Условия службы бетона в гидротехнических сооружениях
Для облегчения условий службы бетона целесообразно при проектировании градирен предусмотреть отвод воды от элементов, непосредственно соприкасающихся с холодным воздухом и подверженных замораживанию, а также конструктивную и тепловую защиту водонасыщенных железобетонных элементов" от замораживания (отвод воды от ограждающих конструкций с помощью козырьков, гидроизоляция из асфальтовых материалов, пропитка отдельных элементов горячим битумом под давлением,, устройство тамбуров, теплозащита бетона ограждающих конструкций путем устройства покрытия из быстротвердеющих пен типа пеноэпоксидов и т.д.).
Долговечность железобетонных градирен в значительной степени зависит от качества строительных работ. Самые лучшие конструкции, материалы и методы проектирования могут оказаться неэффективными, если строительство будет вестись недостаточно хорошо.
Требования к бетону гидротехнических сооружений устанавливают на основе принципа зональности с учетом массивности конструкции и условий эксплуатации. Классификация гидротехнического бетона по зонам дает возможность предъявлять дифференцированные требования к бетону и качеству материалов для его приготовления.
В. В. Стольников предложил классификацию гидротехнических бетонов в зависимости от характера воздействия воды:
1) бетон, подверженный постоянному воздействию воды;
2) бетон, подверженный систематическому переменному воздействию воды;
3) бетон, подверженный эпизодическому воздействию воды. По нашему мнению, эта классификация является достаточно общей.
Особенно интенсивно разрушается бетон, находящийся в зоне переменного уровня воды и подвергающийся в зимний период многократному замораживанию и оттаиванию.
Обследование одиннадцати набережных, построенных в районе Японского моря, показало, что гравитационные набережные из бутобетонных массивов после шестидесятилетней эксплуатации имеют в зоне переменного уровня воды сплошные каверны глубиной 1 -1,5 м, высотой от 1 до 2 м. Массивы в подводной зоне сохранили необходимую несущую способность.
Гравитационные набережные из бетонных массивов с монолитной бетонной надстройкой после 6-8 лет эксплуатации имели каверны глубиной 2-4 см, местами 6-8 см в зоне переменного уровня воды. Массивы, изготовленные в водопоглощающей опалубке, а также защищенные облицовкой из естественного тесаного камня, разрушений не имеют.
Цилиндрические сваи железобетонного судоподъемника были заключены в металлические обоймы толщиной 10 мм. После 22летней эксплуатации железобетон в зоне переменного уровня имел незначительные повреждения поверхностного слоя бетона. Металлические обоймы почти полностью прокорродированы, но бетон внутри обойм разрушений не имеет.
Обследования морских гидротехнических сооружений, построенных в районе Кольского залива, выявили, что причиной быстрого разрушения призматических железобетонных свай причала в зоне переменного уровня воды является применение недостаточно плотного бетона на цементе с высоким содержанием трехкальциевого алюмината.
Стены камеры сухого дока из монолитного армированного бетона на пуццолановом цементе начали разрушаться уже в первую зиму после постройки. Через восемь лет были заделаны каверны и торкретирована поверхность стен; спустя примерно такой же срок стены камеры сильно разрушились и требовался повторный ремонт.
Бетон в подводных частях обследованных сооружений сохранился без видимых разрушений. Бетон сооружений, прослуживший от 25 до 60 лет в подводной зоне, имеет в ряде случаев нарушенную структуру и пониженную прочность.
Результаты обследования гидротехнических сооружений выявили следующие причины разрушения бетона:
1) низкая плотность бетона;
2) применение пуццоланового портландцемента, а также магнезиального портландцемента и цемента с высоким содержанием трехкальциевого алюмината;
3) коррозия металлических закладных частей и арматуры;
4) раннее замораживание бетона при укладке в холодное время года;
5) недостаточная жесткость конструкции и нарушение правил ее эксплуатации.
Таким образом, основным резервом увеличения долговечности бетона является улучшение его качества путем повышения плотности. Большое значение имеют также выбор цемента, качество заполнителей, обеспечение проектной толщины защитного слоя арматуры и другие факторы.
3. Методология испытания бетона на морозостойкость
Условия лабораторного испытания морозостойкости бетона, как известно, отличаются от реальных условий службы. Сравнительно небольшой образец бетона охлаждается в морозильной камере со всех сторон, т. е. замерзает как замкнутая система, в которой почти исключаются характерные для массивных бетонных сооружений процессы тепло- и влагообмена.
Испытание образца в таких условиях не может воспроизвести влияние на морозостойкость структурных напряжений, возникающих в бетоне сооружения вследствие неравномерного распределения влаги и температуры. Не учитывается также влияние напряжений, возникающих от нагрузок.
Таким образом, обычное испытание образца характеризует морозостойкость самого материала вне зависимости от напряженного состояния, возникающего в данной части сооружения. Циклы оттаивания и замораживания (которое обычно производится при температуре от -17 до -20° С) чередуются непрерывно в течение всего периода испытания. При сравнительно коротком сроке оттаивания процесс самозатягивания трещин в бетоне не может иметь большого значения. На результаты испытания влияют производственные факторы. При изготовлении образцов бетонная смесь хорошо уплотняется в формах, сами образцы хранят до испытания в нормальных (т. е. хороших) условиях 28 суток или более продолжительное время. К сожалению, в производственных условиях период ухода за бетоном часто сокращается.
| << ПРЕДЫДУЩАЯ ГЛАВА Попеременное замораживание и оттаивание бетона | СЛЕДУЮЩАЯ ГЛАВА >> Методология испытания бетона на морозостойкость | |
| << Содержание >> | ||