Производство изделий из высокопрочного керамзитобетона в дорожно-мостовом и гидротехническом строительстве

*

Наибольшее распространение высокопрочный керамзитооетон получил в СССР и за рубежом при изготовлении конструкций мо­стов, эстакад и путепроводов.

В 1958 г. впервые в практике отечественного мостостроения мостопоездом № 4 Минтрансстроя при строительстве метро-моста в Лужниках (Москва) был широко использован высокопрочный керамзитобетон для изготовления балок и других элементов реч­ного пролета [5, 22]. Из керамзитобетона марки 200 объемным весом 1600 кг/ж3 было .изготовлено 2150 ж3 конструкций различных типов пролетом от 5,7 до 12,6 ж. Керамзитобетонные плиты арми­ровали сварными сетками из холоднотянутой проволоки, а бал­ки — стержневой арматурой периодического профиля диаметром 14—25 мм из стали Ст. 5. Защитный слой керамзитобетона у ба­лок был принят толщиной 2 см (на боковых поверхностях 1,5 см), А у плит — 1,5 см.

Для приготовления керамзитобетона были использованы ке­рамзитовый гравий Лианозовского завода, кварцевый песок и це­мент марки 500 Броценского завода. Объемный вес использован­ных партий керамзитового гравия и составы керамзитобетона мар­ки 200 приведены соответственно в табл. 9 и 10.

Керамзитобетонную смесь приготовляли в растворосмесителе. Керамзитооетон в плитах толщиной до 10 см уплотняли поверх­ностными вибраторами И-7, обеспечивавшими пригруз порядка 75 г/см2. В плитах толщиной 10—20 см и в балках керамзитобетон
уплотняли сначала глубинными вибраторами И-21, а затем по­верхностными вибраторами И-7. Изделия пропаризвали под сре зентовым укрытием при температуре 80—90°С по режиму 3+16 + + 2 час. Испытания образцов показали, что коэффициент однород­ности керамзитобетона по прочности в возрасте 28 дней состав­лял 0,6.

Таблица 9

Объемный насыпной вес керамзитового гравия, применявшегося для изготовления конструкций метро-мостов в Лужниках

1 1

Фракция, мм

Объемный насыпной вес керамзита, кг/м3

Партия керамзитобетона

II

Ш I

V

VI

0—5

740

940

_

790

5—10

950

1010

740

670

10—20

950

•—

640

Таблица 10

Составы керамзитобетона марки 200, применявшегося для изготовления конструкций метро-моста в Лужниках

Партия керамзита

Расход материалов на 1 jМ’ керамзитобетона

Цемент, Кг

Песок кварцевый, Кг

Керамзит фракций, кг

Вода, л

0—5 мм

5-Ю мм

10-20 мм

II

400

248

250

328

520

260

III

440

216

364

620

286

V

400

560

450

460

250

VI

360

240

380

690

245

Проводимые периодически обследования показывают, что ке­рамзитобетонные конструкции проезжей части метро-моста нахо­дятся в удовлетворительном состоянии.

При строительстве 20-метрового моста на 237-м километре Ярославского шоссе был использован высокопрочный керамзитобе­тон [22]. Керамзитобетонные тавровые балки с расчетным проле­том 8,4 м были изготовлены на Балятинском стройдворе мосто­строительного района Ушосдора Московской обл. Керамзитобетон объемным весом 1670 кг/м3 и средней прочностью 280 кГ/см2 Имел следующий состав (на 1 м3): цемент марки 400 — 500 кг, Кварцевый песок — 0,4 м3, карамзитовый гравий Лианозовского завода фракции 5—20 мм объемным насыпным весом 550 кг/м3 — 0,8 м3, ,В/Ц = 0,53. Керамзитобетонная смесь имела осадку конуса 5—7 см. Керамзитовый гравий перед загрузкой в бе-

Тоносмеситель смачивали водой в течение 15 мин, что учитыва­лось при дальнейшей дозировке воды. Укладка керамзитобетонно» смеси в стенки балок производилась при помощи штыкового виб­ратора. Перед пропаркой изделия выдерживали 3—4 час. Тепло — обработка при температуре 80°С по режиму 3+6+3 час обеспе­чивала получение 45—50% от расчетной прочности. В дальнейшем балки выдерживали на открытом воздухе при температуре 18— 28°С.

