+375 /17/ 291 88 22
+375 /29/ 121 09 91
на главную о компании новости и статьи контакты отправить запрос






Сталефибробетон Часть 2


3.2. Обделки тоннелей

Сталефибробетонные обделки тоннелей используются как в качестве временной, так и постоянной крепи. Так, при строительстве метрополитена в г. Осло (Норвегия) в сложных инженерно-геологических условиях использовалась временная сталефибробетонная крепь [14]. Перегонные тоннели сооружали на глубине 10-20м. в глинистых сланцах с участками тектонических нарушений, высоким уровнем грунтовых вод. После уборки породы по кровле и стенкам выработки наносили первый слой сталефибронабрызгбетона толщиной 50мм. Затем проходка шла дальше, а в укрепленной части тоннеля в кровле ставили дополнительные анкеры длиной 3м и по ним наносили второй слой сталефибронабрызгбетона. Постоянная обделка возводилась из монолитного железобетона толщиной 500-600мм.

Аналогичная временная крепь использовалась при строительстве гидротехнического тоннеля Карсингтон (Англия) диаметром 2,34 м. Тоннель сооружался в устойчивых породах (песчаник). Сталефибробетон наносился сухим способом (вода вводится у сопла),состав бетона включал три части сульфатостойкого цемента, одну часть крупного песка и волокна из нержавеющей стали длиной 25 мм в объеме 3% от массы цемента. Сталефибробетон наносился с помощью установки швейцарской фирмы «Мейнадье». Толщина временной крепи была 50- 75 мм. При трехсменной работе проходка за неделю составляла 50 мм.

Постоянная сталефибронабрызгбетонная обделка использовалась при проходке тоннелей в Норвегии. Так при проходке тоннелей Хеггура длиной 5,3 км и сечением 39 м2 в крепких породах при максимальной глубине 700 м происходило растрескивание породы (горные удары). Для борьбы с ними использовались сталеполимерные анкеры (35- 70 шт. на заходку в 4 м) и сталефибробетонная постоянная обделка. Обделку наносили робот - методом по своду тоннеля (до уровня на 2 м выше подошвы) в два слоя общей толщиной 100мм.

Подобная обделка использовалась и при проходке 3-х тоннелей в Норвегии под дном Северного моря общей длинной 12 км. Тоннели сооружались в мягких породах - аргиллитах и предназначались для прокладки газопроводов. Стальная фибра изготавливалась фирмой «Австралия Вир Индустри», ее длинна составляла 18 мм. В состав смеси вводили микрокремнезем и различные добавки, ускоряющие процесс твердения и улучшающие пластические свойства смеси.

В Канаде из четырех железнодорожных тоннелей длиной 270, 370, 6000 и 9000 м первые два были сооружены полностью со сталефибронабрызгбетонной обделкой, два последних - с такой обделкой на участках трещиноватых нарушенных пород [14]. Максимальная толщина обделки- 100мм, минимальная-50 мм. Проектная прочность сталефибробетона- 35 МПа, фактическая- 43,1 МПа. Стальных волокон на 1м3 расходовалось 59 кг.

Примеры строительства тоннелей с армированной набрызгбетонной обделкой имеются в ФРГ, Франции и некоторых других странах.

Сталефибробетонная обделка в тоннелях применялась не только при набрызгбетонной обделке, но и в монолитном варианте. Так, в ФРГ на строительстве коллекторных тоннелей в Гамбурге вслед за щитом сооружалась монолитная обделка путем нагнетания в заопалубочное пространство дисперсно-армированного монолитного бетона. Толщина обделки составляла 200 мм [14].

На линии метрополитена во Франкфурт-на-Майне (ФРГ) применялась двойная обделка. Наружная выполнялась из монолитного сталефибробетона,

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СТАЛЕФИБРОБЕТОНА НА ОСНОВЕ ФИБРЫ «ХАРЕКС»

КУРГАНСКОГО ЗАВОДА ММК

4.1. Состав бетона матрицы и характеристика образцов

Для изготовления образцов исследовался бетон следующего состава (на 1 м3): Ц=500 кг, ll=1120 кг, Щ=560кг, суперпластификатор С-3 – 5 кг (1% от Ц).

Предполагалось получить бетон класса В30 (по прежней классификации это марка 400).

Образцы изготавливались: без фибры, с 1% фибры (80кг\м3) и 2%фибры (160 кг\м3).

Исследовались следующие физико-механические свойства бетона и сталефибробетона:
- кубиковая прочность на образцах-кубах с ребром 10см;

- призменная прочность на образцах-призмах размером 10х10х40 см;

- прочность на растяжение на образцах-восьмерках с поперечным сечением в месте разрыва 6х8 см;

- прочность на растяжение при изгибе на балочках в виде призм размером 10х10х40 см.

