 |
Гидротехнические бетоны
|
|
|
|
К гидротехническим относят тяжелые бетоны, применяемые для строительства гидротехнических сооружений – плотин, шлюзов, набережных и т.п. Их подразделяют на подводный, для зоны переменного уровня воды, надводный. Кроме того, вышеперечисленные бетоны в свою очередь могут быть массивными и не массивными, для напорных и безнапорных конструкций, для наружной и внутренней зон.
Зона переменного уровня воды распространяется на 1 м ниже наиболее низкого уровня воды и на 1 м выше наиболее высокого ее уровня. Ниже этой зоны находится подводная, выше – надводная. Массивные бетоны имеют толщину более 1 м, не массивные – менее 1 м, бетоны наружной зоны имеют толщину до 1 м, внутренней – более 1 м.
К гидротехническому бетону предъявляются требования по водонепроницаемости, морозостойкости, прочности при сжатии и растяжении, стойкости к агрессивному действию воды, по тепловыделению.
По водонепроницаемости гидротехнические бетоны имеют марки W2, W4, W6, W8, W12. Для бетона речных сооружений с учетом длительности строительства марка бетона назначается в возрасте 180 суток, для морских – 28 суток.
Марки по водонепроницаемости назначаются для бетонов всех видов. Они определяют их плотность и долговечность.
Для бетона напорных конструкций марка устанавливается из расчета получения водонепроницаемого бетона. Она зависит от напорного градиента, определяемого как отношение максимального напора (H) к толщине конструкции (B) в метрах со значениями, приведенными в таблице 4.28.
Таблица 4.28 – Назначение марки бетона по водонепроницаемости
| Напорный градиент Н/В | До 5 | От 5 до 10 | От 10 до 12 | 12 и более |
| Марка бетона по водонеп-роницаемости | W4 | W6 | W8 | W12 |
|
|
|
Для бетона внутренней зоны допускается назначать марку по водонепроницаемости W2. Для получения водонепроницаемых бетонов регулируется его плотность, зависящая в первую очередь от В/Ц (таблица 4.29). Кроме того, в дополнение могут быть использованы другие методы, освещенные в 4.2.5.
Таблица 4.29 – В/Ц, обеспечивающие водонепроницаемость и морозостойкость бетона
| Условие эксплуатации бетона | Железобетонные конструкции | Бетонные и малоармированные конструкции | ||
| в морской воде | в пресной воде | в морской воде | в пресной воде | |
| В частях сооружений, расположенных в зоне переменного уровня воды: | ||||
| – в суровых климатических условиях со среднемесячной температурой ниже –15 оС | 0,50 | 0,55 | 0,55 | 0,60 |
| – в умеренных и мягких климатических условиях со среднемесячной температурой соответственно от –5 до –15 и от 0 до –5 оС | 0,55 | 0,60 | 0,60 | 0,65 |
| В частях сооружений подводной зоны: | ||||
| – напорных | 0,55 | 0,60 | 0,60 | 0,65 |
| – безнапорных | 0,60 | 0,65 | 0,65 | 0,65 |
| В надводных частях сооружений | 0,65 | 0,65 | 0,70 | 0,70 |
По морозостойкости гидротехнические бетоны подразделяются на марки F50, F100, F150, F200, F300, F400 и F500. Они определяются испытанием бетонных образцов в возрасте 28 суток. Требования по морозостойкости предъявляются к бетонам наружной зоны переменного уровня воды и надводного бетона. Марки по морозостойкости назначаются в зависимости от климатических условий и количества циклов попеременного замораживания и оттаивания в течение года. Для бетона зоны переменного уровня воды их значения приведены в таблице 4.30.
