Свойства бетона, применяемого в строительстве дорог

Дорожный бетон принадлежит к особой группе строительных смесей. Ему присуща высокая устойчивость перед рядом агрессивных факторов:

• негативными природными явлениями (перепадами температур, влиянием воды и воздуха);
• динамическими воздействиями (вибрациями, регулярными сменами давления);
  химическими веществами (реагентами для снятия льда).

Кроме того, этот состав не склонный к образованию микротрещин, что особо важно при выполнении работ в неблагоприятных условиях. Поэтому материал используется для укладки дорожных полотен и аэродромов, обеспечивая им высокую износостойкость, прочность, надёжность и долговечность.

Виды смесей
Бетон в дорожном строительстве применяется с разными целями. В зависимости от них он подразделяется на три категории, каждая из которых имеет свои особенности:

Смеси, предназначенные для создания внешних слоёв покрытий. Они должны быть самого высокого качества, поскольку именно на поверхность приходятся наибольшие нагрузки.
Составы для укладки нижних шаров двухслойных покрытий. Их качество ниже предыдущих.
Материалы, которые используются в качестве оснований при создании капитальных покрытий. Их характеристики достаточно усреднённые.
При устройстве дорожных полотен необходимо придерживаться требований к применению каждого вида бетона. От этого будут зависеть эксплуатационные свойства покрытий.

Дорожный бетон – марка и цена

Материал	Ед. изм.	Цена с НДС, руб
М-100 B7,5 Ж4 F50	куб	2850
М-150 B12,5 Ж4 F50	куб	2950
М-200 B15 Ж4 F50	куб	3150

Дорожный бетон: состав
Бетон для дорожного покрытия, как и обычный, состоит из цемента, песка и наполнителя. Оптимальное соотношение этих компонентов - 1:2:5. Но бетон дорожный (ГОСТ 10268─80 содержит перечень подробных рекомендаций по его приготовлению и применению) требует особого подхода. Например, для повышения его износостойкости и создания дополнительного армирования следует использовать фиброволокно. В растворе, предназначенном для верхних слоёв, должны быть наполнители, состоящие из частиц диаметром не более 20 мм. И даже не каждый вид цемента подходит для добавления в дорожный бетон (марки 300-400 и не ниже).

Укладка дорожного бетона
Устройство капитальной бетонной трассы начинается с подготовки основания. Им может служить обычный грунт либо демонтированное старое шоссе. После очистки и выравнивания рабочей площади на её поверхность укладывается песчаный шар толщиной 3-5 см и такой же слой щебёнки. После этого устанавливается опалубка и заливается готовым раствором. Использовать покрытие можно только по истечении установленных сроков застывания смеси.

Производство дорожного бетона
Строительство и ремонт автомагистралей являются крупномасштабными мероприятиями. Они требуют большого количества материала соответствующего качества. Для его изготовления и проверки свойств необходимо специальное оборудование, которым оснащён наш завод.

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Во всех случаях применения технологической карты необходима привязка ее к местным условьям производства работ с учетом конструктивных особенностей покрытия, типа основания, способа нарезки швов и ухода за бетоном.

II. УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

Требования к готовности предшествующих работ

До начала работ по устройству цементно-бетонного покрытия должно быть подготовлено цементно-грунтовое основание и устроен продольный и поперечный водоотвод.

На основание должен быть вывезен и распланирован песок выравнивающего слоя и произведена геодезическая разбивка.

Для конструкции швов расширения заготовляют доски из ели, сосны или липы (I и II сорта), которые перед установкой: погружают в воду на 24ч.

Штыри длиной 40-70см изготовляют из арматурной стали диаметром 20-40мм.

Технология производства работ (см. рисунок) Установка опалубки

Доски опалубки толщиной не менее 40 мм устанавливают по кромке покрытия, отмеченной колышками геодезической разбивки. Перед установкой опалубка должна быть очищена.

По кромке покрытия, в местах стыков опалубки в песок заглубляют деревянные подкладки так, чтобы их верх лежал на отметке подошвы покрытия. Песок между подкладками планируют и уплотняют, а затем устанавливают на подкладки доски опалубки, рихтуют их в плане и по высоте и закрепляют стальными костылями или деревянными колышками.

Для создания надежного упора с внешней стороны опалубки отсыпают и утрамбовывают валик грунта шириной не менее 20 см.

Чтобы верхние грани опалубки имели проектные отметки покрытия, высота досок должна строго соответствовать толщине покрытия.

Верхние грани опалубки должны быть ровными и гладкими. Головки костылей, закрепляющих доски, должны быть посажены ниже верхних граней опалубки так, чтобы они не мешали продвижению шаблона и виброрейки. На стыках досок опалубки разница в отметках не должна быть более 2 мм.

После окончательной установки опалубки должно быть проведено контрольное нивелирование.

Планировка и уплотнение песчаного выравнивающего слоя

Песчаный выравнивающий слой по цементно-грунтовому основанию устраивают при помощи шаблона, передвигаемого вручную по опалубке.

Перед шаблоном песок разглаживают гладилками, а затем окончательно выравнивают шаблоном. При планировке выравнивающего слоя рабочие должны следить за тем, чтобы перед шаблоном по всей его длине был валик песка высотой 3-5см. После планировки выравнивающий слой уплотняют поверхностным вибратором.

Песок для устройства выравнивающего слоя должен быть влажным. Если цементно-грунтовое основание при его устройстве засыпали песком, его можно использовать для устройства выравнивающего слоя.

Технологическая схема устройства цементно-бетонного покрытия па транспортной развязке средствами малой механизации:

1 — опалубка; 2 — шаблон; 3 — поверхностные вибраторы; 4 — электростанция; 5 — глубинный вибратор; 6 — виброрейка; 7 — переносной мостик; 8 — переносной тент; 9 — емкость для воды; 10 -передвижной туалет; 11 — прицепной вагончик для ПТР и кладовая; 12 — прицепной вагончик для рабочих

Устройство цементно-бетонного покрытия, нарезка швов и заполнение их мастикой

До начала бетонирования внутренние грани опалубки смазывают глиняно-известковым раствором и собирают конструкции швов расширения.

Конструкции швов расширения устанавливают непосредственно перед раскладкой цементно-бетонной смеси так, чтобы они не мешали проезду автомобилей, доставляющих смесь.

Расстояния между швами расширения назначают в соответствии с указаниями «Инструкции по устройству цементно-бетонных покрытии автомобильных дорог» ВСН 139-68/Минтрансстрой.

Доску конструкции шва расширения закрепляют с обеих сторон штырями, а затем в процессе бетонирования с обеих сторон доски укладывают цементно-бетонную смесь и прорабатывают глубинными вибраторами.

Цементно-бетонная смесь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 8423-63 «Бетон дорожный» и иметь осадку конуса в пределах 2-3см. Для повышения удобоукладываемости смеси в нее при приготовлении должны быть введены воздухововлекающие и пластифицирующие добавки (абиетиновая смола, сульфитно-спиртовая барда).

Цементно-бетонную смесь доставляют в автомобилях-самосвалах с задней разгрузкой и выгружают непосредственно на выравнивающий слой. К месту выгрузки автомобили подают задним ходом. При возможности организации движения по обочине применяют автомобили-самосвалы с боковой разгрузкой.

Место выгрузки цементно-бетонной смеси назначают по расчету. При ширине покрытия 4,5 м и толщине 22 см ориентировочно следует выгружать 2 автомобиля типа ЗИЛ — ММЗ-555 на каждые 3,5 м покрытия (из расчета, что один автомобиль доставляет 1,7 -1,8 м 3 смеси).

Повреждения выравнивающего слоя, сделанные проходом автомобиля, рабочие заглаживают гладилками. Бетонную смесь распределяют по основанию лопатами без перекидки.

Уложенную вровень с верхними гранями опалубки цементно-бетонную смесь уплотняют глубинными, а затем поверхностными вибраторами. Около опалубки и у швов расширения бетонную смесь прорабатывают глубинным вибратором особенно тщательно. Для предохранения булавы вибратора от поломки на ней должен быть поставлен ограничитель, не допускающий погружения булавы до цементно-грунтового основания.

В местах расположения швов сжатия в бетонную смесь погружают штыри из гладкой арматурной стали диаметром 18 мм и длиной 50 см.

Для точного расположения штырей применяют шаблон и вибропогружатель.

Поверхность бетонного покрытия отделывают виброрейкой, профиль которой должен соответствовать проектному профилю покрытия.

Верхние грани опалубки очищают от бетонной смеси. Виброрейку перемещают по поверхности бетона со скоростью 0,5-0,8 м/мин, при этом края виброрейки должны скользить по верхним граням опалубки. Впереди виброрейки рабочие лопатами добавляют недостающую бетонную смесь или удаляют ее излишки.

Если после прохода виброрейки на поверхности покрытия получаются вмятины и раковины, в эти места добавляют бетонную смесь и поверхность покрытия повторно обрабатывают виброрейкой.

При обработке поверхности бетона у прокладки шва виброрейку подводят к шву вплотную, а затем переносят на другую сторону шва и продолжают обработку поверхности бетона. Окончательно поверхность покрытия у закладной доски заглаживают теркой, а затем капроновой щеткой. После начала схватывания бетона закладную доску осторожно извлекают и производят обработку и заливку шва в такой же последовательности, как и шва сжатия.

После обработки бетона виброрейкой раковины заделывают теркой, удаляют капроновой щеткой цементное молоко и выглаживают покрытие гладилкой на длинной ручке.

Ровность покрытия проверяют рейкой длиной 3 м, которую устанавливают на покрытие параллельно продольной оси покрытия в нескольких местах. В местах, где: просветы под рейкой превышают 5 мм, добавляют цементно-бетонную смесь и повторяют обработку виброрейкой и гладилками.

Отделанную поверхность бетона обрабатывают движением капроновой щетки от осевого шва к кромке. При работе гладилками и капроновыми щетками их следует систематически очищать и промывать в воде.

Кромкам покрытия придают овальную форму, обрабатывая их специальной теркой.

При обработке поверхности бетона, кромок покрытия и швов категорически запрещается смачивать бетон.

Для удобства работ по обработке поверхности бетона и швов рабочие используют переносные деревянные мостики.

Швы сжатия устраивают в свежеуложенном бетоне. Для этого в местах расположения поперечных швов сжатия, размеченных ранее на опалубке, натягивают шнур или устанавливают направляющую рейку и по ней погружают в бетон в вертикальном положении на глубину 5-6 см закладные доски толщиной 8 мм. Верх закладных досок должен возвышаться над поверхностью бетона на 4-5 см. С обеих сторон закладных досок поверхность бетона обрабатывают и затирают теркой так, чтобы края будущего шва были на одном уровне.

После начала схватывания бетона закладные доски осторожно извлекают, швы обрабатывают теркой и заполняют горячей битумной мастикой из лейки.

