Teplomarcet.ru

Про Тепло дома
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ ПЛОТИН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ ПЛОТИН

При проектировании гидротехнических объектов для железобетонных конструкций применяются различные виды цементов. Это связано с тем, что гидротехнические сооружения эксплуатируются в разнообразных условиях (часто — очень тяжелых). Данное обстоятельство приводит к различным требованиям, предъявляемым в проектной документации к цементам, например:
– прочность;
– водонепроницаемость;
– морозостойкость;
– сульфатостойкость;
– тепловыделение;
– скорость твердения;
– истираемость.
На нижеприведённом рисунке указаны ориентировочные требования, предъявляемые к бетонной смеси на примере проекта ГЭС русловой компоновки.

Цементы для гидротехнических сооружений

2 ВИДЫ ЦЕМЕНТОВ

Рассмотрим виды цементов, наиболее часто встречающиеся при проектировании гидротехнических объектов:

Портландцемент (силикатцемент) — наиболее популярный цемент. Цементный камень бетона на портландцементе прочнее, чем на пуццолановом цементе или шлакопортландцементе, и имеет меньшую усадку. Однако портландцемент неприменим для цементации при наличии сульфатной агрессии.

Шлакопортландцемент — представляет собой гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением смеси из портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса. Шлакопортландцемент применяется в конструкциях, находящихся в условиях влажной среды, для подводных конструкций, или во внутренних зонах массивных гидротехнических сооружений. При этом шлакопортландцемент нельзя использовать в зонах переменного уровня воды. Основными характерными свойствами шлакопортландцемента являются: высокая сульфатостойкость, несколько повышенная кислотостойкость, хорошая трещиностойкость (благодаря пониженным тепловыделениям), низкая щёлочестойкость, несколько пониженная морозостойкость, невысокая способность по защите арматуры, замедленное схватывание и набор прочности (особенно — при низких температурах), по коррозионной стойкости занимает промежуточное положение между обычным и пуццолановым цементом.

Пуццолановый цемент — является гидравлическим вяжущим, получаемым посредством измельчения портландцементного клинкера, гипса и активной минеральной добавки. Пуццолановый цемент обладает следующими свойствами: высокая водостойкость (особенно в мягкой воде), водонепроницаемость, сульфатостойкость (выше, чему у обычного портландцемента, но хуже, чем у сульфатостойкого портландцемента), несколько повышенная кислотостойкость, меньшее выделение тепла при твердении (что особенно полезно для массивных гидротехнических сооружений), пониженная щёлочестойкость, несколько пониженная морозостойкость, большая усадка на воздухе. Пуццолановый цемент непригоден при попеременном увлажнении (т.е. в зонах переменного уровня), а также для цементации (несмотря на хорошую стойкость против сернокислых вод). Поэтому в проектах плотин наибольшее применение этот вид цемента нашел в конструкциях, находящихся в условиях влажной среды — в подводных частях плотин, в подземных сооружениях, во внутренних зонах массивных гидротехнических сооружений, для цементации основания при наличии агрессивных вод.

Сульфатостойкий цемент — характеризуется очень высокой сульфатостойкостью, несколько пониженной щёлочестойкостью. Как и в других областях строительства, в гидротехнике сульфатостойкий цемент применяется для конструкций, работающих в условиях агрессивной среды, в том числе — в зоне переменного уровня воды. Такой цемент не используется для набрызг-бетона, что связано с большим сроком схватывания.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) — представляет собой гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением портландцементного клинкера, глинозёмистого шлака, гипса и гранулированного доменного шлака. Важнейшим свойством ВРЦ, очень важное при проектировании, является очень быстрое схватывание: начало схватывания происходит через 5 мин, окончание — через 10 мин.

Глинозёмистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением обожжённой до спекания смеси бокситов и извести. Глинозёмистый цемент применяется при срочных восстановительных работах, тампонировании нефтяных скважин, для приготовления жаростойких бетонов. Также этот цемент применяется в проектах обделок туннелей и цементации основания в условиях агрессивных вод, сооружения бетонных конструкций в зоне переменного уровня воды. Основными свойствам глиноземистого цемента являются: водостойкость (в пресных и сульфатных водах), морозостойкость, стойкость при высоких температурах, значительные сульфатостойкость и кислотостойкость, низкая щелочестойкость. Следует отметить, что глинозёмистый цемент примерно в четыре 4 раза дороже портландцемента.

Читайте так же:
Соотношение цемент песок щебень таблица

Напрягающий цемент (НЦ) — по сути является смесью портландцемента, глинозёмистого цемента и гипса. Применяется напрягающий цемент для изготовления напорных труб, резервуаров.

Гидрофобный цемент — цемент, аналогичный по прочности портландцементу, но сохраняющий активность при длительном хранении — он не слёживается и не комкуется. Гидрофобный цемент придаёт бетонной смеси повышенную пластичность, удобоукладываемость, а готовому бетону — морозостойкость.

Водонепроницаемый безусадочный (ВБЦ) — специальный вид цемента, применяемый для изготовления торкретбетона.

Требования к бетонной смеси на примере ГЭС русловой компоновки

3 РАСХОД ЦЕМЕНТА

Типичное содержание цемента в бетонной смеси, применяемое в проектах гидротехнических сооружений, составляет 250—320 кг/м 3 . Минимальное содержание — около 200—220 кг/м 3 , максимальное — 400―500 кг/м 3 . С повышением содержания цемента растет прочность бетона, однако при превышении величины 500 кг/м 3 прочность бетона начинает снижаться.

Приведем некоторые примеры количества цемента в бетонной смеси:
– подводное бетонирование методом ВПТ (метод вертикально-перемещаемой трубы): 300—350 кг/м 3 ;
– подводное бетонирование методом ВР (метод восходящего раствора): 300—370 кг/м 3 ;
– основание бетонных плотин: до 230 кг/м 2 ;
– подводная зона бетонных плотин: не менее 240 кг/м 3 ;
– зона переменного уровня воды: 300—450 кг/м3, не менее 275 кг/м 3 ;
– внутренняя зона бетонных плотин: не менее 160 кг/м 3 ;
– наружные зоны, не подвергающиеся воздействию воды: до 240 кг/м 3 ;
– наружные зоны, подвергающиеся воздействию воды: до 260 кг/м 3 ;
– рисбермы бетонных плотин: от 210 кг/м 3 ;
– донья шлюзов: 250 кг/м 3 ;
– обделка гидротехнических туннелей: 240—330 кг/м 3 ; при подаче бетона бетононасосами — от 280—300 кг/м 3 ;
– ремонтный бетон: от 300 кг/м 3 .

На современном рынке представлено множество специальных цементов от крупных мировых производителей. Гидротехническое строительство часто характеризуется большими объемами бетонных работ. Поэтому из-за высокой стоимости специальных цементов их в основном применяют в проектной документации на ремонт и реконструкцию гидротехнических сооружений. К очень популярным маркам, часто закладываемым в проектах, можно отнести следующие продукты: пластифицированный расширяющийся портландцемент Macflow (производитель BASF ), расширяющийся высокоподвижный цемент Stabilcem (производитель MAPEI ), цементы линейки Sikacrete (производитель Sika ). Все перечисленные цементы, являясь иностранными брендами, сейчас изготавливаются на заводах, действующих в России. Однако существует множество менее известных российских производителей специальных цементов, часто не уступающих по качеству иностранным брендам. Их применение позволяет несколько уменьшить сметную стоимость работ, получаемую в проектной документации.

