Автор: Материал для создания несущего и контактного слоя на поверхностях с высоким уровнем нагрузок — бетон для дорожных и аэродромных покрытий, относящийся к так называемым “тяжелым” бетонам. Эти составы разработаны таким образом, чтобы создать условия для эффективной и долговечной эксплуатации дорог и взлетных полос. Особенность объектов этого типа состоит в сложном профиле нагрузок.
Поверхность и основание дороги, взлетно-посадочной полосы, рулежной дорожки аэродрома испытывает ряд специфических нагрузок. Картина тут совсем не похожа на ту, что складывается при эксплуатации монолита или железобетонной детали в объемном сооружении или здании независимо от его назначения. Бетон от производителя должен иметь особые характеристики, позволяющие преодолеть возникающие ограничения и сложности.
Особенности дорог, взлетных полос и аэродромов
Характерная особенность транспортных объектов, непосредственно связанных с движением тяжелой техники — это особенности взаимодействия поверхностей с шасси, характер и профиль нагружения полотна:
- в отличие от строительных конструкций, монолитные детали полотна испытывают нагрузки динамического характера, причем часто возникают ситуации, когда эти напряжения возникают неравномерно в течение короткого времени;
- повышаются требования к устойчивости бетона на растяжение;
- характер сжатия плит и слоем полотна имеет признаки локализации нагрузок по осям с ограниченным усилием в межосевом секторе;
- неравномерность распределения усилий может стать причиной деформации монолита и плиты;
- огромное значение приобретает способность монолита противостоять промерзанию и проникновению воды, что особо важно в условиях Севера или регионов с выраженной морозной зимой, значительными перепадами температур.
В промышленных условиях производство бетона позволяет создавать растворы, удовлетворяющие повышенным требованиям к составу, наполнителям и цементу.
ГЛАВА 11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА РАЗНЫХ ВИДОВ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
Марки бетона по морозостойкости назначают в соответствии с климатическими условиями района строительства. Для обеспечения требуемой морозостойкости бетона и его стойкости против совместного действия хлористых солей, применяемых для борьбы с гололедом, и замораживания бетона при отрицательных температурах водоцементное отношение следует принимать для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий не более 0,5, для нижнего слоя двухслойных покрытий — не более 0,6, для оснований усовершенствования покрытий — не более 0,75.
Читайте также: Оборудование для подачи бетона и раствора
Для бетона однослойных и двухслойных покрытий следует принимать портландцемент не ниже М400 с содержанием трехкальциевого алюмината менее 10%, для оснований бетонных дорог допускается не ниже М300. Желательно использовать дорожные пластифицированные или гидрофобные цементы. Для бетона однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий применяют щебень, щебень из гравия и гравий только после промывки, при этом содержание в них глинистых, илистых и пылевидных частиц, определяемых отмучиваннем, не должно превышать 1,5% по массе (для нижнего слоя двухслойных покрытий 2%).
Щебень необходимо применять из прочных горных пород для однослойного покрытия и верхнего слоя двухслойных покрытий из изверженных пород — прочностью не менее 120 МПа, а из осадочных пород — не менее 80 МПа; для нижнего слоя двухслойных покрытий прочность щебня из изверженных пород должна быть более 80 МПа, а из осадочных — более 60 МПа.
Наибольший размер зерен щебня или гравия должен быть не менее: для верхнего слоя двухслойных покрытий — 20 мм, для однослойных и нижнего слоя двухслойных покрытий — 40 мм; для оснований покрытий — 70 мм.
Для повышения морозостойкости бетона и качества бетонной смеси в нее вводят поверхностно-активные добавки: пластифицирующие— сульфитно-спиртовая барда и воздухововлекающие — абиетат натрия, мылонафт и др. Расход добавок должен быть таким, чтобы обеспечить вовлечение в бетонную смесь требуемого объема воздуха. Рекомендуется следующее содержание вовлеченного воздуха (по объему): при наибольшем размере заполнителя 40 … 70 мм— (4,5±1) %, при наименьшем размере заполнителя 10 … 20 мм — (5,5± 1) %.