Окончательно отделанную поверхность бетона укрывают передвижным тентом или после исчезновения водной пленки влажной мешковиной. Через 3-4 ч мешковину снимают и бетон укрывают песком слоем 6 см, который постоянно увлажняют в течение 20 суток.

Готовый участок покрытия на время твердения бетона и ухода за ним ограждают шлагбаумами и предупредительными знаками.

Опалубку снимают через 8-24 ч в зависимости от температуры воздуха. Сначала следует извлечь штыри, а затем ломиком осторожно отделить опалубку от бетона. Доски опалубки снимают, очищают и перевозят к новому месту установки, а боковые грани покрытия засыпают влажным песком.

После окончания срока твердения бетона поверхность покрытия очищают от песка, срезают излишки битумной мастики на швах специальной лопаточкой и, при необходимости, доливают в швы битумную мастику.

Основные требования к качеству

Готовое цементно-бетонное покрытие должно удовлетворять следующим требованиям:

Поверхность бетона должна быть ровной, без раковин, а кромки покрытия и грани швов иметь овальную форму. Бетон должен быть хорошо проработан, на боковых гранях покрытия не должно быть раковин.

Допустимые отклонения от проектных размеров составляют:

по ширине покрытия ………………………………….. ±5 см

по толщине…………………………………………………. ±10 %

по поперечному уклону……………………………….. ±0,5 %

Указания по технике безопасности

Рабочие, работающие с вибраторами и виброрейками, должны пройти курс обучения работе с электрифицированным инструментом, и ознакомлены с правилами техники безопасности.

Все кабели электропроводки, соединяющие понижающие трансформаторы с ПЭС и электровибраторами, должны быть изолированы. При оголении или обрыве электрокабеля, порче вибраторов рабочие должны немедленно заявить об этом электромонтеру (машинисту ПЭС).

На участках производства работ должны быть выставлены предупреждающие и ограждающие знаки, обеспечивающие безопасность работ.

В вечернюю смену рабочая площадка должна быть хорошо освещена.

При строительстве цементно-бетонных покрытий необходимо выполнять требования следующих нормативных документов:

1. Строительные нормы и правила, часть III, раздел Д, глава 5. Автомобильные дороги. Правила организации и производства работ. Приемка в эксплуатацию. СНиП Ш-Д.5-62. Госстройиздат. Ли, 1963.

2. Инструкция по устройству цементно-бетонных покрытий автомобильных дорог, ВСН 139-68/Минтрансстрой, Транспорт, М., 1968. Минтрансстрои

3. Правила техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог, Транспорт, М., 1969.

III. УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ТРУДА

Для выполнения комплекса работ по устройству цементно-бетонного покрытия на транспортной развязке намечают сменные захватки, на которых выполняют следующие работы:

а) установка опалубки и планировка выравнивающего слоя;

б) уплотнение песка выравнивающего слоя, устройство цементно-бетонного покрытия и уход за ним;

в) снятие опалубки и засыпка граней покрытия влажным песком.

На участке работ сосредотачивают необходимые подсобные материалы и приспособления: доски опалубки и штыри для их закрепления, материалы для смазки опалубки, конструкции швов расширения и доски для устройства рабочих швов; вставные рейки и мастику для заливки швов и песок для укрытия бетона, передвижной мостик, тент для укрытия бетона, а также набор инструментов и средств малой механизации (виброрейка, вибраторы, шаблоны и др.).

Вблизи участка работ располагают вагончики для отдыха рабочих и укрытия от ненастной погоды, ларь для хранения инструментов, емкость с водой для технической цели, бачки с питьевой водой, аптечку с набором медикаментов первой необходимости.

Работу по устройству цементно-бетонных покрытий выполняет комплексная бригада, состоящая из трех звеньев.

Установку опалубки и планировку выравнивающего слоя под шаблон выполняет звено рабочих в составе:

Бетонщик 3 разр. — 1

Бетонщики 2 разр. — 2

Один бетонщик 3 разр. и один 2 разр. устанавливают опалубку, а второй бетонщик 2 разр. планирует песок под шаблон.

В процессе работы звено выделяет одного бетонщика. 2 разр. для снятия опалубки на участках затвердевшего бетона и засыпки кромок покрытия песком.

Уплотнение песка выравнивающего слоя, устройство бетонного покрытия и нарезку швов производит звено рабочих в составе:

Бетонщики 4 разр. — 2

Бетонщики 3 разр. — 4

Бетонщики 2 разр. — 3

Дорожные рабочие 1 разр. — 2

Машинист электростанции 4 разр. — 1

Бетонщик 3 разр. уплотняет песчаный выравнивающий слой поверхностным вибратором, выравнивает его после проходов автомобилей, доставляющих цементно-бетонную смесь и распределяет цементно-бетонную смесь.

Три бетонщика 2 разр. принимают и распределяют цементно-бетонную смесь.

Бетонщик 3 разр. уплотняет цементно-бетонную смесь глубинным вибратором.

Два бетонщика 3 разр. (по одному с каждой стороны покрытия) отделывают поверхность бетона виброрейкой.

Два бетонщика 4 разр. выполняют окончательную отделку поверхности бетона, устройство швов и отделку кромок покрытия.

Уход за бетоном выполняет звено рабочих в составе двух дорожных рабочих 1 разр. В их обязанности входит укрытие бетона тентом или влажной мешковиной, снятие мешковины и засыпка бетона песком.

Машинист электростанции 4 разр. обслуживает передвижную электростанцию и вибраторы.

IV. ГРАФИК ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО УСТРОЙСТВУ ЦЕМЕНТНО-БЕТОННОГО
ПОКРЫТИЯ ШИРИНОЙ 4,5 м, ТОЛЩИНОЙ 22 см СРЕДСТВАМИ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ

V. КАЛЬКУЛЯЦИЯ ЗАТРАТ ТРУДА НА УСТРОЙСТВО 248 м 2 ЦЕМЕНТНОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ ШИРИНОЙ 4,5 м, ТОЛЩИНОЙ 22 см ВРУЧНУЮ СРЕДСТВАМИ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ

№ П/п	Шифр норм	Наименование работ	Состав звена	Единица измерения	Объем работ	Норма затрат труда на единицу измерения. чел-ч	Расценка, руб. -коп.	Количество чел-ч на полный объем работ	Стоимость затрат труда на полный объем работ, руб.-коп.
	ТНиР, п. 2, § Т1 -16, № 2	Устройство цементно-бетонного покрытия: планировка песчаного слоя под шаблон, уплотнение его вибратором, установка опалубки, установка конструкций швов расширения, прием бетонной смесит с очисткой кузовов автомобилей-самосвалов, распределение бетонной смеси вручную, уплотнение бетонной смеси вибраторами, отделка поверхности бетона виброрейкой, нарезка и отделка температурных швов, отделка бетонной поверхности вручную, устройство рабочего шва, укрытие бетонной поверхности битумизированной бумагой (мешковиной), засыпка бетонной поверхности слоем песка 5 -6 см	Бетонщики: 4 разр. — 2 3 разр. — 2 2 разр. — 3 Дорожный рабочий 1 разр. — 1	100 м 2	2,48		24-87	114,1	61-68
	ЕНиР, § 17-32, № 3	Заливка швов мастикой с приготовлением мастики на месте	Дорожный рабочий 3 разр. — 1	100 м шва			4-77		2-39
	Повременно	Обслуживание электростанции	Машинист электростанции 4 разр. — 1	чел-ч			0-62,5		5-00
	То же	Дополнительные затраты времени на забивку костылей в цементно-грунтовое основание при закреплении опалубки. Снятие опалубки на участках затвердевшего бетона с частичным ее ремонтом. Засыпка граней покрытия влажным песком	Бетонщик 2 разр. — 1				0-49,3		3-94
		Итого на 248 м 2						134,4	73-01
		Итого на 1000 м 2						541,93	294-40

VI. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

	По калькуляции (А)	По графику (Б)	На сколько процентов показатель по графику больше (+) или меньше (-), чем по калькуляции
Затраты труда на 1О00 м 2 покрытия	67,7	60,5	10,6
Средний разряд рабочих
Среднедневная заработная плата на одного рабочего, руб.-коп	4-35	4-87	12,0
Выработка одного рабочего в смену, м 2	14,8	16,5	11,5

VII. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

а) Основные материалы и полуфабрикаты

Наименование	Марка, ГОСТ	Единица измерения	Количество
			на единицу продукции (1000 м 2)	на смену (248 м 2)
Цементнобетонная смесь	ГОСТ 8424-63	м 3		55,06
Мешковина		м 3
Конструкции швов расширения		шт.
Битумная мастика для заливки швов		кг		41,9
Колпачки штыревого соединения		шт
Песок для подстилающего слоя	ГОСТ 8736 -62	м 3		13,6
Песок для ухода за бетоном	ГОСТ 8736 -92			14,9
Доски для краевой опалубки				0,57

б) Машины

Наименование	Марка,	ГОСТ	Количество
Поливомоечная машина ПМ-10
Электростанция мощностью 12 квт

в) Инструменты и приспособления

Наименование	Марка, ГОСТ	Количество
Глубинные вибраторы	И-116
Поверхностные вибраторы	С-413 или С-414
Виброрейки
Стальные костыли из стали диаметром 16 мм для закрепления опалубки длиной 450 мм
Ванна для замачивания реек и мойки инструмента
Передвижной мостик
Переносной тент 3×4,5 м.
Вагончик для ИТР
Вагончик для рабочих
Цистерна для воды на 3000 л
Автомобили-самосвалы ЗИЛ-ММЗ-555		По расчету
Лопаты совковые	ГОСТ 3620-63
Лопаты штыковые	ГОСТ 3620-63
Кувалды	ГОСТ 11401-65
Ломы	ГОСТ 1405-65
Топоры	ГОСТ 1399-56
Ножовки
Ведра
Лейка для заливки швов мастикой
Котел для разогрева мастики
Терки деревянные
Гладилки
Капроновые, щетки
Скребки
Металлические кельмы
Нивелир с комплектом реек	ГОСТ 11158-65

Технологическая карта составлена Отделом внедрения передовых методов труда и технического нормирования в строительстве автомобильных дорог и аэродромов института «Оргтрансстрой» (исполнитель инж. Т.П. Багирова) по материалам Харьковской нормативно-исследовательской станции/

Издание второе, переработанное с пересчетом на новые тарифные ставки. (Пересчет произвел инж. А.А. Холодкова).

Армирование дорог производиться для усиления несущей способности дорожного покрытия. Стандартные слои песка и щебня равномерно распределяют давление, но не в состоянии выдерживать сильные нагрузки.

Армирование дорожного полотна придает жесткость всей конструкции, и распределяет общую нагрузку на большую площадь, уменьшая точечное давление на грунт. При строительстве основания используют как стальную, так и стекловолоконную арматуру диаметром 14-18 мм, так же используют металлическую фибру, она увеличивает сопротивление излому. Бетон применяют в зависимости от климата и погодных условий, в холодную пору года применяют различные химические присадки, обеспечивающие нужные свойства.

