Главная О компании Контакты Техника Библиотека Новости
Контакты
490-56-77      490-54-01
490-53-29      490-56-98
Продукция
Бетон и раствор
Железобетон
Газобетон
Цемент
Нерудные материалы
  • Песок строительный
  • Щебень гранитный и др.
  • Керамзит
  • Отсев гранитный

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ БЕТОНОВ И РАСТВОРОВ

ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ

Определение и применение.

Легкий бетон применяется более 50 лет. Его прочность примерно пропорциональна его весу, а его сопротивление атмосферным влияниям приблизительно такое же, что и у обычного бетона. По сравнению с бетоном, приготовленным на обычных заполнителях, легкий бетон имеет и преимущества и недостатки. К первым следует отнести экономию металла в поддерживающих конструкциях и уменьшение благодаря снижению нагрузок размеров фундаментов, лучшая огнестойкость и хорошие изоляционные свойства. К недостаткам относятся: большая стоимость, высокая пористость и значительная усадка при твердении.

Основное применение на строительных работах Бюро мелиорации легкий бетон находит при выполнении подготовки для плит, полов и кровель, где существенная экономия материалов может быть получена уменьшением собственного веса конструкции. Он также используется в качестве изолирующего материала для полов и стенок.

Легкий бетон может быть получен при использовании легких заполнителей в качестве составляющих, как это рассмотрено в следующих параграфах, или благодаря применению специальных методов производства. Последние предусматривают использование пенообразующих добавок, в том числе и таких, как алюминиевый порошок, который благодаря образованию газа позволяет получать бетон с малым объемным весом при сохранении его в пластичном состоянии. Легкий бетон может иметь вес от 172 до 562 кг на 1 м3 в зависимости от типа используемых легких заполнителей или метода его приготовления. В строительствах, осуществляемых Бюро мелиорации, применение легких бетонов ограничено. Используемые легкие бетоны преимущественно приготовляются на неорганических заполнителях, обладающих малым объемным весом.

Типы легких заполнителей.

Легкие заполнители могут быть приготовлены либо искусственно путем нагревания расширяющейся глины, глинистого и кремнистого сланцев, диатомового сланца, перлита, обсидиана или коррозионного кварца, а также после прохождения расширяющимся доменным шлаком специального процесса охлаждения, либо получены из естественных карьеров пемзы, лавовой морены, вулканического пепла, туфа и диатомита или из отвалов зол промышленных предприятий.

а) 3олы. Золы, используемые как заполнители, являются остатками от сгорания угля или кокса при высоких температурах в промышленных топках. Золы из других источников не считаются пригодными для употребления в бетоне. В соответствии с нормами, установленными лабораториями страховых компаний, среднее количество сгораемой смешанной мелкой и крупной золы в изготовляемых готовых стеновых блоках должно быть не более 35% по весу от сухих смешанных заполнителей. Сульфидов в золе должно быть меньше 0,45% и сульфата меньше 1 %. При складировании золы рекомендуется осуществлять отмывку нежелательных сернистых примесей. Золы используются в бетонных конструкциях с удовлетворительными результатами в течение более 50 лет; 1 м3 зольного бетона весит около 1 360 кг, но в тех случаях, когда для повышения удобообрабатываемости в монолитных конструкциях используется естественный песок, он весит от 1 760 до 1 840 кг/м3.

б) Расширяющийся шлак. Расширяющиеся шлаковые заполнители изготовляются при обработке водой доменных шлаков. Расплавленный шлак направляется в ямы, содержащие установленное количество воды, или разделяется механическими устройствами и подвергается действию струй или потоков воды. Конечный продукт является «усковым материалом, который становится пористым под действием тепла. Количество используемой воды имеет резко выраженное влияние на продукт, который по прочности и весу может колебаться в широких пределах. Бетон, в котором заполнителем является только расширяющийся шлак, весит от 1 200 до 1 760 кг\жъ.

в) Расширяющиеся сланец и глина. Все заполнители из расширяющихся сланцев и глин изготовляются путем обжига приготовленных материалов до точки плавления, после чего они становятся мягкими и расширяются, так как включают в себя газы. За исключением одного продукта, который приготовляется из сланца, сырье перед обжигом обогащается до желаемого размера. В некоторых случаях частицы сырого материала смешиваются с материалом, имеющим более высокую точку плавления, что предотвращает агломерацию в процессе нагрева. В основном бетон, приготовленный на заполнителях из расширяющихся сланцев или глины, имеет вес в пределах от 1 440 до 1 760 кг/м3.

г) Естественные заполнители. Пемза, кремнистый сланец, лавовая зола, туф и диатомит являются скальными пародами, которые имеют небольшой вес и прочность, достаточную для использования их в качестве легких заполнителей без какой-либо другой обработки, кроме дробления и сортировки по размеру. Из этих пород лишь один диатомит невулканического происхождения.

Пемза как естественный легкий заполнитель наиболее широко применяется. Она представляет собой пористое пенообразное вулканическое стекло обычно от светло-серого до желтого цвета, но может быть также и красного, коричневого и резко черного цвета. Она залегает на больших площадях в западной части США и добывается в различных штатах, среди которых следует назвать Калифорнию, Орегон и Нью-Мехико. Бетон, приготовленный с прочной пемзой в качестве заполнителя, весит от 1 440 до 1 650 кг/м3. Качество структурно слабой пемзы, имеющей высокие абсорбционные характеристики, может быть улучшено обжигом при температурах, близких к точке плавления.

Губчатая лава это пористая стекловидная вулканическая порода. Карьеры ее расположены в Нью-Мехяко, Айдахо и других Западных штатах. Губчатая лава имеет сходство с промышленными шлаками и обычно цвет ее красный до черного. При использовании губчатой лавы в качестве заполнителя можно приготовить весьма удовлетворительный легкий бетон с объемным весом от 1 440 до 1 760 кг/м3.

Когда обсидиан нагревается до температуры плавления, освобождающиеся газы расширяют материал. Внутренняя часть расширившихся частиц пористая, а поверхности гладкие и совершенно непроницаемые. Процесс производства расширяющегося обсидиана устанавливается экспериментальным путем. Сырье дробится и сортируется до определенного размера и смешивается с мелким материалом, имеющим высокую точку плавления, с тем чтобы предотвратить агломерацию.

Скальная порода, из которой производится легкий заполнитель перлит, имеет структуру, сходную со структурой материала из уплотненных и связанных вместе крупинок. При быстром нагреве перлит расширяется; возникающие при этом усилия вызывают разрушение, и материал раскалывается на небольшие частицы. Обычно изготовляют перлит таким образом, чтобы частицы его имели примерно размер частиц песка. Бетон, приготовленный с расширенным перлитом, имеет объемный вес в пределах от 830 до 1 300 кг/м3 и является хорошим изоляционным материалом.

Вермикулит представляет собой измененный продукт биотига и других слюдянистых веществ. Цвет желтоватый до коричневого. При обжиге вермикулит расширяется до расщепления на прямоугольники и становится пушистой массой, объем которой 332 в 30 раз больше объема материала до нагрева. Это — очень хороший изоляционный материал, и он широко используется для этой цели. Бетон, приготовленный на заполнителях из расширенного вермикулита, весит от 560 до 1 200 кг/м3, а прочность при сжатии колеблется от 3,5 до 42 кг/см2.

Свойства легких заполнителей. Свойства различных легких заполнителей, которые оказывают влияние на качество бетона, сильно варьируются. Например, прочность бетона, приготовленного на заполнителях из обожженных сланцев или глины, относительно высокая и может быть близка к прочности обычного бетона. Пемза, губчатая лава и некоторые расширенные шлаки позволяют приготовить бетон с промежуточной прочностью: перлит, вермикулит и диатомит дают возможность приготовить бетон только с очень низкой прочностью. Изоляционные свойства бетона с низкой прочностью, однако, лучше, чем более тяжелых, более прочных бетонов. Изоляционное значение более тяжелых материалов (бетон на дробленом сланце и глине), подвергнутых обжигу, примерно в 4 раза больше, чем обычного бетона.