Кроме того, испытания на перечисленных образцах давали возможность оценить модуль упругости бетона и сталефибробетона, а также предельные деформации при сжатии, растяжении и растяжений при изгибе.

Общее количество испытанных образцов приведено в табл.4

Бетон изготавливался в бетономешалке принудительного действия емкостью 130л, уплотнение образцов осуществлялось на лабораторной виброплощадке. Процесс изготовления образцов с различным процентом армирования был следующим. Сначала заполнялись формы только бетонных образцов, затем в бетономешалку вводился 1% фирмы и смесь перемешивалась. После этого заполнялись все образцы с 1% армирования. В оставшуюся смесь снова вводили фибру до уровня 2% армирования, перемешивали смесь и заполняли оставшиеся образцы.

4.2. Испытания образцов и их результаты

Образцы испытывались в Центральной лаборатории прочности бетона и железобетона (ЦЛП) на испытательных машинах П250, П-50, Р-10. Испытания проводились по ГОСТ 10180-90. В процессе испытания измерялись: продольные и поперечные деформации при сжатии призм, деформации растяжения восьмерок и деформации растяжения при изгибе. Деформации измерялись с помощью тензодатчиков с базой 100 мм. Нагрузка на образцы передавалась ступенями равными примерно 0,05-1,10 от разрушающей нагрузки. Осредненные результаты испытаний образцов приведены в табл.5

Из табл.5 следует, что введение фибры «Харекс» существенно улучшает свойства бетона. Так, его прочность на сжатие увеличивается до 26%, на растяжение – до 64%, а на растяжение при изгибе до 2,7 раза. На основании полученных данных можно утверждать, что введение фибры «Харекс» наиболее существенно влияет на сопротивление бетона растяжению (осевому и при изгибе) и в меньшей степени на прочность при сжатии. Эти данные хорошо согласуются с результатами исследования по фибробетону, опубликованному в литературе.

На рис. 2,3,4 показаны графики деформаций при сжатии (продольных и поперечных), при осевом растяжении и при растяжении при изгибе. Из графиков следует, что с увеличением процента армирования модуль упругости фибробетона возрастает незначительно (по сравнению с бетоном). Продольные деформации образцов возрастают существенно, особенно при растяжении и растяжении при изгибе.

На основе проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:

1. Введение в бетон фибры «Харекс» Курганского завода ММК повышает его прочность: на сжатие до 26%, а на осевое растяжение – до 64%, на растяжение при изгибе – до 2,7 раза.

2. Модуль упругости сталефибробетона с фиброй «Харекс» возрастает до 15-17%, в зависимости от % армирования.

3. Продольные деформации сталефибробетона также возрастают по сравнению с деформациями бетона: при сжатии до 28%, осевом растяжении до 2-х раз и при растяжении при изгибе до 2,4 раз.

4. Полученные экспериментальные данные являются исходным материалом для назначения расчетных характеристик сталефибробетона с фиброй «Харекс» Курганского завода ММК, необходимых для проектирования конструкций.

Результаты испытаний бетонных и фибробетонных образцов с фиброй

"Харекс" Курганского завода ММК



Примечание: с индексом «м» обозначены характеристики прочности фибробетонных образцов, с индексом «о» -бетонных




5. ВОЗМОЖНАЯ НОМЕНКЛАТУРА ЭФФЕКТИВНЫХ СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ФИБРОЙ "ХАРЕКС" (НА ОСНОВЕ ОПЫТА ФРГ)

В ФРГ фибру «Харекс» производит фирма "Вулкан-Харекс". Эта фибра практически не отличается от фибры "Харекс", производимой на Курганском заводе ММК по лицензии, купленной у этой фирмы (за исключением сорта стали), фибра в ФРГ изготавливается из стальных слябов стали St-52/3 с помочью вращающейся фрезы. Бла­годаря высоким температурам, возникающим в процессе резки, фиб­ра имеет типичный голубоватый или серый оттенок. Этот окисленный слой препятствует образованию ржавчины в процессе ее складирования. Благодаря положению фрезы фибра имеет треугольное сечение. Две стороны фибры имеют шероховатую поверхность, третья - глад­кую. Дополнительное скручивание по продольной оси волокон усиливают ее сцепление с бетоном. В сравнении с площадью поверхности проволочной фибры одинаковой длины и диаметром 0,4 мм, поверх­ность фибры «Харекс» больше в 3 раза! Естественным следствием этого является более высокая несущая способность сталефибробетона с фиброй «Харекс».

По информации фирмы "Вулкан-Харекс" [18] в ФРГ и некоторых других странах фибра "Харекс" весьма аффективно использова­ть в целом ряде сталефибробетонных конструкций, описание которых приводится ниже.

