Файл: Руководство по проектированию состава гидротехнических бетонов. П 21-74 ВНИИГ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.07.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 0
в) технологические и конструктивные мероприятия, способ ствующие охлаждению бетонной кладки (понижение темпера туры бетонной смеси при ее укладке, оставление пазух в соору жении, применение трубного охлаждения и др.);
г) правильный выбор размеров блока и разрезки на блоки сооружения. Массивные гидротехнические сооружения следует проектировать с зональной разрезкой. В табл. 11 —13 настоящего Руководства приведены средние расходы цемента с учетом ма рок бетона при зональном расппеделении бетона в сооружении.
16. Необходимые для расчета температурно го режима бетонного сооружения теплофизи ческие характеристики бетона устанавливают ся на основании резуль татов лабораторных ис следований. При отсут ствии таковых, а также на предварительных стадиях проектирова ния при малых объемах бетонной кладки и для
менее ответственных
сооружений можно при нимать следующие их значения.
Коэффициент линей ного расширения а =
Рис. 3. Повышение температуры в^бетоне на шлакопортландцементе марки „400“ (В. 3.
— внутренняя зона; Н. 3.—наружная зона)
= 1• 10- 5 .
Коэффициент теплопроводности Я =1,7 ккал/м^ч» град. Удельная теплоемкость С= 0,23 ккал/кг • град. Коэффициент температуропроводности а = 3 - 10~3 м2/ч.
17.Повышение однородности бетона увеличивает его трещиностойкость.
18.Трещиностойкость бетона гидротехнических бетонных со оружений при равных условиях определяется в основном проч ностью на осевое растяжение и величиной предельной растяжи мости бетона.
19.Бетоны на щебне, особенно на щебне карбонатных пород, имеют относительно большую прочность при осевом растяжении по сравнению с бетонами на гравии.
20. Отношение прочности бетона при осевом растяжении к прочности при сжатии изменяется со временем твердения бе тона и стабилизируется для портландцементов примерно к 90 сут, уменьшаясь с увеличением его возраста.
5 |
65 |
21.В бетоне на шлакопортландцементе имеет место более благоприятное соотношение прочностей растяжения и сжатия, чем на портландцементе.
22.Интенсивность нарастания тепловыделения и прочности во времени не одинакова; в начальный период твердения (до 7— 10 сут) интенсивность нарастания тепловыделения больше, чем
прочности; в последующий период — нарастание прочности, как правило, обгоняет нарастание тепловыделения. В семисуточном возрасте прочность портландцементов средней алюминатности обычно около 65—70% от прочности в возрасте 28 сут, в то же время величина тепловыделения к этому возрасту составляет 85—90 % от тепловыделения в 28 сут.
23. В малоцементных бетонах снижение температуры в блоке (условия близкие к адиабатическим) на ГС достигается умень шением расхода цемента примерно на 7— 8 кг/мг бетона. В бето нах с расходом цемента более 200 кг/м3 в аналогичных условиях снижение температуры на Г С достигается уменьшением расхо да цемента порядка на 10 кг/мг.
24. Важным способом снижения тепловыделения цемента при твердении массивного бетона является применение смешанных цементов (пуццолановых, шлакопортландцементов и с добав кой золы-уноса), обеспечивающих минимальное тепловыделение, что должно достигаться применением соответствующих клинке ров и тонкомолотых добавок. Это особенно важно для подводной и внутренней зон массивных гидротехнических сооружений. Для морозостойкой зоны рекомендуется применять чистоклинкерный портландцемент с умеренной экзотермией следующего минера
логического |
состава: |
C3S — 45 %; |
C2S — 30 %; |
С3А — 6%; |
||
C4A F— 14%; СаО свободная — 0,5% nM gO<4% . |
Рек |
|||||
|
|
25. |
|
|
||
|
|
мии клинкерного цемента |
применение |
|||
Активность |
Наименьшая |
добавки золы-уноса от сжигания пыле |
||||
допустимая |
видного топлива на тепловых электро |
|||||
вяжущего |
величина пре |
|||||
в 28-суточном |
дела прочно |
станциях. Для бетонов, |
у которых пред |
|||
возрасте, |
сти при рас |
полагается |
развитие |
температурных |
||
к г с ,' с м 8 |
тяжении, |
|||||
|
к г с / с м а |
растягивающих напряжений, необходи |
||||
150—199 |
16,0 |
мо |
определить величину |
прочности |
||
200—249 |
18,0 |
бетона при осевом растяжении со сме |
||||
250—299 |
20,0 |
шанным вяжущим (20—30% золы) в |
||||
300-399 |
23,0 |
возрасте 28 сут при твердении бетона |
||||
400—499 |
27,0 |
|||||
дела прочности бетона |
в нормальных условиях. Величина пре |
|||||
при |
осевом |
растяжении |
не должна |
быть менее величины для данной активности вяжущего, приве денной в табл. 11—3.
