; 3.надводный, подвергающийся эпизодическому омыванию водой; 4.массивный и немассивный бе; 5.бе напорных и безнапорных к-ций. Прочн на сж гидротех-го бе опр-т в возр 180 сут. Прим-т бе классов В10-В40. По водонепрониц-ти в возр 180сут возр бе делят на 4 марки: W2, W4, W6, W8 (т.е. бе не д пропускать воду при давлении 0,2, 0,4, 0,6 и 0,8 МПа соответ-но). По мрз – 5 марок: F50, F100, F150, F200, F300 – для гидротех-х бе, кот подвергаются совместному действию воды и мороза. Состав гидротех-го бе опр-ся как для обычного тяж.бе.

Спец свойства этого бе, н-р, водонепроницаемость, обеспечиваются: 1.выбором материалов, обеспечивающих требуемые мрз и водонепрницаемость; 2.определение В/Ц исходя не только из уровня прочности, но и из условия долговечности; 3.применение микронаполнителей, уменьшающих тепловыделение и объемные деформации и гарантирующих получение плотного бетона при низких расходах цемента; 4.применение воздухововлекающих добавок.

Для гидротехнического бетона допускается применение ПЦ, пластифицированного и гидрофобного цемента, пуццоланового и шлакового, а в некоторых случаях сульфатостойкого.

Для ↓ расхода ц-а, а сл-но, тепловыделения и объемных деформаций бе при сохранении необх-ой подвижности бе см и плотности бе в него вводят различные микронаполнители (н-р, золу-унос).

Заполнители для гидротехнического бетона должны обеспечить его водостойкость и морозостойкость. Лучше всего применять кварцевые пески, а щебень и гравий – из изверженных или осадочных пород. Особое внимание следует уделять зерновому составу зап-ля: по возможности обогащать песок, а при исп-ии сортового крупного зап-ля соблюдать рекомендуемые соотношения фракций.

Для получения водонепрониц-ти бе содержание песка в смеси зап-лей д.б. несколько увеличено против обычных значений.

Бетон для дорожных и аэродромныхпокрытий.

Бе покрытия дорог и аэродромов работают на изгиб как плиты на упругом основании. Поэтому необх-о обесп-ть треб-мую прочн бе на растяж при изгибе, на сжатие, а также мрз. Проектную прочн бе уст-т в зав-ти от назначения:

Условия эксплуатации	Заданная прочность, МПа
При изгибе	При сжатии
1.для однослойных изделий и верхнего слоя двухслойного покрытия	4; 4,5; 5; 5,5	30, 35, 40,50
2.для нижнего слоя двухслойных покрытий	3,5; 4; 4,5	25, 30, 35
3.для оснований усовершенствованных капитальных покрытий	2; 2,5; 3,0; 3,5	10,15, 20, 25

Марка бетона по мрз назначается в соответствии с климатическими условиями района строительства (минусовыми t воздуха наиб холодного месяца: t=от0 до -15°С – мрз F100; t=от -10 до -20°С – мрз F150; t= ниже -20 – мрз F200; В/Ц меньше 0,5 - для верхнего слоя; не выше 0,6 - для нижнего слоя; для оснований усовершенствованных покрытий – до 0,75; ПЦ марки не ниже 400 (содержание C₃А менее 10%) или дорожные пластифицированные или гидрофбные ц-ы. Крупный заполнитель только мытый!!! (содержание глинистых, илистых и пылевидных частиц не более 1,5% и Rсж>120 МПа – для изверженных пород и >80 МПа – из осадочных.

Обязат-но прим-т ПАВ: ССБ, СП и органо-минеральные, воздухововлекающие и мылонафт. Объем вовлеч воздуха =4,5-5,5% в зав-ти от крупности зап-ля.

Подвижность бе см: Осадка конуса=1-2 см – для бетоноукладочных машин, и 2-3 см - для площадочных вибраторов.

Смесь для таких покрытий должна иметь некоторый избыток песка (в рез-те – лучше показ-ль Rизг). Для таких бе см α=1,3-1,7.

Определение состава дорожного бе - как для обычного бетона. В/Ц опр-т, исходя из треб-мой прочн при изгибе (т.к. Rизг – знакопеременная в верхнем и нижнем слое):

В/Ц=0,36·R’_ц / (R_б^изг+0,36·0,2·R’_ц), где R’_ц – активность ц-а при изгибе; R_б^изг – прочн бе при изгибе.

При использовании бетоноукладочных машин средний расход воды для щебня с Dнаиб=40 мм принимают 160л, для известнякового щебня или мелкого песка увеличивают на 10л, известкового щебня и песка увеличивают на 20л. При введении ПАВ расход воды ↓ на 10л.

После этого расчитывают расходы м-лов на 1 м³.

БИЛЕТ № 10

4 Минералогический состав ПЦ. Характеристика и свойства клинкерных материалов.

ПЦ – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде (лучше всего) или на воздухе. Он представляет собой порошок серого цвета, получаемый тонким помолом цементного клинкера с добавкой двуводного гипса. Клинкер получают путем равномерного обжига до спекания тщательно отдозированной сырьевой смеси (глина, изв-к, доб окисдов Fe), содержащей около 75-78% СаСО₃ и 22-25% СаО₂+Аl₂O₃+Fe₂O₃. Для получения цемента высокого качества необходимо, чтобы его химический состав, а следовательно и состав сырьевой смеси были устойчивы.

В результате обжига при t=1200-1450⁰С образуются клинкерные минералы: алюмоферриты кальция переменного состава xCaO*yAl₂O₃*Fe₂O₃, трехкальциевый аллюминат 3CaO*Al₂O₃, двухкальциевый силикат 2CaO*SiО₂ и трехкальциевый силикат 3CaO*SiО₂. Эти четыре соединения – основные составные части цементного клинкера, но два последних (силикаты кальция) составляют 70-80% от его массы. Ориентировочное содержание различных минералов в ПЦ: алит (С₃S) 37-60%, белит (С₂S) 15-37%, трехкальциевый алюминат (С₃А) 5-15%, алюмоферрит (С₄АF) 10-18%.

Основное влияние на качество цемента оказывает высокое содержание алита, который обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Белит – медленно твердеющее гидравлическое вяжущее средней прочности. Трехкальциевый алюминат твердеет быстро, но имеет низкую прочность.

Изменяя минералогический состав цемента, можно варьировать его качество. Цементы высоких марок и быстротвердеющие изготовляют с повышенным содержанием алита. Цементы с высоким содержанием белита медленно твердеют, однако их прочность нарастает в течение длительного времени и в возрасте нескольких лет может оказаться достаточно высокой.

При помоле к цементному клинкеру можно добавлять 10-20% гранулированных доменных шлаков или активных минеральных добавок. ПЦ с добавками выпуск-т около 60% от общего V выпускаемых цементов. В маркировку ц-а вводится дополнение «Д». Н-р, ПЦ 400-Д 20.