Бетон, приготовленный на легких заполнителях, за исключением бетона с заполнителями из обожженных сланцев, глин и губчатой лавы, подвержен сильной усадке. Большинство легких бетонов обладает свойствами гвоздевого и опилочного бетонов гораздо в большой степени, чем более тяжелые и прочные стандартные бетоны (информацию по гвоздевому бетону, см. часть Б этой главы). Однако гвозди хотя и легко вбиваются в легкие бетоны, но держатся в некоторых из них плохо.

Контроль за приготовлением и укладкой легкого бетона в строительных условиях. Приготовление однородного бетона с легкими заполнителями осуществляется в соответствии с теми же методами, которые приняты для обычного бетона и которые уже рассматривались в предшествующих главах Руководства. Однако при использовании легких заполнителей проблема приготовления качественного бетона является более трудной, при этом имеют место более значительные изменения в водопоглощении, удельном весе, содержании влажности, количестве и гранулометрическом составе неполномерного материала. Если испытания удельного веса и осадки конуса производятся часто и содержание цемента и воды в смеси регулируется так, что достигается соответствующая компенсация в качестве бетона вследствие изменений в свойствах заполнителей и условиях, то в результате могут быть получены достаточно однородные бетонные смеси '.

Многие легкие заполнители из-за их пористости и угловатости формы зерен дают бетонную смесь с плохой удобообрабатываемостью. В некоторых бетонных смесях заполнители всплывают на поверхность. В основном удобообрабатываемость легко может быть повышена путем улучшения гранулометрического состава используемого песка и дроблением крупных его частиц, добавлением естественного песка для компенсации недостатка некоторых фракций в его составе или добавлением в смесь различных добавок. Хотя приведенные выше мероприятия и улучшают удобообрабатываемость, но все же следует признать, что производство удобообрабатываемого бетона без существенного увеличения его веса и потребностей в воде, наиболее эффективно может быть осуществлено при использовании воздухововлекающих добавок.

Рекомендуется, чтобы осадка конуса легкого бетона поддерживалась около 7,62 см, так как при более высокой консистенции смеси будет иметь место расслоение материалов.

При выдерживании легкого бетона особенно необходимо применять продолжительное охлаждение водой, покрытие поверхности бетона влажным песком пли мешками, наполненными сырой землей.

 

ГВОЗДЕВОЙ БЕТОН

Определение, применение и типы. Бетон, в который могут быть легко забиты гвозди и который держит эти гвозди прочно, называется «гвоздевым бетоном». В строительных .работах, осуществляемых Бюро мелиорации, такой бетон используется для стропильных брусков, к которым может быть прибит кровельный материал или гидроизоляция. Среди ряда заполнителей, которые могут быть применены при приготовлении хорошего гвоздевого бетона, можно назвать опилки, расширяющийся шлак, натуральную пемзу, перлиты и вулканическую лавовую морену. Из этих заполнителей на многих строительствах Бюро мелиорации, в том числе и на строительных объектах в бассейне р. Колумбии, широко использовались опилки и пемза.

Опилочный бетон. Хороший гвоздевой бетон может быть приготовлен путем смешения равных по объему частей портландцемента, песка и сосновых опилок с добавлением определенного количества воды для получения осадки конуса смеси от 2,5 до 5,0 см. Забивка гвоздей производится легче, если крупность используемого песка меньше 1,19 или 2,38 мм. Строгое соблюдение технических условий, устанавливающих пропорции состава смеси, не является обязательным. Если бетон слишком жесткий, количество опилок может быть увеличено на '100%, при этом количество цемента и песка могут оставаться прежними. Бетон, приготовленный таким образом, имеет хорошую удобообрабатываемость и хорошо связывается с основным бетоном. После выдерживания опилочного бетона в течение 3 дней в него могут быть легко забиты гвозди, которые будут прочно держаться.

Опилочный бетон, за исключением случаев, когда он требуется в незначительных количествах, должен тщательно перемешиваться и предпочтительно в смесительных машинах. В течение 2 дней после укладки бетон должен увлажняться, затем в течение 1 дня или более он может сохнуть и затем может быть осуществлена забивка.

Типы и состав опилок. Опилки должны быть чистыми, не должны содержать щепы и кусков крупнее 6,35 мм и в то же время не должны быть слишком мелкими; определенный процент частиц должен иметь размер больше 1,19 мм. Бетон, приготовленный на крупных опилках, требует выдерживания в течение 24 ч, тогда как бетон, приготовленный на мелких опилках, твердеет примерно за 48 ч. Снижение крупности опилок (площадь поверхности древесных частиц при этом увеличивается) может привести к удалению из опилок значительного количества органических кислот и, соответственно к замедлению твердения и уменьшению прочности.

Анализы сосновых и кедровых опилок на танин (танчиповую кислоту) показывают, что кедр содержит 2% танина, а в сосне он полностью отсутствует. Заметное количество коры в опилках способствует замедлению процесса твердения и снижает прочность бетона.

Перед тем как производить опилочный бетон в требуемом количестве, целесообразно сначала выполнить опробование опилок и опытным путем определить их свойства.

 

ПРЕПАКТ-БЕТОН

Определение и применение. Препакт-бетон приготовляется путем нагнетания раствора в поры заранее уложенной и уплотненной массы чистых, сортированных заполнителей. После уплотнения и непосредственно перед подачей цементного раствора заполнители увлажняются или в большинстве случаев насыщаются водой. Так как раствор подается в блок под давлением, он вытесняет воду и заполняет пустоты, благодаря чему создается плотный бетон с высоким содержанием заполнителей. Преимущество такого способа бетонирования состоит в том, что препакт-бетон дает возможность бетонировать такие части сооружения, в которые уложить и провибрировать обычный бетон исключительно трудно.

Препакт-бетон используется при работах по ремонту поверхности плотин, туннельных облицовок, свай, водосливов, а также при подзод-ном бетонировании.

Свойства препакт-бетона. Хотя препакт-бетон набирает прочность несколько медленнее, чем обычный бетон, их конечные прочности после выдерживания в течение 90 дней примерно одинаковы. При обычных условиях усыхания, следующего за надлежащим выдерживанием, усадка препакт-бетона находится в пределах от 0,0002 до 0,0004, тогда как обычный бетон дает усадку от 0,0004 до 0,0006. Препакт-бетон позволяет осуществить хорошую связь со старым бетоном сооружения, в котором он используется для замены или ремонта поверхностей и оказывает хорошее сопротивление атмосферным влияниям при переменных циклах замораживания и оттаивания. Материалы для раствора и его консистенция. Нагнетаемый раствор для препакт-бетона обычно содержит мелкий песок, портландцемент, пуццолановую и другие добавки. Состав раствора проектируется с таким расчетом, чтобы обеспечить лучшее проникновение его в массу уложенных заполнителей, а также получить надлежащую транспортабельность раствора. Песок для раствора должен иметь гранулометрический состав, в котором все частицы должны иметь размер менее 2,38 Мм и, по крайней мере, 95% материала должно проходить сито с отверстиями 1,19 мм. Модуль крупности песка для обеспечения лучших характеристик раствора при насосном транспорте обычно принимается в пределах от 1,2 до 2,0. Качество песка должно быть не ниже качества хорошего бетонного песка. Предпочтительно применение натурального песка.

Пуццалаиовый наполнитель, взаимодействуя в период гидратации цемента со свободной известью, образует прочное нерастворимое вещество. Использование этого разделенного на мелкие частицы материала также повышает текучесть цементационного раствора и способствует уменьшению выделения цементного молока и расслоения смеси.

Добавка вводится для предотвращения раннего твердения раствора, а также для повышения текучести и поддержания твердых компонентов во взвешенном состоянии. Добавка содержит небольшое количество алюминиевого порошка, который обеспечивает замедленное расширение перед начальным схватыванием, благодаря чему уменьшается усадка.

