Главная  Термины [З] 

 

Железобетон жаростойкий

 

Железобетон самонапряженный — разновидность ж.бет., в бетоне к-рого в качестве вяжущего использован напрягающий цемент (НЦ). Созданный отечеств, учеными в 1950-х гг. НЦ представляет собой смесь портландцемен-тного клинкера (70—80 %), расширяющегося компонента из гипса (15—20%) и в-ва, содержащего активные алюминаты кальция (10—15%). Алюмосодержащи-ми в-вами являются золы ТЭС, высоко-алюминатные глины, глиноземсодержа-щие шлаки, каолины, алуниты; последние достаточно широко распространены и представляются наиболее перспективным материалом для произ-ва НЦ.

 

В отличие от др. расширяющихся вяжущих НЦ расширяется при весьма высокой прочности (8—15 МПа), обеспечивающей надежное сцепление бетона с арматурой. Благодаря этому св-ву в Ж.с. арматура получает напряжение растяжения, бетон — напряжение сжатия, а конструкция становится самонапряженной. При этом арматура растягивается независимо от направления своего расположения в бетоне, что позволяет создавать двухосное и объемное самонапряжение конструкций.

 

Существуют два осн. вида бетона на НЦ: с расчетной величиной самонапряжения и с компенсиров. усадкой. В отд. группу могут быть выделены мелкозернистые бетоны на НЦ, предназнач. для ремонтно-восстановит. работ. Все виды бетонов на НЦ наз. напрягающими бетонами.

 

Для приготовления напрягающих бетонов применяют те же заполнители и добавки, что и для бетонов на портланцемен-те. Важнейшим показателем качества бетона является его прочность в процессе эксплуатации конструкции. Напрягающие бетоны имеют след. классы по прочности: тяжелые и мелкозернистые — на сжатие В15—В70, на осевое растяжение Btl,6—Bt4,8; легкие — на сжатие В10— В40, на осевое растяжение Bt0,8—Bt3,2.

 

Рост прочности напрягающего бетона интенсивно продолжается и после достижения цементным камнем возраста 28 сут, к 6 мес он набирает 30—40% дополнит, прочности, что особенно важно для гидротехнич. сооружений, загружаемых через неск. месяцев после возведения.

 

Цементная пром-сть выпускает НЦ с маркой по самонапряжению 1—4 МПа, что позволяет получать бетоны как с, компенсиров. усадкой, так и с самонапряжением св. 3 МПа.

 

За марку напрягающего бетона по самонапряжению принято предварит, напряжение в бетоне, МПа, возникающее при коэф. продольного армирования ц— -0,0 Существуют след. марки бетонов по самонапряжению: Sp0,6, SP0,8, Spl, SP1,2, SP1,5, SP2, SP2,5, SP3 и SP4.

 

Стальная арматура в Ж.с. не корродирует, как в плотном тяжелом бетоне на портландцементе. Напрягающий бетон обладает высокой сульфатостойкостью. В среде со средней степенью сульфатной агрессии конструкции из напрягающего бетона не требуют дополнит, защиты.

 

Важное св-во напрягающих бетонов — низкая водо-, газо- и бензопроница-емость, что является следствием уплотнения структуры цементного камня в условиях всестороннего сжатия, возникающего в результате самонапряжения. Водонепроницаемость напрягающих бетонов на заполнителях всех видов, опре-дел. по методике гос. стандарта, гарантируется не менее W1 Газопроницаемость напрягающего бетона, уплотн. обычными средствами (вибрированием), примерно в 40 раз ниже, чем у тяжелого бетона на портландцементе; бензопроницаемость характеризуется величиной порядка 6'10" Дарси при давлении 0,5 МПа. Такой бетон практически обеспечивает полную непроницаемость по отношению к дизельному топливу.

 

Долговечность ж.-бет. конструкций в значит, степени определяется морозостойкостью бетона. Напрягающие бетоны обладают высокой стойкостью к замораживанию и оттаиванию независимо от вида НЦ и крупного заполнителя, их морозостойкость характеризуется классами F300—F50 Энергия экзотермии НЦ в 1,5—1,8 раза выше, чем у портландцемента, т.е. сравнима с теплотой гидратации особобыстротвердеющего портланцемента высоких марок М700 и М800.

 

Все перечисл. св-ва позволяют применять напрягающие бетоны как в сборных, так и в монолитных конструкциях и сооружениях в разл. областях стр-ва с большой экономич. выгодой.