Таблица 4.30 – Назначение марок гидротехнического бетона по морозостойкости
| Климатические условия | Наибольшее число циклов | ||||
| До 50 | От 50 до 75 | От 75 до 100 | От 100 до 150 | От 150 до 200 | |
| Умеренные (среднемесячная температура наиболее холодного месяца – от 0 до – 10 оС) | |||||
| Суровые (при среднемесячной температуре наи-более холодного месяца от –10 до –20 оС) | |||||
| Примечание – При числе циклов более 200 и температуре ниже минус 20 оС марки бетона по морозостойкости назначаются особо. |
Долговечность бетона зависит от В/Ц, которое нормируется и принимается по таблице 4.29. Для повышения морозостойкости учитывается влияние различных факторов, освещенных в 4.2.5.
|
|
|
Проектная прочность гидротехнического бетона для речных сооружений нормируется в возрасте 180, для морских – 28 суток.
По прочности на сжатие ГТБ подразделяется на классы B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20; B25; B30; B40; B45; B50; B55 и B60, по прочности на растяжение – на классы Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2,0; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2.
Требования к материалам для гидротехнического бетона зависят от условий эксплуатации его в конструкциях.
Для подводного бетона следует применять пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент как наиболее водостойкие. Допускается применять портландцементы без минеральных добавок и с минеральными добавками.
При сульфатной агрессивности воды необходимо применять сульфатостойкие портландцементы.
Для бетона переменного уровня воды, эксплуатируемого в наиболее тяжелых условиях, лучшим считается сульфатостойкий портландцемент. Допускается применять портландцемент с содержанием минерала C3A до 8 %.
Для надводного бетона рекомендуется применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент.
Для бетона внутренней зоны следует использовать низкотермичные цементы – пуццолановый и шлакопортландцемент. Допускается применять портландцемент и портландцемент с минеральными добавками.
В качестве мелкого заполнителя для гидротехнического бетона применяют природный и искусственный песок с Мк от 1,5 до 3,5. Мелкий песок с Ми менее 2 следует применять в бетонах с пластифицирующими добавками.
Допускаемое содержание примесей в песке не должно превышать значений, приведенных в таблице 4.31.
Таблица 4.31 – Требования к песку по содержанию примесей
| Вид примесей | Бетон надводный | Бетон зоны переменного уровня воды | Бетон подводный и внутренней зоны |
| Глина и мелкие пылевидные фракции, % по массе, не более | |||
| Сернистые и сернокислые соединения в пересчете на SO3, % по массе, не более | |||
| Слюда, % по массе, не более |
|
|
|
Дробленый песок должен иметь достаточную для получения требуемой марки бетона морозостойкость.
Органические примеси в песке не должны окрашивать раствор едкого натра в колориметрической пробе в цвет, темнее эталона.
В качестве крупного заполнителя для гидротехнического бетона применяют щебень из изверженных и осадочных горных пород и щебень из гравия с размерами зерен от 5 (3) до 150 мм марок, не менее указанных в таблице 4.32.
Таблица 4.32 – Требования к щебню по прочности
| Назначение бетона | Марка по прочности щебеня | ||
| из изверженных пород | из осадочных пород | из гравия | |
| Бетон зоны переменного уровня воды | |||
| Бетон подводной, внутренней и надводной зон. |
Марка щебня по прочности из изверженных пород должна превышать прочность бетона не менее чем в 2,5 раза, а из осадочных пород – не менее чем в 2 раза.
Средняя плотность и водопоглощение зерен щебня не должны превышать значений, приведенных в таблице 4.33.
Таблица 4.33 – Требования к щебню по средней плотности и водопоглощению
Зерен
| Назначение бетона | Средняя плотность зерен щебня, кг/м3, не ниже | Водопоглощение по массе, %, не более | |
| для щебня из изверженных и метаморфических пород | для щебня из осадочных пород | ||
| Бетон зоны переменного уровня воды | 2,5 | 0,5 | |
| Бетон подводной, внутренней и надводной зон | 2,3 | 0,8 |
Содержание примесей в крупном заполнителе не должно быть выше значений, приведенных в таблице 4.34.
