Все о работе со специальными цементами.

Классификация, свойства, виды специальных цементов

Archive for Октябрь, 2008

Разновидности портландцементов

Портландцемент состава (C3S 45—55%, C2S 25— 30%, С3А 8—13%, C4AF 12—18%), выпускаемый преимущественно нашей промышленностью, не всегда удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к нему при производстве и применении бетонных и железобетонных изделий и конструкций в некоторых областях строительства.
Например, в гидротехническом строительстве предпочтительны цементы с пониженным тепловыделением и более стойко выдерживающие воздействие попеременного замораживания и оттаивания в минерализованных водах.
Портландцемент, используемый при устройстве бетонных покрытий автомобильных дорог, должен характеризоваться не только высокой прочностью и морозостойкостью, но и трещиностойкостью, а также пониженными показателями усадки и набухания при частых изменениях температуры и влажности бетона и т. п.
Возведение бетонных и железобетонных сооружений при отрицательных температурах значительно облегчается при использовании портландцементов, быстро твердеющих в начальные сроки и обладающих повышенным тепловыделением. Быстротвердеющие цементы предпочтительны и при заводском производстве бетонных и железобетонных изделий, так как их применение способствует ускорению оборачиваемости форм и сокращению производственного цикла.
Для более полного удовлетворения специфических требований отдельных видов строительства к свойствам цементов промышленностью организован выпуск особых видов портландцемента. В наименовании этих портландцементов или подчеркиваются их особые свойства (быст-ротвердеющий, сульфатостойкий, гидрофобный, белый и т. п.), или указываются области их применения (цемент для бетонных покрытий автомобильных дорог, цемент для производства асбестоцементных изделий, там-понажный цемент и др.), или, наконец, указывается их отличие от обычных цементов по химическому составу (магнезиальный, кремнеземистый и т. д.).

Общие сведения

Существует значительное количество разнообразных вяжущих, однако в строительстве применяется лишь часть из них. Их называют строительными вяжущими веществами и делят на две основные группы:
1) неорганические (минеральные) вяжущие вещества;
2) органические вяжущие вещества, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы и дегти), называемые часто «черными» вяжущими.
В учебнике «Минеральные вяжущие вещества» рассматриваются только неорганические вяжущие вещества, главнейшие из которых — портландцемент и его разновидности, известь, гипс и др.
Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешения с водой (а в отдельных случаях с растворами некоторых солей) образуют массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное состояние.
Почти все минеральные вяжущие вещества получают путем грубого и тонкого измельчения исходных материалов и полупродуктов, а также термической обработки сырья при разных температурах. В этих условиях протекают разнообразные физико-химические процессы, обеспечивающие получение продукта с требуемыми свойствами.
Большинство минеральных вяжущих твердеет в результате возникновения гидратных новообразований при взаимодействии вяжущего вещества с водой. Лишь в некоторых случаях, например у гашеной воздушной извести, твердение происходит в результате взаимодействия ее с углекислотой воздуха и одновременной перекристаллизации гидрата окиси кальция.
Минеральные вяжущие используются в подавляющем большинстве случаев в смеси с водой и с так называевыми заполнителями, которые представляют собой минеральные (а иногда и органические) материалы, состоящие из отдельных зерен, кусков, волокон разных размеров. Вяжущие в смеси с мелким заполнителем (песком) дают растворы, в смеси с крупными заполнителями (гравием, щебнем и т. п.) — бетоны. В отдельных случаях вяжущие используют только в виде смесей с водой без заполнителей. Использование вяжущих в смеси с заполнителями обусловлено двумя основными причинами. Первая из них — экономического порядка. Стоимость их относительно велика, поэтому необходимо изготовлять изделия, конструкции и т. п. с минимальным расходом вяжущего. Для каждого вида изделий и конструкций их расход определяется рядом требований, предусматривающих необходимую строительную прочность, надежность и долговечность того или иного сооружения. Вторая причина — технического характера. Дело в том, что вяжущие вещества в виде теста без заполнителей обнаруживают повышенную склонность к усадке и набуханию как при твердении, так и под влиянием тепловлажностных изменений. Это зачастую приводит к образованию трещин и ускоренному разрушению конструкций и сооружений.
Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в требуемой последовательности.
Вяжущие вещества — основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов же изготовляют всевозможные строительное изделия и конструкции, в том числе и армированные сталью (железобетонные, армоси-ликатные и др.). Бетоны на вяжущих веществах применяют также для возведения отдельных частей зданий и целых сооружений (мосты, плотины и т. п.).
Значение вяжущих веществ в современном строительстве иллюстрируется следующими данными.
При возведении жилых домов из кирпича или бетонных и железобетонных изделий на 1 м2 жилой площади в среднем расходуется до 300 кг вяжущих веществ (цемента, извести, гипса). Только на жилищное строительство ежегодно требуется до 35—40 млн. т вяжущих веществ, а на промышленное, гидротехническое, сельскохозяйственное и другие его виды — значительно больше. В частности, на возведение таких уникальных сооружений, как Волгоградская, Братская, Красноярская гидроэлектростанции, требуется 1,5—2 млн. г цемента.
В 1975 г. будет выпущено более 120 млн. м3 сборных железобетонных изделий и конструкций, на что потребуется до 40 млн. т цемента.