5.1. Ремонтные работы мест стоянок самолетов в аэропорту г. Франкфурт

Железобетонное покрытие мест стоянок самолетов в аэропорту Франкфурта [19] не было рассчитано на значительно возросшие грузки. Общий вес новых двухосных тягачей для самолетов составило 75 т, при нагрузке на колесо 18 т и давлении на покрытие 45 кг/см2. Максимальную нагрузку на колеса создавал самолет типа ДС 10. При общем весе 330 т нагрузка на колеса составляла 32,5 т или 20 кг/см2. Вследствие увеличения нагрузки в покрытии возникли повреждения в виде глубоких трещин и частичного разрушения железобетонных плит, а также разрушения уплотнительного слоя плитами. Просачивание влаги в расположенные под этими площадями нижние этажи аэропорта, было следствием этих повреждений. Для устранения возникших нарушений было решено выполнить аэродромное покрытие из фибробетона. Сначала проводились опытные работы, при этом часть участков была выполнена из обычного железобетона, другая часть при той же толщине из фибробетона с расходом фибры 60 кг/м3 . Результаты эксплуатации этих участков по­зади, что применение традиционной стержневой арматуры желаемых результатов не дает. Уже через первые полгода на участках с обычной арматурой появилось почти такое же количество трещин и повреждений, как на старом железобетонном покрытии. В фибробетонном покрытии никаких трещин и повреждений не возникло. Поэтому дальнейшие работы по замене повременного покрытия проводилось только с фибробетоном. Укладка фибробетона и осуществлялась следующим образом: готовая фибробетонная смесь самосвалами подавалась к месту укладки, затем она вручную распределялась по площади укладки и уплотнялась вибраторами. После уплотнения проводилась затирка поверхности двойным затирочным брусом. Для того, чтобы отдельные фибры не были видны на поверхности, она обработана роторным диском. При этом отдельные иголки погружались в раствор, что предотвращало появление пятен ржавчины поверхности покрытия. По окончании затирки поверхность была обработана жидким упрочняющим составом с целью защиты фибробетона от довременного высыхания.

Через 7 дней с момента укладки, покрытие из фибробетона было готово для движения строительного транспорта, и была произведена окончательная заделка деформационных швов. Через 28 дней участок открыт для эксплуатации. В течение всего периода строительства из фибробетона ежедневно изготавливались образы для испытаний: 3 куба с ребром 20см и 3 призмы размером 15х15х70 см. Образцы испытывались на и изгиб в возрасте 7 и 28 суток. По проекту требовалась сжатие фибробетона при сжатии 450 кг/см2 и на растяжение при - 65 кг/см2.

Состав бетона на 1 м3 был следующим: Ц - 340 кг (марки PZ35F), В - 136 л, В/Ц=0,4. П=560 кг, Щ - 1300 кг. парообразователь - 0,04% от Ц, стальная фибра типа "Харекс" SF01 -32 (т.е. длиной 32 мм) - 60 кг. Опыт применения фибробетона показал, что покрытие с ним достаточно просто в изготовлении, прочность его по сравнению с бетоном повышается, снижается возможность появления трещин и разрушения в краевой зоне деформационных швов. Добавка фибры "Харекс" производится без дополнительных приспособлений, сохраняется однородность распределения фибры, несмотря на применение вибраторов, вибробрусов (это было доказано образцами, отобранными бурением). Доказано, что глубина коррозии фибры не превышает 2мм. Дальнейшему распространению коррозии препятствует цементное вяжущее, обволакивающее фибру, т.е. внутри бетона фибра коррозии не подвергается.

5.2. Полы промышленных зданий

При строительстве новых производственных цехов завода по производству передвижных компрессоров фирмы «Флоттман Верке ГмбХ» с применением фибробетона било сделано покрытие полов цеха площадью 8000м2 [20].

Конкурсное задание предусматривало сооружение бетонных плит размером 12х12 м из бетона класса В25 с количеством арматуры 14 кг/см2, из чего следовала средняя стоимость 85,7 марки ФРГ за 1м2 пола. Сюда входила и стоимость опорной балки под деформационными швами, предусмотренной по причине безопасности. Заказ был передан на выполнение бетонного покрытия из фибробетона с содержанием фибры "Харекс" 30 и 60 кг/м3. Фибробетон на заводе приготовлялся в смесителе принудительного действия емкостью 3 м3 и подвозился на место строительства самосвалами. Укладка бетона осуществлялась с помощью бетононасосов. Для предотвращения появления усадочных трещин были сделаны ложные швы, глубиной 60 мм через каждые 12 м (при обычном железобетоне ложные швы делаются через 6 м). Деформационные швы в полах в отличие от обычного железобетона не делались. Бетонирование полов цеха толщиной 20 см и площадью 8000м2 было закончено за неделю. Было уложено 1600м3 фибробетона.