Технология изготовления армированного бетонного покрытия

Строительство армированного дорожного полотна состоит из нескольких этапов:

Неисправности и ремонт бетонного основания

При не соблюдении технологического процесса при армировании дорожного полотна под бетон, со временем могут проявиться разрушения и поломки различного вида:

• трещины и вздутия. Воздействие воды и промерзание покрытия может привести к трещинам. Для устранения последствий вздутия и предотвращения дальнейшего разрушения необходимо снимать слой на всей дефектной площади. Если трещины не глубокие и не достают до армированного каркаса их можно залить битумом или мастикой. Если повреждение глубокое то бетон прорезается, гидроотбойником освобождается арматура, добавляются новые звенья и заливается все новым раствором.
• рассыпание. При разрушении дорожного полотна, внутрь попадает влага. При использовании бетона со слабой устойчивостью к воде, происходит разрыхление и рассыпания основы. Зимой вода внутри покрытия замерзает, что приводит к дополнительным разрушением. При ремонте используют дорожную фрезу, ею снимают поврежденный слой и заливают новым раствором. При выполнении работ по армированию дорожного полотна для тяжелой техники, важно обеспечить достаточную гидроизоляцию для избегания подобных неисправностей.
• проседание. При проседании армированного бетонного основания следует произвести капитальный ремонт участка. Помимо восстановления целостности, потребуется устранить причину проседания грунта.

Профилактика

Для увеличения срока службы дорог на них производят профилактику. Покрытие обрабатывается различными эмульсиями, образующими на поверхности тонкую пленку. Такая пленка хорошо защищает поверхность от проникновения влаги.

Единственный минус это уменьшение сцепления колес машин с дорожным покрытием.

Цена армированного полотна будет выше стандартной асфальтной дороги, но долговечность и эксплуатация без ремонта быстро окупят расходы.

Армирование дорожного полотна под бетон производиться для увеличения максимальной весовой нагрузки. Помимо этого армированное полотно служит намного дольше обычного и до 30 лет может обходиться без ремонта. Для достижения таких показателей при постройке, нужно тщательно придерживаться технологического процесса армирования дорожного полотна.

Related posts:

1. Стабилизация грунтов: улучшение качества полотна и экономия ресурсов

Нет комментариев

geoprofy.ru

Армированное бетонное основание дорожной одежды

Армированное бетонное основание(АБО) используют для повышения прочности и жесткости дорожной одежды. Песчаные и щебенчатые слои равномерно распределяют нагрузку на грунт на небольшом участке, но не способны придать необходимую жесткость. АБО увеличивает жесткость одежды и позволяет передать вертикальные нагрузки на большую площадь, уменьшая удельное давление на грунт.

Для строительства основания используют стальную или стекловолоконную арматуру диаметром 14-18 мм и различные бетоны. Состав бетона зависит от климата, условий заливки и ожидаемого дорожного потока. Для заливки в холодное время года используют различные добавки – мочевину, хлорид кальция, и другие.

Для увеличения эксплуатационных свойств бетона, наряду с арматурой в него добавляют металлическую фибру. Это увеличивает жесткость и прочность на излом.

Укладка армированного бетонного основания

Работы по созданию АБО производятся после укладки дренирующего слоя из песка, щебенчатых слоев и, при необходимости, утеплительного слоя.

• Создание арматурного каркаса. Основу бетонного слоя основания составляет каркас из арматуры. Бетон имеет очень высокую прочность на сжатие и крайне малую прочность на излом. Правильно сделанное армирование многократно повышает прочность на излом. Вызвано это тем, что прочность на излом зависит не только от прочности самого бетона, но и от прочности на растяжение арматуры. Для достижения максимальной прочности на излом, армирование проводят снизу и сверху бетонного слоя. Арматуру необходимо связать в сетку. Это позволит повысить прочность не только в продольном, но и в поперечном направлении. Неперевязанная арматура может сдвинуться во время заливки и уплотнения слоя, ухудшив его прочность на излом. Еще сильней увеличить прочность на излом позволяет применение металлической фибры.
• Установка опалубки. Перед заливкой устанавливают опалубку с помощью деревянных или металлических щитов, в некоторых случаях ее делают из бетонных дорожных блоков. В этом случае вершина блока играет роль бордюра. Опалубка нужна для того, чтобы придать основанию нужные формы и избежать перерасхода бетона.

Армированное бетонное основание увеличивает жесткость одежды и позволяет передать вертикальные нагрузки на большую площадь, уменьшая удельное давление на грунт.

• Бетон для заливки. Для основания используют бетоны, приготовленные с использованием щебня прочных горных пород, фракции 20-40 мм. Соотношение песка, щебня, цемента и дополнительных материалов зависят от температуры во время укладки, климатических условий и ожидаемой нагрузки на дорогу. Время доставки бетона с завода не должно превышать одного часа. Время с загрузки миксера или самосвала до заливки в опалубку, не должно превышать двух часов. Превышение этого времени снижает прочность готового армированного бетона.
• Заливка основания. Заливку производят с помощью бетоноукладочных машин на пневматическом или гусеничном ходу. Они позволяют не только укладывать ровный слой бетона, но еще и уплотнять его виброплитами.

Заливку армированного бетонного основания производят с помощью бетоноукладочных машин на пневматическом или гусеничном ходу.

Неисправности армированного бетонного основания

• Рыхлость. При нарушении целостности покрытия, внутрь дорожной одежды попадает вода. Если при создании АБО был использован бетон со слабой водостойкостью, то попавшая внутрь вода приведет к образованию рыхлости. Это, в свою очередь, приведет к образованию трещин и впадин на поверхности покрытия. Вода будет поступать все сильней и сильней. В зимние месяцы бетон начнет растрескиваться и крошиться. Попавшая внутрь бетона вода, превращаясь в лед, расширяется и разрывает бетон. Для устранения рыхлости необходимо на достаточной площади вырезать основание, дорожной фрезой снять рыхлый слой АБО, восстановить уровень поверхности основания, уложить новое покрытие, и обеспечить качественную гидроизоляцию.
• Трещины и пучение. Попадание воды в АБО и морозы, приводящие к промерзанию основания, приведут к пучению и глубоким трещинам в бетонном слое и покрытии. Для устранения последствий пучения, и предотвращения повторного появления необходимо снять покрытие на достаточной для ремонта площади, и провести осмотр АБО. Если трещины не достигли арматуры, их можно залить битумом или полимерными мастиками. Если трещины достигли арматуры, поврежденный кусок необходимо вырезать швонарезчиком или бетонорезной машиной, и извлечь. После чего гидромолотом или отбойным молотком освободить арматуру, прикрепить к ней новую, образовав из нее перевязанную сетку, и залить новым бетоном. После чего обязательно постелить теплоизоляционный слой, способный выдержать нагрузку, и восстановить покрытие с помощью литого асфальтобетона.

Если промерзание и пучение произошло в нескольких местах, вся дорога нуждается в реконструкции, потому что не соответствует климату.

• Проседание основания. При проседании АБО необходимо не только восстановить целостность основания, но и устранить причину проседания грунта. То есть провести капитальный ремонт на небольшом участке дороги.

Соблюдение требований ГОСТ и СНиП при проектировании, строительстве, обслуживании и ремонте армированного бетонного основания дорожной одежды, позволит дороге служить многие десятилетия.

roadmasters.ru

Бетонные дороги: используемые материалы. Монтаж опалубки и армировка. Заливка бетона и финишная обработка

Бетонные дороги в США являются практически неотъемлемым элементом ландшафта: применение эффективных технологий подготовки основания и заливки полотна позволяет получать достаточно прочное дорожное покрытие, выдерживающее серьезные транспортные нагрузки.

В России ситуация выглядит несколько иначе: литой бетон и бетонные плиты рассматриваются скорее как альтернатива, применяемая там, где асфальт проложить невозможно. И все же новые технологии постепенно внедряются, так что появление подобных трасс тоже не за горами.

При правильном подходе «бетонку» тоже можно сделать качественной

Подготовка к работе

Материалы для заливки полотна

При промышленной прокладке путей в нашей стране чаще всего применяются стандартизированные бетонные плиты для дороги. С одной стороны, использование подобных элементов существенно ускоряет работу, но с другой – качество полотна получается относительно невысоким, и потому поверхность очень быстро изнашивается (читайте также статью «Асфальтобетонные дорожные смеси: все их типы, разновидности и марки, предусмотренные стандартами»).

Именно так формируется асфальтобетонное покрытие дорог в промышленных масштабах

Обратите внимание! Особые неприятности доставляют стыки, которые со временем деформируются и превращаются в крупные выбоины.

Вот почему в частном строительстве чаще всего применяется технология заливки монолитного покрытия. Именно на ней мы и остановимся в нашей статье.

Смета на устройство бетонной дороги по заливной технологии включает в себя такие пункты:

• Во-первых, нам нужен качественный бетон. Для прокладки скоростных магистралей требуется использование составов на безе цемента М400 (В30) и прочнее, но для подъездной дороги к частному дому достаточно и М300 (В22,5 – В25).
• Подготовка основания осуществляется с обязательной подсыпкой песка и гравия.
• Чтобы обеспечить материалу достаточную упругость, его армируют стальными прутками или арматурной сеткой. Здесь используются металлические детали сечением 10-12 мм.
• Для эффективного функционирования и предотвращения деформаций, бетонное покрытие дорог нужно разделить на несколько участков компенсационными швами. При обустройстве таких швов используются специальные герметики.

Кроме того, нам понадобятся материалы для монтажа опалубки: доски толщиной не менее 50 мм, крепеж, стальные накладки на углы, штыри для фиксации каркаса.

Плиты дорожные со стальным армированием

Предварительная обработка участка

Технология бетонных дорог, описанная в ТР 147-03 «Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций из литых бетонных смесей», предусматривает обязательную подготовку основания:

• На участок, выбранный для строительства, наносим разметку.
• По разметке выполняем выборку грунта, удаляя верхний плодородный слой почвы и заглубляясь примерно на 60 см по отношению к запланированному уровню будущего полотна.

• Затем на земляное основание засыпаем слой гравия фракцией 40 и более миллиметров. Мощность такого слоя должна составлять около 30 см.
• Сверху укладываем гравийно-песчаную подушку, выводя ее на требуемый уровень. Подсыпку тщательно уплотняем трамбовочными машинами, постоянно увлажняя и подсыпая новые порции материала.
• Для проверки качества уплотнения используем стальной прут диаметром около 10 мм. При втыкании в основание он должен туго заглубляться на 60-70 см. Если прут проходит верхний слой с сопротивлением, а затем идет легко - нужно продолжать трамбовку, так как рыхлые участки рано или поздно дадут усадку.