26. Существенное замедление скорости тепловыделения жет быть достигнуто путем введения поверхностно-активных до бавок, так как при этом снижается водопотребность и расход
66
цемента. В зависимости от вида бетона (расхода цемента и др.) рекомендуется применять воздухововлекающие добавки СЫВ или пластифицирующие добавки СДБ (см. п. 3.9).
27.С целью снижения тепловыделения рационально уклады вать во все зоны массивных гидротехнических сооружений мало подвижные бетонные смеси с добавкой поверхностно-активных веществ.
28.С целью сокращения расхода цемента и водопотребности следует предусматривать в проектах применение хорошо фрак ционированных и мытых заполнителей с наибольшей возможной крупностью (до 120 мм)\ частицы мельче 0,05 мм удаляются из заполнителей путем промывки.
29. Отсутствие охлаждения составляющих бетонной смеси
влетнее время приближает температуру укладываемого бетона
ктемпературе наружного воздуха, а отсутствие искусственного охлаждения уложенного бетона в блоках способствует значитель ному его разогреву.
30.При трубном охлаждении бетона в начальный период твердения рационально применять цементы с замедленным теп ловыделением для уменьшения перепада температур между бетоном и наружным воздухом и снижения температурных на пряжений во избежание микротрещин.
При: а) укладке бетона длинными блоками |
высотой 1,2— |
1,5 м\ б) отсутствии трубного охлаждения; в) |
перекрытии од |
ного блока другим через 7—10 сут желательно использовать
цементы с малым тепловыделением, |
но выделяющие в течение |
|
7 сут не менее 85—90% тепла |
от |
величины тепловыделения |
в 28 сут. |
|
|
При этом следует стремиться |
к |
максимальному увеличению |
коэффициента теплоотдачи от поверхности бетона к воздуху. Для увеличения скорости теплоотдачи рекомендуется поливка бетона холодной водой, вентиляция, использование полой металличе ской опалубки с циркуляцией холодной воды и др.
31. Рекомендуется укладывать во все зоны массивных гидро технических сооружений бетонную смесь с температурой в мо мент перекрытия одного слоя бетонной смеси другим в зимнее время не более 5° С, в летнее время не более 10° С. Температура бетонной смеси должна быть обоснована расчетом.
32. Резкое снижение температуры наружного воздуха в осен ний период ведет к столь же резкому снижению температуры на ружных слоев бетона, т. е. к образованию большого перепада температуры в бетонном блоке, что является основной причиной трещинообразования.
5* |
67 |
33. Для соблюдения проектных марок бетона и повышения трещиноустойчивости в поверхностных слоях бетона при бетони ровании в зимнее время необходимо:
1) сохранение положительных температур в уложенной бе тонной смеси и в местах контакта с охлажденными поверхно стями бетона и арматурой;
2) создание температурного режима твердения, обеспечиваю щего необходимое нарастание прочности бетона в заданные сроки;
3) ограничение при распалубке блоков температурного пере пада между воздушной средой и поверхностными слоями мас сива, а также между поверхностными слоями массива и его ядром; практически бетон, уложенный в осенний период, дол жен находиться в опалубке в течениё не менее двух зимних пе риодов.
34. При зимних бетонных работах умеренное, однако не чрез мерное, тепловыделение цемента во время твердения в опреде ленных условиях может оказаться полезным, так как оно замед ляет понижение температуры свежеуложенного бетона.
