Файл: Михайлов В.В. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 235

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

объемом около 65 тыс. м3 [157]. Резервуары имели пря­ моугольную форму с монолитным железобетонным дни­ щем и сборными железобетонными стенами и покрыти­ ем. Стеновые панели были из гидротехнического бетона, плоские, размером 3X4,85 м с петлевыми выпусками, перехлестываемыми в зоне стыка типа Передерия с до­ полнительной вертикальной арматурой. Толщина пане­ лей и стыка 20 см, ширина стыка также 20 см. В днище предусмотрены внешний п внутренний зуб, образующие паз, в который устанавливали и замоноличивали стено­ вые панели.

Наиболее опасным с точки зрения непроницаемости н трещиносгойкости является вертикальный стык между панелями. Поэтому замоиоличиванпе такого стыка пес­ чаным бетоном на напрягающем цементе представляет наибольший интерес.

В связи с отсутствием промышленного производства НЦ Сибакадемстрой оборудовал собственную установку для его приготовления.

Для предварительной проверки полученного на уста­ новке НЦ в конкретных условиях стыка, а также для уточнения технологии замонолнчивання был запроекти­ рован н выполнен опытный резервуар емкостью 80 мг (рис. 6. 1), аналогичный резервуарам горводозабора и собранный из тех же стеновых панелей из гидротехниче­ ского бетона со стыком Передерия и монолитным же­ лезобетонным днищем. В днище замоноличивали стено­ вые панели. Отличие заключалось лишь в том, что в опытном резервуаре угловой стык был выполнен анало­ гично стыку Передерия (без сварки), а не из монолит­ ного бетона, как в резервуарах горводозабора. Напряга­ ющий цемент в опытном резервуаре использовали как для вертикального стыка панелей, так и для замоиоличивання панелей в пазу днища с внешней стороны; с внутренней стороны, паз днища был замоноличен гидро­ техническим бетоном. Перед бетонированием верти­ кальные и горизонтальные стыки панелей очищали пес­ коструйным аппаратом от рыхлой цементной корки, а затем бетон панелей и днища в зоне замоноличивания обильно увлажняли. Последнее было необходимо для того, чтобы из бетона стыка уменьшить потери влаги, необходимой для нормального протекания процесса расширения.

Песчаный бетон па НЦ состава 1 : 1 с В/Ц —0,35

246

всей высоте стыка. Бетонную смесь в стыке уплотняли глубинным вибратором через окна и сверху. Бетон стыка специально увлажняли, так как резервуар должен был заполняться водой.

Пробы цемептпо-песчаной смеси, взятые из раство­ ромешалки при приготовлении смеси для замоноличивания опытного резервуара, показали свободное расши­ рение в образцах при контрольном водном прогреве при 70°С около 0,4%, т. е. в пределах нормы. В герметизи­ рованных условиях образцы из этой смеси к 6 суткам твердения показали свободное расширение 0,2—0,4%, а самонапряжение (по кольцам, см. приложение 2) — 10—12 кгс/см2. Эти данные наиболее близко соответст­ вуют напряженному состоянию в стыках опытного ре­ зервуара, поскольку в связи с высокой влажностью воз­

духа в этот период бетон

стыка

сравнительно

хорошо

сохранил влагу затворенпя.

Прочность

бетона

на 7-е

сутки составила 250 кгс/см2.

Учитывая

наличие

предва­

рительного напряжения

(самонапряжения) в

стыке,

трещиностойкость его оказалась

выше

трещиностойко-

стн панелей, не говоря уже о неизмеримо более высокой

непроницаемости

песчаного бетона

на НЦ

в самом

стыке.

 

 

 

 

 

Через 7 суток после замоноличивания резервуар был

заполнен

водой. После

5 суток выдерживания

начали

измерять

уровень

воды

в резервуаре.