Комплексная модифицирующая добавка для подводного бетонирования ТВЕРДОЛИТ-ПОДВОДНЫЙ

УСКОРЯЕТ ТВЕРДЕНИЕ БЕТОНА
ОТСУТСТВУЕТ РАССЛАИВАНИЕ бЕТОНА
МИНИМАЛЬНЫЙ РАЗМЫВ ПОВЕРХНОСТИ
ВЫРАЖЕННЫЙ ВОДОРЕДУЦИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ
ПОВЫШАЕТ МАРОЧНУЮ ПРОЧНОСТЬ
ОБЕСПЕЧЕНИВАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО БЕТОНИРОВАНИЮ БЕЗ ДАЛЬНЕШЕЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ

Расход: от 8 до 10 масс. % от содержания в бетоне цемента;
Фасовка: мешок 25 кг.

СТОИМОСТЬ И СКИДКИ:

Розничная цена на данный товар составляет 57 рублей за 1 кг. Товар продается на вес от 1 кг. Предусмотрены скидки за объемы от 1, 2, 5, 10 и 15 тн, а также накопительные скидки. ЗВОНИТЕ.

Виды работ – подводное бетонирование различных сооружений, включая бассейны, плотины, фундаменты и пр. Обеспечение возможности бетонирования путем укладки бетонных смесей прямо в речную или морскую воду с одновременным ускоренным набором прочности бетона.

Читайте так же:
Пропорция песчано цементной смеси под брусчатку

Способы применения – добавление в бетон при затворении водой сухих на строительных площадках, либо на бетонном заводе при изготовлении бетона, либо в автомиксер на стройплощадке.

Основные преимущества модифицирующей добавки для подводного бетонирования « ТВЕРДОЛИТ-ПОДВОДНЫЙ »:

• В возрасте 1 суток естественного твердения модификатор обеспечивает повышение прочности в 1,5-2 раза, по сравнению с бездобавочным составом, при том же водоцементном отношении;
• Возможность осуществления бетонирования как в речной, так и морской воде;
• Ускоренный набор прочности бетона;
• Минимальный размыв поверхности;
• Отсутствие расслоения смеси в процессе укладки.

Композиция «ТВЕРДОЛИТ-ПОДВОДНЫЙ» представляет собой сухую смесь тонкомолотых порошков светло-серого цвета, полученных из натурального минерального сырья и продуктов, получаемых в ходе переработки ферросплавов.

Данная добавка является значительно измененной модификацией добавки « ТВЕРДОЛИТ-БЕТОН », которая позволяет производить укладку бетона в подводные конструкции. Высокая эффективность добавки основана на применении наиболее активной из известных минеральной добавки искусственного происхождения – микрокремнезема, имеющего высокую пуццоланическую активность (способность связывания извести).

Добавка «ТВЕРДОЛИТ-ПОДВОДНЫЙ» обеспечивает «нерасслаиваемость» и «неразмываемость» (связность) бетонных смесей при укладке их непосредственно в воду и дальнейшем их твердении под водой. Применяется при бетонировании в подводных конструкциях и сооружениях. Синергетическое действие компонентов модификатора обусловливает высокоэффективную интенсификацию твердения цементных составов, обеспечивая значительное повышение прочности как в ранние, так и в поздние сроки твердения. Применение данной добавки позволяет получать бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками:

• прочностью до 80 Мпа;
• морозостойкостью – до F500;
• водонепроницаемостью – до W20;
• прочностью в первые сутки твердения – до 10 Мпа;
• максимальным размывом поверхности бетона на глубину не более 5-10 мм.
Начинать бетонирование следует не позже 60 минут после начала приготовления бетонной смеси, т.к. затем
раствор начинает терять подвижность.

Модифицирующая добавка «ТВЕРДОЛИТ-ПОДВОДНЫЙ» является негорючим и пожаробезопасным материалом. Хранить добавку следует в недоступном для детей месте.

УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ:

Продукт не является серийным и выпускается по предварительному заказу отдельными партиями.
Добавка расфасована в специальные крафт-мешки.
Добавку нужно транспортировать в условиях, обеспечивающих целостность заводской упаковки и предохраняющих от повреждения мешков. Хранят добавку в сухих помещениях или под навесом на деревянных поддонах. Температура при хранении не имеет значения. Гарантийный срок хранения в указанных условиях без снижения потребительских свойств до 12 месяцев с даты изготовления.