Обследования и динамические испытания моста показали хо­рошие эксплуатационные характеристики керамзитобетонных кон­струкций.

Керамзитобетон марки 300 объемным весом 1770 кг/м3 был применен для изготовления конструкций среднего и одного из крайних пролетов 25-метрового моста на Рязанском шоссе [22]. Помимо балок, для центрального 10-метрового и одного из край­них 7,5-метровых пролетов из керамзитобетона той же марки были изготовлены сваи сечением 30×35 см. Керамзитобетон имел следу­ющий состав (на 1 л3), кг: цемент марки 500—480, кварцевый пе­сок — 354, керамзитовый песок фракции 0—5 мм — 267, керамзи­товый гравий Лианозовского завода фракции 5—20 мм объемным насыпным весом 740 кг/м3 — 596 кг. Керамзитобетонную смесь жесткостью 10 сек приготовляли в бетоносмесителе принудитель­ного действия. Эксплуатация пролетного строения в течение не­скольких лет не выявила каких-либо дефектов конструкции.

Мост через р. Ахтубу — первый в Европе предварительно на­пряженный автодорожный мост, полностью выполненный из ке- рамзитожелезобетона [19]. Предварительно напряженные элементы балок имеют пролеты 15,2 и 21,9 м. Они выполнены из керамзито­бетона марки 300 объемным весом 1850 кг! мг, армированного пучками 5-миллиметровой проволоки. Керамзитобетон имел сле­дующий состав (на 1 м3)\ портландцемент марки 500 — 550 кг. Волжский керамзитовый гравий фракции 5—20 мм объемным на­сыпным весом 750 кг/м3 — 430 кг, керамзитовый песок объемным насыпным весом 1000 кг/мъ — 265 кг, кварцевый песок — 400 кг, Вода — 210 л. Керамзитобетонную смесь с осадкой конуса 4— 7 см уплотняли вибраторами типа И-21. Изделия пропаривали при температуре 55—60°С по режиму 4 + 36+4 час. При бетониро­вании плит проезжей части из керамзитобетону марки 250 приме­няли электропрогрев, поддерживающий в течение 4 суток темпе­ратуру в пределах 30—40°С. Проведенные испытания показали повышенную трещиностойкость и достаточную жесткость керамзи­тобетонных конструкций моста. Применение высокопрочного ке­рамзитобетона для пролетного строения моста через р. Ахтубу позволило снизить вес конструкций на 31% и сэкономить 18% стали.

При постройке в Москве путепровода на Песчаной улице один из четырех пролетов моста был выполнен из керамзитожелезобе — тонных предварительно напряженных П-образных балок пролетом 25 м (12, 41]. Керамзитобетон марки 350 имел объемный вес около 1800 кг/м3. Для его приготовления был-применен керамзит Дуб­ровского завода фракции 5—10 мм (прочность 70 кГ/см2, объем­ный вес зерен в цементном тесте 1,18 кг/л). Составы и основные свойства керамзитобетона приведены в табл. 11.

Таблица II

Состав и свойства керамзитобетона, примененного на строительстве путепровода

Иа Песчаной улице в Москве

Расход материалов на 1 .«* бетона, Кг

Прочность при сжатии, кГ/см2

Состав

Цемент марки 600

Керамзит фракции 0—15 мм

Песок кварце­вый

Вода

После пропарн — ваиня

В возрасте 28 дн.

В возрасте 360 дн.