Консистенция раствора для препакт-бетона должна быть однородной и такой, чтобы можно было обеспечивать быструю перекачку раствора при определенном давлении в пустоты предварительно уложенной и уплотненной массы заполнителей. Консистенция зависит от содержания воды, гранулометрического состава песка, типа цемента, типа и количества используемой добавки. Для каждой смеси имеется свое оптимальное соотношение наполнителя и добавки, при котором возможно обеспечить лучшую транспортабельность раствора. Испытания для определения оптимального содержания наполнителя и добавок должны проводиться на каждом строительстве. Консистенция раствора может быть определена самыми различными способами. Один из них предусматривает определение консистенции по времени, которое необходимо для опорожнения самотеком наполненного раствором конуса. При другом способе для определения консистенции используется консистентомер типа крутящегося маятника.

Крупный заполнитель. Крупные заполнители для препакт-бетона должны отвечать всем требованиям, которые предъявляются к заполнителям для обычного бетона. Очень важно, чтобы заполнитель был чистым. Заполнитель должен быть хорошо рассортирован и иметь крупность от 1,6 см до практически возможного максимального размера. После уплотнения в блоке содержание пустот в заполнителях должно составлять 35—40%.

Производство работ. Цементационные трубы должны быть размещены с интервалами не более 1,5 м. Блок должен быть водонепроницаемым и хорошо проветриваться в верхней части. Подача раствора должна начинаться с нижних отметок блока и постепенно переходить на более высокие отметки. При подаче раствора в блоке у впускных отверстий труб должен поддерживаться напор не менее 0,9 м. При бетонировании блока не должно быть перерывов в подаче раствора. Вибрирование в блоке в процессе заливки раствором позволяет улучшить внешний вид, а также качество препакт-бетона. После того как блоки полностью заполнены и до тех пор, пока раствор не начнет схватываться в системе, следует поддерживать небольшой напор.

 

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННЫЙ БЕТОН

Определение и сфера применения. Так как бетон оказывает очень небольшое сопротивление растягивающим усилиям, представляется необходимым армировать те части бетонных сооружений, которые подвержены растягивающим напряжениям. Предварительным сжатием перед нормальной нагрузкой этих элементов часть растягивающих усилий может быть нейтрализована, что позволяет уменьшить площадь поперечного сечения закладываемой в конструкции арматурной стали. Эта процедура, известная как предварительное напряжение бетона, может осуществляться двумя способами. Один способ заключается в обетонировании арматуры, которая надлежащим образом установлена в блоке и напряжена при натяжении. После того как бетон разовьет минимально необходимую прочность, натяжение арматуры снимается и благодаря сцеплению между арматурой и бетоном предварительное натяжение арматуры вызывает сжатие в бетоне. Другой метод, обычно называемый «последующим напряжением», включает в себя образование канала или прохода в конструктивных элементах бетона в местах, оде необходима установка арматурных стержней. После соответствующего выдерживания бетона арматура, установленная в панели, натягивается до определенного напряжения и заанкеривается на концах для поддержания напряжения в арматурной стали и сжатия в бетоне.

Предварительно напряженный бетон может применяться почти во всех бетонных конструкциях, в которых необходим стандартный железобетон, однако высокая стоимость препятствует использованию его в монолитных конструкциях. Такие конструктивные элементы, как балки, брусья, колонны, прогоны и др., которые широко используются в гражданском и мостовом строительстве и могут изготовляться заранее, являются обычной формой применения предварительно напряженного .бетона. Последний применяется также в течение (многих лет при строительстве круглых бетонных резервуаров и труб.

 

ВАКУУМ-БЕТОН

Определение, характеристики и применение. Вакуум-бетон получается под действием вакуума на опалубленные или неопалублен-ные поверхности обычного бетона сразу же или очень скоро после укладки бетонной смеси вакуумирование позволяет удалять воду из части бетонной смеси, прилегающей к поверхности и помогает устранять воздушные пузырьки, которые появляются через отверстия в поверхности (рис. 151). Извлечение воды со значительной глубины становится возможным благодаря неразрывности воды в свежеуложен-ном бетоне. Воздушные пузырьки, будучи непрерывными, удаляются лишь с поверхности и остаются во внутренней части бетона. Глубина извлечения и количество удаляемой воды зависят от крупности заполнителей бетонной смеси, состава и размера поверхностей, к которым прилагается вакуум. Обычно предусматривается удаление в среднем около 20% воды из поверхностного слоя толщиной 15 см. Опыт показывает, что наилучшие результаты от вакуумной обработки поверхности бетона могут быть получены, когда: 1) смесь содержит практически минимальное количество мелких частиц; 2) вновь уложенный бетон полностью покрывается вакуумной панелью и вакуум производится до затвердения бетона, т. е. когда он еще пластичный; 3) бетон вблизи панели в течение первых нескольких минут вакуумной обработки подвергается также и вибрированию.

Заметное уменьшение содержания воды при вакуумной обработке приводит к повышению прочности и большей долговечности. Вакуумная обработка повышает прочность бетона в 3-дневном возрасте с 56 до 126 кг[смг. Ранняя прочность весьма желательна при приготовлении сборного бетона, так как это дает возможность быстро освобождать опалубку, уменьшает потребность в поддонах и снижает затраты на это оборудование. Уменьшение числа раковин на поверхности готовых сборных бетонных труб особенно желательно.

Вакуумная обработка только с целью улучшения внешнего вида не может быть оправдана, как средство повышения долговечности менее дорогостоящее воздухововлечение пока находится еще вне конкуренции. Вакуумная обработка подобно использованию водопоглощающей опалубки предназначается главным образом для получения такой поверхности, которая может оказать надлежащее сопротивление действию воды, текущей с большой скоростью. Ясно, что достижение хорошей обработки водосливных поверхностей является намного более важным требованием, чем повышение прочности или уменьшение раковистости поверхности.

 

152. Вакуум-опалубка и панели.

Вакуум подводится к бетонным поверхностям через вакуумные рукава, прикрепленные к специальным вакуумным матам или опалубочным панелям.

Для неопалубленных поверхностей состоят из клееной фанеры, покрытой двумя слоями проволочной сетки, обтянутой миткалем.

Для неопалубленных кривых поверхностей, таких, как гуськи плотин, вместо фанеры используется гибкая сталь, которая будет приспосабливаться к кривым поверхностям. Подобная вакуумная облицовка устанавливается и прикрепляется к внутренней поверхности опалубки. Одежда из волокнистого стекла используется с подкладкой из ситовой проволоки или без нее для вакуумной облицовки стальной °палубки бетонной трубы. Периметр каждого мата или площади оаа-лУбки, обслуживаемой выпуском вакуума, изолируется против потери вакуума при помощи узкой полосы уплотнения в проволочной сетке. Изоляция вакуумных матов неопалубливаемых поверхностей в дальнейшем обеспечивается при помощи подвешенной прорезиненной одежды толщиной 25 мм, прикрепленной по периметру мата и вдавленной легка в бетон. Маты могут иметь различную длину, а площадь их принимается обычно равной около 1,08 м2. Индивидуальные вакуумные поверхности в опалубленных блоках имеют обычно несколько метров в длину и высоту 0,3—0,46 м, для того чтобы на этой площади можно было быстро уложить бетонную смесь и произвести вакуумирование до того, как бетон начнет схватываться. Миткаль обрабатывается жидким веществом, которое позволяет чисто отделять его от бетона для повторного использования.

Процесс вакуумирования. Процесс вакуумирования бетона все время совершенствуется, и поэтому, прежде чем начинать вакуумиро-вание на объекте, следует изучить последние данные о практике его применения.

На одном строительстве стационарный вакуум-насос производительностью 22,6 м31мин, расположенный от блока на максимальном расстоянии 396 м, поддерживал средний вакуум 508 мм рт. ст. на | площади 11,1 ж2. Насос производительностью 31 мЦмии. обеспечивал средний вакуум 381 мм на площади 37 ж2 неопалубленной поверхности. Для небольших работ не требуется специальных вакуумных насосов,\ так как необходимый вакуум может быть получен при подсоединении |всасывающего патрубка обычного воздушного компрессора к вакуумному баку и к выпускному отверстию компрессора.

