Технология бетона и бетонных работ при строительстве и ремонте железобетонных конструкций гидротехнических сооружений с применением высокопластичных бетонных смесей с добавками ПАВ и микронаполнителя

• Автор: Костыря, Галина Зосимовна
• Шифр специальности: 05.23.07, 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 253 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава I. Обзор состояния вопроса
1.1. Предпосылки для применения технологии бетона на основе высокопластичных бетонных смесей для конструкций гидротехнических сооружений
1.2. Опыт применения высокопластичных бетонных
смесей в гидротехническом строительстве
1.3. Цель и задачи исследований
1.4. Методика исследований
Глава П. Исследование свойств высокопластичных бетонных смесей
2.1. Выбор и экспериментальная оценка эффективности добавок

2.2. Водопотребность, подвижность и рас,текаемость
2.3. Содержание вовлеченного воздуха.. '. '.V
2.4. Связность и седиментационная устойчивость
2.5. Пластическая прочность цементного теста и
раствора с добавками ПАВ
Глава Ш. Исследование основных технических свойств
бетона из высокопластичных бетонных смесей
3.1. Прочность
3.2. Морозостойкость
3.3. Водонепроницаемость
3.4. Усадка
3.5. Деформативные характеристики
Глава IV. Основы методики по проектированию и подбору составов
бетона из высокопластичных бетонных смесей для
гидротехнических сооружений
Глава V. Практическое использование результатов работы
5.1. Бетоны на основе высокопластичных бетонных
смесей с добавками ПАВ
5.2. Специальные виды бетонов на основе высокопластичных бетонных смесей
Заключение
Библиографический список используемой литературы
Приложение
Приложение II
ВВЕДЕНИЕ
Подавляющее большинство железобетонных и сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений насыщено арматурой, закладными, частями или имеет сложную конфигурацию, что осложняет подачу и распределение в них бетонной смеси, препятствует перемещению смеси внутри бетонируемого объема, и крайне затрудняет ее уплотнение вибраторами.
Часть конструкций труднодоступны для подачи и уплотнения бетонной смеси (обделка тоннелей, конструкции водоводов и др.), и в ряде случаев, особенно при производстве ремонтных работ, нет альтернативы бетонированию таких конструкций высокопластичными бетонными смесями.
Это обусловливает стремление к бетонированию таких конструкций высокоподвижными бетонными смесями, способными самотеком заполнять бетонируемое пространство и практически не нуждающимися в проработке вибраторами.
Вместе с тем, и для более широкого крута железобетонных конструкций, применение подобных смесей дает возможность сократить энерго и трудозатраты на укладку бетона и повысить темпы бетонирования, используя высокопроизводительные механизмы и оборудование, повысить качество укладки бетона.
Кроме того, длительный срок эксплуатации многих гидротехнических сооружений в сложных условиях работы и имеющие, поэтому место разрушения бетона (значительная фильтрация, нарушение работы швов и шпонок и пр.) требуют проведения серьезных ремонтных работ. Ремонт и реконструкция сооружений - одна из наиболее актуальных проблем последних лет. Ремонт сооружений и их конструктивных элементов, как правило, должны выполняться в сжатые сроки, в сложных условиях и требуют применения высокоэффективных технологий с использованием материалов высокого качества и широким диапазоном свойств - от быстротвердеющих, обеспечи вающих проектные требования уже через 1 сутки, до медленносхва гывающихся, с сохранением подвижности бетонной смеси до 12 часов.
Наиболее перспективным материалом для восстановительных ремонтов нужно признать специальные высоко пластичные бетонные смеси, позволяющие полностью заполнить крупные каверны и полости без вибропроработки, использовать напорный и безнапорный способы бетонирования.
Именно это заставляет искать новые модификации высокопластичных и литых бетонных смесей, совершенствовать их технологию и расширять масштабы их применения.
Имевший место опыт строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений с применением высокопластичных бетонных смесей выявил серьезные негативные стороны этой технологии:
- низкая морозостойкость;
- повышенная проницаемость для воды;

