Строительство мостового перехода на остров Русский
через пролив Босфор Восточный во Владивостоке

Применение высокопрочных и литьевых бетонов при строительстве моста
Применение высокопрочных и литьевых бетонов при строительстве моста

Добрый день!

Что такое обычные, высокопрочные и сверхпрочные бетоны? Еще сравнительно недавно бетоны марок по прочности на сжатие М400 считались

высокопрочными. Сейчас данная марка, а также М450 и 550 широко вошли

в практику строительства и являются обычными бетонами.

К высокопрочным бетонам относятся бетоны классов по прочности на сжатие В45-80 (М600- М1000). Бетоны с прочностью на сжатие выше 100МПа относятся к сверхпрочным. При этом данная градация является условной и ни в каких нормативных документах не отражена.

Каковы основные принципы получения высокопрочных бетонов?

Во первых низкое В/Ц отношение, менее 0,4. В/Ц является основным параметром, определяющим прочность и оказывающим существенное влияние на морозостойкость бетонов. За счет низкого В/Ц резко уменьшается пористость и увеличивается плотность цементного камня, а следовательно и прочность.

Таким образом, главной задачей при получении высокопрочных бетонов является обеспечение удобоукладываемости при низком В/Ц.

Чем это достигается? Использованием химических добавок – пластификаторов. Если раньше в качестве пластификаторов особой популярностью пользовались химические добавки на основе нафталинсульфокислоты: С-3 и различные его модификации. То сейчас создано новое поколение гиперпластификаторов на основе эфиров поликарбоксилатов, которые обладают мощнейшим разжижающим и стабилизирующим действием. Бетонные смеси при низком содержании воды имеют высокие реологические свойства, длительное время сохраняющиеся во времени.

ой основной принцип получения высокопрочных бетонов. Максимальное насыщение бетонной смеси прочным крупным заполнителем, образующим жесткий непрерывный каркас.

-ий технологический прием получения высокопрочных бетонов. Введение минеральных наполнителей. Микрокремнезема, кремнекислоты (нанокремнезема), золы-уноса, каменной муки и т.п. Микронаполнитель в данном случае является центром кристаллизации гидратных фаз цемента. Структура цементного камня в присутствии микронаполнителя становится мелкодисперсной и однородной. Что в свою очередь приводит к увеличению физико-механических характеристик бетона.

На строительстве мостового перехода при возведении пилонов используются бетоны класса по прочности на сжатие В60 (М800).

Для изготовления бетонов используется чистоклинкерный бездобавочный портландцемент нормированного состава марки 500 спасского цементного завода. Содержание С3А не превышает 8%, что является одним из важнейших моментов обеспечения высокой морозостойкости и коррозионной стойкости бетонов. При этом следует отметить, что Спасский цемент относится к умереннотермичным портландцементам Это очень важный момент для снижения трещинообразования в конструкциях.

В качестве крупного заполнителя используются гранодиориты Корфовского месторождения (Хабаровский край). Используется смесь фракций 5-10 и 10-20, с прочностью 1200.

В качестве мелкого заполнителя используется хабаровский речной кварцевый песок с модулем крупности в пределах 2,3-2,6 и пустотностью до 40 %. Песок предварительно обогащается путем просеивания через сито 5 мм.

Для модифицирования бетонной смеси используется комплексная органоминеральная добавка производства НПО «ЦМИД» Санкт-Питербург. Добавка содержит минеральный наполнитель микрокремнезем и гиперпластификатор на основе поликарбоксилатов.

За счет использования органоминеральной добавки достигнуто В/Ц 0,29, что гораздо ниже, чем 0,4. При это подвижность бетонной смеси ОК составляет 23-26 см. То есть основная технологическая задача получения высокоподвижной бетонной смеси при низком содержании воды достигнута.

Расход цемента на 1 м3 бетона составляет 430 кг. Это очень маленький расход цемента для класса бетона В60 (М800). Причем при использовании цемента марки М500.

В возрасте 7 с.н.т. бетон имеет прочность на сжатие не менее 60 МПа.

Марка бетона по морозостойкости не менее 300 и водонепроницаемость не менее 12.

Исследования, проведенные ДальНИИС по определению защитных свойств высокопрочного бетона по отношению к стальной арматуре показало большой запас (практически 80 кратный) по обеспечению защиты.

Высокопрочный бетон имеет плотную однородную структуру, что подтверждает стабильный коэффициент вариации прочности бетона на сжатие. Коэффициент вариации у производителя бетонной смеси УСК МОСТ не превышает 7 %.

Бетонная смесь В60, а также другие марки используемые при строительстве моста сертифицированы в системе Госстандарта России.

Хотелось бы остановиться на таком моменте, как вовлечение воздуха в бетонную смесь и содержание воздуха в затвердевшем бетоне.

Общеизвестно, что воздухосодержание в бетонной смеси является как бы гарантией обеспечения морозостойкости бетона. Рекомендуемое СНиП и ГОСТами содержание воздуха в бетонной смеси 3-7 %.

Но, здесь есть одно но. Зависимость морозостойкости от содержания воздуха не однозначна. Можно получить бетон с более высокой морозостойкостью при содержании воздуха в бетонной смеси большем или меньшем, чем при рекомендуемом нормативами.

С чем это связано? Это связано с тем что морозостойкость бетона определяется не содержанием воздуха, а структурой бетона. Конфигурацией воздушных пор и их диаметром. Морозостойкими являются бетоны у которых поры имеют сферическую форму и диаметр 0,2 мм.

Еще раз акцентирую ваше внимание на том, что морозостойкость бетона определяется не % вовлеченного воздуха в бетоную смесь, а структурой затвердевшего бетона.

Почему стараются не вовлекать воздуха в бетонную смесь больше рекомендуемого? Потому что каждый % воздуха снижает прочность бетона на 10 %. Но если получен бетон с проектными параметрами (прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью, коррозионной стойкостью и др.), то какой процент воздуха был вовлечен в бетонную смесь не имеет никакого значения.

Этого момента многие не понимают.

Вовлечение воздуха в бетонную смесь является своего рода лишь страховкой получения морозостойких бетонов.

Спасибо за внимание!

Заместитель директора ДальНИИС РААСН по научной работе
Светлана Викторовна Вавренюк