 

Массовое изготовление и применение НЦ и напрягающего бетона началось в 1965 для замоноличивания стыков емкостей и др. инж. сооружений, что позволило повысить сборность и индустриализацию всего процесса стр-ва емкостных сооружений.

 

С 1976 возводятся полносборные емкостные сооружения с применением напрягающего бетона для заделки стыков, изготовления сборных элементов, выполнения монолитных и сборно-монолитных конструкций (водопроводные и канали-зац. насосные станции, резервуары, фильтры и вторичные отстойники и т.п.). Применение НЦ в полносборных конструкциях цилиндрич. емкостей позволило исключить навивку высокопрочной арматуры и торкретирование поверхности стенок резервуара для защиты арматуры от коррозии.

 

В строит, практике широко применяются самонапряж. покрытия разл. назначения. В отличие от полов производств, зданий типовой конструкции в полах из напрягающего бетона отсутствуют гидроизоляция и стяжка — само армиров. покрытие из бетона на НЦ обеспечивает водонепроницаемость. Отпадает необходимость устройства деформац. швов, что упрощает технологию выполнения работ и снижает их трудоемкость.

 

Перспективным направлением использования мелкозернистого напрягающего бетона является выполнение гидро-изоляц. работ. Бет. смесь, нанесенная давлением воздуха на изолируемую поверхность, создает плотную структуру бетона, к-рая дополнительно уплотняется за счет образования и роста иглообразных кристаллов гидросульфоалюмината кальция. Гидроизоляция на осн. напрягающего бетона широко применяется при возведении и ремонте объектов хим. пром-сти, зданий культурно-бытового назначения и жилых, очистных и гидротехнич. сооружений. Такие покрытия оказались значительно более надежными и долговечными, чем многослойная оклеечная гидроизоляция, при этом они дешевле.

 

Применение Ж.с. в мостостроении позволило найти один из оптим. вариантов устройства полотна проезжей части мостов, способного надежно защитить несущие конструкции пролетных строений от агрессивного воздействия атм. осадков. Построено более 30 мостов разл. конструкции с проезжей частью из Ж.с.

 

Разнообразное применение Ж.с. находит в метростроении. В обводненных фунтах успешно строят перегонные тоннели из цельных секций, изготовл. из Ж.с, без гидроизоляции. Швы между секциями зачеканивают тестом на НЦ. Освоено произ-во обделки из Ж.с. кругового очертания диаметром 3,6 и 8,5 м. Она имеет хороший внешн. вид, обладает высокой прочностью и не пропускает воду.

 

Опыт возведения в обводи. грунтах монолитно-прессов. обделки из бетона на НЦ показал, что применение НЦ не вносит в технологию к.-л. трудностей. Впервые в практике метростроения возведены эскалаторные тоннели из ж.-бет. конструкций, а не из чуг. тюбингов, что стало возможным благодаря св-вам напрягающего бетона.

 

Ж.с. используют для гидроизоляции подземных сооружений, возводимых методом "стена в грунте", применение НЦ значительно улучшает св-ва бетона, придавая им высокую прочность (50 МПа на 28-е сут) и водонепроницаемость, а самонапряжение обеспечивает эффект самозалечивания небольших дефектов.

 

Напрягающий бетон нашел применение в аэродромном стр-ве при возведении мест стоянок самолетов, перронов и взлетно-посадочных полос, а также при стр-ве автомобильных дорог.

 

Св-ва Ж.с. эффективно реализуются в железобетонных трубах. Применение напрягающих бетонов в произ-ве безнапорных труб и труб большого диаметра без стального сердечника обеспечивает их водонепроницаемость и снижает расход арматуры.

 

Ряд технологич. проблем помог решить напрягающий бетон в произ-ве объемных блок-комнат для жил. стр-ва: были исключены технологич. трещины и упрощен съем изделия с сердечника формы, т.к. удалось устранить усадочные деформации изделия.

 

Применение напрягающих бетонов в сборных конструкциях совместно с традиционным предварит, напряжением позволяет устранить потери преднапряжения от усадки, использовать в работе конструкции повыш. сопротивление бетона растяжению, обеспечить ж.-бет. элементу более продолжит, работу без образования трещин (см. Железобетон предсамонапря-женный).

 

Наглядным примером предсамонап-ряж. конструкций являются конструкции из тонких пластин, изготовляемые на стенде с непрерывным армированием. Такие пластины отличаются высокой гибкостью (не образуют трещин) и могут быть использованы для возведения висячих покрытий, облицовки каналов, в качестве стеновых панелей, для устройтва перегородок, изготовления разл. составных конструкций и др.

 

Развитию Ж.ж. и достижению соврем, уровня предшествовали долголетние исследоват. и опытные работы. В 1943 д-р техн. наук, проф. В.И.Мурашев предложил применять Ж.ж. в тепловых агрегатах. В пром. стр-ве Ж.ж. начали применять с 1950-х гг.

 

При темп-pax нагрева до 400 °С для рабочей несущей арматуры используют стальную арматуру периодич. профиля классов А-П—A-IV, св. 400 °С — жаростойкие хромоникелевые стали.

 

Железобетон жаростойкий — разновидность железобетона, представляет собой сочетание жаростойкого бетона и стальной арматуры в виде отд. стержней, располож. в толще бетона, а также в виде металлич. кожуха или каркаса, монолитно связанного с бетоном, совместно работающих с ним вплоть до исчерпания прочности обоих материалов. Ж.ж. применяется при темп-pax нагрева до 1000—1200 °С.

 

Совместная работа арматуры с жаростойким бетоном обеспечивается их сцеплением. Сцепление арматуры периодич. профиля с жаростойким бетоном на портландцементе и на жидком стекле с шамотными заполнителями равно 9 МПа и практически не изменяется при нагреве до 450 °С. После 10 циклов нагрева и охлаждения сцепление такого бетона снижается до 3,3 МПа. При нагреве жаростойкие бетоны и арматура теряют часть прочности и упругие св-ва. В жаростойком бетоне и арматуре с повышением темп-ры начинают проявляться деформации ползучести. Поэтому при темп-pax св. 700—800 °С за расчетное сопротивление сжатию жаростойкого бетона и растяжению жаростойкой арматуры принимают напряжения, при к-рых в материалах развиваются деформации ползучести, равные 2% за 10 лет.

 

Для Ж.ж. наибольшее применение получили жаростойкие бетоны на глиноземистом цементе, портландцементе с тонкомолотой добавкой и на жидком стекле с тонкомолотой добавкой и отвердите-лем. В качестве заполнителей используют песок, щебень, к-рые изготовляют из искусств, или естеств. материалов: керамзита, шамота, отвального доменного шлака, боя красного кирпича, перлита, вермикулита, ангезита, базальта, диабаза. Жаростойкий бетон является безобжиговым искусств, кам. материалом, к-рый сопротивляется растяжению в 10—15 раз меньше, чем сжатию. Для восприятия растягивающих усилий в жаростойкий бетон вводят арматуру: гибкую, состоящую из стержней диаметром 4—25 мм, а также листовую и жесткую из проката уголков, швеллеров и двутавров.

 

Железобетон жаростойкий обладает большой начальной прочностью на сжатие и применяется в конструкциях тепловых агрегатов без предварит, обжига. Ж.ж. способен длит, время выдерживать воздействие высоких темп-р и внешн. нагрузки.

 

Жаростойкий бетон и арматура рассматриваются как упругопластич. материалы, у к-рых с увеличением нагрузки и повышением темп-ры развиваются упругие и пластич. деформации. Темп-рные деформации арматуры больше, чем жаростойкого бетона. При наличии сцепления между ними и при их совместной работе темп-рные деформации арматуры в бетоне будут меньше деформаций свободной арматуры.

 

Железобетон жаростойкий является одним из наиболее огнестойких строит, материалов, его важное преимущество — высокая термостойкость. Применение Ж.ж. позволяет изготовлять унифициров. типовые сборные конструкции большой заводской готовности и возводить конструкции теплотехнич. сооружений индустр. методами, при этом существенно сокращается срок стр-ва, снижается их стоимость, повышаются надежность и долговечность работы.

 

При многократных нагревах и охлаждениях усадка жаростойкого бетона вызывает большие усадочные деформации и появление усадочных трещин. Эти изменения физ.-мех. св-в жаростойкого бетона и арматуры, значительно влияющие на работу Ж.ж., учитываются расчетом.

 

Бетон на жидком стекле является кислотостойким, и Ж.ж., изготовл. на таком бетоне, сохраняет свои физ.-мех. св-ва при высокой темп-ре в агрессивной кислой среде. Бетон защищает арматуру от коррозии. Во избежание образования конденсата к-ты на арматуре ее темп-pa должна быть не менее 100 °С.

 



Завод металлических конструкций. Жаростойкость. Железобетон жаростойкий. Жизненный цикл. Зола-унос. Золошлаковые смеси. Замедлители.

 

Главная  Термины [З] 



0.007