Так как СДБ пластифицирует смесь без заметного вовлечения в нее воздуха, то рекомендуется применять комплексные добавки, например СДБ и мылонафт или СДБ и СНВ. Ориентировочные дозировки добавок: СНВ — 0,001 .. 0,025% в расчете на сухое вещество; мылонафт — 0,08 … 0,05 % в расчете на товарный раствор мылонафта, содержащий 45 .. 50 % воды СДБ вводят 0,15 …. 0,25 % в виде раствора
ДОРОЖНЫЙ БЕТОН — бетон дорожных и аэродромных покрытий
Асфальтобетон. ДОРОЖНЫЕ ПОКРЫТИЯ
ИЗ БЕТОНА
| Таким образом, цементобетонное дорожное покрытие состоит как бы из отдельных плит. … ДОРОЖНЫЙ БЕТОН — бетон дорожных и аэродромных покрытий
… bibliotekar.ru/spravochnik-124-cementniy-beton/10.htm |
Специальные виды тяжелых бетонов. Мелкозернистый бетон
| Бетон для дорожных и аэродромных покрытий
. Условия работы дорожного бетона неблагоприятны. Он многократно подвергается увлажнению и высыханию, … www.bibliotekar.ru/spravochnik-76/67.htm |
Тяжелый бетон
. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
| Затвердевший бетон
относится к материалам конгломератного типа, так как состоит из …. в гидротехнических сооружениях, |
Плиты пд для покрытия
Читайте также: Дом из кирпича или газобетона? Сравнение в цифрах.
дорог. ПД — предварительно напряженные …
| ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ ДОРОЖНОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА, |
Цементобетонные и железобетонные покрытия
дорог. Понятие о расчете …
| Плиты паг для аэродромных покрытий
. Плиты ПАГ — предварительно … |
ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ
ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ДЫМОВЫХ ТРУБ. Футеровки из …
| Торкрет-бетон
, применяемый для футеровки промышленных дымовых труб, обычно приготовляют на … Портландцементы для бетона |
Получение полимерцементных покрытий
полов повышенного качества …
| Ремонт дорожных и аэродромных покрытий
производят следующим образом. … случаях полимерной прослойки на границе старый |
ЗАЩИТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ ОТ ХИМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
| ДОБАВКИ В БЕТОН
. Химические добавки для бетонов по ГОСТ 24211 … Портландцементы для бетона |
Виды бетонного покрытия и его особенности
Укладка бетонной дороги и взлетно-посадочной полосу требует очень тщательного соблюдения технологии. Отступления от технологических карт, свойственные многим нашим строителям, могут дать эффект быстрого приведения полотна в негодность, хотя оно вполне способно прослужить до 25 лет без необходимости капитального ремонта. Особенности конструкции такого “пирога” — это разные виды раствора, который формирует каждый из слоев.
Нижний слой бетона
Дорожное полотно высокой прочности содержит нижний слой бетона марки М250 — М350, который должен выдерживать нагрузку на растяжение с пределом прочности 35 — 45 и проходить не менее 50 циклов промерзания, а в местностях, где температуры опускаются ниже -15 С, до 100 циклов.
Читайте также: Почему нельзя хранить цемент в неотапливаемом помещении
Верхний слой бетона
Второй (верхний) слой бетонной дороги делается из бетонов М300 — М400 — М500 с нагрузкой на растяжение в пределах 40 — 55 и морозостойкостью от 100 до 200 циклов. Эти же нормы применяются к дорожному покрытию в однослойных конструкциях.