За последующие

3 суток уровень снизился на 12 мм, что соответствует по­ тере 216 л воды или 0,7 л/м2 в сутки (на 1 м2 смачивае­ мой поверхности) при допустимой норме 3 л/м2 в сутки.

Положительные результаты испытания опытного ре­ зервуара, использованного впоследствии в противопо­ жарных целях, позволили широко применять замоноли-

чивание

резервуаров горводозабора

емкостью

по

10 тыс. мг

(рис. 6.2 и 6.3). Одновременно

со стыком

из

бетона на НЦ выполняли также примыкающие к стыку пилястры, являющиеся опорами для балок покрытия с шагом 6 м (при ширине панелей 3 м) по двум противо­ положным стенам резервуара.

Первоначально напрягающий цемент был применен только для вертикального стыка стеновых панелей ре­ зервуаров как наиболее ответственного в отношении не­ проницаемости сопряжения. Непроницаемость стыка панелей с днищем (паз глубиной до 50 см) опасений не вызывала, и его омополнчнвали гидротехническим бето-

248



Бетонирование вертикальных стыков, включая при­

мыкающую к ним часть нижнего горизонтального

сты­

ка с днищем, вели в одну смену при температуре

возду­

ха днем

+10—15° С, ночью температура опускалась до

0 + 5 ° С.

Вследствие экзотермии в процессе твердения

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

ра, что обеспечило хорошее качество укладки

бетона:

уже в суточном возрасте бетон

приобрел прочность не

менее 80-100 кгс/см2, а в связи

с повышенной

экзотер-

мией НЦ температура его внутри стыка в том же возра­

сте достигала 40—50° С, что обеспечивало

более высо­

кую прочность, чем в контрольных кубиках.

Распалубка

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

волили

отказаться от

торкретирования

внутренних

по­

верхностей

стыковых

соединений, что

значительно

уп­

ростило

и

ускорило

производство

работ па

этих

объектах.

 

 

 

 

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

временно разрезали.

Стены бетонировали гидравличес­

ким бетоном

марки

200 на

портландцементе.

В процес­

се твердения

бетона

стен

после проявления

основной

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

его расширения

обеспечивалась непроницаемость

само­

го шва и зоны контакта с гидротехническим

бетоном, а

также происходило частично обжатие

стен

в

продоль­

ном направлении. В течение всего

периода

испытания

ванны бассейна

гидростатической нагрузкой

стыки

стен

и вся плоскость днища оставались совершенно

сухими.

Эксплуатация

бассейна в

течение

более

двух

лет

подтвердила надежность сборно-монолитной

 

конструк­

ции днища и его стыковых соединений.

На

нижней по­

верхности днища

со стороны

технических

помещений

полиостью отсутствовали следы влаги.

 

 

 

 

Для ликвидации сезонности

при

производстве работ,

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,

вызывающие

коррозию арматуры.

Сопоставление

дей­

ствия поташа и нитрита натрия выявило

преимущество

последнего: он не снижает пластичности

смеси,

более

устойчив при воздействии влаги, является

ингибитором,

т. е. полностью исключает коррозию металла. Нижний

предел отрицательных температур,

когда

допускается

применение

бетона с добавкой

нитрита

натрия

без

опасности его замораживания, составляет от-— 15 до

—20° С против — 30° С для бетона

с добавкой

поташа

(по материалам действующих инструкций).

 

Учитывая специфику НЦ, до его производственного

применения в зимних условиях был испытан

песчаный

бетон на НЦ (состава 1:1) с добавкой нитрита

натрия

как в естественных условиях зимы

1966—1967 гг. в Ново­

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

рит вводили с водой

затворения

в количестве около

2,8%, во втором — 8%

веса НЦ.

Испытания показали,

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

достигает 2%

на 20-е сутки

(рис. 6.6).

 

Во втором

случае на 7-е сутки твердения

при — 30° С

прочность

достигает

100

кгс/см2, на 28-е сутки —

200 кгс/см2.

При столь

i-щзкой температуре

расширение

253