35. Блоки, твердеющие в зимний или осенний периоды при более низких температурах наружного воздуха, имеют более низ кую температуру в ядре блока, и при хорошо утепленной наруж ной поверхности трещины в бетоне должны отсутствовать.
36. Ранняя распалубка блоков приводит к большому пере паду температур и увеличению трещинообразования.
Приложение 12
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ТВЕРДЕНИИ БЕТОНА ЗАДАННОГО СОСТАВА
Определение максимально возможного повышения темпера туры при твердении бетона заданного состава с целью выявле ния опасности трещинообразования в бетоне из-за возникающих температурных напряжений в адиабатических условиях может быть произведено двояко:
а) прямым опытом — определение повышения температуры бетона в адиабатическом калориметре непосредственного наблю дения;
б) расчетным способом по рекомендуемой (для ориентиро вочных подсчетов) формуле:
1 1 ________ Я______
[0,2(1 + П + Кр) + В/Ц’
где q — теплота гидратации цемента (в кал/г), определенная по термосному
методу (п. 14 приложения 11, настоящего Руководства и ГОСТ 4798—69* «Бетон гидротехнический. Методы испытаний материалов для его приготовле ния»); 0,2 — удельная теплоемкость цемента (в кал/г) песка и крупного за
полнителя; П — количество песка (по весу), приходящееся на одну весовую
68
единицу цемента; Кр — количество крупного заполнителя, приходящееся на одну весовую единицу цемента; В/Ц — водоцементное отношение ( в пределах
0,42—0,75).
В процессе составления проекта производства работ (разбив ка сооружения на блоки, установление темпов и периода бето нирования и др.) должны быть выполнены термические расчеты и определено предельно допустимое повышение температур в центре блока и других частей. Эти предельные цифры должны учитываться при подборе состава бетона, исходя из тепловыделе ния конкретного вяжущего и расхода цемента в бетоне путем расчета возможного разогрева в центре блока по приведенной выше формуле.
Приложение 13
О ВЫБОРЕ КОЛИЧЕСТВА ФРАКЦИЙ И ПРЕДЕЛЬНОЙ КРУПНОСТИ ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНА
Количество фракций заполнителя бетона в зависимости от характеристики карьеров и качества материала, а также от тре буемых марок бетона, естественно, может в некоторых пределах колебаться. Для обычных условий гидротехнического строитель
ства вполне достаточным следует считать |
1— 2 фракции песка и |
||||||
3—4 |
фракции |
крупного |
заполнителя. |
|
Таблица 13-1 |
||
Минимальное число фракций— 1 фрак |
|
||||||
|
|
||||||
ция |
песка+ 2 |
фракции |
гравия |
или |
Предельный |
Объемный вес |
|
щебня — может |
быть |
достаточно |
для |
размер круп |
|||
ного заполни- |
бетонной |
||||||
сравнительно небольших |
строительств |
теля Л наиб' |
смеси |
||||
(до |
500 000 — 600 000 |
мг бетона) и |
М М |
т1м3 |
|||
лишь в том случае, если карьерная |
20 |
2,37 |
|||||
смесь после ее рассева и дробления яв |
40 |
2,40 |
|||||
ляется однородной и, когда на складах |
80 |
2,44 |
|||||
хранения крупного заполнителя не про |
150 |
2,48 |
|||||
250 |
2,50 |
||||||
исходит сепарирования материала, |
как |
|
|
это имело место на некоторых стройках.
В противном случае следует перейти на более узкий диапазон размера фракций, как то 5—20, 20—40, 40—80 и 80—120 мм.
Зависимость некоторых важных параметров бетона от пре дельных значений размеров крупного заполнителя сводится
кследующему.
1.Увеличение размера крупного заполнителя вызывает возр стание объемного веса бетонной смеси и бетона, так как процент
содержания камневидной составляющей в бетоне возрастает с увеличением диаметра крупного заполнителя, а содержание це ментного камня, имеющего, как правило, меньший объемный вес, чем заполнители в бетоне, соответственно уменьшается. Это видно из табл. 13—1.
69