- повышенная усадка;
- низкая трещиностой кость,
- замедленное нарастание прочности в раннем возрасте;
- недостаточная водоудерживающая способность смеси, расслоение (бетонная кладка имела дефекты в виде гнезд отслоившегося гравия или сквозных полостей под горизонтальными арматурными стержнями).
Вместе с тем, поскольку для конструкций гидротехнических сооружений нормативными документами предписывались низкие предельно-допустимые величины В/Ц *’, низкие предельные нормы расхода цемента**’ и ограниченная подвижность бетонных смесей*’, строительство с применением высоко пластичных бетонных смесей было ограничено и не распространялось на ответственные конструкции.
Со временем, изменения в гидротехническом строительстве активи зировали стремление к расширению масштабов применения высокопластичных и литых бетонных смесей, а технический прогресс создал для этого необходимые предпосылки: внедрение высокомеханизированных
технологических систем; разработка поточных методов бетонирования; требования повышения темпов возведения сооружений и экономии трудозатрат; стремительное увеличение числа различных добавок, появление высокоэффективных добавок второго и третьего поколений; и, наконец, рекогносцировочные данные о возможности получения бетонов с высокой морозостойкостью, как из пластичных, так и высокоподвижных бетонных смесей.
Высокая скорость возведения сложных по конфигурации конструкций при высоком качестве бетона и снижении трудозатрат явились решающим аргументом в пользу разработки высокоморозостойких бетонов из высокоподвижных бетонных смесей.
Если к настоящему времени опыт строительства гидротехнических сооружений с применением малопластичных бетонных смесей с добавками ПАВ обобщен и сведен в стандарты и нормы, то сведения о технологии бетонов на основе высокопластичных бетонных смесей для возведения сооружений и, тем более их ремонта, требует серьезного обобщения, обоснования и дальнейших исследований.
Целью работы являлись разработка и обоснование возможности получения и целесообразности применения в условиях строительства и ремонта гидросооружений высокопластичных бетонных смесей, бетоны из которых по своим характеристикам, не уступали бы бетонам из малопластичных бетонных смесей.
+> ГОСТ
**' Руководство по проектированию и подбору составов гидротехнического бетона, Л., Энергия, 1974,
Инструкция по повышению долговечности бетона в конструкциях морских гидротехнических сооружений. Госстройиздат, 1962 и др.

на кратность пены водных растворов. Кратность пены, образующейся при встряхивании совместных растворов ЛСТ и ЛХД, практически не зависит от КОНЦСНТраЦИИ лет.
Для изученных концентраций водных растворов одной добавки ЛСТ кратность и устойчивость пены практически одинакова.
Наиболее устойчивой пеной обладают водные растворы добавки ЛХД
Устойчивость пены водных растворов комплексной добавки ЛСТ + ЛХД (в 5 >100 раз) выше устойчивости пены водного раствора одной добавки ЛСТ.
Устойчивость пены, образующейся при встряхивании совместного раствора добавок ЛСТ и ЛХД, (концентрация ЛХД - 0,1%) резко уменьшается при увеличении концентрации ЛСТ от 0,2 до 0,8% и медленно снижается при дальнейшем увеличении концентрации ЛСТ. При увеличении концентрации ЛХД до 0,2% устойчивость пены стабилизуется.
Водный раствор добавки 0,7% С-3 I 0,05 ЛХД характеризуется самой низкой устойчивостью (0,05 часа). Очевидно это объясняется химическим составом суперпластификатора С-3, который предназначен для повышения плотности и прочности бетона.
Учитывая, что ненообразующая способность добавок ПАВ может существенно влиять на формирование структуры бетона, была сделана попытка связать ее с основными свойствами цементных систем.
Далее воздухововлекающий эффект действия добавок оценивался в цементном растворе и бетоне. Результаты этих исследований приведены в работах автора/134-137, 141-144/.
Пересмотр границ применения литых бетонов связан с появлением
высокоэффективных разжижителеи бетонных смесей-суперпластификаторов /113-123/.
Решающим преимуществом суперпластификаторов перед обычными пластификаторами, известными ранее, является то, что они могут обеспечить снижение водопотребности бетонной смеси на 20 % и более, в то время как пластификаторы, типа лигносульфонатов снижают водопотребность лишь на 8-10 %. Суперпластификаторы дают возможность разжижать бетонную смесь при сохранении водоцементного отношения, а при сохранении подвижности
бетонной смеси на марку и более повышаться прочность бетона. Эффект возрастает при увеличении количества добавки. В частности, возможно получение высокопрочного бетона на обычных цементах, так, например, добавка С-3 при введении в состав бетона в количестве 0,8-1,2 % от массы цемента дает возможность при условии получения исходной подвижности получить высокопрочный бетон.
Описанные преимущества суперпластификаторов свидетельствуют о целесообразности применения их для приготовления литых и
высокопластичных бетонных смесей.
Эффективность действия суперпластификаторов определяется преимущественно более сильным по сравнению с обычными
пластификаторами, проявлением дефлокулирующего или пептизирующего эффекта действия.