Гидротехнический бетон

Бетонные конструкции или раствор для монтажа сооружений, работающих под напором воды, должен иметь особые свойства.

Определяющими физико-химическими показателями являются высокая прочность, влагостойкость и морозостойкость.

Компонентный состав строительной смеси отвечает требованиям ГОСТ 26633-2012. Гидротехническим считается тяжелый бетон с разным компонентным составом, в зависимости от назначения.

Место применения гидрофобного искусственного камня

В составе замеса бетона используются цемент, наполнитель в виде песка и гальки или щебня, вода – все в определенных пропорциях.

Для водостойкого бетона требования к компонентам по маркам и пропорциям жесткие, для усиления свойств используются дополнительные добавки. Конкретная рецептура зависит от разновидности строительного материала:

  • для надводных сооружений, находящихся в зоне испарения с зеркала воды;
  • подводных – колонн мостов, гидротехнических сооружений;
  • сооружений, установленных в области меняющего уровня зеркала воды.

В частном строительстве гидротехнический бетон применяют для возведения фундаментов и подвалов при высоком стоянии грунтовых вод.

Читайте так же:
Предел растяжения цементного раствора

Композитный состав бетона зависит от сложности конструкции, сечения заливаемого сооружения и особенностей его работы.

Технические характеристики

Качество любой бетонной смеси определяет сила сцепления связующего с зернами наполнителя – адгезия. Чтобы добиться однородности физико-химических показателей в замесе должно быть равномерное распределение всех компонентов.

Основные свойства материала:

  • Морозостойкость – потеря 25 % прочности при количестве циклов оттаивания и замерзания. Марки F50, 100, 150, 200,300. Для F400, используются специальные добавки.
  • Уровень водонепроницаемости W определяется через 180 суток воздействием водой под напором от 0,2 до 2.0 МПа. Стойкость к водопоглощению обозначается как W2, W4, …W12, W14, W16, W18, W20.
  • Класс бетона определяет прочность на сжатие, изгиб и осевое растяжение в классификации соответствуют индексу B, Btb, Bt, справа от значения приписывают МПа. Характеристика разрушающего сжатия от В3,5 до В80 с гарантией на 95% в массиве.
  • Марка бетона определяется пределом прочности на сжатие М, измеряемую в кгс/см2. Выпускают М50, М75, М100, … М1000. Чем выше технологический уровень замеса, тем меньше расхождение между маркой и классом бетона.

Cпособы обеспечения технических показателей

Прочность бетона – показатель собирательный, зависит от применяемых компонентов, соотношения и размера наполнителя.

Основной ингредиент – цемент.

Применяют пять разновидностей связующего, усиленного специальными компонентами.

  1. Гидрофобный бетон, с добавками Дегидрола, Контацида и Бетоноправа, позволяющих использовать сооружения в морской воде, для водостойких сооружений в солевой и сульфатированной среде.
  2. Портландцемент – применяют в сооружениях, работающих с изменяющимся уровнем жидкости.
  3. Пластифицированный цемент– увеличивает показатель гидрофобности бетона и морозостойкость.
  4. Пуццолановый цемент применяют для сооружений, работающих в пресной воде.
  5. Сульфатостойкий – используют для бетона, работающего в воде с высокой концентрацией солей кальция и магния.

Идеальный наполнитель гидротехнического бетона – природный, промытый от глины, кварцевый песок с размером зерен до 2 мм. Допускается использовать щебень особой прочности.

Не все производители строительных смесей способны создать гидротехнический бетон нужного качества.

Стоимость продукции зависит от компонентного состава и значительно превышает цену 1 кубометра специального тяжелого бетона.

Как залить бетон в воде

Заливается ли бетон в воду? Да, конечно, и это можно делать абсолютно спокойно, только работы по подводному бетонированию имеют свою специфику. О том, застынет ли бетон в воде и как этого добиться, и поговорим в статье ниже.