Применение вибрирования опалубленного бетона в продолжение первых нескольких минут вакуумирования является очень важным для.3 сохранения хорошего качества и водонепроницаемости. При таком вибрировании небольшие отверстия или каналы, образуемые при вы--] тяжке воды, будут закрываться по мере их возникновения. Для луЧ'З шей консолидации следует обеспечить надлежащее соотношение между продолжительностью и интенсивностью вибрирования и вакуумной обработкой. Слабое вибрирование или вибрирование в течение очень короткого периода не обеспечивает полностью закрытия все"; новых пустот (оставленных при извлечении воды) в бетоне, который быстро начинает твердеть при вакуумировании. Слишком сильный вакуум, особенно вначале, может привести к быстрому затвердению бетона, которое не может предотвратить даже эффективное вибрирование.

Вязкие смеси с излишним количеством мелких частиц мало пригодны для вакуумной обработки. Обработка более эффективна при низких температурах, в смесях с крупными песками, в смесях с минимальным содержанием песка и низким содержанием цемента.

 

БЕТОН ДЛЯ ЧИСТЫХ ПОЛОВ

Требования к качественной отделке. Хороший бетон для поверхности полов должен быть долговечным, не поглощающим влагу, должен иметь надлежащую структуру и свободен от трещин, щелей или других дефектов. Другими словами, пол должен обладать хорошим сопротивлением износу от движения, под которое он предназначен; он должен быть соответственно непроницаем для красок на воде, нефтяных продуктов или других 'жидкостей; он должен обладать такой структурой, которая отвечала бы требованиям, предъявляемым к внешнему виду, легкой очистки и безопасности против скольжения и, наконец, он должен быть конструктивно прочен. Так как тщательно приготовленный бетон является превосходной заменой чистого раствора, нет никаких оснований для выполнения поверхностей пола из плохого бетона, если в распоряжении имеются заполнители достаточно хорошего качества и работа может производиться квалифицированным персоналом. Недостатки, присущие раствору, уложенному в верхнюю часть, следующие: 1) большой процент мелкого песка, который выделяется на поверхность подвижными сглаживающими аппаратами, образуя одежду, которая быстро изнашивается, запыляется, иногда шелушится и имеет сильную тенденцию к образованию трещин (если эти мелкие частицы совершенно удалить из песка, раствор начинает выделять воду, будет слишком жестким, вследствие чего нельзя получить удовлетворительную отделку); 2) верхняя часть имеет высокую пористость, которая характерна для растворов; 3) раствор имеет недостаточно износоустойчивых частиц заполнителей на поверхности. Рис. 154~показывает разрез подвергающихся износу слоев раствора с составом 1 : 2 и бетона с составом 1:1:2, запроектированному применительно к составу обычного бетона.

Заполнитель.

Требования к гранулометрическому составу песка для верхней части полов соответствуют техническим условиям Бюро мелиорации на песок для обычного бетона, за исключением требований относительно содержания мелких частиц. Наилучшие результаты могут быть получены, если количество частиц, прошедших сито с отверстиями 0,30 мм, не будет превышать 10%, а количество частиц размером меньше 0,15 мм будет не больше 5%. Использование песка, который применяется для обычного бетона, в растворе для полов Разрешается в том случае, если такой песок, который отвечает указанным выше требованиям, отсутствует. Обычно требуют, чтобы крупная фракция гравия проходила через сито с отверстиями 12,7 мм в количестве не более 10% от всего материала, прошедшего сито с отверстиями 4,76 мм. Если бетонный пол должен иметь высокую износоустойчивость, заполнитель должен быть прочным, твердым и плотным. Относительно небольшие изменения в гранулометрическом составе не имеют большого значения, за исключением влияния на консистенцию.

Подбор состава и перемешивание. В состав смеси, употребляемой для верхней части бетонных полов, обычно входит по весу 1 часть цемента, 1 часть песка и от 1 ? до 2 ? частей гравия, исходя из расчета сухих материалов. На строительстве насосной станции Треси было установлено, что при вовлечении в смесь до 2% воздуха смесь, применяемая для верхней части пола, работала и была отделана лучше при нулевой осадке конуса, чем при применении обычного бетона с осадкой конуса 2,5 см. Поэтому рекомендуется применять вовлечение в бетон воздуха в указанных пределах. Когда предполагается отделывать пол вручную, обычно требуют, чтобы бетон имел жесткую консистенцию при водоцементном отношении не более 0,40.

При механической отделке без интервала по времени между укладкой и отделкой необходимо, чтобы смесь была более жесткой, чем при ручной отделке; в противном случае машина будет оставлять борозды на поверхности и удовлетворительных результатов трудно будет достичь. Смесь должна быть достаточно жесткой, чтобы предотвратить отделение излишнего раствора на поверхности, когда материал трамбуется и выравнивается перед механической его обработкой. Такой бетон обычно не будет иметь осадки, и водоцементное отношение может быть ограничено максимальной величиной 0,36 по весу. Бе-1 тонная смесь должна быть пригодна для заполнения и замазывания неровностей на поверхности и наряду с этим быть достаточно жесткой, с тем чтобы можно было производить машинную обработку сразу же после разравнивания. Бетон, обладающий достаточной вязкостью, слипающийся в шарики при легком давлении руками без выступания свободной воды, но оставляющий руки влажными, отве? чает предъявляемым к бетону требованиям.

Для достижения лучших результатов как при ручной, так и при машинной отделке внешней поверхности консистенция бетона должна быть однородной. По этой причине заполнитель также должен быть однородным как по своему гранулометрическому составу, так и по содержанию влаги. Необходимо предусматривать оборудование для корректирования количества воды для замеса и поддержания определенной консистенции, Небольшие изменения .в содержании воды дают заметную разницу в удобообрабатываемости бетонной одежды, а неожиданное небольшое увеличение воды может сделать ее слишком влажной для машинной обработки.

Ввиду того, что используется сухая смесь, должны быть приняты предосторожности для того, чтобы предотвратить налипание цемента на лопастях и стенках барабана бетономешалки. Время перемешивания смеси для одежды в соответствии с методом обработки должно быть не меньше 2 мин.

Подготовка основания. Бетонные одежды полов, выполняемые на строительствах Бюро мелиорации, в большинстве случаев укладываются на жесткие бетонные основания, которые тщательно очищаются от цементного молока и посторонних материалов.

Очистка поверхности мокрым песком из пескоструйных аппаратов незадолго перед укладкой одежды и промывка водой под давлением позволяют обеспечить хорошую связь между одеждой и основанием. Однако этот метод очистки является вредным для используемого оборудования, так как воздух смешивается с влагой, частицами пыли и осаждается на механизмах. Когда одежда уложена, бетонные поверхности после установки оборудования могут очищаться и обрабатываться пескоструйными аппаратами, снабженными вакуумными (ас-пиращионными) устройствами для удаления пыли, образующейся при очистке поверхностей. Если вакуумная система работает надлежащим образом и оборудована соответствующими пылесборниками, в атмосферу попадает очень мало пыли. Очищающей средой в такого рода механизмах могут служить металлические опилки или дробь, окись алюминия, карбид кремния или другие эффективно действующие абразивные вещества. При использовании такого оборудования промывка водой под давлением не требуется.

Связь между одеждой и основанием улучшается при хорошем выдерживании основания в течение предписанного периода времени до того, как поверхность будет подвергнута обработке пескоструйными аппаратами или вакуумными машинами. Если устройство одежды откладывается за период выдерживания, является важным, чтобы осадка при усыхании была уменьшена путем тщательного увлажнения основания, по крайней мере, в течение 24 ч перед обработкой пескоструйными аппаратами. Однако аа 30 мин до укладки одежды вся вода должна быть удалена с основания.

Непосредственно перед укладкой одежды поверхность основания должна быть залита растворам, имеющим состав 1:1. Этот раствор средней консистенции должен состоять из цемента и мелкого хорошо промытого песка (предпочтительно размером меньше 1,19 мм), толщина слоя не должна превышать в среднем 1,6 мм. Такой раствор является для подготовки основания более удовлетворительным, чем чистый цементный раствор, так как его свойства лучше согласуются с теми свойствами, которыми обладают слои основания и одежды.

Маяки.