Цементобетонное покрытие
Качественное финишное покрытие для дорог — это цементобетонная смесь, в которой роль связующего, в отличие от асфальта, выполняет именно цемент. На этапе его формирования уделяется особое внимание выравниванию и созданию насечки на готовом полотне. Широко известное заблуждение относительно большей “шумности” бетонных трасс имеет известное происхождение. Это использование поперечной насечки. После внедрения технологии продольной насечки уровень шума от дорог такого типа снизился в разы.
Основание дорожного полотна из бетона укладывается таким образом, чтобы раствор не успел отстояться. Если более крупные компоненты смеси осядут вниз, через короткое время произойдет расслоение монолита, и прокладка из геотекстиля потеряет свою эффективность. Поврежденная и неверно уложенная дорога из бетона сразу заметна — это сплошная цепочка луж, поскольку вода не уходит в основание, как на асфальтовых и асфальтобетонных полотнах.
Дорожный и аэродромный бетон. Бетоны для дорожных и аэродромных покрытий
В бетонных покрытиях дорог и аэродромов основными расчетными напряжениями являются напряжения от изгиба, так как покрытие работает на изгиб, как плита на упругом основании. Поэтому при расчете состава бетона надо установить такое соотношение между его составляющими, которое обеспечивает требуемую прочность бетона на растяжение при изгибе, а также достаточную прочность на сжатие и морозостойкосить. Проектную прочность дорожного бетона устанавливают в зависимости от назначения бетона: при изгибе — М 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55; при сжатии — М 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500.
Марки бетона по морозостойкости назначают в соответствии с климатическими условиями района строительства: F50, F100, F150, F200.
Требования к подвижности бетонной смеси: ОК = 1…3 см; Ж = 2…5с и Ж =10…15с, Чтобы обеспечить достаточную морозостойкость, и, следовательно, надежную защиту и эксплуатацию покрытий длительное время, В/Ц должно быть не более: для сурового климата — 0,5, умеренного — 0,53, мягкого — 0,55. Для оснований бетонных дорог допускается использовать портландцемент не ниже МЗОО, Для бетона однослойных и двухслойных покрытий не ниже М400 с содержанием трех кальциевого алюмината менее 10%. В качестве крупного заполнителя используют щебень из прочных пород — изверженных (прочностью не менее 120 МПа) и осадочных пород (прочностью не менее 80 МПа); гравий только после промывки, при этом содержание в них загрязняющих частиц, не должно превышать 1,5 — 2% по массе. Наибольший размер зерен щебня и гравия не менее 20мм, 40мм, 70мм. В качестве ПАВ используют — пластификаторы (ССБ) и воздухововлекающие (мылонафт и Абиетат натрия); комплексные добавки — СДБ и мылонафт, СДБ и СНВ.
Оптимальный состав бетона: В = 155 л, Ц = 287 кг, Щ = 1340 кг, П = 655 кг
436. Жаростойкий бетон. Специальные бетоны, предназначенные для работы в условиях воздействия температур от 200 до 1800 °С
437. Особо тяжелый и гидратный бетоны. Особо тяжелые и гидратные бетоны обладают достаточно высокой теплостойкостью и теплопроводностью, а также имеют малую усадку, однако полностью исключить усадку и образование трещин на границе контакта металлического заполнителя с бетоном задача достаточно сложная.
Для особо тяжелых бетонов отличительным свойством является большая средняя плотность (от 2,5 до 6,0 г/м). Гидратные бетоны характеризуются повышенным содержанием химически связанной воды (или полусвязанной воды) — более 3% по массе.
Эти виды бетонов применяются в строительстве специальных, сооружений — ядерных реакторов, атомных электростанций, в рентгеновских кабинетах, они используются для биологической защиты от радиоактивных воздействий.
В качестве вяжущих веществ в особо тяжелых бетонах используется портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, гипсоглиноземистый цемент, а в гидратных бетонах — глиноземистый, быстротвердеющий, расширяющийся и самонапрягаемый цемент. Все они в той или иной степени способствуют максимальному химическому и адсорбционному удержанию воды в смесях. То есть, наиболее эффективным вяжущим должно быть такое вещество, которое в процессе твердения присоединяет большое количество воды.
