Файл: Иванов, Г. С. Эксплуатационная надежность и совершенствование технологии изготовления железобетонных шпал.pdf

На том же заводе при контроле марки бетона по результа­

части шпал не была обеспечена проектная марка бетона. Фак­ тическая минимальная прочность могла составлять

-Y^min=490—3-25,2=414,4 кгс/см2, что больше 325 кгс/см2, т. е.

минимальная прочность обеспечена и такую партию нет осно­ ваний браковать по данному показателю.

Эти примеры наглядно указывают на недостаточность конт­ роля бетона по одному параметру средней прочности. Необхо­ димо учитывать изменчивость этого параметра, т. е. средне­ квадратическое отклонение, которое характеризует стабиль­ ность технологического процесса. Для практического использо­ вания комбинированных условий контроля могут быть состав­ лены номограммы, которые значительно упростят вычислитель­

ния, которые способны выдержать образцы 28-дневного возрас­ та без снижения прочности более чем на 25%.

Завод-изготовитель обязан проверять морозостойкость бето­ на шпал при подборе состава бетона, изготовленного на дан­ ных материалах, и в случае замены материалов, изменения тех­ нологии приготовления бетонной смеси или условий твердения бетона шпал, но не реже одного раза в год.

П р о е к т н о й м «а р к и б е т о н а

71

При определении морозостойкости бетона принят так же, как и при контроле прочности, выборочный метод, т. е. для оценки морозостойкости принято среднее арифметическое из числа циклов замораживания и оттаивания минимум трех бе­ тонных кубов. В этом случае можно воспользоваться методи­ кой, примененной нами при оценке прочности бетона. Однако главная трудность состоит в определении минимальной моро­ зостойкости бетона, которая должна быть обеспечена в шпалах.

В. С. Гладков и Ф. М. Иванов [19] считают, что наиболее целесообразно характеризовать условия службы бетона в со­ оружении числом стандартных циклов N CT , связь которых с природными циклами замораживания и оттаивания бетона (в год) Nпр может быть выражена следующей зависимостью:

среды (воды) оттаивания, величина которого в сред­ нем равна 0 ,6 .

При некоторых допущениях N ст может быть принято за ве­ личину минимально допустимой морозостойкости бетона в кон­ струкции. Тогда по аналогии с (2.6) можно записать:

сти, равный по [19] «0,35—0,40 при.условии, что проч­ ность бетона в испытуемых образцах не снижается.

Точность настройки технологического процесса по показате­

Для определения в выборке минимального числа образцов может быть применен следующий прием. Из рис. 27,а или 27,в, используя формулу (2 .6 ), можно установить зависимость до­ пустимой величины коэффициента однородности для выборки а„от этого же коэффициента для генерального распределения а:

72

( 2. 12)

где Xmin и Х в—определяются из выражений (2.9) и (2.10), в которые входит число образцов k = n—1.

Для практических целей иногда удобнее пользоваться коэф­ фициентом вариации ч , который связан с а при нормальном законе распределения и трехсигмовом отклонении следующей зависимостью:

Вычислим по формулам (2.9), (2,10) условия приемки шпал

Результаты подсчетов показывают, что условие (2.12) может быть выполнено при испытании на морозостойкость не менее шести образцов.

Следует иметь в виду большое различие в климатических условиях эксплуатации железобетонных шпал по сети дорог

СССР. Очевидно, впоследствии удастся всю сеть разделить на определенные районы, в которых могут предъявляться различ­ ные требования по морозостойкости шпал. Начатые в этом на­ правлении исследования геофизической станцией Северо-Кав­ казской дороги [2 0 ] показывают один из вариантов решения поставленной задачи. Этими исследованиями установлено (табл. 19)', что накопление дефектных шпал в пути связано с числом природных циклов их замораживания и оттаивания.

73

Т а б л и ц а T9

Зависимость числа дефектных шпал от числа циклов их замораживания и оттаивания при работе в пути

Ксожалению, авторы не дифференцируют виды разрушений

идефектов шпал по рисункам классификации МПС и невоз­ можно из этих данных установить, какие дефекты превалиру­ ют при увеличении числа циклов перепадов температуры через нуль.

Т о л щ и н а з а щ и т н о г о с л о я бетона в средней части шпалы над верхними рядами арматуры должна быть 25 мм, а на торцах 15 мм. ГОСТ допускает отклонения в толщинах за­ щитного слоя для шпал первого сорта ± 3 мм. В то же время п. 2. 11 ГОСТ на шпалы допускает по показателям внешнего

прочих поверхностях — глубиной до 15 мм и длиной 60 мм на 1 пог. м шпалы.

Заметим, что околы бетона на кромках подрельсовых площа­ док практического значения для защиты арматуры от коррозии не имеют, так как в этих местах арматура расположена далеко от поверхности бетона. Раковины же и околы бетона в углах средней лицевой части шпалы могут привести к значительному уменьшению толщины защитного слоя бетона и фактически к обнажению арматуры на отдельных участках. На величину АЬ защитного слоя бетона по вертикали и Afej по горизонтали будут оказывать влияние те же факторы, которые приведены в

местной шпальной формы при самом неблагоприятном сочета­ нии перечисленных факторов суммарные отклонения величины защитных слоев бетона могут составлять ±18 мм. Практика

74

показывает, что при эксплуатации обнаруживаются случаи об­ нажения арматуры в средней части на лицевой поверхности шпалы.

Для оценки точности и стабильности технологического про­ цесса по толщине защитного слоя бетона Дb и AAi применимы методы, изложенные при оценке Да и ДА. Анализ показывает, что на действующих заводах при изготовлении шпал не может

ния Кут • Прочность бетона зависит от степени его уплотнения.

только около 70%. Следовательно, между однородностью плот­ ности бетона в изделии и однородностью прочности бетона су­ ществует некоторая степенная зависимость.

С другой стороны, плотность бетона оказывает существен­ ное влияние на его защитные свойства против коррозии арма­ туры. Менее плотный бетон лучше фильтрует воду, в нем быст­ рее происходят процессы карбонизации. Зарегистрировано много случаев, когда разрушение шпалы начиналось с ржавле­ ния арматуры при обеспеченных толщинах защитного слоя. По­ этому следует обращать внимание главным образом на плот­ ность бетона защитного слоя.

В настоящее время пока не создано надежных и точных средств для контроля качества плотности бетона хотя бы в его защитном слое. Поэтому практика не располагает данными для статистического анализа точности и стабильности технологиче­ ского процесса по рассматриваемому параметру качества. Однако можно ожидать, что в ближайшее время будет найден надеж­ ный и удобный способ контроля плотности бетона и определе­ ния его защитных свойств. Известны опыты по улучшению за­ щитных свойств бетона путем введения в него различных'хими­ ческих добавок и покрытия полимерными пленками. Этот воп­ рос заслуживает изучения для обеспечения высокой долговеч­ ности струнобетонных шпал.

В целом проведенный анализ показал, что основные качест­ венные характеристики шпал формируются в процессе их изго­ товления под воздействием множества технологических факто­ ров,. зависящих как от качества исходного сырья для приготов­ ления бетонной смеси, так и от технических характеристик при­ меняемого оборудования, которое должно обеспечивать необхо­ димую точность и стабильность параметров технологического процесса. Это положение в первую очередь относится к веду­ щим операциям по армированию, формованию шпал и тепло­ влажностной обработке бетона, на долю которых приходится 80—90% случаев возникновения явных технологических дефек-

75