Методика выполнения работ

Монтаж опалубки и армировка

Схема опалубки

• Перед началом монтажа определяем уровень, на котором будет находиться дорожное полотно. Желательно, чтобы он был несколько выше уровня грунта – тогда на проезжей части не будет скапливаться грязь.
• Также при проектировке подъездной дорожки к дому желательно заложить в конструкцию небольшой клон для стока воды. Оптимальная величина уклона составляет 2-3 см на 1 м.
• Затем устанавливаем опалубку, прочность которой напрямую зависит от параметров заливаемого цементного слоя. Для дороги толщиной 100 мм доски должны быть не тоньше 50 мм, а полотно мощностью 150 мм и более возводится в опалубке из бруса толщиной 100 мм.

Параллельно с опалубкой занимаемся армировкой и устройством компенсационных швов:

• По краям дорожного полотна устанавливаем ребра из стальной полосы.
• В саму дорогу на расстояние около 40 мм от основания закладываем сварную сетку с ячейкой 150х150 мм.
• Своими руками обустраиваем через каждые 10-12 метров температурные швы. Для закладки используем полосу ДВП или аналогичного материала, пропитанного битумом, а также резины, пластика и т.д. Сверху на полосу можно надеть специальную крышку, которая выставляется точно по уровню дороги.

Фото компенсационного шва в асфальтобетонной трассе

Обратите внимание! После полимеризации цемента крышку нужно удалить, а паз на ее месте – заполнить эластичным герметиком.

Заливка бетона и финишная обработка

Поскольку бетонирование дорог требует большого количества материала, раствор для этой цели обычно заказывают на крупных предприятиях. С одной стороны, цена материала несколько возрастает, но зато мы сможем выполнить заливку большого участка в один прием, не прерываясь и избегая формирования напряженных участков.

Сам процесс заливки происходит таким образом:

• Используя желоба, равномерно распределяем раствор из миксера внутри опалубки.
• С помощью правил на длинных ручках и лопат выполняем предварительное выравнивание плоскости, заполняя участки вдоль ребер и удаляя крупные воздушные полости.
• Затем длинным правилом (ровной доской или стальным П-образным профилем) окончательно выравниваем поверхность. Чтобы работать было легче, правило подбираем чуть больше ширины дороги - так его края можно будет опирать на опалубку.

Схема работы правилом

• В завершение используем так называемую «бычью гладилку» - широкую доску на длинной рукояти. Ею мы удаляем все неровности, одновременно уплотняя верхний слой покрытия.

Затем даем бетону схватиться.

После этого выполняем финишную отделку:

Расшивка для усадки материала

• Чтобы избежать растрескивания полотна при сушке, нарезаем усадочные швы. Для нарезки используем специальный инструмент - расшивку, заглубляясь не менее чем на 1/3 толщины бетонного слоя.

Совет! Шаг усадочного шва определяем, умножая толщину полотна на 30.

• После расшивки наносим на поверхность материала рельеф с помощью дорожной щетки. Так мы не только улучшаем сцепление покрытия с колесами, но и способствуем стоку воды. Благодаря такой обработке бетонированная дорога прослужит гораздо дольше!

Виды дорожных щеток

Вывод

Строительство дорог из бетона по описанной выше технологии вполне можно осуществлять самостоятельно. Конечно, проект получится масштабным, и затраты будут весьма существенными – но все же реализовать его можно и без привлечения профессионалов (см.также статью «Дорожный бетон: основные характеристики и особенности применения»).

Если данная методика заливки монолитного покрытия вас заинтересовала, рекомендуем также просмотреть видео в этой статье, содержащее дополнительную информацию.

rusbetonplus.ru

Строительство бетонной дороги

Известно, что в России существуют две явные проблемы, как однажды сказал классик. Это дураки и дороги. О дураках размышлять совершенно нет желания, а вот по поводу дорог можно развить достаточно интересные мысли. В первую очередь те, которые позволяют решать существующую проблему. И если проблема обучения человека зависит и от объекта, и от субъекта деятельности, то с дорогами дело обстоит легче – можно сделать их ремонт, имея лишь желания, силы и материалы для обустройства дорог, расположенных хотя бы на территории подъезда к вашему дому или на его территории.

От качества того грунта, который лежит под строящейся дорогой, зависит и технология, по которой будет происходить устройство и дальнейший ремонт из бетона, и то, насколько долго и качественно она прослужит вам и проезжающим по ней гостям.

Наиболее популярным видом, является бетонная дорога, технология устройства которой способна выдерживать чрезвычайно тяжелые нагрузки и функционально служить не только в качестве подъезда на территорию частного дома, но и в качестве дороги для скоростных магистралей. Ремонт которых, как известно, производится не очень часто. И дело тут совсем не в нехватке средств, просто так получается, ремонт, долгое время, не требуется. Если вы решаете начать строительство или ремонт подъездной дороги, то крайне важно определиться с тем, какая технология укладывания бетона подойдет в вашем конкретном случае.

Материалы для устройства

Устройство и последующий ремонт возможны при наличии следующих материалов:

• песок;
• гравий;
• герметик;
• пластик;
• бетонная смесь для заливки плит;
• арматурная сетка;
• доски;
• штыри;
• фиксаторы.

Строительство и ремонт

Правильно выбранный грунт и грамотно заложенное под дорогами из бетона основание обеспечит эффективный дренаж бетонных плит и исключит частый и весьма неприятный ремонт дорог из бетонной смеси и их покрытие.

От качества того грунта, который лежит под строящейся дорогой, зависит и технология, по которой будет происходить устройство и дальнейший ремонт, и то, насколько долго и качественно она прослужит вам и проезжающим по ней гостям. Общая технология, которой подвергается, и процедура строительства, и ремонт бетонных дорог, предполагает то, что непосредственно под бетоном располагается двухсотмиллиметровый слой из гравийного основания, которое, в свою очередь опирается на слой из более крупных камней, размер которых достигает 40 мм, уложенных на высоту в 20-30 см. Ниже располагается постель из естественного грунта. Естественно, технология зависимости от типа грунтовой подушки, влияет и на толщину каждого слоя, укладывающегося под дорогу из бетона. Лучшим вариантом подобной подушки станет гравийный или по большей мере песчаный грунт, которые блестящим образом способствуют естественному отводу поступающей с поверхности воды. Данную почву можно будет всего лишь тщательно утрамбовать и начинать организовывать устройство основания.

Если же постель под бетонные плиты состоит из таких природных составов, как торф, глина или представляет собой наносной грунт, отличающийся тем, что способен удерживать влагу в больших объемах и в течение длительного времени. Что напрочь отрицает то, что здесь присутствует технология природного дренажа. Решать эту проблему придется с использованием некоторой техники. Она нужна будет для того, чтобы снять почву, слоем до 15 см. Определить тип почвы и его несущую способность помогут специалисты, решение которых сможет ускорить строительство, если, конечно, в нем будут данные о не содержащих жидкость грунтах.

Правильно выбранный грунт и грамотно заложенное основание обеспечит эффективный дренаж бетонных плит и исключит частый и весьма неприятный ремонт дорог из бетонной смеси и их покрытие. После того, как земельные работы закончатся, нужно заняться профилированием дорог из бетона до необходимой высоты, размер которой может быть чуть ниже или выше – мм на 25. Для того чтобы технология дренажа функционировала еще лучше, нужно постараться выдержать уклон, строительство которой ведется для создания комфортного подъезда к дому. Специалисты рекомендуют делать следующий уклон – один мм на каждые 5 см.

Дренаж и утрамбовка грунта

Готовый бетон нужно вручную распределить вдоль ребер дороги и скрупулезно заполнить все появляющиеся пустоты.

В тех местах, где бетонные плиты укладываются в промежутки между домом и гаражом, для осуществления дренажа лучше начать строительство ливневого отстойника. В этом случае устройство ливневой канализации подразумевает использование дренажной трубы, диаметр которой более 10 см. Ее функция состоит в сбрасывании поступающей воды наружу или же в организованный коллектор ливневки. Устройство уплотнения грунта, на который будет укладываться бетон для дороги или плиты, должно отличаться высоким уровнем прочности, который зависит от того, насколько он уплотнен. Проверить данную характеристику постели можно посредством втыкания гладкого стального прута, толщиной не более 12 мм. Данные действия необходимо осуществлять через незначительное расстояние. Должная плотность грунта под устройство дороги из бетона, как показывает технология строительства, не позволяет проталкиванию прута на глубину ниже чем 60-70 см.

Если же во время проталкивания прута в грунт сопротивление почвы чувствуется только на первых 20 см, а далее входит в землю свободно, то нижние слои грунта не имеют достаточного уплотнения. Таким дорогам из бетона будет требоваться частый ремонт, так как подушка будет проседать, трескаться, и приведет рано или поздно, к разрушениям и бетона для дороги и всего полотна. Более того, и основание для бетона под и сама постель, должно включать в свое устройство материалы, препятствующие просачиванию воды вверх, непосредственно к дороге. В случае поступления влаги под плиты, сделанные из бетона, скопившаяся влага при замерзании в холодное время года, будет расширяться, и, в конце концов, приведет к вспучиванию плиты. Роль подобного материала, спасающего устройство плиты от разрушений, блестяще выполнит крошка из старого бетона, которую следует хорошенько утрамбовать. Уклона можно добиться тогда, когда технология ее строительства включает организацию опалубки.

Технология опалубки

После того, как этап уплотнения грунта и основания для установки плиты для дороги из смеси бетона, завершился, можно приступить к следующему этапу, которым является устройство опалубки. Здесь важно обратить внимание на толщину полотна бетона, от которой напрямую зависит то, доски с каким сечением будут необходимы в работе. Если плиты планируется залить толщиной в 100 мм, то опалубку придется делать из пиломатериала, сечение которого не должно превышать 50 x 100 мм. А при более толстом слое бетона для дороги, например, она будет равна 150 мм, то доски должны обладать следующим сечением – 50 мм на 150 мм.

Ход работ

Если вдруг во время эксплуатации плиты из бетона для дорог дадут трещины, то обычный ремонт покрытия тут вряд ли поможет.

Технология крепления опалубки должна быть организованна при помощи металлических вешек. Доски для этого подойдут любые, например, оставшиеся у вас после того, как вы сделали ремонт. Их можно предварительно покрыть специальным составом, который обеспечит их легкое отсоединение от бетона для дороги, по мере его застывания. После того, как устройство опалубки завершится, нужно будет нивелировать слой грунта в основании до точного показателя уклона, после чего все это устройство нужно будет плотно утрамбовать. Потом рекомендуется углубить на несколько сантиметров края устраиваемой дороги. Добавив толщины краям, обеспеченному путем утолщения по всему периметру плиты, поможет увеличить площадь опоры дороги и обеспечит защиту грунта, расположенного рядом с бетоном для дороги, от эрозии. Для того чтобы усилить ребра плит, технология позволяет заложить в них арматуру, чьи размеры и, соответственно, уровень прочности, превышают нормы, которые подразумевает строительство дорог, в два раза.