Маяки устанавливаются как направляющие , для придания прямолинейности поверхности бетонного пола до требуемой отметки. Они должны . быть достаточно жесткими и не искривляться гари распределении и разравнивании одежды пола. Металлические рейки или трубы, размещенные не более чем на 3 м друг от друга (предпочтительно от 1,2 до 1,8 м), могут эффективно служить в качестве маяков. При сооружении здания гидростанции Кэньон Ферри маяки были сделаны из труб диаметром 19,0 мм, расставленных друг от друга на 1,2—1,5 м и поддерживаемых через интервалы от 0,9 до 1.2 м. Подставки состояли из 38,1X101,6X9,5 мм стальных пластин, прорезанных з каждом конце и приваренных к центру металлической трубы. Маяки устанавливались по уровню посредством болтов, которые проходили сквозь отверстия в подставке; концы болтов покоились на бетонном основании. Стопорные гайки удерживали болты на своих местах. Маяки после того, как были выровнены, поддерживались в определенном положении с помощью проволочных связей, прикрепленных К анкерам, которые заделывались в бетонное основание. После того как одежда была разравнена, проволочные тяги перерезались, маяки и подставки убирались и углубление заполнялось материалом одежды.

Деревянные бруски с поперечным сечением 50x50 мм и надлежащей длины также могут быть использованы как маяки, но в настоящее время большинство строек применяет металлические рейки. Когда используются деревянные бруски, они обычно размещаются друг от друга на 3 ж в каждом направлении. Каждый маяк поддерживается и слегка втапливается в небольшое количество раствора и окончательно устанавливается по определенной отметке. После того как бруски установлены в нужном положении, сухой цемент, подсыпаемый на раствор, вызывает быстрое твердение, и маяк удерживается на определенном месте. Когда верхняя часть пола уплотнена и разровнена, маяковые бруски удаляются, а выемки заполняются материалом одежды.

Укладка, уплотнение и разравнивание. Когда все приготовления к укладке полностью завершены, слой раствора, как отмечалось в § 157, наносится по всей поверхности основания на небольшом расстоянии впереди одежды. Последняя должна быть уложена немедленно, до того как слой раствора затвердеет.

Конечный слой должен распределяться ровно при помощи реек до уровня чуть выше заданной отметки и хорошо уплотняться трамбованием. Трамбовки должны быть достаточно тяжелыми, с тем чтобы обеспечить хорошее уплотнение. После того как уплотнение произведено, одежда разравнивается под отметку при помощи облицованной железом рейки или скребка. Разравнивание осуществляется вручную или с помощью механизмов, как это будет рассмотрено в следующем параграфе. Механическое разравнивание дает более прочную, более долговечную одежду; прочную потому, что используется жесткая смесь, которая мало изменяется в объеме; большую долговечность, так как механическое разравнивание позволяет уплотнять смесь, содержащую больший процент крупных заполнителей, что, как известно, повышает сопротивляемость износу поверхности. С помощью механизмов эта работа производится быстрее и более эффективно.

Отделка поверхности. Отделка полов никогда не должна выполняться неопытными рабочими. Отделка является ответственной работой, и для получения удовлетворительных результатов необходимо участие в ней квалифицированных рабочих. Две операции обычно требуется выполнить при отделке поверхности пола: первая — уплотнение и выравнивание путем уплотнения (по довольно грубой поверхности) или разравнивание поверхности при помощи механических разравнива-телей или вручную с помощью деревянных реек и вторая — окончательное уплотнение и приглаживание (до очень тонкой структуры) при помощи металлической гладилки. Если в порядке снижения стоимости работ пол принимается с грубой поверхностью, операция приглаживания может быть пропущена. Мелкая разнозернистая или плоская отделка может быть получена при употреблении легкой гладилки; более гладкая отделка производится тяжелой гладилкой.

Заливка.

Когда позволяют условия; предварительную отделку или заливку следует производить с помощью механических вращающихся дисков, оборудованных вибрационными устройствами. Механическая заливка начинается сразу же после того, как распределенная одежда достаточно затвердеет и может выдержать вес рабочего без оставления вмятин, обычно в пределах 30 мин после растаскивания, и продолжается до тех пор, пока впадины и бугорки не будут устранены, или (если поверхность должна подвергнуться шлифовке) до тех пор, пока небольшое количество раствора не выступит на поверхности. Затертая поверхность должна быть проверена рейкой для того, чтобы убедиться в правильности и точности обработки поверхности.

Ручная затирка применяется в тех случаях, когда площадь пола небольшая и применение механизмов не оправдывается. Разровненная поверхность уплотняется и приглаживается деревянными рейками. Затирка должна продолжаться достаточно долго, с тем чтобы получить ровную и гладкую поверхность; если потребуется шлифовка, необходимо .нанести на поверхность тола небольшое количество раствора. Излишняя затирка может привести к образованию пыли или трещин в полу.

Разравнивание. Разравнивание при помощи металлических реек может начинаться сразу же, как только затертая поверхность достаточно затвердевает. В результате этой операции, которая производится под давлением, должна получиться плотная, гладкая, водонепроницаемая поверхность. Использование цемента или смеси песка и цемента на поверхности для абсорбирования излишней влажности ыга удобств разравнивания должно быть запрещено. Слишком быстрое разравнивание или излишне медленное приводит к образованию непрочной, недолговечной отделки. Если желательна слишком твердая, долговечная отделка, вторичное разравнивание должно быть произведено в тот момент, когда одежда пола будет близка к затвердению.

При больших площадях пола выгодно применение механизмов для разравнивания. Если требуется шлифованная поверхность, поверхность пола дополнительно слегка разравнивается.

Шлифовка.

Надлежаще выполненные из материалов хорошего качества шлифованные полы беспыльные, плотные, легко очищаются и привлекательны по внешнему виду. Когда шлифовка предусматривается техническими условиями, она должна начинаться после того, как поверхность достаточно затвердеет и возможно предотвратить смещение частиц заполнителей. Шлифовку следует продолжать до тех пор, пока не появятся крупные заполнители. Машины, (применяемые для этой операции, должны быть установленного типа и оборудованы камнями, которые шлифуют свободно и быстро.

Пол в процессе шлифовки поддерживается влажным, срезаемые частицы удаляются при помощи резиновой швабры и при промывке струей воды. После окончания шлифовки поверхность пола заполняется тонким слоем раствора, состоящим из одной части карборундовых зерен № 80 и одной части портланд-цемента. Этот раствор распределяется по всему полу при помощи рейки и шлифуется машиной. После твердения наполнителя в течение 7 дней производится окончательная шлифовка, при которой удаляется пленка и выполняется окончательная полировка. Затем все излишние материалы полностью удаляются тщательной промывкой.

Защита и выдерживание. Окончательно отделанная поверхность пола должна быть соответствующим образом защищена от повреждения. которое может быть причинено при производстве строительных работ в помещении и при воздействии атмосферных условий. Для выдерживания обычно требуется, чтобы пол был полностью герметически закрыт безжелезистой водонепроницаемой бумагой для того, чтобы предотвратить потерю влаги из бетона. Покрытие должно быть осуществлено сразу же, как выяснится, что это можно сделать без повреждения поверхности. Края бумаги должны быть завернуты и запечатаны, и покрытие должно быть оставлено на месте на весь установленный период выдерживания. Легкое обрызгивание, примененное непосредственно перед тем, как уложить бумагу, улучшает условия выдерживания.

Покрытия безжелезистым песком, хлопчатобумажной тканью или брезентовыми матами также могут быть эффективно применены, если их поддерживать постоянно достаточно влажными. Используются также и другие средства для выдерживания поверхностей полов, но они менее удовлетворительны, чем покрытия бумагой или увлажненными материалами.

Если в период выдерживания пол уже используется и возможно повреждение покрытия или отделки, пол должен быть защищен достаточным слоем материала, выполняющего роль подушки.

Защита отделки бетонных полов в период холодной погоды является особенно необходимой, так как толщина отделки, как правило, небольшая и вредное действие низкой температуры соответственно увеличивается. Пространство снизу и сверху пола должно быть закрыто и поддерживаться при определенной температуре в течение всего периода выдерживания. Обогреватели должны быть изолированы от пола толстым слоем песка для того, чтобы предотвратить излишнее высушивание бетона в непосредственной близости от них.