Морозо­стойкость

1

2

560 510

847 1068

238

220 212

330 350

362

383 400

Более 300 цик­лов

Керамзитожелезобетонные балки путепровода изготавливали на стенде. Керамзитобетонная смесь имела осадку конуса 4—5 см, Ее уплотняли тисковыми вибраторами. Для тепловлажностной об­работки пар подавали через перфорированные трубки на дне ка­меры стенда. Балки пропаривали до приобретения бетоном проч­ности, равной 90—100% от проектной.

Применение керамзитобетона вместо тяжелого бетона позволи­ло облегчить вес балки на 25%, сэкономить 16% высокопрочной проволоки и 10% обычной арматуры.

В 1963 г. высокопрочный керамзитобетон был использован при строительстве Ульяновской эстакады в Москве [13]. Предва­рительно напряженные двутавровые балки длиной 27,6 м одного из пролетов были изготовлены из керамзитобетона марки 350. Керамзитобетонную смесь приготовляли на цементе Белгород­ского завода марки 600, кварцевом песке Дмитровского карьера с модулем крупности 2,8—3,1 и керамзите Бескудниковского за­вода фракции 0—10 (15) мм объемным насыпным весом 640— S50 Кг/м3 и прочностью порядка 30 кГ/см2. Применявшиеся со­ставы керамзитобетона приведены в табл. 12.

Керамзитобетонную смесь приготовляли в бетоносмесителе принудительного действия. Время перемешивания составляло 2 мин. Смесь жесткостью 8—10 сек уплотняли глубинными вибра­торами. Изделия пропаривали в туннельных камерах в течение 2 час. при температуре 60—80°С с последующим остыванием в течение 4—10 час. Предварительная выдержка перед пропарива — нием при температуре 25—30°С составляла 6—8 час. По сравне — нию с балками из тяжелого бетона время пропаривания керамзи­тобетонних балок было уменьшено на 30%.

Расход цемента для изготовления описанных конструкций колеблется в больших пределах в зависимости от свойств и рас-

Таблица 12

Составы керамзитобетона, применявшегося на строительстве Ульяновской

Эстакады в Москве

Фракционный состав керамзита

Расход материалов на 1 м* керамзито­бетона

Прочность после про­паривания, кГ [см’Л

Цемента

Песка кварцевого

Керамзита

Боны

Фракции:

207

344

0—5 мм — 65%

680

838

5—10 мм -35%

Фракции

646

215

5—10 мм

543

546

320

Хода керамзитового гравия, объемного веса бетона, консистенции бетонной смеси и условий твердения. Сопоставление этих расходов с расходами, рекомендуемыми «Инструкцией по изготовлению изделий из новых видов легких бетонов» [25] и номограммами, составленными авторами [15], дает хорошее совпадение.

В США накоплен большой опыт применения высокопрочного легкого бетона на заполнителях типа керамзита для устройства пролетных строений мостов. Так, при строительстве моста через водохранилище в шт. Огайо легкий бетон был использован для настилов длиной 18,3 и 36,3 м. Прочность 280 кГ/см2 (объемный вес 1700 кг/м3) была достигнута при расходе цемента 470 кг/м3. Содержание кварцевого песка в смеси составляло 15—20% (по абсолютному объему) от общего расхода заполнителей. Для улучшения удобоукладываемости легкобетонной смеси в нее вво­дили возд}хововлекающую дбавку — винсол —, обеспечившую воздухововлечение порядка 6—8%. Применявшийся пористый заполнитель фракции 0—5 мм имел объемный насыпной вес 435 кг/м3, а фракции 5—10 мм — 370 кг/м3. Водоцементное отно­шение было принято равным 0,52 (по весу). Легкобетонная смесь имела осадку конуса 6—7 см. При приготовлении ее перемешивали в течение 12 мин. в бетоносмесителе емкостью 3800 л.

Плита проезжей части двухъярусного моста Сан-Франциско — Окленд длиной 626 м, шириной 17,7 м и толщиной 13 см была так­же выполнена из легкого бетона прочностью 216 кГ/см2 и объем­ным весом 1630 кг/м3.

Из легкого бетона прочностью 350 кГ/см2 и объемным весом 1840 кг/м3 была изготовлена плита проезжей части длиной 1822 м, Шириной 18 м и толщиной 14,3 см трехпролетного висячего моста через пролив Нерроуз в г. Такоме. При строительстве металличе­ского моста Ричмонд-Сан-Рафаэль плита проезжей части была устроена из легкого бетона прочностью 210 кГ/см2 объемным ве­сом 1650 кг/м3.

Построенный во Флориде мост через р. Сьюване имеет 4 про лета по 40 м каждый, состоящих из легкобетонных предварительно напряженных балок и монолитных плит шириной 9 м. Объемный вес легкого бетона, выбранный по технико-экономическим сообра­жениям, не превышал 1920 кг/м3.

Высокопрочный керамзитобетон находит применение и в сбор­ном транспортном и гидротехническом строительстве, при строи­тельстве портовых сооружений, в судостроении, где наряду с по­ниженным объемным весом хорошо могут быть использованы и другие положительные свойства керамзитобетона — повышенная морозостойкость, водонепроницаемость, стойкость к воздействию агрессивных сред.

В 1963—1964 гг. Министерством речного флота РСФСР было проведено строительство ряда опытных участков гидротехниче­ских сооружений из высокопрочного керамзитожелезобетона.

При строительстве сборной дорожки судоподъемного слипа Хлебниковской ремонтно-эксплуатационной базы балки слипа дли­ной 22,6 м были выполнены из керамзитобетона марки 300 обь — емным весом 1750 кг/м3. Керамзитобетон приготовляли в бетоно­смесителе свободного падения емкостью 425 л и транспортировали бадьей к месту укладки. Бетон уплотняли вибробулавами И-50.

Применение высокопрочного керамзитобетона для изготовления балок слипа позволило уменьшить на 25—30% вес конструкций и за счет этого увеличить длину балок и уменьшить количество стыков, а также снизить на 20—25% транспортные расходы. Эко­номия, полученная в результате замены тяжелого бетона керам­зитобетоном, составила около 10% стоимости конструкций.

При строительстве причальной стенки Северного речного вок­зала в Москве участок пассажирского причала был выполнен из керамзитожелезобетонных тавровых шпунтовых элементов разме­ром 6X1,55 м. Керамзитобетон марки 300 состава 1 : 1,6: 1,65, с расходом цемента 480 кг/м3 приготовляли на керамзитовом гравии Бескудниковского завода. Смесь перемешивали в бетоносмесителе свободного падения и подавали бетоноукладчиком в форму, где уплотняли вибробулавами И-50. После 3-часовой выдержки изде­лия пропаривали при температуре 90°С по режиму 4 + 9 + 3 час. При этом прочность керамзитобетона после пропаривания состав­ляла 200—210 кГ/см2 или 70% от проектной. Применение высоко­прочного керамзитобетона для элементов причальной стенки по­зволило уменьшить полную стоимость их изготовления и транспор­тирования на 5—10% по сравнению со стоимостью изготовления и транспортирования таких же элементов из тяжелого бетона. Аналогичные керамзитобетонные шпунты были использованы так­же на участке берегоукрепительной стенки на канале № 292 кана­ла им. Москвы.

Опыт возведения зданий и сооружений с применением конст­рукций из высокопрочного керамзитобетона подтвердил надеж­ность, долговечность и высокие эксплуатационные качества этих конструкций.

Есть все предпосылки к тому, чтобы в ближайшие годы зна­чительно увеличить в СССР производство сборных конструкций из высокопрочного керамзитобетона. В первую очередь это отно­сится к предварительно напряженным крупноразмерным плитам покрытий и перекрытий, фермам, балкам типа Т, ТТ и др.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *