Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1. Анализ методов интенсификации твердения бетона при возведении монолитных конструкций с большой неопалубленной поверхностью 8
1.2. Бетоны на напрягающем цементе и перспективы расширения области их применения за счет увеличения продолжительности строительного сезона 17
Глава II. Применяемые материалы и методика проведения экспериментальных исследований 27
2.1. Характеристики материалов, используемых для приготовления бетонной смеси 27
2.2. Методика определения физико-механнческих свойств бетонов на напрягающем цементе 31
2.3. Методы определения прочности бетона в конструкции и измерение температурного.режима его твердения 37
Глава III. Исследование процессов твердения и само напряжения бетона на напрягающем цементе при различных температурах 43
3.1. Кинетика нарастания прочности и самонапряжения бетона на НЦ в зависимости от температуры выдерживания 43
3.2. Основные физико-механические свойства напрягающего бетона с противоморозной добавкой нитрита натрия 57
3.2.1. Прочность бетона на сжатие и растяжение при изгибе 58
3.2.2. Самонапряжение 65
3.2.3. Морозостойкость 68
3.3. Комплексные физико-химические исследования состава и структуры цементного камня и бетона на НЦ с добавками, твердевших в различных температурных условиях 73
3.3.1. Исследования процессов гидратации с помощью химического анализа 73
3.3.2. Исследования фазового состава гидратных новообразований 78
3.3.3. Исследование микроструктуры цементного камня и его контакта с заполнителем 89
Выводы 98
Глава IV. Исследования реологических свойств растворной и бетонной смесей на напрягающем цементе в зависимости от температурного фактора 101
4.1. Влияние температуры выдерживания на пластические свойства растворов на НЦ с добавками 101
4.2. Подвижность бетонных смесей на НЦ с добавками при различных температурах 108
Глава V. Возведение монолитного дорожного покрытия из бетона на напрягающем цементе в зимних условиях 113
5.1. Строительство опытного участка покрытия автодороги из бетона на НЦ с противоморозной добавкой нитрита натрия 113
5.2. Бетонирование дорожного полотна в зимних условиях с применением напрягающего цемента и поверхностного электрообогрева бетона 122
5.3. Технико-экономическая эффективность применения бетона на напрягающем цементе при возведении дорожного покрытия в зимних условиях 135
Выводы 140
Общие выводы 142
Литература 145
Приложение 156
- Бетоны на напрягающем цементе и перспективы расширения области их применения за счет увеличения продолжительности строительного сезона
- Прочность бетона на сжатие и растяжение при изгибе
- Влияние температуры выдерживания на пластические свойства растворов на НЦ с добавками
- Технико-экономическая эффективность применения бетона на напрягающем цементе при возведении дорожного покрытия в зимних условиях
Бетоны на напрягающем цементе и перспективы расширения области их применения за счет увеличения продолжительности строительного сезона
Метод самонапряжения железобетонных конструкций, основанный на использовании напрягающего цемента (НЦ), получает все более широкое применение в нашей стране, так за X пятилетку из самонапряженного бетона было возведено около 0,5 млн.м3 конструкций в различных областях строительства / 49 /. Этому способствуют особые свойства напрягающего цемента, которые придают бетону на его основе высокую водо-, газо- и бензонепроницае-мость, а также трещиностойкость в сочетании с высокими прочностными показателями, особенно при воздействии изгибающих и растягивающих усилий.
В самонапряженном железобетоне предварительное напряжение достигается в результате расширения бетона, приготовленного на специальном вяжущем (НЦ), без применения механических устройств или электронагрева для натяжения арматуры. При твердении напрягающего цемента происходит процесс расширения цементного камня, который можно регулировать выбором режима влажного хранения. В отличие от известных ранее расширяющихся цементов интенсивное расширение напрягающего цемента начинается при достижении бетоном прочности на сжати 10-15 МПа, что обеспечивает надежное сцепление с арматурой. В результате расширения бетона совместно с находящейся в нем арматурой в последней возникают напряжения растяжения, а в бетоне - напряжения сжатия. Вся железобетонная конструкция становится предварительно напряженной.
Таким образом, мы имеем дело с принципиально новым способом создания предварительного напряжения за счет химической энергии твердения и расширения НЦ, которая переходит в механическую работу по натяжению арматуры и обжатию бетона.
Создание самонапряженных конструкций стало возможным в результате открытия В.В.Михайловым / 64 / в начале 50-х годов способа изготовления таких конструкций, а также разработанного в эти годы В.В.Михайловым, С.Л.Литвером и А.Н.Поповым / б? / нового вида расширяющегося вяжущего, названного напрягающим цементом.
Рассматривая напрягающий цемент, в первую очередь необходимо остановиться на природе явления расширения. Все расширяющиеся цементы в большинстве своем основаны на образовании кристаллов гидросульфоалюмината кальция (ГСАК) трехсульфатной формы (ЗСаО A Og . 3CaS0 SIHgO) - эттрингита. И лыпь в небольшой части предложенных составов в качестве расширяющего компонента используются окисные добавки - СаО и Мэ0.
В настоящее время известен ряд гипотез и представлений о причинах расширения цементов в процессе их твердения. При этом большинство исследователей считает, что в основе расширения различных сульфатсодержащих цементов лежит реакция образования ГСАК, однако сам механизмрасширения таких цементов учеными трактуется по-разному.
По гипотезе Шассевана и Штиглица / III / расширение цементного камня объясняется образованием в первый момент взаимодействия цемента с водой метастабильного гидросульфоалюмината кальция низкосульфатной формы, который затем медленно перекристал-лизовывается в высокосульфатную, что сопровождается увеличением объема. Такой же точки зрения придерживается и В.В.Михайлов /бб/.
П.П.Будников и И.В.Кравченко / 9,37 / основной причиной увеличения объема при твердении как расширяющегося глиноземистого цемента, так и расширяющегося портландцемента считают интенсивный направленный рост кристаллов ГСАК в определенный период раз - 19 вития кристаллизационной структуры твердеющего цементного камня.
Согласно гипотезе Лосье - Лафюма / 105,106 / расширяющей фазой является тонкодисперсный сульфоалюминат кальция, образующийся при взаимодействии раствора гипса с алюминатом кальция в твердой фазе, т.е. без предварительного растворения последнего. Образование такого порошка сопровождается увеличением объема твердой фазы, что вызывает общее расширение структуры.
Помимо перечисленных гипотез, объясняющих расширение цементного камня за счет образования кристаллов ГСАК в процессе его твердения, были предложены и другие.
Так, по мнению А.Е.Шейкина / 100 /, расширение цементного камня происходит под действием осмотических сил, возникающих в результате градиента концентрации жидкой фазы твердеющего цементного камня. ГСАК, образуя вокруг зерен цемента полунепроницаемые оболочки, создает области, в которых концентрация раствора выше, чем в окружающем капиллярном пространстве, вследствие чего возникает осмотическое давление, вызывающее расширение цементного камня.
В соответствии с гипотезой Г.Н.Сиверцева / 80,81 / расширение системы (цемент - вода) происходит в результате образования сольватных оболочек вокруг коллоидных частиц твердеющего цемента.
Все вышеприведенные теории, основной упор в которых делается на изучение химии процесса расширения, объясняют лишь отдельные стороны этого явления. Однако вопросам механики, в частности изучению собственных напряжений, сопровождающих процесс твердения напрягающих цементов, уделено мало внимания.
Последние исследования / 38 / механизма расширения показывают, что это сложный физико-химический процесс, обусловленный образованием эттрингита, а также явлением кристаллизации и лока - 20 лизованным увеличением объема твердых фаз. Влияние каждого из вышеперечисленных факторов на величину объемных деформаций цементных структур может меняться в зависимости от дозировки составляющих расширяющегося компонента и условий твердения.
Напрягающий цемент получают совместным помолом портланд-цементного клинкера и расширяющегося компонента, в состав которого входит глиноземистый шлак или другие алюмосодержащие вещества, гипс и известь. Соотношение компонентов зависит от минералогического состава исходного клинкера и принимается таким, чтобы получить при естественном твердении в воде самонапряжение 2-4 МПа и при специальной тепловлажностной обработке 4-6 МПа / 66,50 /. Технические свойства и методы испытаний НЦ нормированы ТУ-2І-20-2І-80. По прочности выпускается двух марок М400 и М500, по энергии расширения - НЦ-20 и НЦ-40. Последние характеризуются самонапряжением стандартных образцов - призм размером 4x4x16 см с величиной соответственно 2 и 4 МПа. В нашей стране промышленный выпуск напрягающего цемента освоен на Усть-Каменогорском, Подольском, Волковыскском и Днепродзержинском цементных заводах.
Благодаря всесторонним исследованиям свойств НЦ и бетонов на его основе, выполненных советскими учеными: В.В.Михайловым, С.Л.Литвером, Л.И.Будагянцем, Т.В.Кузнецовой, И.В.Кравченко, К.С.Ктатоладзе, З.М.Ларионовой, Л,В.Никитиной и др., стало возможным широкое применение самонапряженного железобетона при возведении конструкций различного назначения во многих районах страны. Практика строительства выявила наиболее рациональные области применения бетонов на НЦ. К ним можно отнести: протяженные конструкции - дорожные и аэродромные покрытия, полы и площадки промышленных зданий и сан.тех.помещений; спортивные сооружения - бассейны, исскуственно охлаждаемые плиты хоккейных по - 21 лей и конькобежных дорожек, трибуны стадионов; емкостные конструкции - монолитные и сборно-монолитные с самонапряженными стыками резервуары, отстойники, градирни / 68,14/. Самонапряженный железобетон успешно применяется также при изготовлении напорных труб / 15 /, плит безрулонной кровли / 23 /, объемных блоков типа "колпак" в сборном домостроении / 24 /, Хорошо зарекомендовал себя бетон на НЦ при реконструкции и строительстве олимпийских объектов, в том числе трибун большой споршивной арены стадиона им.В.И.Ленина и стадиона "Динамо" в Москве / 51 /. Самонапряженные гидроизоляционные покрытия успешно применяются для проезжей части мостов /102 /. Особенно целесообразно применение НЦ для создания предварительного напряжения в криволинейных конструкциях, в которых применение механических методов практики невозможно. Примером может служить большепролетная висячая оболочка двоякой кривизны диаметром 160 м здания гаража на 500 автобусов в Киеве / 65 /. Самонапряжение, созданное за счет замоноличивания всех швов сборно-монолитной оболочки бетоном на НЦ придало ей необходимую трещиностойкость и жесткость.
Прочность бетона на сжатие и растяжение при изгибе
Исследование прочности напрягающего бетона на сжатие и растяжение при изгибе осуществлялось в зависимости от следующих технологических факторов: вида и количества добавки, условий выдерживания и последующего твердения бетона.
С целью практической оценки влияния на прочностные показатели бетона количества вводимой противоморозной добавки нитрита натрия, а также комплексного ее применения в сочетании с суперпластификатором С-3 были проведены сравнительные исследования на образцах-кубах размером 10x10x10 см и призмах 10x10x40 см. Добавка нитрита натрия вводилась в бетонную смесь с водой затво-рения в количестве 5, 7 и 10% от массы цемента. Комплексная добавка принималась в количестве 5% НН + 0,4% С-3 и 5% НН + 0,8% С-3. Сразу после изготовления образцы помещали в морозильную камеру, где в течение двух недель выдерживали при температуре -15С, затем часть образцов твердела 28 суток в воде и часть в воздушно-сухих условиях при температуре 20С.
Для изучения влияния кратковременного раннего замораживания напрягающего бетона на его прочностные характеристики серия образцов перед выдерживанием по выше описанным режимам подверга - 59 лась суточному замораживанию при температуре -40С.
Анализ представленных в табл.3.1 данных показывает, что при выдерживании бетона на НЦ с добавкой НН при температуре -15С уменьшение количества противоморозной добавки с 10 до 5% практически не снижает его прочностные показатели.
Применение противоморозной добавки нитрита натрия в количестве 5% от массы цемента позволяет напрягающему бетону твердеть при -15С и в дальнейшем при выдерживании в нормальных условиях достигать марочной прочности.
