Исследование тепловыделения цементов, планируемых к применению при строительстве мостового перехода через Керченский пролив

Размещено на http://www.allbest.ru/

7

Исследование тепловыделения цементов, планируемых к применению при строительстве мостового перехода через Керченский пролив

Прудкая Полина Викторовна, обучающийся,

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы «Московский колледж архитектуры и градостроительства»,

Руководитель: Пуляев Иван Сергеевич, преподаватель,

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы «Московский колледж архитектуры и градостроительства»,

Аннотация: В рассматриваемой статье представлены результаты исследования тепловыделения двух типов цементов, планируемых к применению при строительстве мостового перехода через Керченский пролив. Результаты исследования основаны на данных, полученных в ходе натурного эксперимента, проводимого в заводских условиях.

Ключевые слова: цемент, тепловыделение, эксперимент, бетон, мост

Abstract: In this article presents the results of a study of dissipation of two types of the cements planned for use in the construction of a bridge across the Kerch Strait. The results of the study based on the data obtained in the field experiment carried out in the factory.

Keywords: cement, heat, experiment, concrete, bridge

Проектируемый в настоящее время транспортный переход через Керченский пролив является единственным в своём роде сооружением, не имеющим аналогов в Российской Федерации. Примеры подобных мостовых переходов в других странах единичны и встречаются, например, в Японии и Китае, однако каждый объект имеет свою определённую специфику и требует детальной предпроектной проработки.

Учитывая сложные геологические и гидротехнические характеристики, при проведении предпроектных работ при строительстве мостового перехода в первую очередь потребовалось провести исследование влияния технологических факторов на тепловыделение цемента в бетоне.

Известно, что для расчётов термонапряжённого состояния бетонных конструкций, нарастания его прочности, назначения оптимальных режимов тепловой обработки и определения сроков выдерживания бетона при производстве работ в сложных климатических условиях, необходимо знать величину и интенсивность тепловыделения цемента, которые зависят от многих технологических факторов. Из анализа исследований российских учёных (1) следует, что условия бетонирования существенно влияют на тепловыделение цемента в начальные сроки твердения бетона. В первые 3-5 суток наименьшее тепловыделение наблюдается при испытании цементного теста, несколько больше у бетона, укладываемого без вибрирования и с вибрированием сразу после изготовления и ещё больше у бетона, провибрированного через 30-35 минут после приготовления (см. рис. 1).

Рисунок 1- Тепловыделение цемента

Так как на тепловыделение цемента влияет много факторов, для получения реальных данных надо проводить испытания определённого бетона с использованием реального заполнителя.

Для этих целейна базе СТФ «Мостоотряд-99» в г. Серпуховенами были изготовлены две опалубочные системы из фанеры толщиной 18 мм с утеплением из двух слоёв пенопласта по 30 мм каждый. Внутрь каждой системы был вставлен арматурный стержень с прикреплёнными к нему термопарами, соединенными с приёмным устройством (см. рис. 2).

Рисунок 2 - Опалубка бетонируемых образцов и расположение термопар а)вид сверху; б)вид сбоку

В процессе исследования были произведены замесы состава бетона класса В45 на портландцементе без минеральных добавок (типа ЦЕМ 1 класса 42,5) и на сульфатостойком цементе (типа ЦЕМ 1 класс 42,5). Подвижность бетонной смеси на портландцементе без минеральных добавок была 18-20 см осадки конуса, а подвижность смеси на сульфатостойком цементе 12-15 см осадки конуса. Температура в помещении составила 20 єС, влажность - 56%. После укладки бетона в опалубку открытая поверхность бетона была закрыта полиэтиленовой плёнкой и дорнитом, включена запись показаний термопар посредством присоединения их к терморегистратору «ТЕРЕМ-3». Измерения производились в течение семи суток Результаты измерения температур твердеющего бетона и температуры в помещении представлены на графике (см. рис. 3).Его анализ показал, что максимальный разогрев образца на портландцементе без минеральных добавок оказался на 8,5^оС выше, чем образца на сульфатостойком цементе. На седьмые сутки температура в обоих образцах практически сравнялась с температурой окружающей среды.

Рисунок 3 - Результаты замера температур твердеющего бетона двух серий образцов

Прочность на седьмые сутки составила: у бетона на портландцементе без минеральных добавок тип ЦЕМ 1 класса 42,5 - 62,57 и 58 МПа; у бетона класса В45 на сульфатостойком цементе класс 42,5 - 54,55 и 51,5 МПа соответственно. Опыт показал, что бетон на бездобавочном цементе разогрелся значительно больше, чем на сульфатостойком цементе.

Дальнейшая обработка экспериментальных данных осуществлялась методом решения обратной задачи. В ходе этой работы потребовалось сопоставить расчётные данные с экспериментальными. Расчёты проводились по ранее разработанной и много апробированной программе ZA (2), где были учтены особенности твердения бетона.В данной программе исследуемая область разбивается на блоки бетонирования с указанием их теплового взаимодействия с окружающей средой. При совпадении расчётных данных с кривыми интегрального тепловыделения, представленными на рисунке 1, считается, что тепловыделение цемента определено максимально точно.Результаты расчётов представлены на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4 - График изменения температуры и прочности твердеющего бетона на сульфатостойком цементе

?

Рисунок 5 - График изменения температуры и прочности твердеющего бетона на бездобавочном цементе

Полученные результаты подтвердили данные проведенного эксперимента как с позиций набора прочности бетоном, так и с позиции распределения температур.

На основании проведенного испытания было установлено, что сульфатостойкий цемент имеет меньшее тепловыделение, чем бездобавочный цемент ЦЕМ1, и указанный цемент может быть эффективно использован при производстве работ в жаркий период года при строительстве мостового перехода через Керченский пролив.

термонапряжённость цемент бетонная конструкция

Библиографический список

1. Соловьянчик А.Р., Шифрин С.А., Коротин В.Н., Вейцман С.А. Опыт использования неполного обжатия бетона для предупреждения появления трещин в конструктивных элементах транспортных сооружений. Научные труды ОАО ЦНИИС «Технология и качество возводимых конструкций из монолитного бетона», № 217. - М.: ЦНИИС, 2003. - с. 200-205.

2. Соловьянчик А.Р., Пуляев И.С. Предупреждение трещинообразования в бетоне при возведении нижних частей пилонов вантового моста через реку Оку на обходе города Мурома. Вестник МГСУ, № 1. - М.: МГСУ, 2008. - с. 285-295.

Размещено на Allbest.ru