В книге изложены основные сведения о литом бетоне нового типа (с повышенными гидротехническими свойствами). Даны основы расчета состава, способы приготовления и области применения его для бетонирования без вибрирования труднодоступных частей сооружений. Приведены технико-экономические показатели этого бетона на основе отечественного и зарубежного опыта. Книга предназначается для широкого круга инженерно-технических работников, технологов-бетонщиков, строителей, проектировщиков, исследователей.

Предисловие
Введение

Глава первая. Свойства цементного вяжущего с добавкой бентонитовой глины
1. Виды и основные свойства бентонитов
2. Влияние бентонита на свойства цементного камня

Глава вторая. Свойства литых бетонных смесей и бетонов с добавкой бентонита
3. Технологические свойства литых бетонных смесей с добавкой бентонита
4. Прочностные характеристики литых бетонов
5. Плотность и коррозионная стойкость
6. Деформативность
7. Свойства малоцементных литых бетонов
8. Классификация литых бетонов по маркам

Глава третья. Метод расчета и подбора составов литого бетона
9. Метод Гайе
10. Расчетно-экспериментальный метод НИС Гидропроекта
11. Пример расчета

Глава четвертая. Гравитационный способ бетонирования
12. Материалы для приготовления литого бетона
13. Приготовление и укладка литой бетонной смеси
14. Контроль качества бетона
15. Возможные области применения литого бетона

Глава пятая. Примеры применения литого бетона
16. Омоноличивание швов сборного железобетона на Саратовской ГЭС
17. Заполнение затрубного пространства турбинных водоводов Нурекской ГЭС
18. Зарубежный опыт применения литого бетона

Выводы
Список литературы

Предисловие

Литые бетонные смеси, укладываемые без вибрирования, предназначаются для омоноличивания труднодоступных частей сооружения: густоармированных швов малого сечения, различного рода штраб, пазов, спиральных камер, затрубных пространств, облицовок туннелей и пр. Такого рода бетон, как показывает опыт современного строительства, составляет значительный объем.

С развитием сборного железобетона, туннеле- и шахтостроения, а также расширением гидротехнического строительства в горных районах сложные условия производства работ вынуждают строителей все чаще обращаться к гравитационному способу бетонирования литым бетоном, как наиболее рациональному, а в ряде случаев единственно возможному средству омоноличивания.

За рубежом (во Франции, ФРГ, Италии, Испании, США, Румынии) способ самотечной подачи и укладки литого бетона для омоноличивания затрубного пространства турбинных водоводов и других труднодоступных для вибрирования частей сооружений признан за последние годы наиболее экономичным (ГАЭС Вианден, Розеланд, Копе, Монпеза и др.).

В Советском Союзе литой бетон внедрен на строительстве Саратовской ГЭС для заливки густоармированных штраб, пазовых конструкций затворов, спиральных камер турбин и т. д., на строительстве Нурекской ГЭС для заполнения затрубного пространства подземных водоводов, на строительстве Камского автозавода для бетонирования буронабивных свай фундаментов. Применение на этих строительствах литого бетона взамен вибрируемого значительно снизило затраты труда, позволило уменьшить размеры швов, скальной выработки, повысить производительность труда и качество укладки, в результате чего достигнута экономия денежных средств. В ближайшие годы литые бетоны могут найти широкое применение при сооружении туннелей, подземных водоводов высоконапорных гидроэлектростанций, таких как Ингурская, каскад на р. Варатане в Армении, и других объектах.

Отсутствие до последнего времени составов и методов получения литого бетона необходимого качества потребовало постановки исследований, обобщения опыта и разработки технологии приготовления и применения этого вида бетона.

Предлагаемые литые бетоны нового типа характеризуются высокой подвижностью, нерасслаиваемостыо бетонной смеси, способностью свободно течь под действием собственного веса, беспрепятственно обтекать арматуру, заполнять сложные по конфигурации формы, транспортироваться па большие расстояния; по прочности, водонепроницаемости и морозостойкости обеспечивают различные марки гидротехнического бетона: от 100₁₈₀, В6, М_рз 50—100 до 300₂₈, В15, М_рз 250—300 и повышенную плотность, независимо от марки по прочности.

Изложенные в книге предложения и разработки будут всемерно способствовать повышению темпов и снижению затрат труда на строительстве, т. е. решению одной из основных задач девятой пятилетки.

Исследования выполнялись коллективом лаборатории бетона отдела исследований строительных материалов научно-исследовательского сектора Гидропроекта под руководством авторов при участии в производственном внедрении инженеров С.В. Шаркунова и М.И. Миронова и в лабораторных опытах — инж. Г.И. Скалкиной. В физико-химических исследованиях были использованы рекомендации инж. П.А. Пшеницына.

Главы 1—3 написаны Т.А. Затворницкой; введение и гл. 5 — С.А. Коняевой; гл. 4 — Б.Ф. Микуловичем.

Авторы выражают благодарность канд. техн. наук В.М. Медведеву за ценные замечания по рукописи, учтенные ими в окончательной редакции.

Введение

История строительной техники развивалась таким образом, что к настоящему времени преимущество в развитии технологии производства бетона и исследовании его свойств получили среднепластичные и жесткие бетоны и почти неизученными оказались литые бетоны.

Гравитационный способ омополичивания каменной кладки был известен еще в древности, однако широкое распространение этот способ бетонирования получил в 20-е годы XX в. В Зап. Европе, главным образом в Германии, Швейцарии, а также в Америке, гравитационный способ бетонирования литым бетоном применялся повсеместно на строительстве массивных гидротехнических сооружений, успешно конкурируя с трудоемким способом бетонирования — трамбованием жесткого бетона.

Технология подбора составов бетона в то время находилась на низком уровне, зависимость прочности от величины .водоцементного отношения во внимание не принималась, в результате чего прочность бетона зависела от подвижности бетонной смеси. Литой бетон получался простым разбавлением водой жесткого бетона обычно неизменного состава 1:2:3 или 1:2:4. Поэтому жесткие (в ту пору трамбованные) бетоны характеризовались относительно меньшим количеством воды затворения, соответственно меньшим водоцементным отношением и, следовательно, большей прочностью; литые бетоны — большим количеством воды затворения, соответственно большим водоцементным отношением и меньшей прочностью.

Такое представление о литом бетоне, как о бетоне низкопрочном, укоренилось в понятии многих исследователей и строителей вплоть до нашего времени и послужило основанием для предвзятого отношения к этому виду бетона и даже отказу от его применения.

С появлением новых средств укладки бетона — вибраторов — получили распространение жесткие и среднепластичные бетоны, применительно к которым и развивалась дальше наука о бетоне. Развитие технологии литых бетонов остановилось на долгие годы.

В настоящее время, спустя почти 50 лет, в связи с развитием сборного железобетона и его омоноличиванием, строительством подземных объектов, в ремонтных и других работах — вновь появилась потребность в этом материале. Таким образом, диалектика строительной техники вновь привела к использованию литых бетонов, но уже на новой основе — современных достижений в технологии бетона, проектировании и производстве работ.

К современным литым бетонам предъявляются новые требования, в том числе повышенная прочность при сжатии, растяжении, плотность, морозостойкость, водонепроницаемость, коррозионная стойкость, ограниченная усадка, ползучесть и пр. Литая бетонная смесь при этом должна быть высокоподвижной, текучей и нерасслаивающейся при минимальном расходе цемента.

В основу подбора составов современных литых бетонов различных марок положена зависимость прочности и других физико-механических свойств от водоцементного отношения, величина которого назначается в соответствии с заданными требованиями. Высокая подвижность бетонной смеси достигается за счет увеличения содержания растворной части, а не только количества воды затворения (и, следовательно, величины В/Ц), как это делалось раньше.

Обязательное условие литой бетонной смеси, укладываемой без вибрирования, — нерасслаиваемость, водонеотделяемость — достигается введением водоудерживающей добавки, в качестве которой предложена бентонитовая глина. Эффективность действия этой добавки не ограничивается только повышением устойчивости бетонной смеси к седиментации. Отмечены положительное влияние ее на основные свойства бетона, а также возможность получения бетонов с новым сочетанием свойств, отвечающим высоким гидротехническим требованиям. Все это вызвало необходимость подробного изучения поведения этой добавки в цементном камне и бетоне в целях дальнейшего усовершенствования свойств литых бетонов.

Добавка бентонита до настоящего времени исследовалась в основном в тощих среднепластичных бетонах и цементно-песчаных растворах.

На основе отечественных и зарубежных исследований бентонитовую глину рассматривают как добавку, повышающую связанность, нерасслаиваемость бетонных и растворенных смесей, а также водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Мнения исследователей о влиянии добавки бентонита на прочность бетона при сжатии, а также о наилучшем способе введения добавки в бетонную смесь противоречивы: некоторые считают единственно эффективным способ введения бентонита в виде водной суспензии, так как порошок не дает желаемых результатов. Другие считают наиболее эффективным введение порошка, поскольку, по их мнению, применение бентонитовой глины в виде суспензии исключает возможность использования ее основного свойства — набухания в бетоне.

Различны также принятые оптимальные величины добавки бентонита в бетон (от 0,2 до 4% массы цемента). В одном случае получен эффект в опытах с огланлинским, ярко выраженным натриевым бентонитом, в другом — считают наиболее целесообразным добавлять в бетон щелочноземельные бентониты, натриевые же бентониты, по этим данным, снижают прочность бетона.

Противоречивость выводов о типах и способах введения бентонитов, о влиянии их на некоторые свойства бетонной смеси и бетона свидетельствует о недостаточной изученности физических и химических основ действия различного типа монтмориллонитов на цементное вяжущее.