Исходя из необходимости своевременного и обильного увлажнения в период твердения бетона на напрягающем цементе,в работе изучалось влияние влажностных условий выдерживания его на конечную прочность. Для этого проводились сравнительные исследования процессов твердения на морозе образцов с открытой поверхностью и образцов, укрытых полиэтиленовой пленкой.
Как показали исследования, влажностные условия твердения являются фактором, во многом определяющим конечные прочностные показатели бетонов на напрягающем цементе. Прочность бетонных образцов, выдерживаемых на морозе с открытой поверхностью, существенно снижалась во всех случаях, даже после дополнительного твердения в воде при температуре 20С. Потери прочности на сжатие были еще значительнее, когда бетонные образцы после выдерживания в морозильной камере твердели 28 суток в воздушно-сухих условиях. Так, для бетона с 5, 7 и 10%-ной добавкой нитрита натрия прочность на сжатие составляла соответственно 36,5; 41,3; 27,5$ от марочной прочности.
Высокие прочностные показатели напрягающего бетона достигались только при условии создания герметичного покрытия, предохраняющего свежеуложенный бетон от обезвоживания.
Как известно, испарение влаги из бетона происходит лишь при условии, когда упругость водяных паров у поверхности бетона больше упругости водяных паров в окружающем воздухе. Чем больше эта разница, тем интенсивнее процесс испарения. Упругость водяных паров в свою очередь зависит от температуры и давления.
Особенностью процесса обезвоживания бетона является то,что испарение влаги связано с перемещением ее в материале в виде жидкости и пара. В производственных условиях наблюдаются разнообразные и сложные процессы движения влаги в бетоне. При отрицательных температурах вода в порах бетона может находиться в виде пара, жидкости и льда. Решающим фактором, влияющим на процессы испарения влаги из бетона, является степень сформированноети структуры цементного камня. На ранних стадиях твердения, когда количество связанной воды в бетоне незначительно, возможны большие потери влаги.
В связи с тем, что при температуре выдерживания бетона -15С процессы гидратации, сопровождающиеся связыванием воды, протекают значительно медленнее, чем в нормальных условиях, бетон на морозе длительное время подвергается интенсивному обезвоживанию. Кроме того, установлено / 12 /, что испарение воды таким бетоном в условиях последующего твердения при положительных температурах происходит более интенсивно, чем бетоном, выдерживаемым только в нормальных условиях.
Вымораживание влаги из бетона на НЦ, приводящее к его обезвоживанию, по-видимому, является основной причиной значительного снижения прочности выдерживаемых на морозе бетонных образцов с открытой поверхностью испарения.
Проведенные исследования показали, что образцы из напрягающего бетона с 5$г-ной добавкой нитрита натрия, которые сразу после изготовления были укрыты полиэтиленовой пленкой, при выдерживании в течение 14 суток при -15С и последующем 28-су-точном твердении в воздушно-сухих условиях имели прочность 38,4 МПа, что составляет 96% от R2S.
Таким образом, сохранение воды в бетоне на НЦ, выдерживаемом при отрицательных температурах, является основным требованием по уходу за свежеуложенным бетоном.
Как показали результаты экспериментальных исследований, кратковременное замораживание при температуре -40С в течение первых суток после изготовления образцов из бетона на НЦ с добавками НН и НН+С-3 не приводит к существенному снижению прочности при условии создания гидроизоляционного слоя на его поверхности. При расходе добавки НН в количестве 5, 7, 10% прочность образцов на сжатие составляла (в % от В. соответственно 85,5; 90,5; 92 (с дополнительным твердением в воде) и 84,3; 70; 83 (с дополнительным твердением в воздушно-сухих условиях). Б то же время, при всех прочих равных условиях, у бетонных образцов с открытой поверхностью испарения потери прочности на сжатие составили 68,5; 65; 79,5% от R28.
При использовании комплексной добавки НН+С-3 прочностные показатели бетона на НЦ несколько выше, чем в случае применения одной добавки НН. Это, видимо, объясняется тем, что введение суперпластификатора С-3 значительно улучшает технологические свойства бетонной смеси и позволяет снизить ее водопотребность. Бетоны с более низким В/Ц менее подвержены деструктивным явлениям при воздействии отрицательных температур.