Таблица 4.34 – Требования к крупному заполнителю по содержанию примесей
| Вид примесей | Бетон надводный | Бетон зоны переменного уровня воды | Бетон подводный и внутренней зоны |
| Глина и мелкие пылевидные фракции, % по массе, не более | 1,0 | 1,0 | 2,0 |
| Сернистые и сернокислые соединения, % по массе, не более | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Слюда, % по массе, не более | 2,0 | 1,0 | 3,0 |
Дорожные бетоны
Дорожные бетоны относятся к тяжелым бетонам. Их применяют при строительстве автомобильных дорог и аэродромов. По назначению они подразделяются на бетоны для однослойных покрытий, для верхнего и нижнего слоев двухслойных покрытий, а также для оснований усовершенствованных покрытий.
|
|
|
К дорожному бетону предъявляются требования по прочности при сжатии, растяжении при изгибе, морозостойкости, истираемости. Требования по прочности должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 4.35.
Таблица 4.35 – Требования к прочности дорожных бетонов
| Назначение бетона | Класс бетона по прочности на | |
| сжатие | растяжение при изгибе | |
| Однослойное покрытие и верхний слой двухслойного покрытия | В22,5 В26,5 B30 B40 | Btb3,2 Btb3,6 Btb4,0 Btb4,4 |
| Нижний слой двухслойного покрытия | B20 B22,5 B26,5 | Btb2,8 Btb3,2 Btb3,6 |
| Основание усовершенствованного покрытия | B5 B7,5 B12,5 B15 B20 | Btb1,2 Btb1,6 Btb2,0 Btb2,4 Btb2,8 |
Требования по морозостойкости должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 4.36.
Таблица 4.36 – Морозостойкость дорожных бетонов в зависимости от его назна-
Чения
| Назначение бетона | Марка бетона в зависимости от среднемесячной температуры наиболее холодного месяца | ||
| От 0 до –5 оС | От –5 до –15 оС | Ниже –15 оС | |
| Однослойное покрытие и верхний слой двухслойного покрытия | |||
| Нижний слой двухслойного покрытия | |||
| Основания усовершенствованного капитального дорожного покрытия |
Высокая долговечность бетона достигается нормированием В/Ц, которое принимается для бетона однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий не выше 0,5. Для нижнего же слоя, работающего в более благоприятных условиях, В/Ц принимается 0,6 и выше. Для оснований усовершенствованных покрытий В/Ц не нормируется.
Удобоукладываемость бетонной смеси принимается 2–4 см. Хотя имеется опыт укладки жестких смесей с уплотнением катками.
Долговечность бетона зависит от качества материалов. Следует применять портландцементы без минеральных добавок с содержанием С3A до 8 %, пластифицированные и гидрофобные цементы или вводить ПАВ в бетонные смеси. Песок и крупный заполнитель должны быть высокого качества. Марку крупного заполнителя для дорожного бетона следует принимать не ниже значений, указанных в таблице 4.37.
Таблица 4.37 – Требования по прочности к крупному заполнителю
| Назначение бетона | Марка крупного заполнителя по прочности | ||
| Щебень | Гравий и щебень из гравия | ||
| из изверженных и метаморфических пород | из осадочных пород | ||
| Однослойное покрытие и верхний слой двухслойного покрытия | |||
| Нижний слой двухслойного покрытия | |||
| Основания усовершенствованного капитального дорожного покрытия |
|
|
|
С учетом работы дорожного бетона на износ к крупному заполнителю предъявляются требования на истираемость в полочном барабане (таблица 4.38).
Таблица 4.38 – Требования к крупному заполнителю по истираемости
| Назначение бетона | Марка по истираемости, не ниже | ||
| для щебня | для гравия и щебеня из гравия | ||
| из изверженных пород | из осадочных пород | ||
| Однослойное покрытие и верхний слой двухслойного покрытия | И-I | И-II | И-II |
| Нижний слой двухслойного покрытия | И-III | И-III | И-III |
| Основания усовершенствованного капитального дорожного покрытия | И-III | И-IV | И-IV |
|
|
|
