Совершенствование конструкций сборных покрытий лесовозных автодорог из плит мелкозернистого бетона

• Автор: Пушкаренко, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 246 с. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Обзор выполненных теоретических и экспериментальных исследований железобетонных плит, их использования в дорожных покрытиях

1.2. Краткая характеристика бетонов для изготовления дорожных плит

1.3. Структура, прочность и морозостойкость мелкозернистого цементного бетона

1.4. Стыковые соединения дорожных плит

1.5. Цели и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДБОРА СОСТАВА МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА И НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

2.1. Алгоритмы подбора состава смеси мелкозернистого дорожного бетона

2.2. Особенности конструирования сборных двухслойных покрытий

2.2.1. Общие принципы

2.2.2. Обоснование геометрических параметров дорожных гшит

2.3. Особенности расчета плит сборного двухслойного покрытия
2.4. Определение толщины подстилающего слоя сборных покрытий
2.5. Выводы
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Планирование эксперимента по оптимизации состава мелкозернистого дорожного бетона
3.2. Изготовление и испытание образцов мелкозернистого бетона
3.3. Технология изготовления и методика заводских испытаний дорожных плит
3.4. Методика модельных исследований напряженного состояния дорожных плит поляризационнооптическим методом
3.4.1. Обоснование метода экспериментальных исследований моделей плит
3.4.2. Моделирование железобетонной плиты сборного покрытия
3.4.3. Описание лабораторной установки и методика тарировочных испытаний
5.1.3. Модели затрат на устройство двухслойного сборного дорожного
покрытия
5.2. Исходные данные
5.3. Выбор рациональной толщины двухслойного сборного покрытия
лесовозной автомобильной дороги
5.4. Затраты для определения сравнительной экономической эффективности капитальных вложений
5.5. Оценка эффективности инвестиций внедрения конструкции
двухслойного дорожного покрытия из плит мелкозернистого бетона
5.6. Выводы
Выводы и рекомендации
Список использованной литературы
Приложения
Введение


Свойства затвердевшей смеси цемента и воды цементного камня в значительной степени определяют качество мелкозернистого бетона . Основу микроструктуры цементного камня составляют гидросиликаты кальция , 2, создающие определенную пространственную структуру. В ее состав входят не прореагировавшая часть зерен цемента с оболочкой новообразований в виде системы глобул и межзерновое пространство, заполненное в той или иной мере новообразованиями. В цементном камне нормального твердения и в оболочке новообразований вблизи границы с исходным материалом преобладает гелеобразные продукты гидратации . Единственным заполнителем мелкозернистого бетона является песок, поэтому его количество и качество в бетонной смеси в большей степени предопределяют структуру и прочность затвердевшего бетона. На рис. Рис. В бетоне состава зерна песка раздвинуты на значительное расстояние, количество песка и, следовательно, суммарная величина поверхности его меньше, чем в бетонах состава , поэтому здесь влияние песка на структуру и свойства бетона меньше. Влияние песка наиболее заметно проявляется в составах . Микроструктура такого бетона рис. Поэтому водопотребность тощей бетонной смеси определяется главным образом качеством песка. Структура и свойства такого бетона зависят также от количества цементного камня. При приготовлении цементнобетонной смеси и ее уплотнении вибрированием в нее вовлекается воздух, распределенный в виде мельчайших пузырьков, распределенных по всему объему смеси. Вовлечение воздуха, которое может достигать 3 6 от объема бетонной смеси и более приводит к повышенной пористости бетона и снижению его прочности. Воздухововлечение увеличивается с повышением жесткости смеси, поэтому при получении плотных и прочных песчаных бетонов применяют такие методы уплотнения, которые сводят воздухововлечение к минимуму например, вибрирование с пригрузом поверхности . Песок обладает более высокой пустотностью, чем смесь песка и щебня. Поэтому при невысоком содержании цемента в смесях состава более, чем 1 3, цементного теста может не хватить для обмазки зерен песка и заполнения всех пустот. В этом случае возникает дополнительный объем пор, обусловленный нехваткой цементного теста, что вызывает увеличение обшей пористости бетона и снижение его прочности. Этим обстоятельством объясняется сложность получения достаточно прочных песчаных бетонов при невысоких расходах цемента, характерных для обычного бетона . Прочность мелкозернистого бетона в определенный срок твердения в нормальных условиях зависит главным образом от прочности активности цемента и водоцементного ВЦ отношения . Под ВЦ понимаем отношение массы воды к массе цемента в свежеприготовленной бетонной смеси, причем учитывается только свободная, не поглощенная заполнителем вода. Прочность бетона повышается с увеличением прочности цемента или уменьшением ВЦ. Эта зависимость выражается известной формулой БоломсяСкрамтасва , широко используемой при расчете состава бетона
Ъ5Ч. М
где прочность бетона после сут. А коэффициент, характеризующий исходное качество заполнителей. Зависимость прочности бетона от ВЦ следует из физической сущности формирования структуры бетона . Цемент в зависимости от качества и срока твердения присоединяет в процессе гидратации всего воды от всей массы. В течение первого месяца связывается не более воды от массы цемента. Но вместе с тем для придания бетонной смеси необходимой пластичности в бетон добавляют воды значительно больше от массы цемента, ВЦ 0,4 0,7. Так при ВЦ 0,2 бетонная смесь получается почти сухая, и ее нельзя качественно перемешать и уложить. Избыточная вода, не вступающая в химические реакции с цементом, остается в бетоне в виде водяных пор, в капиллярах или испаряется, оставляя воздушные поры. В обоих случаях бетон будет ослаблен наличием пор. Таким образом, чем больше ВЦ, тем больше пор и капилляров, тем ниже прочность бетона , . Для каждого состава бетона имеется оптимальное значение ВЦ, при котором получаются большие прочность и плотность бетона рис. Рис. При более низких значениях ВЦ рис.