При изучении прочности на растяжение при изгибе бетона с добавками НН и НН+С-3, выдерживаемого в различных температурных и влажностных условиях, были установлены те же закономерности, которые характерны и для прочности бетона на сжатие. Однако следует отметить, что относительная прочность на растяжение при изгибе была во всех случаях выше, чем относительная прочность на сжатие, при прочих равных условиях. Высокие показатели прочности на растяжение при изгибе бетонов на напрягающем цементе объясняются повышенной плотностью этого бетона и хорошими ко-гезионными свойствами цементного камня из НЦ.
Таким образом, результаты исследований прочности на сжатие и растяжение при изгибе бетона на НЦ позволяют сделать следующие выводы.
Противоморозная добавка нитрита натрия не только предохраняет бетон на НЦ при температуре выдерживания не ниже -15С от деструктивных явлений, но и обеспечивает некоторое нарастание его прочности.
Минимальное количество противоморозной добавки НН для бетона на НЦ может быть принято 5% при выдерживании с расчетной отрицательной температурой не ниже -15С.
Кратковременное замораживание при температуре -40С в течение суток не приводит к существенному снижению прочности бетона на НЦ при условии его последующего нормально-влажностного твердения.
При выдерживании напрягающего бетона с противоморозной добавкой в условиях отрицательных температур прежде всего необходимо предусмотреть мероприятия, направленные на предохранение бетона от обезвоживания в начальный период твердения.
Применение комплексной добавки 5% НН + 0,8?& С-3 значительно повышает прочностные показатели бетона на НЦ, твердевшего как при расчетной отрицательной температуре, так и с замораживанием в суточном возрасте при -40С.
Влияние температуры выдерживания на пластические свойства растворов на НЦ с добавками
Как известно, бетонная смесь представляет собой сложную многокомпонентную систему, состоящую из гидратных новообразований, негидратированных частиц цемента, зерен заполнителя, води и вовлеченного воздуха. В результате взаимодействия дисперсных частиц твердой фазы и воды эта система приобретает связанность и мокет рассматриваться как единое физическое тело с определенными реологическими свойствами.
В настоящее время считается установленным; /6,33,89/, что невибрируемая бетонная смесь может быть аппроксимирована моделью Шведова-Бингама и характеризоваться двумя константами: предельным напряжением сдвигу и пластической вязкостью.
Проблема правильной оценки удобоукладываемости бетонной смеси заключается в нахождении и установлении вышеупомянутых констант. Реологические свойства бетонной смеси не остаются постоянными и под влиянием физико-химических процессов, протекающих при взаимодействии цемента с водой, постепенно изменяются. Кинетика изменения реологических свойств зависит от многих факторов: вида цемента, водоцементного отношения, температуры бетонной смеси, применяемых добавок и др.
Для ориентировочной оценки способности смеси к формоизменению и уплотнению при тех или иных условиях воздействия в производственных условиях применяются упрощенные методы получения технологических характеристик, таких как осадка конуса (ОК), показатель жесткости и др.
Бетонные смеси на НЦ в силу особенностей минералогического состава напрягающего цемента обладают специфическими реологическими характеристиками, выражающимися, в первую очередь, в явлении, подобном "ложному" схватыванию цемента, присущем иногда и обычным цементам.
Установлено / I /, что бетонные смеси на НЦ, по сравнению с бетонной смесью на обычных портландцементах, обладают, при прочих равных условиях, более высоким сопротивлением сдвигу и пластической вязкостью. Так, без принятия каких-либо мер по предотвращению "ложного" схватывания бетонная смесь на НЦ через 5 минут после затворения водой характеризуется сопротивлением сдвигу, превышающим 10 кПа при В/Ц=0,4-5. Значительное сопротивление сдвигу и образование вокруг перемешивающих лопастей единого монолита из схватившегося бетона приводит, как правило, к остановке бетоносмесителя и непроизводительным затратам по его очистке. Такие смеси, естественно, не могут быть перемешаны до полной гомогенизации в смесителе и тем более уложены в формы в процессе изготовления изделий.
