|
Текст
Получение высокомарочных морозостойких бетонов с низкой водопроницаемостью — в наши дни уже реальность, подтвержденная большим числом экспериментов и выпущенной продукцией для ответственнейших объектов Москвы — уникальных транспортных сооружений.
При изготовлении железобетонных блоков для отделки тоннелей Краснопресненского просп. в районе Серебряного бора в соответствии с проектом ОАО «Метрогипротранс» и техническими условиями класс бетона по прочности на сжатие был принят В45 (ближайшая марка бетона по прочности М 600, а средняя прочность бетона, рассчитанная при коэффициенте вариации 13,5 %, - 58,94 МП а), марка бетона по морозостойкости — F300 и по водонепроницаемости - W12.
При этом учитывались следующие технологические требования к бетонной смеси и бетону:
- марка бетонной смеси по удобоукладываемости — П1 (осадка конуса 1-4 см);
- воздухосодержание бетонной смеси — не менее 2 %;
- расслаиваемость бетонной смеси по водоотделению — не более 0,2 %, по раствороотделению — не более 3 %;
- минимально допустимая прочность бетона при распалубке после11 ч. тепловой обработки - не менее18 МПа.
Значение нормируемой отпускной прочности бетона в возрасте 7 сут. должно составлять не менее 100 % проектной. Следует применять вариант работы по ГОСТ 18105—86* с учетом фактически получаемого коэффициента вариации. При этом допускается увеличение прочности бетона на сжатие в возрасте 28 сут. по сравнению с проектной.
Аналогичные требования к бетону предъявлялись и при изготовлении блоков обделки для Лефортовского тоннеля, сейчас уже построенного и успешно функционирующего. В этом случае для приготовления бетонной смеси с минимальным расходом цемента (300 кг/м3) при изготовлении блоков обделки применялась комплексная добавка, состоящая из модификатора бетона МБ-С и воздухововлекающей добавки СНВ.
Однако в связи с высокой стоимостью добавки МБ-С был разработан более дешевый и эффективный состав бетона, удовлетворяющий всем указанным требованиям и обеспечивающий снижение себестоимости блоков обделки автотранспортных тоннелей на участке Краснопресненской магистрали от МКАД до просп. Маршала Жукова.
В ходе экспериментов для изготовления бетонов применяли следующие материалы: цементы марок ПЦ500 ДО-Н или ПЦ500 ДО, песок с модулем крупности 2,5, щебень гранитный фракций 5—10 и 10—20 мм, кварц молотый пылевидный марки «Б», суперпластификатор С-3, пластификатор адипиновый щелочной, воду.
Исследовали влияние следующих факторов: расхода цемента; расхода кварца молотого пылевидного; добавок С-3 и С-3 + ПАЩ; режима тепловой обработки. Расход цемента варьировали в диапазоне 300—500 кг/м3.
Воздухосодержание бетонных смесей устанавливали с учетом обеспечения требующейся осадки конуса (ОК) 1—2 см, которую измеряли, как правило, через 15—20 мин после приготовления смеси. Для определения воспроизводимости получаемых результатов одинаковые эксперименты выполняли по несколько раз. Прочность на сжатие измеряли в 11-часовом возрасте, а также в возрасте 7, 28 и 56 сут.
Плотность бетонных смесей находилась в пределах от 2,4 до 2,45 т/м3. Воздухосодержание бетонных смесей с добавкой С-3 составляло около 2 %, а с комплексной добавкой С-3 + ПАЩ было равно 2—2,5 %. Тепловую обработку блоков производили при температуре воздуха в центре камеры 25—35°С, а у торцов камеры — 22-24°С.
Измерения температуры с помощью термографов показали, что на поверхности блоков максимальная температура составляла 47—48°С. При этом по данным, полученным с помощью ртутных термометров, в ядре блоков температура, как правило, не превышала 60 °С. Следует отметить, что, по данным фирмы «Ceresola Tunnelbautechnik», разрабатывающей технологию изготовления блоков, допускается перепад температур между ядром и поверхностью блоков 20—21°С.
При анализе полученных результатов учитывались следующие факторы.
В соответствии с ГОСТ 18105-86* требуемую прочность бетона при нормировании по классам Rт, МПа, вычисляли по формуле:
R = Kт Bнорм,
где Kт — коэффициент требуемой прочности, который для всех видов бетонов зависит от среднего коэффициента вариации прочности бетона Vn; Внорм - нормируемое значение прочности бетона для бетона данного класса по прочности на сжатие, МПа.
По данным заводской лаборатории, коэффициент вариации прочности бетона Vn при изготовлении блоков для обделки Лефортовского тоннеля составлял 6 % и менее, при этом Kт = 1,07. Следовательно, Rт = 1,07 45 = 48,2 МПа, т. е. прочность бетона класса В45 в возрасте 28 сут. должна составлять не менее 48,2 МПа.
Эта же прочность должна обеспечиваться в зимних условиях в возрасте 7 сут. с учетом достижения бетоном 100 %-ной прочности.
Вместе с тем при проведении исследований учитывалось технологическое требование о достижении в зимних условиях 100 %-ной прочности в возрасте 7 сут. и при коэффициенте вариации 13,5 % вплоть до установления Vп (как при изготовлении блоков для тоннелей на участке Краснопресненской автомагистрали).
Таким образом, при расходе цемента 310—320 кг/м3 с применением пылевидного молотого кварца и комплексной добавки С-З+ПАЩ обеспечиваются все технологические и проектные прочностные характеристики бетона блоков. Превышение марки бетона в возрасте 28 сут. незначительно (не более одной марки), т. е. вместо проектной марки бетона М600 максимально получается марка М700. Это превышение существенно ниже, чем имевшееся при использовании комплексной добавки МБ 4-50С и СНВ, и объясняется необходимостью обеспечения проектной марки бетона уже в возрасте 7 сут. Некоторые колебания прочности в каждом из контролируемых возрастов связаны с колебаниями активности цемента, определяемой по испытанию в бетоне после пропарки в возрасте 1 сут., в диапазоне от 33,6 до 40,7 МПа, т. е. более 18 %.
Испытания показали, что при указанных расходах цемента, молотого пылевидного кварца и комплексной добавки достигаются проектные марки по морозостойкости (F300) и по водонепроницаемости (W12).
На основании исследований в производственных условиях новых составов бетонов и технологических режимов изготовления блоков разработаны:
- карты подбора состава бетона для тоннеля глубокого заложения;
- ТУ 5865-003-1165082-2004 «Блоки железобетонные сборной обделки для сооружения тоннелей Краснопресненской магистрали от МКАД до просп. Маршала Жукова закрытым способом»;
- Технологический регламент.
|
Статьи и публикации 
7/2005
18.10.2005
А.В. Пахомов, главный инженер ОАО «Моспромжелезобетон»