Устройство швов

Хорошим ходом в процессе заливания, станет установка температурных швов, благодаря которым будет обеспечено перемещение плиты создаваемой дороги из бетона, в зависимости от погодных условий. Эти швы еще называют швами расширения, и устраивают их перед этапом укладывания бетона. Подобное устройство позволяет перемещаться как по горизонтали, так и по вертикали, этому способствуют свойства используемого бетона для дорог, расширяться или сжиматься при температурных изменениях, ведь грунтовые условия под ним бетоном для дороги, тоже изменяются. В этой связи необходимо обеспечение полного разделения заливочных секций.

В случае, когда устройство бетонной дороги организуют на частном участке, отличающемся большими размерами, температурные швы можно заложить между строящейся дорогой и ведущей к дому дорожкой, которая располагается сбоку.

Опять же, между дорогой и площадкой на которой расположился гараж или какая-либо другая садовая постройка, ну, и конечно, между плитами этой дороги, которые являются основными. А в случае, когда дорога, к которой будет примыкать подъездная, то есть дорога общего пользования, тоже имеет бетонное устройство, то между ними нужно тоже устроить шов расширения.

Этот тип швов изготавливают из небольшого слоя материала, способного поглощать энергию. Например, пропитанный битумом лист ДВП, слой пластика, деревянный, пробковый или сделанный из резины вариант шва. Устроенный таким образом шов, целесообразно сверху закрыть, например, крышкой из пластика, которую следует установить заподлицо с поверхностью плит. После того, как весь бетон застынет, пластиковую крышку можно будет снять и заполнить верхнюю часть температурного шва герметиком. Обеспечивая устройство температурных швов, которые способствуют движению плит из бетона, ни в коем случае нельзя забывать о том, что располагать швы нужно, максимум, на расстоянии 12 метров друг от друга.

Если вдруг во время эксплуатации плиты из бетона для дорог дадут трещины, то обычный ремонт покрытия тут вряд ли поможет. Причина будет лежать намного глубже – в основании, на которое производилась заливка бетона для дороги. Ведь, недостаточно плотно утрамбованная подушка, с находящимися на ее поверхностями камнями, будет ограничивать движение плиты и, соответственно, приведет к разрушениям плит и швов между ними. Температурные швы важно включать в устройство дороги еще и из-за того, что они могут служить в качестве амортизаторов на стыке плиты из бетона для дороги, обеспечивающей комфортный подъезд автомобиля к дому с примыкающими к ней сооружениями участка, например, с дорожкой и гаражом или сараем.

Выбор арматуры

Арматура, использование которой предполагает технология данного строительства должна представлять собой сетку из металла, площадь ячейки которой равна 150 кв. мм. Такой выбор арматуры позволит избежать расширений и распространения трещин в бетоне, используемом для дороги по направлению в горизонтальной плоскости. Укладывать металлическую сетку нужно в процессе заливки бетона для дороги на высоте, примерно в 30-40 мм от нижней плоскости устраиваемой плиты. Для этого на данном уровне нужно разровнять бетон и по нему устелить имеющуюся арматурную сетку, для удобства, можно использовать такое устройство, как фиксаторы. Затем заливаете оставшийся у вас бетон. Сетку можно купить абсолютно новую или позаимствовать у приятелей, которые сделав ремонт палисадника, сняли, например, рабицу.

Требования к бетону

От того, бетон какого качества используется в момент, когда ведется устройство дороги из бетона, зависит не только ее внешний вид, но и как скоро придется делать ремонт покрытия. Качество бетона определяется по шкале измерения, имеющей количественные показатели от 1 до 12. При этом единице соответствует сухая бетонная смесь и уровень его влажности возрастает с увеличением числа. В качестве бетона для дорог подойдет вариант с показателем влажности, равным 4 или 5. Устройство этой смеси облегчит процесс укладывания бетона, да и работать с ней придется довольно быстро, чтобы не дать бетонной смеси подсохнуть. Добавлять воду в таких случаях не рекомендуют, так как это может значительно понизить уровень прочности, который она способна изначально гарантировать.

Готовый бетон нужно вручную распределить вдоль ребер дороги и скрупулезно заполнить все появляющиеся пустоты. Старайтесь разгрести бетон к самой высокой точке в опалубке, откуда он уже сам будет продвигаться в те участки, где еще нужна смесь. Теперь принимайтесь за выравнивание поверхности бетонной дороги. Делать это надо очень внимательно, не забывая время от времени подравнивать вручную ребра.

Потом придется подождать, когда с поверхности создаваемой плиты исчезнет вся влага и убедиться, что бетон достаточно прочный для того, чтобы выдержать вес одного рабочего. Его задачей будет, стоя на наколенниках, сперва, разметить и разделать усадочные швы, которые отличают имеющие слабости места, для того, чтобы формирование трещин получалось только вдоль шва, а не в произвольном порядке. После того, как этап отделки покрытия закончится, нужно будет распылить по получившейся поверхности смесь из затвердевающего герметика. Она обезопасит дорогу от чересчур быстрого испарения воды, позволив ей высохнуть равномерно и постепенно. Это повысит прочность итогового покрытия и в таком случае вы сможете не делать ремонт еще долгое время. Более того, бетон, при таком способе просыхания, еще и не будет поглощать влагу из атмосферы в период застывания.

Слишком частый ремонт автомобильных дорог и трасс говорит о том, что качество используемой при их строительстве бетонной смеси недостаточно хорошее. Возможно дело и не в качестве вовсе, а в нарушениях процесса ее устройства. В любом случае, косметический ремонт трасс делают чуть ли не каждый год, но проблему это полностью не решает. Отчего еще может зависеть столь часто происходящий ремонт дорог? Никто, наверное не ответит на этот вопрос объективно и он навсегда останется открытым.

Устройство полов. Материалы и технологии Зарубина Людмила

Глава 4 Монолитные бесшовные цементно-бетонные покрытия полов

Монолитные бесшовные цементно-бетонные покрытия полов

Бесшовные монолитные покрытия полов в основном применяют в промышленных, сельскохозяйственных и общественных (спортивных, учебных и др.) зданиях. Причина предпочтения монолитных покрытий заключается в характере эксплуатационных нагрузок на полы в подобных зданиях. Ударные нагрузки, возникающие при падении различных предметов, перемещении грузов и интенсивном движении людей и транспорта, быстро вызывают разрушение пола по стыкам элементов покрытия. Другой причиной выбора (для учебных заведений, спортивных залов и др.) бесшовных покрытий полов является низкая травмоопасность и высокие показатели гигиеничности.

Данный текст является ознакомительным фрагментом. Из книги Как построить сельский дом автора Шепелев Александр Михайлович

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПОЛОВ Линолеум - рулонный материал для покрытия полов, различной ширины, толщины и длины, на тканевой основе и без основы, одноцветный и многоцветный, может быть с ковровым рисунком. Бывает глифталевый, поливинилхлоридный, коллоксилиновый,

Из книги Устройство полов. Материалы и технологии автора Зарубина Людмила

Часть I Подготовка под покрытия полов

Из книги Правильный ремонт от пола до потолка: Справочник автора Онищенко Владимир

Часть II Покрытия полов Срок службы полов зависит от материала покрытия.Верхний слой пола непосредственно подвергается эксплуатационным воздействиям, поэтому очень важным является правильно выбрать тип финишного покрытия. Для этого заказчику следует знать: каковы

Из книги Столярные, плотничные, стекольные и паркетные работы: Практическое пособие автора Костенко Евгений Максимович

4.5. Мозаичные покрытия полов 4.5.1. Монолитные мозаичные бетонные покрытияМонолитные мозаично-бетонные полы выполняются по монолитному подстилающему слою или железобетонным плитам. Достоинством мозаичных полов являются высокие декоративные качества, износостойкость,

Из книги Гараж. Строим своими руками автора Никитко Иван

4.7. Покрытия промышленных бетонных полов с упрочнением слоя износа фиброармированием Основной задачей фиброармирования бетона является повышение сопротивления материала растяжению.Для изготовления промышленных полов в основном используется два типа фибры: стальная

Из книги автора

4.8. Покрытия бетонных полов с упрочнением верхнего слоя полимерными материалами Для упрочнения верхних слоев бетонных полов кроме сухих топпингов используются и жидкие. Упрочненные сухими топпингами полы не обладают высокой химической стойкостью, не выдерживают

Из книги автора

4.9. Покрытия бетонных полов с упрочнением верхнего слоя полимерцементными материалами Некоторые особенности технологических процессов и условия эксплуатации полов на предприятиях по переработке мяса, рыбы, молочных, консервных производствах, пекарнях ограничивают

Из книги автора

Глава 5 Полимерные покрытия полов (наливные полы) Полимерные полы представляют собой покрытия из полимерных материалов, нанесенных на нижележащее основание и образующих высокопрочный защитный слой толщиной от 0,2 до 8 мм.Широко распространены и достаточно отработаны

Из книги автора

Глава 6 Покрытия полов в жилых и общественных зданиях По материалам покрытий полы жилых и общественных зданий подразделяются на:? полы с покрытием из натуральной древесины;? полы с покрытием из синтетических материалов (рулонных и плиточных) или модифицированной

Из книги автора

6.7. Покрытия полов из рулонных материалов Рулонные материалы для полов на современном рынке представлены различными видами линолеума и ворсовых покрытий. Эти виды покрытий широко используются в жилых, офисных и других помещениях со сравнительно невысокой

Из книги автора

6.8. Покрытия полов из керамической плитки Керамическая плитка для пола (используется также термин «метлахская» от названия немецкого города Mettlach) имеет плотный керамический черепок с закрытой пористостью. По свойствам керамическая плитка близка к каменным плиткам из

Из книги автора

6.9. Покрытия полов из натурального камня Природный камень используется в интерьерах не одну тысячу лет, обладая, по сравнению с другими материалами, такими преимуществами, как уникальность, оригинальность, широкая цветовая гамма, разнообразие фактур, длительный срок

Из книги автора

Глава 8 Покрытия полов животноводческих помещений Одним из важнейших элементов животноводческого помещения является конструкция пола в местах отдыха животных. Только с полом происходит непосредственный контакт у животного. Теплопотери через пол могут достигать 41,9 Дж

Из книги автора

Выбор покрытия полов На сегодняшний день существуют следующие виды современных напольных покрытий: деревянные (специально обработанные доски, паркетные доски, паркет), пробковые, ламинированные, плиточные, из синтетических и полимерных материалов (ковровое покрытие,

Из книги автора

1. Материалы для покрытия полов Линолеум, плитки. Для покрытия полов применяют синтетические рулонные и плиточные материалы. В качестве рулонных покрытий используют в основном линолеум, который износостоек и обладает достаточной химической стойкостью.Линолеум в

Бетонами называют искусственные материалы, получающиеся в результате склеивания (скрепления) естественных каменных материалов - песка и гравия или щебня - в монолитный прочный камень. Бетоны различаются по вяжущему веществу, которым скрепляются зерна естественных каменных материалов. Наибольшее распространение имеет цементный бетон, в котором вяжущим веществом являются цементы. В дорожном строительстве широко применяются асфальтобетон и дегтебетон; в них вяжущим служат битумы и дегти. Существуют и другие виды бетонов: гипсобетон, известковый бетон и т. п.

Наша брошюра посвящена описанию свойств цементного бетона. В дальнейшем мы будем его называть просто бетоном.

Бетон - широко распространенный строительный материал. Сооружения из него можно часто видеть и на дорогах.

По внешнему виду бетонное сооружение, будь то опора моста, водопропускная труба или бетонное покрытие дороги, производит впечатление выполненного из серого камня. Со словом "камень" у нас обычно связано представление о мертвом, неподвижном материале, не изменяющем своих свойств в течение десятилетий и веков.

Представление о цементном бетоне, как о таком камне, правильно только с внешней стороны. На самом деле бетон - это искусственный камень, в котором непрерывно идут процессы развития, роста, старения, камень, который растет, крепнет, стареет и умирает. Действительно, основной особенностью цементного бетона по сравнению с другими камнями является формирование его свойств непосредственно на строительной площадке - в конструкции. Уже это придает всем работам, которые ведутся с бетоном, своеобразный характер. Бетон нужно не только приготовить, но и уплотнить, а затем создать такие условия, при которых он приобрел бы высокую прочность.

Цементное тесто в составе бетона, затвердевая, скрепляет, склеивает отдельные песчинки, отдельные щебенки в монолит, обладающий высокой прочностью, зависящей от прочности цементного камня, прочности каменных материалов и прочности сцепления цементит и камня с каменными материалами.

Смесь цемента, воды и песка называется растворной смесью, а после затвердевания - раствором. Смесь цемента, воды, песка и щебня или гравия в подвижном состоянии именуется бетонной смесью. Затвердевший камневидный материал, как было сказано выше, называется бетоном.

Приготовление бетона на строительной площадке ведется строителями; поэтому они имеют возможность влиять на свойства бетона в процессе его изготовления, имеют возможность регулировать свойства получаемого материала.

Основное свойство всякого строительного материала это его прочность.

Бетон обладает высокой прочностью, в особенности при сжатии. Бетонный кубик со стороной 10 сантиметров может выдержать нагрузку в 20-40 тонн, т. е. вес товарного вагона. Современные бетоны имеют еще большую прочность, выдерживая нагрузку в 500-600 килограммов на каждый квадратный сантиметр площади. Прочность бетона на растяжение значительно меньше. Если образец или конструкцию из бетона растягивать, то разрушение произойдет при усилиях в 10-15 раз меньших, чем при сжатии. В этом отличие свойств бетона от стали и других металлов, имеющих примерно одинаковую прочность и при растяжении и при сжатии.

Многие строительные конструкции при работе подвергаются действию изгибающих сил. В этом случае в сопротивлении бетона действию разрушающих сил основное значение имеет прочность его на растяжение.

Открытие и широкое применение в строительстве нового материала - железобетона устранило недостатки бетона как конструктивного материала. Железобетон завоевал прочное место в современном строительстве. В нем свойства бетона - большая прочность при сжатии, стойкость к действию воды и воздуха, огнестойкость - сочетаются с такими свойствами стали, как прочность при растяжении, упругость. В железобетонных конструкциях, там, где эти конструкции подвергаются действию растягивающих сил, установлены стальные стержни, которые и воспринимают действие этих сил. Количество стали и ее расположение в бетоне определяются расчетом. На рис.1 показано, как бетон и сталь совместно работают в новом материале - железобетоне.

Рис.1. Примеры для сравнения свойств бетона и железобетона

Железобетон в настоящее время распространен очень широко; из него возводятся плотины и мосты, дорожные покрытия автомобильных магистралей и покрытия взлетно-посадочных площадок для самолетов, строятся тоннели, трубы, резервуары, изготовляются конструкции жилых и промышленных зданий (колонны, балки, плиты перекрытий, лестницы и др.) и даже речные и морские суда. Бетон совершенно без стали, или, как ее называют, "арматуры", применяется теперь редко, но свойства цементного бетона во многом определяют и свойства железобетона.

В дорожном строительстве применение бетона быстро растет, поэтому каждый строитель-дорожник должен хорошо знать свойства этого материала.

Бетон обладает высокой стойкостью к таким природным воздействиям, как увлажнение и высушивание, охлаждение и нагревание, замораживание и оттаивание, истирание и размывание. Он является незаменимым материалом для долговечных сооружений, которые должны существовать десятки и сотни лет.

Важное преимущество бетона - это возможность использования местных материалов для его изготовления. Только одну десятую часть бетона (по весу) составляет искусственный материал - цемент, остальные девять десятых - это естественные каменные материалы и вода, которые нужно только добыть и доставить на место строительства.

Ни в какое сравнение нельзя поставить бетон с древесными материалами, которые разрушаются в результате гниения, легко загораются и непригодны поэтому для возведения долговечных сооружении. Сталь сравнительно быстро разрушается под действием влажного воздуха. Она не может быть использована для постройки стен зданий, так как легко проводит тепло; учитывая это свойство, стены из стали пришлось бы делать и 40 раз толще бетонных, сталь втрое тяжелее бетона.

Для строительства автомобильных дорог, по которым быстро движутся потоки автомобилей различных видов, бетон - незаменимый материал. Мосты, водопропускные сооружения, подпорные стенки и виадуки возводятся из железобетона. Дорожные покрытия на магистралях и основания под асфальтобетонные покрытия все в больших масштабах выполняются из цементобетона.

По решению партии и правительства в нашей стране широко развивается заводское производство сборного железобетона, применение которого приводит к индустриализации строительства, позволяет на строительной площадке только собирать сооружение из готовых деталей.

В дорожных покрытиях бетон противостоит изнашивающему действию проезжающего по дороге транспорта, передает и распределяет нагрузку от колес автомобиля на грунт. В конструкциях мостов бетон выдерживает тяжелые нагрузки от проходящих по мосту автомобилей, автобусов и трамваев, а также сопротивляется размывающему действию воды на опоры моста; о бетонные быки разламываются мощные льдины, которые несет в ледоход река. Теперь трудно даже представить, как велось бы строительство, если бы человек не располагал цементным бетоном. Многие сооружения, возводимые в наши дни из железобетона и бетона, потребовали бы гораздо больше труда и затрат при попытке использовать другие материалы, а иные были бы и совсем неосуществимы.

Если сравнить каменный мост с мостом из современного железобетона, обнаружится огромная разница в количестве материалов, во внешнем виде сооружений (рис.2). Каждому ясно, что чем меньше материалов идет на строительство, тем дешевле сооружение, тем оно выгоднее.

Рис.2. Мост, сооруженный из железобетона, и мост из естественного камня

О свойствах бетона и его применении в дорожном строительстве рассказывается далее.

Приготовление бетонной смеси

Чтобы из таких разнородных по свойствам веществ, как вода, цемент, песок и щебень или гравий, получить материал с вполне определенными свойствами - бетон, нужно выполнить ряд операций. При этом важно соблюдать указания технических правил и инструкций. Производство бетона хотя и происходит часто непосредственно на строительной площадке, но и в этом случае напоминает нам любое заводское производство.

Из хорошего цемента и каменных материалов можно получить прочный и устойчивый бетон, но можно и испортить его, если нарушить правила приготовления и составления бетона. Прежде всего необходимо определить состав бетонной смеси - соотношение всех материалов для нее. Сколько нужно взять цемента и других материалов и в каком соотношении, определяет лаборатория, существующая на каждом строительстве. До подбора состава бетона должны быть известны требования к этому бетону. В проекте сооружения в зависимости от назначения бетона к нему предъявляются те или иные требования по прочности и другим техническим свойствам.

Прочность бетона указывается в виде марки. Долговечность бетона в большинстве случаев выражается в требовании к его морозостойкости. Для климатических условий нашей страны необходим бетон с очень высокой морозостойкостью. Чтобы бетон удовлетворял этим требованиям, должен применяться портланд-цемент определенного минералогического состава и марки не ниже 500; каменные материалы можно использовать только проверенные на морозостойкость, а водоцементное отношение смеси следует принять не выше 0,50. При соблюдении всех этих требований бетон будет обладать высокой морозостойкостью. Не менее важно при назначении состава бетона предусмотреть, чтобы свойства бетонной смеси соответствавали имеющимся механизмам для ее уплотнения и укладки.

Это соответствие достигается таким подбором состава смеси, который придает ей определенную подвижность. Скорость разжижения бетонной смеси при вибрировании называют еще удобоукладываемостью.

Подвижность бетонной смеси определяют следующим способом. Бетонной смесью наполняют металлическуюформу - конус, не имеющий дна и установленный на ровной подставке. Конус снимают и измеряют оседание (оплывание) бетонной смеси после его снятия. Подвижность бетонной смеси выражают в сантиметрах осадки смеси по сравнению с первоначальной высотой.

Для определения удобоукладываемости конус устанавливают в форму образцов - кубов с размером сторон 20 сантиметров. Форму с конусом закрепляют на лабораторной виброплощадке (рис.3). Конус заполняют бетонной смесью, так же как и при определении подвижности, снимают форму-конус, включают виброплощадку и определяют время расплывания бетонной смеси в форме. Показателем удобоукладываемости является время в секундах, которое затрачивается на расплывание смеси в форме.

Рис.3. Определение удобоукладываемости бетонной смеси:
слева - форма с конусом, заполненным бетонной смесью, до вибрирования;
справа - форма с бетонной смесью после вибрирования

Для обычного дорожного бетона применяется смесь с осадкой конуса 2-3 сантиметра и удобоукладываемостью 20-25 секунд. Для тонкостенных и густоармированных конструкций осадка конуса бетонной смеси должна составлять 5-6 сантиметров при удобоукладываемости 5-10 секунд.

Основное требование, которого обычно придерживаются при подборе состава бетона для дорожных покрытий и для армированных конструкций, - это заполнение всех пустот между частицами более крупного материала мелкими частицами. Кроме этого, необходимо создание смазывающего слоя из цементного теста на поверхности частиц заполнителя для получения подвижной смеси.

Рис.4. Схема подбора состава бетона

Ha рис.4 наглядно представлен ход подбора состава бетона. Сначала задаются количеством цемента или по вспомогательным таблицам подсчитывают количество воды, необходимое для данной смеси. Затем определяют водоцементное отношение - В/Ц. Это отношение очень важно для характеристики качества и свойств цементного камня и бетона. Понятно, что чем более разбавлен цементный клей, тем меньше его прочность. В практике подбора состава бетона заданной прочности пользуются построенными на основании опытных данных графиками зависимости прочности бетона от В/Ц. На рис.5 приведен пример такого графика для бетонов на цементах разных марок и щебня. При большом объеме работ рекомендуется подбирать состав бетона заранее, в лаборатории, определяя зависимость прочности бетона от водоцементного отношения на опыте для данных материалов. Определив расход цемента и воды, рассчитывают количество минеральных материалов - песка и щебня - таким образом, чтобы их объем в сумме с объемом цементного теста составил 1000 литров (1 кубометр). После предварительных расчетов обязательно производят пробное затворение бетонной смеси с проверкой ее удобоукладываемости и с изготовлением контрольных образцов. Если при проверке удобоукладываемость бетонной смеси окажется отличающейся от заданной, производят исправление состава бетона изменением содержания в нем цемента и воды, оставляя неизменным водоцементное отношение.

Рис.5. График зависимости марки бетона от водоцементного отношения для цементов разных марок (цифры над кривыми обозначают марку цемента).

Когда установлен состав бетона, он передается на бетонный завод. Для точного отвешивания составляющих на современных бетонных заводах применяются автоматические весовые дозаторы, которые устанавливаются для отвешивания заданной порции любого сыпучего материала или воды. На небольших бетоносмесительных установках пользуются более простыми дозаторами, например бункерами или ящиками, смонтированными на обычных сотенных весах.

Точное отмеривание составных частей бетона необходимо для того, чтобы его свойства совпадали с заданными и гарантировалась необходимая однородность смеси. Кроме того, неточность в дозировании ведет к перерасходу цемента - наиболее дорогой составной части бетона. Поэтому современные технические правила требуют обязательного применения несовой дозировки всех материалов.

Следующая операция это перемешивание бетонной смеси. Перемешивание производится в специальных машинах - бетономешалках. Наша промышленность для разных условий работы выпускает передвижные и стационарные бетономешалки разной мощности с объемом смесительного барабана от 100 до 4500 литров. Для приготовления жестких смесей выпускаются бетономешалки с принудительным перемешиванием. Обычные бетономешалки перемешивают бетонную смесь за счет переваливания ее лопастями при вращении барабана. На рис.6 показаны два вида наиболее распространенных бетономешалок. После перемешивания смесь выгружается путем наклона барабана при его грушевидной форме или через лоток, вдвигаемый внутрь барабана.

Рис.6. Бетономешалки различной конструкции

Обычные бетономешалки работают по такому периодическому циклу. Но существуют и бетономешалки непрерывного действия, имеющие значительно большую производительность при меньших размерах.

Производительность бетономешалки периодического действия изменяется в зависимости от их емкости. При средней емкости она вмещает при загрузке 1200 литров сухих материалов и выдает около 800 литров готовой бетонной смеси. Ее часовая производительность составляет примерно 15 кубометров смеси. Бетономешалка непрерывного действия более экономична и проектируется на производительность 100-200 кубометров в час.

В дорожном строительстве широко применяются передвижные бетономешалки, так как при поступлении материалов железнодорожным или водным транспортом и больших расстояниях от баз до места укладки перевозка бетонной смеси затрудняется и становится технически недопустимой. При длительной перевозке смеси изменяется ее подвижность и ухудшается качество; поэтому дорожники стремятся перевозить сухие материалы, а смешивать их на месте укладки в передвижной бетономешалке.

Последнее достижение техники в области приготовления бетона - современные автоматизированные заводы для крупных строек. Круглые сутки на таком заводе работают затворы дозаторов, сыплется с грохотом в бункеры щебень и песок, льется вода. Готовая бетонная смесь вываливается в кузова мощных самосвалов, которые везут ее на сооружения, выгружают и снова возвращаются на завод.

Работы по дальнейшему усовершенствованию способов приготовления и укладки бетонной смеси продолжаются.

Чтобы плотно уложить бетонную смесь при наименьшем содержании в ней воды, а следовательно, при наименьшем расходе цемента, в настоящее время широко применяется вибрирование бетонной смеси. В чем же заключается его действие. Каждому известно, что встряхивание зернистого материала, например сухого песка, позволяет поместить и один и тот же ящик гораздо больше материала, чем без такого потряхивания: материал укладывается плотнее. Если встряхивать с большой частотой бетонную смесь, то цементным раствор разжижается, и смесь приобретает свойства жидкости. В таком состоянии бетонная смесь плотно заполняет несь объем опалубки, не оставляя в ней пустот - раковин.

Для придания вибрации бетонной смоги применяются специальные механизмы - вибраторы.

Вибратор совершает несколько тысяч колебаний в минуту, и эти колебания передаются окружающей его бетонной смеси. Смесь, приобретая свойства тяжелой жидкости, растекается по опалубке, заполняя ее и обволакивая арматуру. Щебет, и гравий при этом тонут в цементном растворе и равномерно распределяются по всей массе бетона.

Применяя вибрацию, можно уложить значительно менее подвижные смеси, чем вручную. Уменьшая количество воды для таких смесей, мы улучшаем технические свойства бетона. Поэтому вибрированный бетон обладает более высоким качеством по сравнению с бетоном, уложенным вручную.

Наша промышленность выпускает различные виды вибраторов, предназначенных для укладки бетона в массивные и тонкостенные, неармированные и армированные конструкции. На рис.7 показан внешний вид внутреннего и поверхностного вибраторов для уплотнения бетонной смеси.

Рис.7. Внешний вид вибраторов:
а - внутренний вибратор;
б - поверхностный вибратор

Внутренний вибратор при работе погружается в бетонную массу. Для конструкции небольшой толщины и с большой горизонтальной поверхностью, как, например, дорожные покрытия, плиты мостов и перекрытий и т. п., применяются так называемые поверхностные вибраторы (изображен на рис.7, б), прикрепленные к площадке, которая ставится на поверхность бетона. Колебания площадки передаются бетонной смеси. Они наиболее широко раопространены в дорожном строительстве. Для уплотнения бетона в изделиях форма с изделием устанавливается на специальный вибростол. При включении вибратора колебаниям подвергается вся форма вместе с бетонной смесью; в результате достигается высокая степень уплотнения. Можно передать колебания бетонной смеси и закрепив вибратор на опалубке; такие вибраторы называются наружными или тисковыми, так как крепятся к опалубке при помощи тисков.

Техника уплотнения бетона, особенно при изготовлении сборных бетонных изделий, быстро совершенствуется: увеличиваются мощность и частота колебаний вибраторов, вводится одновременное вибрирование на вибростоле и поверхностным вибратором, вибрирование с пригрузкой бетонной смеси по всей площади изделия. Можно предполагать, что в ближайшие годы технология укладки и уплотнения бетона сделает значительный шаг вперед на пути дальнейшего технического прогресса.

При строительстве дорог применяются сложные комплексные бетоноотделочные машины, производящие разравнивание смеси, уплотнение ее вибрированием и трамбованием, профилирование поверхности и трамбование ее. Современный агрегат для устройства цементобетонного дорожного покрытия (рис.8) не уступает по сложности выполняемых операций и эффективности работы зерновым и угольным комбайнам.

Рис.8. Дорожный бетоноукладчик

Весь цикл устройства дорожного покрытия выполняется несколькими машинами. По профилированному и уплотненному основанию устанавливаются рельс-формы; они отграничивают полосу будущего покрытия проезжей части, являются опалубкой для плиты дорожного покрытия и в то же время служат рельсами для движения бетоноукладочных машин. Цепочка автомобилей-самосвалов доставляет бетонную смесь с завода и сбрасывает ее в ковш распределителя. Из ковша смесь перегружается в бункер-распределитель и укладывается п рыхлом состоянии на основание между рельс-формами слоем определенной толщины. Вслед за распределителем движется бетоноотделочная машина, уплотняющая, выравнивающая и профилирующая покрытие; за ней передвигаются устройства для нарезки температурных швов. За сутки такой агрегат может пройти 300 метров, оставив после себя готовое дорожное покрытие. После укладки бетона поверхность его закрывают слоем песка или пленкой какого-либо лака или битума, предохраняя этим от высыхания. В случае когда укрытие сделано песком, его регулярно поливают водой. Через 20 суток разрешается открывать движение по дороге, если стояла теплая погода с температурой воздуха не ниже 15°.

Для средней полосы России продолжительность строительного сезона составляет около 200 суток. За это время один комплект машин сможет приготовить 60 километров первоклассной дороги. А какое огромное количество строительных материалов надо перевезти для этого! Только для сооружения покрытия понадобится свыше 3500 тонн материалов на километр дороги, а на все протяжение дороги - свыше 200 000 тонн. Для перевозки всей этой массы песка, щебня, бетонной смеси и т. п. потребуется около 40 000 рейсов мощных самосвалов.

Созревание бетона

От момента изготовления бетонной смеси до полного ее затвердевания проходит определенный период созревания, приобретения прочности, продолжающийся в зависимости от вида цемента и внешних условий (температуры и влажности) от нескольких дней до нескольких месяцев и даже лет. За это время бетон из подвижность пластичной массы превращается в прочный искусственный камень.

Это превращение происходит постепенно. Первый период созревания бетона называется периодом схватывания. Он длится обычно несколько часов. В это время цементное тесто теряет свою подвижность. Вода частично вступает в химические соединения, а частично распределяется по поверхности вновь образовавшихся соединений, бетонная смесь теряет свою подвижность и приобретает минимальную прочность.

Период схватывания невозможно резко отделить от следующего периода - периода твердения. Однако через несколько часов после укладки наступает момент, когда бетонная смесь становится неподвижной и не может быть провибрирована без разрушения. Этот момент можно считать концом периода схватывания.

Чтобы процессы химического соединения воды с минералами цемента шли достаточно эффективно, необходимо поддерживать бетон во влажном состоянии. Твердение прекращается не только при пониженной температуре, но и при недостаточной влажности. В этом отношении бетон напоминает растение: его надо поливать и держать в тепле, чтобы он хорошо окреп. При обычной температуре бетон на портланд-цементе приобретает основную прочность в течение 20-30 суток твердения. Благоприятное действие на скорость твердения оказывает повышение температуры, которое, как известно, ускоряет химические реакции. Для расчетов обычно принимают прочность, которую бетон достигает к сроку твердения 28 суток. Повышение температуры позволяет получить эту же прочность в значительно более короткие сроки.

На основании изучения процесса твердения выработаны условия получения хорошего бетона: умеренное количество воды при затворении, влажные и теплые условия твердения. От соблюдения этих условий зависит качество конструкций.

Бетонные работы зимой

Сравнительно суровые климатические условия почти на всей территории России неблагоприятны для твердения бетона; поэтому строителям часто приходится искусственно создавать уложенному бетону влажную и теплую среду. Советские ученые и инженеры разработали высокоэффективные методы укладки бетона в зимних условиях, позволяющие вести работы круглый год.

Зимой приходится подогревать материалы для бетона и предохранять их от остывания или даже обогревать уложенный в сооружение бетон, пока он не приобретет нужной прочности. Но за последние годы разработан способ, позволяющий вести работы при отрицательных температурах и без обогрева материалов и бетона.

Самый простой способ создать благоприятные условия для твердения бетона в зимнее время - это способ "термос а", разработанный свыше 40 лет назад проф. И.А. Киреенко. При этом способе конструкцию хорошо изолируют от окружающей среды так, чтобы она длительное время оставалась в тепле. Принцип этого метода - тот же, что и у обычного термоса. Выделяющееся во время твердения цемента тепло при отсутствии потерь разогревает конструкцию изнутри. Таким способом можно укладывать бетон в массивные сооружения, поверхность которых невелика по сравнению с объемом.

