Напрягающийся бетон.

Напрягающиеся бетоны можно применять для изготовления различных железобетонных конструкций, но лучше тех, к которым предъявляются повы-
шенные требования по плотности, непроницаемости, морозостойкости и дол-
говечности  [Табл.]. Они приготавливаются на основе напрягающихся цемен-
тов.Напрягающийся цемент НЦ 10 может использоваться для изготовления сборных железобетонных изделий наряду или взамен цементов общестроительного назначения (ПЦ, ШПЦ и др. ) и специальных цементов (расширяющихся и т. п. ).

При твердении напрягающихся бетонов в определенных условиях они расширяются за счет образования в их структуре гидросульфоалюмината кальция, объем которого при кристаллизации увеличивается ориентировочно в 4, 8 раза. Имеются и другие точки зрения по этому вопросу.

Таблица

Рекомендуемая номенклатура конструкций и изделий с использованием напрягающего цемента

Продолжение таблицы

1В том числе предварительно напряженные конструкции и изделия.

Примечания. Знак "+"-рекомендуется к использованию, "-"- не рекомендуется.

Цементный камень на НЦ обладает фиброобразной структурой, отличается высокой прочностью на растяжение, трещиностойкостью, плотностью и долговечностью.

Напрягающиеся бетоны длительное время упрочняются. К 90 суткам их прочность на 30%, а к 180 суткам на 40% выше по сравнению с 28-суточной.

Энергия их экзотермии в 1, 5 раза выше, чем у обычного портландцемента, что позволяет сократить длительность тепловой обработки бетона, снизить температуру изотермического прогрева.

Бетон на НЦ с противоморозными добавками может применяться при бетонировании изделий при отрицательных температурах без обогрева.

Возможно введение в бетон на НЦ золы-унос и суперпластификаторов.

С 1987 г. цементной промышленностью выпускается цемент НЦ-10. В его состав могут входить цементные гранулированные шлаки, золы и т. д. Применение его, например, для производства безнапорных труб вместо портландцемента позволяет на 10% сократить расход вяжущего, снизить расход арматуры, длительность тепловой обработки, температуру изотермического прогрева с 80 до 55°С, а следовательно и расход тепловой энергии на тепловую обработку и получать низконапорные трубы.

Материлы для приготовления напрягающихся бетонов [   ].

В качестве вяжущих для производства самонапряженных конструкций и изделий следует применять напрягающие цементы НЦ-10, удовлетворяющие требованиям ТУ 21-20-48-90 или НЦ-20, НЦ-40, удовлетворяющие требованиям ТУ 21-20-18-80.

В качестве мелких и крупных заполнителей для тяжелого и мелкозернистого бетонов на НЦ следует применять:

- щебень, гравий, щебень из гравия и песок по ГОСТ 8267;

- гранулированный доменный шлак полусухой или мокрой грануляции по ГОСТ 3476;

- дробленый отвальный или специально отлитый доменный шлак по ГОСТ 5578.

В качестве крупных и мелких заполнителей для легких бетонов на НЦ следует применять заполнители по ГОСТ 9757, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 25820.

После соответствующих испытаний в бетоне и при технико-экономическом обосновании допускается применение мелких песков, искусственных и природных каменных материалов, топливных шлаков, аглопорита и т. п.

В бетонах на НЦ могут применяться химические добавки (пластификаторы, ускорители твердения, замедлители схватывания в комплексе и в отдельности), улучшающие свойства бетонной смеси и бетона и соответствующие требованиям ГОСТ24211, стандартам и техническим условиям на конкретные добавки.

Складирование, хранение и транспортирование НЦ должно исключать смешивание его с другими видами цементов; в противном случае он теряет свои специфические свойства.

При приемке НЦ из транспортного средства должна быть в установленном порядке отобрана средняя проба для проведения контрольных и возможных арбитражных испытаний.

Состав бетонной смеси проектируется в соответствии с ГОСТ 27006.

Приготовление бетонной смеси осуществляется на бетоносмесительных

установках гравитационного или принудительного действия. При необходимости можно производить замедление схватывания смеси с помощью ПАВ (одной из наиболее эффективных добавок является декстрин), а также методами, изложенными ниже.

Методы замедления схватывания напрягающего бетона.

Метод предварительной частичной гидратации.

Предварительная гидратация осуществляется в процессе приготовления бетонной смеси в следующем порядке:

- дозирование, загрузка в смеситель песка, доувлажнение его ( при необхо-мости ) до 4-6% с перемешиванием 0, 5-1 мин.;

- дозирование, загрузка в смеситель напрягающего цемента, перемешивание 1-2 мин.;

- дозирование, загрузка крупного заполнителя производятся в любой момент в процессе приготовления смеси, исходя из типа смесителя, удобства загрузки и т. п.;

- затворение смеси водой, перемешивание 1-2 мин. Метод двухстадийного перемешивания.