Как производится бетонирование в воде

Как производится бетонирование в воде

Варианты работ

Их можно проводить двумя способами:

  • на небольшой глубине, где отсутствуют приливы, и есть незначительные волны, происходит опускание раствора сквозь воронку в полости, огражденные специальными перемычками, или же производится заливка бетона в воду;
  • на довольно внушительной глубине, в местах, где волны могут быть очень сильными, в работе по бетонированию надежным помощником становятся кессоны. Бетонную массу в такие кессоны перемещают через шахты или трубы. Лучше не своими руками, а бетононасосами.

На фото – гидротехнические сооружения

На фото – гидротехнические сооружения

Как же осуществляется заливка, какой ГОСТ на воду для бетонов и растворов? Рассмотрим этот процесс подробнее.

Способ № 1

  1. Он начинается с того, что в том месте, где будет возведено предполагаемое сооружение, забиваются ряды свай (используются шпунтовые). Это дает возможность избежать водоотливных работ.
  2. Затем между ними сквозь воронку бросают бетон.

Совет: если основа под бетонным раствором обладает недостаточной плотностью, к примеру, из набросанных камней. В таком случае ее сначала необходимо плотно защебенить, после чего покрыть полотном, края которого будут загнуты вверх. Благодаря подобным мерам раствор не сможет просочиться в щебень, и бетонирование пройдет гораздо качественнее.

Как бетонировать в воде с помощью бетононасоса

Как бетонировать в воде с помощью бетононасоса

Читайте так же:
Чем снять цемент с зубами
Готовим бетон

После того, как основание будет готово, нужно подготовить раствор. Важно помнить, что ему нужно определенное время, чтобы вылежаться. При этом на него не должны попадать прямые солнечные лучи или влага.

Если раствор выдержать положенный срок, тогда он достигнет нужной консистенции для погружения в воду: немного схватится и не будет сильно размываться в воде. Такой метод подготовки раствора впервые использовал Kinipple – инженер из Великобритании.

Таким способом ему удалось избежать лишних затрат для устройства системы, позволяющей уберечь бетонный раствор от размывания. Kinipple опускал под воду раствор, который уже наполовину отвердел.

Таблица пропорций

Кроме того, инженер предусмотрел технологию его защиты от силы волн и подводных течений. Для того этого он покрыл внешнюю сторону бетонной поверхности плотной льняной тканью (парусиной).

Совет: для ядра такого строения используйте ненасыщенный раствор, на внешнюю же часть требуется насыщенный, при этом ее толщина должна составлять не менее 1 м.

Ядро (насыщенный раствор)Смешайте между собой щебень — 6 частей; цемент – 1. Требуется оставить затвердевать на воздухе примерно 5 часов.
Оболочка (ненасыщенный раствор)Рецепт: щебень — 7 частей, портландцемент — 2, необходимо выдержать на воздухе 3 ч.
  1. В зависимости от характеристик от скорости затвердения бетонной массы, необходимо распределять время между ее перемешиванием и перемещением в воду. Важно произвести расчет времени наиболее оптимально, чтобы при погружении бетон не слишком размывало. В противном случае будет утрачена часть цемента, что негативно скажется на качестве сооружения.
  1. Немаловажно также проследить, чтобы бетонная масса не стала слишком твердой, потому что в этом случае она не свяжется плотно с раствором, который была погружен ранее и не станет монолитной. На тех подводных участках, которые подвержены мощным ударам волн, сильному течению, перед тем, как опустить бетон в воду, добавляют небольшую часть быстротвердеющего цемента.
  1. Помимо всего прочего, опущенный в воду бетон нуждается в уплотнении. Для обеспечения этого его трамбуют. Верх трамбовки находится над уровнем воды, принимая удары инструмента, с помощью которого трамбуют. Помните, что трамбовку нужно проводить очень осторожно, поскольку если переусердствовать, то слишком большая вибрация и волны неизбежно повлекут за собой размыв бетона.

Для получения такого бетона потребуется смешать между собой цемент с чистым пеком в соотношении 1 к 2,5.

