РАЗДЕЛ 2
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЫБОР ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РЕМОНТА ПОДВОДНЫХ ЧАСТЕЙ
ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
На долговечность контактного слоя бетонов влияет целый ряд технологических
факторов. Немаловажным фактором в этом ряду является правильный выбор исходных
материалов для ремонта искусственных транспортных сооружений и взаимовлияние
свойств исходных материалов в составе смеси на долговечность ремонтного слоя
при эксплуатации сооружений в специфических условиях.
2.1. Исходные материалы
В исследованиях использованы материалы, характеристики которых приведены ниже.
Вяжущие. Для выяснения влияния различных факторов на процессы
структурообразования бетона подводного твердения и контактного слоя бетонов
использованы наиболее характерные по минералогическому составу и содержанию
минеральных добавок производственные клинкеры отечественных цементных заводов
региона, используемые при ремонте и возведении искусственных сооружений
транспортного и гидротехнического назначения ДСТУ Б В. 2.7-43-96 [82]. В
качестве вяжущих для исследований использованы три вида портландцементов:
Амвросиевского, Каменец-Подольского и Балаклеевского цементных заводов,
удовлетворяющих требованиям ДСТУ Б В.2.7-46-96 [83].
Химический и минералогический составы, а также основные физико-механические
характеристики, используемых в исследованиях цементов приведены в табл.
2.1…2.3.
Заполнители. В качестве заполнителей использованы местные материалы,
используемые на заводах ЖБК Днепропетровской области, южного и юго-восточного
регионов Украины, удовлетворяющих нормативным документам и ДСТУ Б В.2.7-32-95,
ДСТУ Б В.2.7-71-98, ДСТУ Б В.2.7-75-98 [84, 85, 86].
Основные физико-механические характеристики песков и щебня приведены в таблицах
2.4 и 2.5 соответственно.
Мелкий заполнитель: в качестве мелкого заполнителя использованы
Таблица 2.1
Химический состав цементов
Завод-
производитель
Вид и
марка цемента
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgО
SO3
Na2O
K2O
Амвросиевский
ПЦ II/Б-Ш-400
24,58
4,69
5,80
60,38
1,80
1,82
0,63
0,09
Каменец-Подольский
ПЦ II/А-Ш-400
24,58
5,20
5,98
60,41
1,18
1,00
0,45
0,24
Балаклеевский
II/Б-Ш-500
22,01
5,13
4,49
66,10
0,56
1,14
0,28
0,07
Таблица 2.2
Минералогический состав цементов
Завод-производитель
Вид и марка
цемента
C3S
C2S
C3A
C4AF
Амвросиевский
ПЦ II/Б-Ш-400
56,40
25,54
4,80
14,50
Каменец-Подольский
ПЦ II/А-Ш-400
60,55
20,89
8,05
12,43
Балаклеевский
II/Б-Ш-500
57,90
20,80
5,81
13,75
Таблица 2.3
Физико-механические характеристики цементов
Вид цемента
НГ,
Сроки схв-ния,
час-мин
Прочность, МПа
начало
конец
при изгибе
при сжатии
через
2 сут
через
7 сут
через
28 сут
через
2 сут
через
7 сут
через
28 сут
Амвросиевский
26,7
1-62
4-48
3,80
4,37
6,86
24,92
28,95
43,00
Каменец-Подольский
25,4
1-45
4-20
3,65
4,16
6,55
24,15
28,05
42,85
Балаклеевский
24,5
1-42
4-31
3,75
4,78
6,85
25,95
35,4
52,5
днепровский речной песок с различным модулем крупности, который рекомендуется
применять для гидротехнического строительства и ремонта подводных участков
искусственных сооружений (табл. 2.4, 2.5).
Крупный заполнитель: для приготовления бетонных смесей использовался гранитный
щебень Рыбальского и Николаевского карьеров двух фракций 5…10 и 10…20 мм (табл.
2.6).
Добавки. Для улучшения реологических характеристик бетонных смесей и повышения
физико-механических показателей подводного бетона при активации
цементно-вяжущей суспензии в ее состав вводится добавка полифункционального
действия – органоминеральный комплекс (ОМК). В состав добавки входят три
основных компонента: аморфизованный кремнезем (микронаполнитель) – активный
компонент, пластификатор (ПФМ-БС) и кристаллохимический оптимизатор
структурообразования (CaCl2+Ca(OH)2).
В качестве микронаполнителя использован аморфизованный кремнезем, являющийся
попутным продуктом газоочистки из фильтровых осадков производства ферросилиция
(ПГПФ) Стахановского завода ферросплавов ТУ 14-5-157-93, который представляет
собой мелкодисперсную пыль с размером фракций до 50 мкм – 82,9…87,6 %.
Химический состав и физико-механические свойства аморфизованного кремнезема
представлены в таблице 2.7…2.9.
С целью повышения технологичности растворных и бетонных смесей при укладке и
уплотнении под водой, в исследованиях использованы высокоэффективные
добавки-пластификаторы. В качестве пластификаторов использованы: модификатор
бетонной смеси – ПФМ-БС, являющийся побочным продуктом производства Лужанского
гидролизного завода, а также «Релаксол» (ТУ У В-2.7-19266746.001-96). Основные
характеристики пластификаторов приведены в табл. 2.10, 2.11. Стоимость
аморфизованного кремнезема примерно в 10 раз ниже стоимости, используемого для
этих же целей молотого кварцевого песка.
Используемые добавки отвечают требованиям их использования в составе бетона при
бетонировании в водной среде. Они не токсичны, со слабым запахом, не
взрывоопасны, являются ингибиторами коррозии и имеют неограниченный срок
хранения.
Таблица 2.4
Гранулометрическая характеристика мелких заполнителей
Мелкий заполнитель
Вид
заполнителя
Частные остатки на ситах, %
2,5
1,25
0,63
0,315
0,16
Песок криворожский
Крупный, Мк=3,46
16,0
23,0
52,6
7,9
0,5
Песок кварцевый днепровский
Средний, Мк=2,4
6,6
14,1
25,7
20,6
33,0
Песок речной
днепровский
Мелкий, Мк=1,83
12,5
6,5
32,5
48,5
Таблица 2.5
Физико-механические характеристики мелких заполнителей
Мелкий заполнитель
Истинная плотность,
кг/см3
Насыпная плотность,
кг/м3
Пустотность,
Содержание пылевидных и глиняных частиц, %
Песок криво-рожский
2650
1515
43
0,6
- Київ+380960830922