Следует отметить, что НЦ, выпускаемый в последнее время цементными заводами страны, как правило, обладает нормальными сроками схватывания, в то же время еще встречаются отдельные партии НЦ, которые, как и НЦ, выпускаемый ранее, обладает короткими сроками схватывания. В этом случае для замедления сроков схватывания применяют метод предварительной частичной гидратации или добавляют декстрин. Кроме того, как показали исследования, выполненные Мамедовым Т.М. / 54 /, для бетонных смесей на НЦ целесообразно применять суперпластификатор G-3. Использование добавки С-3 позволяет улучшить пластические характеристики смесей на НЦ, отодвинуть во времени начало и конец схватывания цемента, повысить прочность и самонапряжение бетона на НЦ.
Существенное влияние на начальную консистенцию бетонной смеси и кинетику ее изменения во времени оказывает температурный фактор. Исследования изменения подвижности бетонной смеси на НЦ в диапазоне температур от 20 до 60С показали / 54- /,что с повышением температуры имеет место значительное снижение исходной подвижности бетонной смеси. Такие смеси невозможно применять при длительной транспортировке. Кроме того, в зимних условиях приготовление и выдерживание бетонной смеси с повышенной положительной температурой сопряжено с большими трудностями.
В связи с этим в работе были поставлены задачи: определить влияние пониженных положительных температур на кинетику изменения пластической прочности растворов на НЦ; изучить особенности действия добавок нитрита натрия и суперпластификатора С-3 на пластические свойства растворов на НЦ при различных температурах.
Исследования пластической прочности растворов на напрягающем цементе проводились с помощью конического пластометра КП-2 (рис.4.1). Состав раствора принимался 1:2 (НЦ:песок) с В/Ц=0,35. Смесь готовилась на НЦ Усть-Каменогорского цементного завода. Добавка нитрита натрия в количестве 5% и комплексная добавка нитрита натрия с суперпластификатором С-3 в количестве 5% + 0,8% от массы цемента вводилась с водой затворения. Изменение пластической прочности растворной смеси на НЦ во времени изучали при температурах 20 и 5С. Для приготовления смеси с начальной низкой положительной температурой использовались охлажденные до 5С компоненты. В дальнейшем такая смесь выдерживалась в климатической камере с заданной температурой на протяжении всего периода испытаний. Измерение величины пластической прочности раствора на НЦ проводили через каждые 15 мин в течение б ч.
Как показали результаты исследований (рис.4.2 и 4.3), добавка нитрита натрия оказывает заметное пластифицирующее действие на растворную смесь из НЦ. Начальная пластическая прочность раствора с 5% НН составила 0,03 МПа при температуре 20С и 0,04 МПа при 5С, в то время как смесь без добавки имела пластическую прочность соответственно 0,07 и 0,096 МПа. Однако у раствора на НЦ с добавкой нитрита натрия, выдерживаемого в нормальных условиях, интенсивность нарастания прочности выше, чем у раствора без добавки.
Применение комплексной добавки НН+С-3 значительно снижает величину начальной прочности раствора на НЦ и способствует более медленному ее нарастанию во времени.
Изготовление и выдерживание раствора на НЦ в условиях пониженных положительных температур (5С) существенно сказывается на его пластических свойствах. Несмотря на то, что начальная пластическая прочность раствора на НЦ при температуре 5С несколько выше, чем в нормальных условиях, что, видимо, объясняется увеличением вязкости воды с понижением температуры, выдерживание смеси при 5С оказывает замедляющее действие на рост пластической прочности. Так, кинетика изменения пластической прочности раствора с добавкой НН при температуре 5С была такой же, как и с комплексной добавкой, содержащей суперпластификатор при выдерживании в нормальных условиях (рис.4,2, кривая 3 и рис. 4.3, кривая 2).
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что пониженная положительная температура, как и применение пластификатора, в данном случае замедляет процессы схватывания НЦ. В свою очередь, добавка НН оказывает также заметное пластифицирующее действие, которое усиливается при понижении температуры смеси.
Технико-экономическая эффективность применения бетона на напрягающем цементе при возведении дорожного покрытия в зимних условиях
Как отмечалось раннее, строительство в зимнее время года монолитных железобетонных конструкций с большой площадью неопа-лубленной поверхности является сложной инженерной задачей. До настоящего времени такие работы практически не ведутся при низких отрицательных температурах.
На основании опытно-производственного применения в зимних условиях бетона на напрягающем цементе при возведении различных участков монолитных дорожных покрытий был выполнен расчет экономической эффективности использования напрягающего дорожного бетона при отрицательных температурах. Технико-экономическая эффективность методов интенсификации твердения бетона на НЦ в зимних условиях (I - поверхностного бесконтактного электронагрева свежеуложенного бетона на напрягающем цементе марки НЦ-20; 2 - безобогревного, с добавкой 5% НН I 0,5% С-3 и напрягающего цемента марки НЦ-20; 3 - то же с напрягающим цементом марки НЦ-Ю) рассматривалась в сравнении с вариантом зимнего бетонирования равнопрочного жесткого покрытия из бетона на портландцементе, предусматривающим поверхностный бесконтактный электронагрев уплотненной бетонной смеси и использование добавок 1,5% ХК и 0,15% ССБ. Последняя технология была разработана трестом "Оргтехстрой" Главкузбасстроя и рекомендована для возведения цементобетонных покрытий автомобильных дорог в зимних условиях.
На основании проведенного расчета была составлена результирующая таблица 5.3. Как видно из данных, приведенных в таблице, применение напрягающего цемента с добавкой НН+С-3 позволяет снизить трудоемкость работ на 0,04 чел.-дня на I vr покрытия, а также снизить себестоимость строительно-монтажных работ при возведении I м2 покрытия: на 1,81 руб. - при использовании НЦ-Ю с добавкой, 1,24 руб. - при использовании НЦ-20 с добавкой и 1,59 руб. - при использовании НЦ-20 с термообработкой бетона.
С учетом удельных капиталовложений в основные производственные фонды, приведенных к годовой размерности, экономический эффект от возведения I vr покрытия с применением НЦ-Ю с добавкой составил 1,63 руб., НЦ-20 с добавкой - 1,06 руб., НЦ-20 с термообработкой - 1,62 руб.
Выполненный расчет свидетельствует о безусловной экономической эффективности применения бетонов на напрягающем цементе в зимних условиях, в частности при возведении дорожных покрытий.
В результате производственной проверки строительства монолитного дорожного покрытия из бетона на НЦ с добавкой НН+С-3 в зимних условиях было установлено, что:
- для приготовления бетонной смеси на НЦ следует использовать неподогретые материалы с целью получения смеси с низкой положительной температурой;
- длительность перевозки холодной бетонной смеси может быть увеличена до 2 ч без значительных потерь ее подвижности;
- уход за свежеуложенным бетоном на НЦ в зимних условиях целесообразно осуществлять с помощью снега, а в отсутствие его, пленкообразующими материалами и насыпным утеплителем.
Определен характер температурных режимов выдерживания бетона на НЦ с добавками в конструкции дорожного покрытия при низких отрицательных температурах среды. На протяжении длительного времени температура в дорожном полоте стабильно сохраняется на уровне О -5С по всему сечению конструкции.
Показана возможность применения бетона на НЦ при возведении непрерывно-армированного дорожного покрытия в зимних условиях с использованием поверхностного электронагрева установкой УПЭУБ. При этом продолжительность термообработки можно сократить в 2 раза по сравнению с бетонами на портландцементе, что позволяет значительно ускорить весь технологический процесс ухода за бетоном и снизить потребление электроэнергии с 50 до 25 кВт.ч/м3.
Ожидаемый экономический эффект от применения НЦ при ус тройстве дорожного покрытия в зимних условиях в расчете на I м2 составляет: I руб.62 коп.- при использовании бетона на НЦ-20 с электротермообработкой, I руб.б коп. - при использовании бето на на НЦ-20 с добавкой НН+С-3, I руб.63 коп. - при использова нии бетона на НЦ-10 с добавкой НН+С-3.