Совет: на вопрос — пропускает ли бетон воду, можно ответить – зависит от состава, поэтому с его помощью можно возводить резервуары для воды.

Железобетонные резервуары для воды на производстве

Железобетонные резервуары для воды на производстве

Способ № 2

  1. Возле участка, где планируется соорудить необходимое бетонное сооружение, к примеру, дамбу, с помощью землечерпательных машин необходимо выкопать на дне два рва. В них следует залить полуотвердевший бетон, прямо в воду. В результате получится два вала, которые достанут до уровня низких вод.

Совет: перед началом их укладки оцените состояние водоема на выбранном участке и качество цемента. Цена последнего не может быть низкой.

  1. Для выведения этих валов бетонную массу опускают в воду в кулях. Такая идея не случайна, их ценность в том, что в процессе они способны образовывать монолит. После наброски цемента для валов забиваются железные сваи. Делайте это под углом, чтобы получились откосы.
Читайте так же:
Смывка цементного раствора с кирпича

Бетонирование под водой методом восходящего раствора

Бетонирование под водой методом восходящего раствора

  1. Сваи соедините друг с другом специальными железными прутами, в которых сделаны проушины. Чтобы они оставались под нужным углом, сверху наденьте стальной кабель, который прикрепите к мертвым якорям.

Совет: чтобы во время сильных волн бетон не вымывался, на внутренней стороне свай положите доски, покрытые полотном.

  1. По всей длине строения установите перегородки из бетона. Материал для них должен быть уже на той стадии, когда он начинает подсыхать и твердеть. Это позволит образовать с нижними слоями монолитную часть.

Такая методика позволяет экономить, так как монолитность гарантирована даже с применением малонасыщенного бетона. Однако при работе с малонасыщенным бетоном важно знать, что его составные части должны очень хорошо перемешаться и образовать однородную массу. Помимо этого знайте, если в бетоне много воды, его «схватываемость» сильно нарушится.

Совет: погружать ее в воду необходимо после того, как эта масса начала схватываться. Если погодные условия неблагоприятны (ветер, сильные волны) или бетонирование проводится на большой глубине, работы проводятся внутри кессонов.

Наглядный пример того, зачем поливать бетон водой – так вы ему даете правильно затвердеть

Наглядный пример того, зачем поливать бетон водой – так вы ему даете правильно затвердеть

После того, как грунт под основание подготовлен, установите перегородки толщиной 1-1,2 м вокруг камеры — от крыши до самого низа. Стены сделайте из вертикально стоящих досок, которые затем уберите по мере затвердения бетона. Под потолком раствор обработайте плоской трамбовкой.

Совет: лучше всего бетон стелить слоями, при этом не стоит начинать процесс укладки нового слоя, пока не подсох предыдущий.

Затвердение одного занимает 5-6 часов. Опускают бетонный раствор через спецтрубы, которые сверху и снизу оснащены клапанами.

Труба

В подводном бетонировании очень важным устройством является труба. Открывая верхний клапан, вы обеспечиваете попадание в нее части бетона, после чего его следует закрыть.

Метод перемещающихся труб

Метод перемещающихся труб

Давление воздуха в устройстве и в камере уравнивается с помощью крана, который их соединяет. Затем нужно открыть клапан, расположенный внизу, чтобы бетон опустился под воду до того момента, пока его слой не будет достаточным для сопротивления давлению воды.

Совет: если вы не знаете, сколько воды на куб бетона нужно потратить, берите среднюю величину – 125 л.

После этого раствор опускают уже через шахты. Чтобы уменьшить расход материала для заполнения кессона, можно использовать камни со дна, где проводятся работы, просто залив их сверху. На данный момент максимальная глубина подводных работ по бетонированию — не более 30 м.

Вывод

Бетонирование в воде – важный этап в сооружении гидротехнических сооружений. С их помощью удается создавать плотины, дамбы и другие конструкции, которые не разрушаются под натиском волн. В статье было рассказано о двух методах заливки – с помощью свай и бетонных валов (восходящий раствор).

Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector