Свойства материалов для подводного бетонирования

Бетон Проектирование смеси для подводного бетонирования требует выбора подходящих материалов и пропорций для получения бетона, отвечающего требованиям конкретного применения. При этом основное внимание уделяется таким свойствам, как обрабатываемость/текучесть, прочность на сжатие и долговечность.

Взаимосвязь характеристик и целевой прочности

Детальное физическое наблюдение затруднено для бетона, уложенного под водой. Таким образом, в то время как образцы UWC, отлитые в сухом состоянии, имеют гораздо большая изменчивость можно ожидать в подводных конструкциях.
Такие отклонения учитываются путем увеличения стандартного отклонения и, следовательно, увеличением разницы между характеристической прочностью и целевой прочностью. Но степень этого увеличения трудно оценить и необходимо учитывать технологии укладки, устойчивость к вымыванию/сегрегации и текучесть/самоуплотнение. Также предлагается увеличить коэффициент частичной безопасности материалов на этапе проектирования конструкции для таких особых случаев.
Подводное бетонирование

Подводное бетонирование

Материалы для подводного бетонирования

Так как детальный физический контроль трудновыполним, мы стараемся добиться самоуплотняющихся свойств бетона, поэтому необходимо выбирать заполнители и гранулы, которые обладают высокой устойчивостью к сегрегации и кровотечению и имеют высокую когезию.

1. Крупные заполнители

Использование округлых заполнителей является предпочтительным, так как они увеличивает связность и снижает склонность к сегрегации и кровотечению при заданном трении песка и содержании цемента.. Округлые заполнители обеспечивают более плотную укладку и имеют меньшая потребность в воде для данной степени обрабатываемости.
Однако иногда прочность и стойкость к истиранию являются особенно важными параметрами в некоторых подводных приложениях, и по этой причине нам необходимо выбирать щебеночные заполнители. В этом случае необходимо уделить внимание общей сортировке заполнителя.

2.Мелкие заполнители (песок)

Значительная доля (не менее 15-20%) мелких заполнителей размером менее 300 мкм должна быть сверх стандартного FA. Это необходимо для улучшения когезионных свойств бетона, уложенного под водой. При отсутствии подходящего песка необходимо значительно увеличить содержание цемента в смеси или добавить пылевидную золу или молотый гранулированный доменный шлак.

3. Градация

Требования к градации заполнителей очень похожи на те, которые предъявляются к заполнителям для бетононасосов. необходимые для бетононасосов смесей поскольку подводный бетон должен обладать хорошей текучестью и самоуплотняющими свойствами, а также достаточной связностью, чтобы противостоять сегрегации и кровотечению.
Требования к насосной смеси включают вышеперечисленные свойства плюс необходимость того, чтобы цементная паста и/или растворная фаза образовывали смазочную пленку на стенках трубы. Хотя это последнее требование не является существенным для подводных бетонных смесей, это обычно используется относительно высокое содержание цемента для улучшения когезии, компенсации эффекта сегрегации и неизбежных потерь цемента в результате «вымывания».
Различные результаты показывают, что непрерывные кривые градации должны давать наилучшие результаты. Как правило, максимальный размер 20 мм заполнителя наиболее удовлетворителен при песок содержание песка составляет не менее 40% от общего количества заполнителя.
Для достижения связности смеси необходимо регулировать относительные пропорции крупного заполнителя и песка, чтобы минимизировать общее количество пустот в смеси. Это, в свою очередь, зависит от формы различных частиц. При необходимости для оптимизации пропорций можно использовать «измеритель пустот». Этот подход следует применять, если используются щебеночные заполнители.

4. Цемент

Присутствие сульфатов в грунтовых водах может представлять несколько серьезных угроз, поскольку содержание цемента в конструкции высокое, для борьбы с этим может использоваться сульфатостойкий портландцемент. Однако бетон в зоне брызг и выше еще более уязвим, поскольку происходит не только сульфатное воздействие, но и давление, оказываемое кристаллами соли, образующимися в порах бетона в местах испарения.
Использование материалов для замены цемента, таких как летучая зола и/или добавление кремнеземистого дыма, может значительно уменьшить пористость бетона и, таким образом, его восприимчивость к сульфатной атаке и кристаллизации хлоридов.
Эти материалы для замены цемента также выступают в качестве альтернативного метода снижения теплового воздействия и обеспечивают дополнительные преимущества.
Комитет ACI 201.2R рекомендует, чтобы В/Ц соотношение не должно превышать 0.45 в условиях сильного и очень сильного воздействия сульфатов.

5. Противовымывные добавки

Противовымывные добавки используются для снижения риска вымывания и сегрегации при тремологических методах укладки, улучшают свойства самоуплотнения/текучести и позволяют применять методы укладки, которые являются более быстрыми и менее чувствительными к эксплуатационным трудностям.
Такие материалы, как природные и синтетические полимеры, могут быть использованы для улучшения когезии но необходимо убедиться, что выбранные материалы совместимы с гидратами цемента.
Некоторые из них могут вызвать серьезное замедление процесса гидратации и ограничить использование суперпластификаторов.
Типичные коммерческие добавки для подводного бетона снижают вымывание с 20-25% до примерно 10%. Однако, когда портландцемент используется с 30% PFA или 50% GGFS, вымывание снижается еще больше при той же дозе добавки.
Таким образом, в заключительных замечаниях относительно рассмотрения смеси для UWC можно сказать, что наша цель должна быть направлена на достижение следующих параметров.

  • Заданная прочность и долговечность
  • Самоуплотнение
  • Когезия (устойчивость к сегрегации)
  • Устойчивость к вымыванию (степень зависит от метода укладки)
Читайте далее:
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Центрсельстрой