Контроль за качеством работ

Контроль за качеством земляных работ должен заключаться в систематическом наблюдении и проверке соответствия выполняемых работ проектной документации и требованиям СНиП на производство работ.
При устройстве грунтовой подсыпки под полы, обратных засыпках котлованов и траншей, возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог постоянно контролируется: соответствие производимых работ проекту и требованиям технических условий, качество подготовки оснований, степень уплотнения и влажность грунта.
За качеством работ по укладке и уплотнению грунта следует вести систематические контрольные наблюдения, организуемые силами строительной организации, представителями технического надзора заказчика и лицами, инспектирующими строительство.
Непосредственное осуществление контроля за плотностью и влажностью грунта, уложенного в насыпь или траншею, возлагается на полевую грунтовую лабораторию.
На полевую грунтовую лабораторию также возлагаются:
а) проверка качества грунтов в выемках, карьерах и резервах с целью установления возможности их использования для отсыпки насыпей;
б) проведение пробного уплотнения грунтов с целью уточнения требуемого количества ударов (проходок) грунтоуплотняющих машин по одному и тому же следу, а также толщины
отсыпаемого слоя;
в) участие в освидетельствовании скрытых работ и в их приемке.

Контроль за качеством работ

Контроль за качеством земляных работ должен заключаться в систематическом наблюдении и проверке соответствия выполняемых работ проектной документации и требованиям СНиП на производство работ.
При устройстве грунтовой подсыпки под полы, обратных засыпках котлованов и траншей, возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог постоянно контролируется: соответствие производимых работ проекту и требованиям технических условий, качество подготовки оснований, степень уплотнения и влажность грунта.
За качеством работ по укладке и уплотнению грунта следует вести систематические контрольные наблюдения, организуемые силами строительной организации, представителями технического надзора заказчика и лицами, инспектирующими строительство.
Непосредственное осуществление контроля за плотностью и влажностью грунта, уложенного в насыпь или траншею, возлагается на полевую грунтовую лабораторию.

Схемы и порядок производства работ по уплотнению грунта

С целью устранения возможных нарушений в технологии производства земляных работ приводим основные технологические принципы и схемы производства работ, соблюдение которых в значительной степени будет способствовать высокому качеству выполнения грунтоуплотнительных работ.
При уплотнении укаткой слоя рыхлого грунта, отсыпанного, например, драглайном или грейдер-элеватором, следует производить подкатку грунта легким катком или катком на пневмо-колесном ходу без загрузки его балластом или на пониженном давлении воздуха в шинах.
Предварительная подкатка грунта не требуется в тех случаях, когда слой грунта отсыпается автосамосвалами, тракторными тележками или скреперами. В этом случае грунт уплотняется до требуемой нормы плотности грунтоуплотняющими машинами.
Для работы прицепных катков необходимо подготавливать участок отсыпанного слоя длиной не менее 200 м. Увеличение фронта укатки делает работу прицепных катков более производительной. Однако при увеличении длины участка, подготавливаемого под укатку, следует иметь в виду, что в сухую и жаркую погоду грунт будет интенсивно высыхать.
На больших площадях при выполнении работ по вертикальной планировке территории застройки и на насыпях, где возможны повороты катка, рекомендуется применять схему движения катков по замкнутому кругу. На насыпях, где исключается возможность поворота катка, следует применять челночную схему движения каткое: трактор в конце участка отцепляют ог катка и присоединяют к нему с другой стороны.

Выбор типа машин для уплотнения грунта

Высокое качество уплотнения земляных сооружений обеспечивается правильным выбором способа уплотнения грунта, типа грунтоуплотняющих машин, их параметров, толщины отсыпаемого слоя и соблюдением технологических принципов производства работ.
При выборе способа уплотнения грунтов и типа грунто-уплотняющих машин следует учитывать свойства уплотняемого грунта (зерновой состав, влажность, степень однородности), его требуемую плотность, объем и темп производства работ, время года и другие факторы.
Для уплотнения грунтов методом укатки отечественной промышленностью выпускаются серийно: а) прицепные кулачковые катки; б) полуприцепные, прицепные и самоходные катки на пневмоколесном ходу;
в) самоходные и прицепные катки с гладкими вальцами, а также вибрационные катки.
Прицепной кулачковый каток в конструктивном отношении отличается от прицепного катка с гладкими вальцами (Д-126А) только тем, что к боковой уплотняющей поверхности вальца с помощью бандажа прикреплены шипы-кулачки, а очистное приспособление на раме выполнено не в виде сплошного ножа, а как металлический скребок-гребенка.

Значение уплотнения грунта и основные требования к процессу уплотнения

Для обеспечения устойчивости, прочности и минимально допустимой осад ки возводимых насыпей необходимо предусматривать равномерное уплотнение грунтов, из которых эти насыпи отсыпаются. Уплотнению подлежат также грунты в подсыпках и засыпках, покрываемые в процессе строительства различными одеждами (дорожными покрытиями, от мосткой, полами и т. д.).
Устойчивость земляного сооружения достигается при условии соблюдения требований, предъявляемых к уплотнению грунтов, а также при правильном выборе грунтоуплотняющих ма шин, их параметров и схем производства работ.
Работы по уплотнению грунтов рекомендуется производить в период, когда естественная влажность грунта приближается к оптимальной и требуется наименьшее количество труда для уплотнения грунта.
В районах со значительным переувлажнением грунтов в весенний период наиболее благоприятным временем для производства работ по уплотнению грунтов является вторая половина лета и часть осени до начала интенсивных дождей. В засушливые районах, а также в местах с быстро пересыхающими песчаными грунтами эти работы следует предусматривать в конце весны и первой половине лета (с использованием влаги тающего снега и весенних осадков).

Правила производства земляных работ в зимних условиях

Производство земляных работ в зимнее время требует обязательного соблюдения технических требований при отсыпке полезных насыпей, засыпке пазух фундаментов и траншей. Важнейшими мерами по предупреждению вредного влияния мерз лого грунта на качественные насыпи являются:
а) уменьшение влажности грунта;
б) измельчение глыб мерзлого грунта до размеров, не превышающих 15 см в поперечнике;
в) запрещение отсыпки откосов насыпи из мерзлого грунта.При уплотнении качественной насыпи куски мерзлого грунта
должны быть равномерно распределены среди талого грунта Используя мерзлый грунт для отсыпки насыпи, необходимо следить за тем, чтобы он не содержал прослоек чистого льда.
В качественных насыпях различного назначения допускает-ся содержание мерзлого грунта в следующем количестве (в % объема насыпи):
в дорожных насыпях, безнапорных дамбах и защитных бермах — 20;
в дорожных насыпях без устройства покрытия до полной осадки — 50;
в железнодорожных насыпях — 30;
в дорожных насыпях для планировки площадок — 60.
Засыпку зимой пазух между стенками котлована и фундамента следует производить только после того, как прочность сладки или бетона стенок фундамента достигнет 70% проектной прочности их. При этом засыпку производят только талым грунтам на всю глубину пазухи-Траншеи, в которых уложены трубопроводы или другие сооружения,
на высоту 50 см над сооружением засыпают талым грунтом. Верхнюю часть траншеи засыпают мерзлым грунтом. Траншей под проездами засыпают талым грунтом на всю глубину, а в местах с интенсивным движением транспорта засыпку траншей производят талым хорошо дренирующим песком.

Комплекты машин для производства земляных работ в зимнее время

Состав комплектов машин, предназначаемых для разработки грунта в зимнее время, зависит от следующих факторов:
а) подготовленности грунта к разработке в зимних условиях;
б) способа оттаивания или разрушения мерзлого грунта;
в) назначения и размеров земляного сооружения;
г) толщины мерзлого слоя грунта;
д) расстояния транспортирования грунта к месту отвала или в полезные насыпи.
Если грунт предварительно подготовлен к разработке в зимних условиях (утеплен одним из рассмотренных выше способов), то разработка его может быть осуществлена любым комплектом машин, применяемым для аналогичных работ при разработке талого грунта.
При использовании электропрогрева или другого способа оттаивания мерзлого грунта с последующей разработкой его экскаваторами в комплект машин кроме экскаваторов и транспортных средств включают специальные приборы и оборудование, применяемые при соответствующем способе оттаивания грунта.
При разрушении мерзлого грунта взрывным способом в комплект машин дополнительно включают передвижной компрессор производительностью 3—5 м3/мин с пневматическими перфораторами или электрические буровые станки. Если вблизи строящегося объекта нет действующей линии электропередачи, в комплект машин включают передвижную электростанцию мощностью 65—75 квт.

Выбор объектов для производства земляных работ

При составлении графика очередности выполнения строительных работ на каждом строящемся предприятии следует заранее определить, на каких объектах предполагается выполнить земляные работы в зимнее время. Эти объекты рекомендуется выбирать с учетом следующих факторов:
а) подготовленности грунта к разработке при низких температурах;
б) средней глубины промерзания грунтов в данном географическом районе;
в) назначения и размеров земляного сооружения;
г) типа машин, предназначенных для разработки и транспортирования грунта на объектах.
Эти факторы должны учитываться также и при разработке проектов производства земляных работ в зимнее время. Выбор способа подготовки грунта к разработке в зимних условиях осуществляется на основе технико-экономических расчетов.
Если грунт одним из перечисленных выше способов подготовлен к разработке в зимних условиях, то организация производства земляных работ не отличается от организации ее в летних условиях. Если же подготовительные работы по предохранению грунта от промерзания проведены не были, то очередность выполнения земляных работ на различных объектах определяют в зависимости от установленных сроков окончания строительства, свойств грунта, назначения и параметров земляного сооружения и других факторов.