Двухстадийное перемешивание бетонной смеси осуществляется в следующем порядке:

- дозирование в смеситель крупного и мелкого заполнителя и напрягающего цемента, перемешивание 1 мин.;

- дозирование в смеситель 60-70% воды затворения, перемешивание 1-2 мин.;

- дозирование в смеситель оставшейся воды затворения, перемешивание 1-2 мин.

Допускается применение метода двухстадийного перемешивания в сочетании с добавками-пластификаторами.

Формование изделий осуществляется традиционными методами.

Таблица

Рекомендуемые химические добавки

при производстве сборных самонапряженных железобетонных

конструкций и изделий

* Примечание. При соответствующем основании и после экспериментальной проверки возможно применение других химических добавок, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 24211.

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ

Тепловую обработку самонапряженных конструкций и изделий можно производить любым известным способом с применением режимов, обеспечивающих минимальный расход топливно - энергетических ресурсов и достижение бетоном на НЦ заданных распалубочной, передаточной и отпускной прочности, получение проектных марок по самонапряжению при минимальных расходах НЦ, а также сокращение общего цикла оборота форм и другого оборудования.

При производстве сборных самонапряженных железобетонных конструкций и изделий следует учитывать, что напрягающий цемент относится к цементам I и II групп по эффективности пропаривания (по ГОСТ 22236-86).

Основными критериями выбора режима тепловой обработки служат требуемая прочность, величина самонапряжения (если таковая нормируется проектом), предельная продолжительность цикла изготовления изделия (от формирования до распалубки) и возможность обеспечения температуры в тепловом агрегате.

Оптимальной температурой для развития процессов самонапряжения является 50-60°С при относительной влажности более 90%. По мере увеличения температуры прогрева сверх оптимальной (до 100°С) скорость развития самонапряжения (его возрастание в единицу времени) увеличивается, но затухает оно в более короткие сроки, достигнув меньших значений.

Относительную влажность среды в период изотермического прогрева изделий необходимо поддерживать на уровне 90-100%.

Не рекомендуется изотермический прогрев тяжелого бетона на НЦ свыше 5-6 час. при относительной влажности среды менее 90 % и температуре 80-85°С, а также свыше 4-5 часов при температуре 85-100°С, так как это приводит к снижению прочности и самонапряжения бетона после тепловой обработки.

Величина полного самонапряжения бетона на НЦ, прошедшего тепловую обработку, как правило составляет 50-80% величины самонапряжения того же бетона, не подвергнутого тепловой обработке и твердевшего во влажных условиях при нормальной температуре 28 суток.

Значительные неопалубливаемые поверхности изделий, прогреваемых в термоформах, следует изолировать от окружающей среды влагонепроницаемыми материалами для предотвращения потерь влаги из бетона.

Особо благоприятные температурно-влажностные условия для развития процессов самонапряжения бетона в термоформах в период прогрева могут быть созданы путем изоляции открытых поверхностей слоем воды толщиной до 3 см. В этом случае заливка должна производиться после того, как свежеотформованный бетон приобрел начальную прочность 0, 3 - 0, 5 МПа.

По окончании изотермического прогрева и при остывании изделий целесообразно принять меры, исключающие потерю воды из бетона (укрыть любым рулонным, пленочным материалом или другим способом).

Для конструкции из бетона на НЦ, эксплуатируемых в условиях сухого и жаркого климата, в целях снижения потерь самонапряжения от усадки, рекомендуются предварительная выдержка перед тепловой обработкой 6 часов и прогрев при температуре 60°С.

Тепловую обработку изделий из теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона на НЦ рекомендуется производить путем паропрогрева с температурой 60-70°С. При этом требуется более продолжительный (на 20%) период изотермического прогрева при прочих равных условиях.

Тепловую обработку предварительно напряженных конструкций из бетона на НЦ следует производить в соответствии с указаниями СНиП 3. 09. 01 -85 (п. п. 6. 4, 6. 11, 6. 12, 6. 21).

Режимы тепловлажностной обработки1

Таблица

'Приведенные режимы ТВО являются ориентировочными и в зависимости от конкретного вида и партии НЦ, а также использования добавок должны уточняться при отработке технологической карты производства.

2 Приведенные режимы ТВО обеспечивают получение отпускной (70%) и марочной прочности в соответствии с требованиями ГОСТ 13015. 0-83.

3 Допускается не производить влажный уход после ТВО для конструкций с ненормируемой величиной самонапряжения, а также, если проектная марка по самонапряжению достигнута в процессе ТВО.