Обработка жидкостью, способствующей твердению. Хорошо выполненная поверхность бетонного пола, в которой использованы первоклассные материалы, удовлетворительно служит без специальной обработки при любом умеренном движении. Поверхности, выполненные из проницаемого раствора, пылят и быстро изнашиваются, однако они иногда могут быть улучшены надлежащей обработкой раствором некоторых химикалий, среди которых следует назвать флювиосиликаты магнезии и цинка, силикат натрия, гумми и озокериты. Когда эти вещества проникают в поры одежды пола, они образуют осадок кристаллина или гумми и, таким образом, способствуют уменьшению проницаемости пола, либо действуют как связующие пластификаторы, обеспечивают более твердую поверхность. В лучшем случае обработка веществами, способствующими твердению, является временным средством для продления срока службы недостаточно качественных поверхностей. Нескользящая отделка. Поверхности рамп и другие поверхности, движение по которым должно происходить без скольжения, иногда обрабатываются абразивными опилками, вводимыми в поверхность в процессе заглаживания. Опилки распределяются равномерно по всей поверхности при ноше от 12 до 24 кг на 1 м2.

Цветная отделка полов.

Главными материалами, применяемыми для цветных бетонных полов, являются: 1) красящие добавки; 2) химические краски; 3) тертые краски. Красящие добавки могут либо добавляться в одежду вместе с сухим цементом, либо могут быть насыпаны сразу же после окончания заглаживания поверхности.

Когда сопротивление износу является первостепенной важностью, то для полов, подверженных внешнему обнажению, вместо поверхностной обработки является более желательным использование красящих добавок совместно со смесью одежды. Из красящих добавок синтетические красящие минералы являются более предпочтительными по сравнению с примешиваемыми к цементу материалами. Благодаря яркости цветов этих красок их требуется меньше по количеству, а качество бетона повышается, так как при этом можно избежать применения излишнего количества инертных мелких частиц. Для внутренних полов, подверженных лишь легкому движению, применение слоя цветного бетона, получаемого путем совместного смешивания, не необходимо и может быть использована окраска порошкообразным материалам. При тщательном применении этот тип красящего материала обеспечивает цветной слой толщиной от 0,79 до 0,42 мм.

Независимо от выбранного типа материала количество используемой краски зависит не только от желаемой глубины слоя, но также и самого цвета. Надлежащее количество краски должно быть определено при помощи опытных панелей, выполненных с теми бетонными материалами, которые будут применены для пола. Краска, доставленная на стройку, должна быть хорошо смешана для того, чтобы обеспечить постоянство цвета и оттенка. Там, где красящее вещество должно смешиваться с одеждой пола, оно должно тщательно отвешиваться на каждый замес и перед направлением в бетономешалку хорошо смешиваться с цементом в отдельном смесителе. Имеет существенное значение хорошее перемешивание каждого замеса с красящим веществом. Если следующие один за другим замесы не будут одинаковы во всех отношениях, однородный цвет не может быть получен. Процедуры отделки и выдерживания должны быть одинаковыми для всей площади пола.

Цветные поверхности могут быть зачищены и отполированы, и тонкие пленки выцветших пятен затемнены при помощи втирания смеси, составленной из равных частей парафинового масла и бензина или лигроина. Вощеные цветные полы имеют привлекательный вид, более однородный цвет и меньше портятся от царапин и пятен.

Химические краски главным образом пригодны для наружных полов, где некоторые вариации в тонах более предпочтительны, чем однообразный цвет, полученный с помощью красящих добавок или окрашивания, и где поверхности должны поддерживаться в полированном виде и навощены для того, чтобы уменьшить износ.

Окрашивание является последним средством из трех декоративных отделок пола, так как быстрый и неравномерный износ от движения вызывает необходимость частого перекрашивания. Когда возникают вопросы в части окраски, рекомендуется обращаться к «Справочнику Бюро мелиорации по малярным работам», в котором указываются способы приготовления поверхностей, правила выбора типа красок и методы их применения.

Отделка с помощью тераццо. Отдечка полов под тераццо редко используется при строительстве зданий Бюро мелиорации. Одча-ко, некоторые части полов в зданиях гидроэлектростанций Гувер, Грэнд-Кули и Маршал Форд отделаны под тераццо.

Этот вид работ является высоко специализированным и должен выполняться опытными рабочими. Подробные данные относительно материалов и методов производства работ содержатся в технических условиях на этот вид работ.

 

ПНЕВМАТИЧЕСКИ НАГНЕТАЕМЫЙ РАСТВОР

Определение и применение.

Пневматически нагнетаемый цементный раствор является смесью портланд-цемента, песка и воды, укладываемой на место при помощи сжатого воздуха. Если этот раствор надлежаще составлен, смешан, уложен и выдержан, он становится твердым и очень прочным. Изготовители оборудования применяют различные названия для обозначения оболочки раствора, укладываемого с помощью этого пневматического оборудования.

Раствор может быть употреблен на поверхностях различных материалов независимо от их формы или уклона. Он используется в широких масштабах для ремонта и усиления зданий: в качестве защитных оболочек металлических конструкций, штукатурки кирпичных и каменных зданий и для различного рода относительно тонких облицовок. На строительствах Бюро мелиорации такой раствор используется для облицовки поверхности каменной наброски, для специальных порталов в туннельном строительстве, для оболочек металлических труб и облицовок каналов.

Разрушения пневматически уложенных на бетон облицовок чаще приписываются дефектам основания, на которые укладываются облицовки, чем непрочности самих облицовок. Тяжелое массивное основание, которое подвержено структурным трещинам, не 1может быть предотвращено от дальнейшего разрушения тонким слоем раствора независимо от его качества. Нельзя не предполагать, что в такой облицовке не будет повреждена связь с нижележащим бетоном, когда и облицовка и бетон основания подвергаются различным изменениям в объеме, вызванным колебаниями температуры и влажности.

Подготовка поверхности для нанесения раствора. Поверхности, которые подлежат покрытию раствором, должны быть тщательно очищены от всех рыхлых материалов и всей грязи, смазки, нефтяных масел, шелухи и других загрязняющих примесей. Когда должна быть покрыта арматура, она должна быть установлена точно на место с помощью расширительных болтов или штырей, крепко заанкеренных на месте.

Песок.

Песок для пневматически укладываемого раствора должен иметь однородный гранулометрический состав. Желательно применение твердых прочных частиц песка, так как мягкие зерна при прохождении через разгрузочный шланг крошатся и образуют мелкий порошок, который может уменьшить связующее свойство цемента. Такая пульверизация увеличивается с увеличением длины шланга. Технические условия требуют, чтобы гранулометрический состав песка соответствовал требованиям, предъявляемым к песку для обычного бетона.

Отскок раствора, который рассматривается в § 169, будет меньше и структура поверхности будет глаже, если применить песок, содержащий большее количество мелких частиц (материала, остающегося на ситах с отверстиями 0,30 и 0,15 мм) и меньше крупного материала (остающегося на ситах с отверстиями 2,38 и 1,19 мм). Однако раствор, приготовленный на мелком песке, будет иметь высокую потребность в воде и соответственно повышенную усадку при твердении; он также

будет иметь большую тенденцию к слеживанию в машине. Если в песке недостает мелких частиц, дополнение диатомовой земли (не более чем 3% веса цемента) будет улучшать пластичность смеси и уменьшать количество отскока.

Для эффективной работы оборудования песок должен иметь влажность 3—5%- Если песок слишком сухой, возникает трудность поддержания однородности питания, а также повышается отскок вследствие большой тенденции песка и цемента к разделению. Если песок слишком влажный, он будет часто закупоривать пневмомеханизмы и разгрузочный шланг. Использование влажного песка позволяет избежать неприятностей, причиняемых оператору из-за электростатических разрядов.

Отскок.