Заполнителями в особо тяжелых бетонах служат магнетит, барит, гематит, металлический скрап, обрезки железа и т. п. Песчаные фракции обычно составляет дробленый бурый железняк. Для повышения защитных свойств особо тяжелых бетонов в них вводят дополнительные составляющие, в том числе карбид бора, хлористого лития и сернокислого кадмия.
Заполнителями в гидратных бетонах служат бурый железняк, серпентин и другие вещества, которые содержат химически связанную воду в своем составе. Качество заполнителей контролируется по их плотности, минимальной прочности при сжатии, а также водопоглощению.
Особо тяжелые и гидратные бетоны производятся по обычным технологиям при помощи бетоносмесителей для перемешивания и вибраторов для уплотнения свежеотформованных бетонных конструкций.
К тяжелым бетонам относятся также силикатные бетоны, в которых вяжущим веществом является кальциевая известь, а в качестве заполнителя используется песок, щебень или гравий. Силикатный бетон изготавливается из уплотненной отвердевшей смеси, в состав которой входят молотая негашеная известь, обычный кварцевый песок и молотый кварцевый песок, соединенные в автоклаве.
438. Прочность, морозостойкость, теплопроводность легких бетонов. Основными свойствами легких бетонов на пористых заполнителях являются плотность
,
теплопроводность
,
прочность
и
морозостойкость
. Для того чтобы получить легкий бетон с заданными свойствами, необходимо не только выбрать исходные составляющие материалы, но и правильно подобрать состав бетона.
Средняя плотность
бетона зависит главным образом от насыпной плотности и зернового состава заполнителя, расхода вяжущего и воды. Отношение насыпной плотности крупного пористого заполнителя к плотности полученного на нем бетона в среднем для обыкновенного легкого бетона равно 0,5, а для малопесчаного и поризованного — 0,6. Например, на керамзите насыпной плотностью 500 кг/м3 можно получить керамзитобетон плотностью около 1000 кг/м3.
Теплопроводность
колеблется в широких пределах — от 0,07 до 0,7 Вт/(м×°С). На ее величину оказывают существенное влияние плотность бетона, характер пористости и другие факторы. С увеличением плотности теплопроводность бетона повышается. Теплоизоляционные легкие бетоны теплопроводностью менее 0,2 Вт/(м×°С) получают при применении очень легких заполнителей, например вспученного перлита.
Прочность
легкого бетона зависит от прочности цементного камня и заполнителей, прочность которых значительно ниже прочности заполнителей, применяемых в тяжелых бетонах. При низкой прочности крупного заполнителя разрушение бетона может начинаться с разрушения заполнителя независимо от прочности цементного камня.
В случае армирования конструкций используют легкий бетон с плотной структурой. Расход цемента на 1 м3 бетонной смеси в этих случаях должен быть не менее 200 кг на 1 м3.
Читайте также: Минусы дома из шлакоблока. Дом из шлакоблока, отзывы владельцев. В качестве наполнителя выступает
Средняя плотность таких бетонов не ниже 800 кг/м3. В таких бетонах обеспечивается хорошее сцепление арматуры с бетоном и надежная защита от коррозии.
Морозостойкость
легкого бетона зависит от вида и количества вяжущего и морозостойкости заполнителя. Бетоны на портландцементе обладают более высокой морозостойкостью, которая возрастает с увеличением количества цемента. Морозостойкие легкие заполнители (пемза, керамзит, аглопорит) позволяют получать бегоп морозостойкостью F25 — F100. Такие бетоны используют для наружных конструкций здании.