Для менее массивных конструкций применяют искусственный обогрев: сооружение одевают деревянным тепляком (это наименее выгодный прием) или прогревают паром, устанавливая вокруг опалубки специальный кожух, под который пропускают пар, или, наконец, прогревают сооружение электрическим током.

Широкое применение при производстве бетонных работ зимой находит способ, основанный на введении в бетонную смесь добавок солей, понижающих температуру замерзания бетонной смеси и ускоряющих процессы твердения бетона. К таким солям относятся хлористые соли: хлористый кальций и хлористый натрий. При небольших добавках солей возможно строительство любых ответственных сооружений в условиях заморозков и слабых морозов без принятия специальных мер по обогреву бетона. Для менее ответственных и временных сооружений возможно применение больших добавок солей, которые позволяют вести работы так же, как и летом, при температурах до -20°.

На рис.9 изображены различные способы прогрева бетона в сооружениях при производстве работ в зимнее время. Пропариваиие бетона применяют и в летнее время на базах по производству сборных железобетонных деталей для ускорения твердения бетона и увеличения оборачиваемости форм.

Рис.9. Способы прогрева бетона зимой:
а - способ "термоса"; б - паропрогрев; в - электропрогрев

Методы производства бетонных работ зимой, ускоренные способы созревания бетона путем прогрева и пропаривания нашли в советской строительной технике самое широкое распространение.

Круглогодичное производство работ, изготовление сборных изделий на заводах становятся основными приемами, характеризующими отечественную технику бетонных работ, в том числе и на дорожных стройках.

Долговечность бетонных сооружений

В строительстве гигантских сооружений цементному бетону принадлежит важнейшая роль, как одному из наиболее долговечных строительных материалов современности.

На первый взгляд мертвые, неподвижные сооружения из бетона живут и сложных и напряженных условиях, подвергаясь разрушительным изменениям. Понять жизнь бетона, его свойства и болезни, научиться управлять его жизнью по своему желанию - вот задача человека, создавшего бетон.

Действительно, почему разрушаются отдельные сооружения, построенные из бетона?

Бетон хотя и очень стоек, но со временем "дряхлеет", покрывается трещинами, рассыпается и погибает. Дело в том, что бетон сохранялся бы практически вечно, если бы не подвергался воздействиям окружающей среды. Наиболее сильное разрушающее действие на сооружения из бетона оказывает вода.

Существует древняя латинская поговорка "капля точит камень". Эта поговорка верна не только в переносном, но и в прямом смысле. Нередко можно видеть на старом каменном тротуаре углубления, образовавшиеся в камне в местах постоянного падения капель воды с крыши. Они появились потому, что происходит медленное растворение камня в воде. Частицы падающей воды отрывают молекулы вещества, составляющего камень, с его поверхности, окружают их и уносят с собой. В течение длительного времени даже кварцевый речной песок постепенно растворяется в больших количествах воды.

В природных условиях в течение длительных периодов времени, измеряемых десятками и сотнями тысяч лет, непрерывно происходят процессы растворения одних пород и образования новых.

Растворение естественных и искусственных каменных материалов может значительно увеличиться, если вода содержит углекислоту и некоторые другие вещества. Углекислый газ содержится в воздухе в очень небольшом количестве (0,03%) и, следовательно, присутствует во всякой воде, которая соприкасается с воздухом.

Такой широко распространенный природный каменный материал, как известняк, растворяется в еще больших количествах в воде, чем кварц. Для растворения 1 грамма известняка нужно около 3000 литров воды. Присутствие углекислого газа в воде резко повышает растворимость известняка. В природных залежах известняка в результате растворения его водой образуются огромные подземные пещеры.

Мы подробно рассказываем об устойчивости горных пород, так как бетон по существу представляет собой искусственную горную породу, и процессы его разрушения сходны с разрушением естественных горных пород.

Затвердевший бетон содержит известь, вещество хорошо растворимое в воде. Да и другие вещества, составляющие цементный камень, могут постепенно растворяться в воде.

Академик А.А. Байков, изучивший долговечность бетонов, указывал, что все бетонные сооружения из портланд-цемента неизбежно должны подвергаться процессу выщелачивания извести и по истечении известного времени утрачивать всякую связность и разрушаться.

В дорожных сооружениях наибольшую опасность растворение представляет для мостовых опор. В дорожном покрытии растворяющему действию воды подвергается поверхностный слой.

Кроме растворяющего действия, вода особенно опасна в тех случаях, когда бетонное вооруженно подвергается попеременному намоканию в воде и последующему замораживанию. Многократное повторение таких циклов приводит к быстрому разрушению бетона.

При замораживании бетона, насыщенного водой, разрушение происходит вследствие известной из физики аномалии воды. В противоположность большинству веществ вода, как известно, при замерзании, т.е. при переходе из жидкого состояния и твердое, расширяется, и весьма значительно - примерно на 10%. Всем известно, что нельзя оставлять на морозе наполненную водой и закупоренную бутыль: вода замерзнет, и бутыль может лопнуть, так как замерзающая иода может развить давление свыше 800 атмосфер (рис.10). Даже стальные водопроводные трубы, уложенные в земле, в сильные морозы могут лопнуть в результате замерзания находящейся в них воды. Увеличение объема воды при замерзании использовалось прежде в каменоломнях для раскалывания добываемого камня.

Рис.10. а - вода, замерзшая в открытом сосуде (ведре): лед образует "шапку" над стенками сосуда, занимая больший объем;
б - при замораживании воды в плотно закрытом сосуде давление на его стенки достигает 800 атмосфер

Такие же явления происходят в затвердевшем бетоне, когда он подвергается замораживанию. Вода, находящаяся в порах бетона, замерзает в них и, расширяясь, вызывает напряжения, способные разрушить бетонное сооружение. Большая или меньшая устойчивость бетона к разрушающему действию воды и мороза зависит прежде всего от строения цементного камня. Задачей строителя-дорожника, возводящего бетонные сооружения, является создание всех условий для получения морозостойкого долговечного бетона. Для этого бетон должен быть возможно более плотным, а это значит, что он должен быть приготовлен при минимальных количествах воды, плотно уложен и выдержан в благоприятных условиях для твердения.

В подводных и подземных частях сооружений нет опасности разрушения бетона от замораживания, на здесь возможно растворяющее действие воды, которое может быть усилено химическим действием солей, растворенных в природных водах.

Природные воды (подземные и речные) могут иметь резко различный состав в зависимости от состава горных пород, с которыми они соприкасаются на своем пути.

Для бетона особенно вредно содержание в воде сернокислых солей (сульфатов). Сернокислый кальций, сернокислый магний, сернокислый натрий опасны потому, что, попадая в водном растворе внутрь бетона, вступают в химическое взаимодействие с составными частями затвердевшего цементного камня, образуя новые соединения. Когда в затвердевшем цементном камне начинаются химические реакции с образованием новых веществ, то, естественно, сцепление частиц цементного камня нарушается и его прочность, а следовательно, и прочность бетона падает. Кроме этого, сульфаты образуют с составными частями цементного камня - известью и алюминатами кальция - новое соединение - сульфоалюминат кальция, который занимает объем в 2,5 раза больший, чем исходные материалы.

Кристаллизация сульфоалюмината кальция приводит к разбуханию и растрескиванию цементного камня, а следовательно, и конструкций из цементного бетона.

Различные виды агрессивного химического воздействия природных вод на бетон могут быть сведены к трем основным видам, представленным на рис.11.

Рис.11. Основные виды разрушения бетона агрессивными водами

Проектируя и строя долговечные сооружения, инженеры учитывают условия, в которых эти сооружения будут находиться, и рассчитывают их службу на заранее заданные сроки.

Дорожные покрытия из бетона

Прочный, долговечный, износоустойчивый цементный бетон показал себя с самой лучшей стороны в качестве материала для дорожных оснований и покрытий. Расчеты подтверждают, что применение цементного бетона дает большую экономию народному хозяйству.

Еще в 1913 г, в Тифлисе была построена первая дорога с бетонным покрытием.

Помимо прямых экономических выгод при строительстве, бетонное покрытие дает значительные технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги. Высокая долговечность бетона позволяет сократить расходы на содержание и ремонт до минимума. Срок службы бетонного покрытия автомобильной дороги в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона. Хорошо построенная дорога с цементобетонным покрытием (рис. 20) может служить без капитального ремонта несколько десятков лет. Цементобетонное дорожное покрытие представляет собой плиту толщиной 18-24 сантиметра.

Рис.12. Автомобильная дорога с цементобетонным покрытием

Если дорогу покрыть сплошной лентой бетона, то при изменениях температуры (днем и ночью, летом и зимой) бетонная плита будет изменяться в размерах - расширяться и сокращаться, и в ней возникнут напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона. Всем известно, что при устройстве железнодорожных путей рельсы для предохранения от коробления при температурном расширении никогда не соединяют вплотную, а оставляют на стыках зазор в несколько миллиметров. Летом этот зазор закрывается, а зимой концы рельсов расходятся.

На бетонной дороге тоже на определенном расстоянии делаются швы - зазоры. Чтобы бетонная плита не разрушалась при нагревании, устраивают швы расширения - сквозные зазоры между соседними плитами бетонного покрытия. Швы заполняют эластичной мастикой из битума, чтобы в основание под плиту не проникала вода. Швы расширения в умеренном климате устраивают через 20-30 метров. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата местности.

Если не предусмотреть шва расширения, то покрытие, нагреваясь в жаркий солнечный дочь, будет так напряжено, что с его поверхности могут откалываться целые куски бетона. С силой отлетая от покрытия, они могут вызвать несчастные случаи. Такие явления наблюдались на одной из дорог Калифорнии (США), где не было сделано необходимых швов.

При охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем температура бетонной смеси и момент укладки, бетон будет сжиматься, и бетонная плита может дать трещины. Во избежание появления таких трещин покрытие разделяется швами на расстояниях меньших, чем те, при которых возникают опасные напряжения. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии (5-10 метров и представляют собой прорези, глубина которых равна одной трети толщины плиты. Эти швы называются швами сжатия. Когда в бетоне поянлнютеи напряжения от сжатия при охлаждении, бетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте - по сечению, ослабленному надрезом. Шов сжатия заливают мастикой, так же как и шов расширения.

По оси дороги также устраивают шов по типу швов сжатия, - иначе возможно образование продольной трещины.

Таким образом, цементобетонное дорожное покрытие состоит как бы из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки от движущихся машин от одной плиты к другой в швах устанавливают специальные металлические стержни.

От качества выполнения всех работ по устройству покрытия зависит в дальнейшем срок его службы.

Строительство дорог с бетонным покрытием непрерывно возрастает, они становятся основным видом магистральных дорог.