Вследствие того, что в момент удара раствор обладает некоторой скоростью, значительная часть раствора отскакивает от поверхности, на которую он укладывается. Этот материал известен как «отскок». Когда раствор укладывается на вертикальную или выступающую поверхности или обтесанные углы, отскок составляет около 30%; для наклонных или близких к горизонтальным поверхностей он достигает 20%. Количество отскока имеет тенденцию к увеличению с увеличением скорости выхода раствора из сопла. В пределах обычных консистенций, если другие факторы остаются прежними, количество отскока изменяется обратно пропорционально водоцементному отношению. Так как количество воды повышается, раствор становится более пластичным и вязким и имеет большую тенденцию к прилипанию к поверхности. Отскок может быть использован для замены около 50% песка (по объему), необходимого для приготовления цементного раствора.

Оптимальная смесь.

Отскок имеет больший процент частиц крупного песка и большее количество мелких частиц цемента, чем раствор, который выпускается из сопла. Содержание цемента в смешанном материале должно быть поэтому меньше, чем желательно для раствора на месте.

Несмотря на то, что повышение содержания воды уменьшает количество отскока, содержание воды должно быть ограничено, так как переувлажнение раствора вызывает сползание раствора с его первоначального положения в сооружении. Оптимальная смесь содержит немного меньше воды, чем то, которое может вызвать сползание, и' совершенно точное количество цемента, необходимое для получения желаемого водоцементного отношения. На одном крупном строительстве оптимальная смесь (которая выпускается из сопла) была принята с составом 1 : 4,5 по весу; это давало пропорции на месте от 1 : 3,2 до 1 : 3,8. Водоцементное отношение свежего раствора на месте было около 0,57 для наклонных и 0,54 для выступающих поверхностей; это приблизительно самые максимальные отношения, которые могли быть применены без опасности вызвать сползание уложенного раствора. Для того чтобы сделать смесь более пластичной, добавляется диатомовая земля в количестве около 3% веса цемента.

Перемешивание раствора. Тщательное, хорошее перемешивание песка и цемента является существенным для достижения высокого качества пневматически укладываемого раствора. Материалы имеют тенденцию затвердевать на лопастях бетономешалки и внутренней поверхности барабана, поэтому бетономешалка требует хорошей очистки для того, чтобы поддержать эффективность перемешивания. Продолжительность периода перемешивания должна быть не менее 1,5 мин.

Любой перемешанный материал, который остается в бетономешалке более 1 ч, должен быть направлен в отвал.

Оборудование.

Механизм (одного типа) для пневматической укладки раствора состоит из компрессионных камер, расположенных одна над другой. Смесь песка с цементом вводится в верхнюю камеру, которая попеременно работает то под давлением, то без него. Когда верхняя камера закрыта и давление становится одинаковым с давлением в нижней камере, клапан, разделяющий две камеры, открывается. Материал поступает в нижнюю камеру, в которой поддерживается постоянное давление. В днище нижней камеры имеется питательное колесо, приводимое в движение воздухом, которое направляет материал к выпускному отверстию, где воздух, вводимый через патрубок, подает материал через впускной клапан и рукав к соплу. Вода под давлением, подводимая отдельным рукавом к соплу, входит в водяное кольцо и разбрызгивается радиально в поток, смеси песка с раствором.

В другом типе машины смесь песка и цемента подается к шлангу при помощи шнека. Сухая смесь увлекается воздухом через шланг к соплу, где вода добавляется таким же способом, как описано в предыдущем параграфе.

Использование элеваторов и подача самотеком значительно повышают производительность пневматического оборудования и существенно улучшают качество раствора вследствие повышения эффективности в работе оборудования. Передвижная установка, показанная на рис. 155, может служить примером такого агрегата.

Укладка и выдерживание.

Для надлежащей пневматической укладки раствора сопло должно поддерживаться нормально на расстоянии около 0,9 м от облицуемой поверхности, как показано на рис. 156. Наиболее благоприятная скорость для материала, выпускаемого из сопла, зависит от размера сопла. Для сопла диаметром 31,4 мм скорость, определяемая при помощи измерителя скорости, колеблется 350 от 120 до 180 м/сек и в среднем около 145 м/сек. При отделке умой или ограниченных поверхностей более удовлетворительной является сниженная скорость (следовательно, и сниженное давление).

Является существенным, чтобы давление воды было больше, чем давление воздуха, что необходимо для обеспечения полного смачивания материалов в сопле и дает возможность рабочему управлять соплом быстро и эффективно. Когда облицовка имеет толщину 2,5 см и более и укладывается на вертикальную или выступающую поверхности, раствор должен укладываться в два или более слоев толщиной не более 19,0 мм для предотвращения сползания свежеуложенного материала. Для горизонтальной или слегка наклонной поверхностей толщина одиночного слоя может изменяться от 2,5 см до максимум 8,9 см. Когда укладывается более одного слоя, промежутки между укладками продолжительностью от 30 мин до 1 ч обычно являются достаточными, чтобы предотвратить сползание раствора. Последующий слой необходимо начать укладывать До того, как предыдущий слой полностью затвердеет и на нем образуется глянцевая поверхность. Не имеется существенной разницы между оконченной укладкой, начатой с вершины, и той, которая была уложена снизу вверх. Весьма желательно, чтобы поверхность была облицована без отскока.

Пневматический раствор обычно укладывается бригадой из. трех рабочих: рабочий у сопла, рабочий у машины и рабочий, убирающий отскок. Должны работать только опытные рабочие, так как качество облицовки большей частью зависит от их квалификации. Рабочий у сопла укладывает раствор, правильно добавляет количество воды в сопло, располагается во время работы так, чтобы отскок мог беспрепятственно убираться, уменьшает до минимума отскок поддержанием сопла в надлежащем положении. Рабочий у машины регулирует давления воздуха и воды и скорость подачи материалов таким образом, чтобы получить в сопле однородный поток с необходимой скоростью подачи. Это помогает рабочему у сопла укладывать облицовку хорошего качества. Рабочий на очистке отскока убирает материал так, чтобы он не попал в раствор облицовки, а также помогает рабочему у сопла передвигать шланг при переходе с одной позиции на другую.

Операции по укладке раствора должны быть приостановлены, когда ветер отклоняет струю раствора из сопла и не дает возможности поддерживать надлежащий контроль за консистенцией.

В противоположность некоторым утверждениям пневматический раствор не имеет каких-либо специальных достоинств благодаря методу укладки. Его плотность и другие свойства не превосходят и не отличаются от остальных свойств других растворов одинакового состава и с таким же водоцементным отношением. Он может разравниваться и шлифоваться так же, как и другие растворы и бетоны, без ухудшения любого из его свойств. Однако там, где необходимо обеспечить связь раствора с нижележащим материалом, как это требуется, например, при производстве ремонтных работ, пневматически укладываемый раствор должен разравниваться и шлифоваться с исключительной предосторожностью. Эта особая осторожность в отделке не является необходимой, когда раствор употребляется для облицовки канала или облицовки резервуаров на поверхности земли.

Технические условия Бюро мелиорации предусматривают, что пневматически укладываемый раствор должен быть выдержан в течение 14 дней либо при увлажнении водой, либо с применением изолирующих материалов. Если применяется водное выдерживание, раствор должен быть защищен от прямого действия солнечных лучей в течение первых 3 дней (если он не будет затоплен, как в каналах). Большая часть облицованной площади выполняется обычно с применением раствора, в котором используется отскок.

В некоторых случаях, как, например, при применении пневматического раствора для облицовок каналов, может быть выгодно применить облицовку с отскоком и оставить ее на месте вследствие способности такого раствора удерживать воду, что повышает эффективность охлаждения водой. Когда используется метод изоляции с применением водонепроницаемой мембраны и отскок не удален, необходимо дополнительное количество изолирующего вещества для эффективной изоляции грубой, пористой поверхности. В пневматически уложенной облицовке каналов поврежденные места и отскоки должны быть приглажены до поверхности, которая может быть изолирована; даже при этой обработке скорости покрытия для обеспечения «мембранного» метода выдерживания должны быть низкими. Отскоки при облицовках раствором, применяемые в облицовках металлических труб, должны быть удалены, когда применяется «мембранный» метод выдерживания. Это 352 должно быть выполнено в процессе работы и до того, как отскоки станут слишком твердыми.

Благодаря тонкости раствора облицовок металлических труб хорошее выдерживание этих облицовок является особенно важным. В жаркую, сухую погоду облицовки должны поддерживаться в увлажненном состоянии под влажной брезентовой покрышкой в течение всего дня. К вечеру влажная брезентовая покрышка может быть снята, но обязательно предусмотреть применение изолирующих материалов! Дополнительные данные о методе выдерживания с использованием водонепроницаемой мембраны.

Опытные цилиндры (15x30 см) могут быть приготовлены при направлении раствора вертикально в цилиндрические клетки с отверстиями 12,7 мм из жесткой проволоки, укрепленные на доске. Раствор с внешней стороны цилиндра должен быть удален сразу же после нагнетания образцов, с тем чтобы проволочная сетка перед испытанием могла быть снята.

 

ЦЕМЕНТАЦИОННЫЙ РАСТВОР

Применение и основные свойства.

Выражение «цементационный», как это принято в последующем рассмотрении, имеет особое отношение к специальному песчано-цементному раствору, применяемому для изоляции соединений сборных труб, при установке механизмов и конструктивных металлических элементов на основания, в наполнении поясков для^ гидроизоляции в местах примыкания элементов крыш и т. д. Чистый цемент для цементация под давлением строительных швов и скальных оснований и песчано-цементный раствор для заполнения под давлением пустот за облицовкой туннелей в данном случае не рассматриваются.

Цементационный раствор может быстро и полностью заполнить пространство, подлежащее цементации, и, поскольку это практически возможно, может постоянно сохранять свой первоначальный объем. Обычные пластичные и литые растворы являются неудовлетворительными в этом отношении потому, что им присуща тенденция твердых составляющих осаждаться и оставлять слой воды в верхней части поверхности. Вторая, но менее неблагоприятная характеристика состоит в усадке, которая имеет место, когда такой схватывающийся раствор высыхает. Усадка может быть практически уменьшена при использовании специальных ингредиентов или применении особой обработки, но усадка при высыхании может быть уменьшена для данной смеси только путем применения жестких растворов. К счастью, усадка при высыхании зацементированных частей так мала, что она может не приниматься во внимание.

Факторами, влияющими на величину усадки для данной смеси, являются: а) консистенция смеси, которая в свою очередь зависит от удельного содержания воды; б) гранулометрический состав песка; в) тонкость помола цемента; г) время, которое проходит между укладкой и началом схватывания; д) продолжительность времени перерыва перед укладкой, в течение которого раствор поддерживается в пластичном состоянии постоянным или периодическим перемешиванием. В следующем параграфе описаны растворы, которые имеют такую текучесть, что они могут быстро проходить внутрь и полностью заполнять небольшие пространства, яо будут иметь незначительную усадку.

Типы безусадочных растворов. В основном, неоседающий Раствор приготовляется посредством продолжительного или замедленного перемешивания обычного раствора с дополнением специальных ингредиентов или использованием специального цемента. Во всех случаях употребляемый песок должен содержать приблизительно 25% материала размером меньше 0,30 мм. Раствор должен иметь такую влажность, которая необходима для удовлетворительной укладки.

а) Удлинение или замедление времени перемешивания. Уменьшение интервала между началом укладки и началом схватывания путем увеличения. периода перемешивания или путем замедления окончательного перемешивания вызывает уменьшение усадки материала. Смесь состава 1 : 2,5 с водоцементным отношением 0,50 и осадкой конуса 15,2 см после 10-минутного перемешивания в растворомешалке и 1 ч перемешивания в растворном ящике при помощи гребка использовалась Бюро мелиорации для цементации железобетонных пробок в отверстиях, пробуренных в скале. Этот метод «предварительного перемешивания» также успешно использовался в течение нескольких лет при ремонте разрушенного бетона Управлением государственных шоссейных дорог штата Орегон. Уменьшение усадки, которое можно ожидать от продолжительного перемешивания, указывается в табл. 1. Таблица 1

Действие продолжительного перемешивания на цементационные растворы

Состав, смеси, отношение цемента к песку Водоце-ментное отношение по весу Время перемешивания, мин Осадка конуса, см Усадка за 24 ч (относительнее укорочние) Время перемешивания, мин Осадка конуса, см Усадка за 24 ч (относительное укорочение)
1:1
1:2
1:3
0,40
0,50
0,65
15
15
15
26
25,4
24,7
0,0011
0,0037
0,0073
105
135
150
24,1
24,1
24,1
0,0005
0,0005
0,0005

 

Был использован портландцемент типа I и песок для бетона в соответствии с техническими условиями Бюро мелиорации. Модуль крупности песка 2,67. Каждое значение осадки представляет собой среднее из осадок трех образцов, хранившихся в лаборатории на воздухе в течение 24 я. После 4 ч. перемешивания смесь с составом 1:1 имела осадку конуса 2,54 см.

б) Добавление алюминиевого порошка. Алюминиевый порошок, добавляемый « бетону, вступает в химическую реакцию со щелочами, содержащимися в цементе, образуя водородный газ. Этот газ, который распределяется в растворе, значительно уменьшает выделение воды (появление молока), которое служит причиной «осадочной усадки». Расширение раствора, которое также происходит в результате образования газа, способствует плотному прилеганию раствора к поверхности, которая ограничивает это. Такой раствор является поэтому полезным там, где требуется тонкое цементационное наполнение. Алюминиевый порошок может употребляться в любых вариантах, которые могут обеспечить желаемое расширение. Алюминиевый порошок расходуется в исключительно небольших количествах. Лабораторные испытания показывают, что текучая цементация удобна при использовании механизмов и может быть выполнена в дополнении к раствору составом 1 : 1,5, имеющему водоцементное отношение 0,50, 354 а количество алюминиевого порошка, равное от 0,00005 до 0,00006* веса используемого цемента (около чайной ложки на 170 кг цемента). При песке с хорошим гранулометрическим составом такая смесь будет иметь осадку конуса около 28 см. Смесь с составом 1 : 2, с осадкой конуса 2,5 см, содержащая такую же пропорцию алюминия к цементу, является удовлетворительной как материал для заполнения полосок для гидроизоляции в местах примыкания строительных элементов крыш.

Безусадочный цементационный раствор был уложен под опоры трубопровода гидростанции Шаста. Раствор представлял собой смесь из 1 части модифицированного (улучшенного) цемента и 2 частей песка с водоцементным отношением 0,55. Количество алюминиевого порошка составляло 0,005% веса использованного цемента.

Представляется очень важным, чтобы доза для каждого замеса раствора была тщательно приготовлена и взвешена. Алюминиевый порошок должен быть смешан в пропорции 1 часть порошка на 50 частей цемента или пуццолана по весу. Смесь затем вводится в бетон путем обрызгивания всего замеса. Количество смеси должно колебаться в пределах от 128 г на 170 кг цемента для бетона, имеющего температуру 21,1° С, и до 198 г для бетона с температурой 4,4° С. Рекомендуется смесь тщательно смешивать с цементом и песком раньше, чем вводится вода, потому что алюминиевый порошок плавает в воде. Замесы должны быть небольшие, чтобы укладка свежеприготовленного раствора была произведена своевременно, так как действие алюминия становится очень слабым по истечении 45 мин после смешения. После того как все ингредиенты добавлены, замес перемешивается в течение 3 мин.

в) Использование специального цемента. Некоторые цементы с высоким содержанием кремнезема в растворах в пропорции 1:1, имеющие литые консистенции, пригодны для цементации, так как позволяют уменьшать величину усадки, которая будет иметь место даже в тех случаях, когда период перемешивания длится всего лишь несколько минут. Там, где цементы с высоким содержанием кремнезема могут быть легко получены, может быть обеспечено недорогое средство для производства безусадочного цементационного раствора (так как такой цемент также обладает малой экзотермией, его использование в бетоне,, укладываемом вокруг спиральной камеры и кожуха насоса, имеет особые выгоды).

Для того чтобы убедиться в том, что материалы, предполагаемые для использования в растворе, будут давать желательные результаты, необходимо заранее произвести испытание раствора.