439. Легкие бетоны, классификация по плотности. особо лёгкие (менее 500 кг/куб. м);
лёгкие (500-1800 кг/куб. м);
Недостатки и перспективы бетонных дорог
Если для взлетно-посадочных полос из бетона практически нет альтернативы в больших авиационных узлах, то дорожное строительство по этой технологии в России развито слабо. Причин тому несколько, но главной остается одна — это жесткие технологические требования, нарушение которых грозит очень большими затратами и невосполнимыми потерями.
Бетонное дорожное полотно, будучи уложенным и введенным в эксплуатацию, имеет несколько особенностей:
- дорога максимально ограничивает возможности ремонта, в особенности ямочного, поэтому любые последствия нарушений процесса станут фатальными для большого участка;
- практически невозможно произвести ремонт локально, требуется буквально выпиливать большие участки, заменяя их на новые;
- строительство и восстановление полотна требуют в разы больше времени в сравнении с асфальтовыми дорогами — если последние могут использовать уже через 12-24 часа после укладки покрытия, то период набора прочности бетона составляет не менее 8 суток;
- готовность подрядчика работать в условиях жесткой технологической дисциплины ограничивается поставками качественного раствора — не все производители бетона готовы соблюдать требования.
Процесс укладки полотна на сегодняшний день сложнее, чем работа с асфальтом — уже после набора прочности необходимо прорезать термокомпенсационные швы, уплотнять их специальными прокладками, что отнимает время у конечного исполнителя. Ситуация такова, что высокое качество и надежность решения приносятся в жертву опасениям понести высокие затраты без гарантии надежности.
Практика эксплуатации показывает, что бетонные однослойные монолиты и двухслойные дороги в итоге дают возможности экономии средств на последующих ремонтах и поддержании их рабочего состояния. Одно только увеличение межремонтного периода с 8 — 12 до 24 лет — прямое доказательство этого эффекта. Дело за готовностью соблюдать технологические требования и исходить из дальней перспективы экономической целесообразности.
Дорожный бетон
Дорожный бетон изготавливается на основе особых гидрофобных или пластифицированных портландцементов. Действующими нормами и стандартами регламентировано содержание в цементе для дорожного бетона не более 10% трехкальциевого алюмината, при этом, в качестве активной минеральной добавки допускается применение исключительно доменного шлака (гранулированного) в количестве не более 15%.
Бетон для строительства верхнего слоя двухслойного дорожного полотна изготавливается на основе цемента марки не ниже М-500. Для производства данного вида бетона применяется щебень из горных или осадочных пород с показателями предела прочности на сжатие 1200 кг/м2 и 800 кг/м2 соответственно. Предельный показатель испаряемости бетона со щебнем из горных пород составляет 25%, со щебнем из осадочных пород – 40%. Требования к составу бетона для строительства нижних слоев дорожных покрытий более мягкие. Так, для его изготовления используется щебень осадочных пород с показателями предела прочности на сжатие 800 или 600 кг/м2.
В зависимости от местных климатических особенностей, при производстве дорожного бетона используются различные модификаторы, обуславливающие его морозостойкость. В соответствии с современными стандартами, значение морозостойкости бетона для автомобильных магистралей должно быть не менее 150 Мрз, морозостойкости бетона для строительства дорог в черте города – не менее 100 Мрз.
Дорожный бетон может изготавливаться на основе щебня различных фракций. В частности, бетон для верхних слоев двухслойных дорожных полотен содержит щебень 20 мм, бетон для однослойных дорожных полотен — щебень 40 мм. Песок также может использоваться различный. В основном, применяется природный зернистый песок крупных или средних фракций, реже – песок, полученный путем дробления горной породы.
Нормы подвижности для дорожного бетона составляют от 0 до 2 см (бетон для верхних слоев двухслойных покрытий). При строительстве дорог из бетона часто используются добавки из минеральных зерен. Такие компоненты утрамбовываются в верхнюю часть дорожного покрытия, что в значительной мере повышает его износостойкость.
www.transbeton.ru