Таким образом, сокращение сроков строительства составило 3 недели (вместо 4-х недель была затрачена 1 неделя). Заказчик получил трещиностойкий, износостойкий и ударостойкий пол. Свое испытание полы прошли при размещении оборудования, по ним передвигались мощные грузовики весом до 35 тонн. Высокие нагрузки не вызывали появления трещин. Трещины и повреждения не появились после первого года эксплуатации цехов. Расчеты затраченных средств на возведение полов показали, что 1 м2 пола обошелся в 60,9 марки. По сравнению с затратами на традиционный 1 м2 пола экономия составила 24,6 марки ФРГ, а на 8000м2 - около 200 000 марок.

5.3. Бетонные дороги для Бундесвера

В районе г. Кобленц в 1985 г. производилась постройка для Бундесвера транспортного и 2-х складских тоннелей [21]. По проекту транспортный тоннель по интенсивности движения соответствовал категории V. Предполагалось, что проезжая часть будет выполнена из армированного железобетона. Укладку предполагалось проводить в 2 слоя, деформационные швы делать через каждые 30 м, а ложные швы - через 5,12 м. Из-за необходимости сокращения сроков строительства и вследствие большого веса строительных машин (до 60 т) фирма Мюллер Гённерн с согласия местных органов строительного надзора приняла решение изготовить покрытие дорожного полотна транспортного тоннеля и полы складских тоннелей из фибробетона. В бетон добавлялась стальная фибра типа "Харекс" SF 01-32 длиной 32 мм в количестве 60 и 30 кг/м3. Выбор фибры «Харекс» был произведен на основе тщательного предварительного изучения, которое показало, что ее можно применять без специальных дозирующих устройств и диспергаторов и добавлять в смесь из картонных коробок. Приготовление смеси осуществлялось на месте производства работ с помощью смесительной установки типа Эльба ЕМС-35. Состав бетона на 1 м3 был следующим: Ц- 350кг марки PZ45F, В - 160 л, П - 817 кг, Щ –1127кг (8-16 мм), фибра "Харекс" - 60 и 30 кг/м3 (30 кг/м3 –для полов складских тоннелей).

Приготовленная смесь фибробетона к месту укладки доставлялась колесным погрузчиком с ковшом емкостью 5 м3 и затем укладывалась одним сдоем бетоноукладчиком типа "Фёгеле" и уплотнялась вибробрусом. Обработка поверхности производилась лопастным разравнивателем. В сооружении деформационных швов необходимости не было, ложные швы располагались через 10, 24м (т.е. с расстоянием больше проектного в 2 раза).

В процессе работ было подтверждено, что сглаживание выступающих из бетона волокон и их погружение в цементное тесто трудностей не представляет. Затраты времени на укладку покрытия были снижены на 35%. Испытания фибробетона на прочность в возрасте 20 дней пока­ли следующие результаты (расход фибры - 60 кг/м3).

5.4. Фибронабрызгбетонная обделка тоннелей

В районе г. Кобленца в Рейнском сланцевом горном массиве проводились работы по сооружению транспортного (площадь выработки 22,7м2 соединительного (площадь 13,7м2) тоннелей [22]. Тоннели проходили в нижнедевонских сланцах, представляющих собой повторяющуюся последовательность складчатых трещиноватых, разрушенных глинистых сланцев и кварцевых песчаников с часто меняющейся прочностью от 100 до 1500 кг/см2. Для проходки породы были разделены на 6 категорий по твердости. Первая категория вообще не требовала крепления, вторая после выработки могла стоять до 120 часов (5 суток), 4-я - должна была крепиться через 4-5 часов. Большая часть тоннелей приходилась на породы 4-ой категории.

Работы проводились франкфуртским филиалом строительной фирмы Гённерн. (По проекту крепление пород 4-ой категории осуществлялось рамами с шагом 1 м, между ними укладывались сетки Бернольда диаметром 10 мм и ячейками 150х150 м. Рамы и сетки заполнялись монолитным бетоном (14см) и затем сверху покрывались слоем торкретбетона (4 см). Общая толщина обделки составляла 18см.

По предложению фирмы обделка выполнялась из фибронабызгбетона без установки металлических рам и арматурной сетки. Общая длина обделки составляла 15 см. Первый слой толщиной 3 см наносился после выемки породы без фибры в целях ее экономии, поскольку при нанесении первого слоя количество отбойного материала всегда очень велико. Далее наносился слой 8см из сталефибробетона, а затем слой в 4 см также без фибры для предохранения коррозии тех стальных волокон, которые выступали наружу или были покрыты бетоном недостаточной толщины. Фибробетон готовился смешиванием сухих компонентов в стационарном смесителе типа Эльба ЕМС35. При этом стальная фибра вводилась в смеситель вручную вместе с другими компонентами. После того, как в смеситель попадали заполнители и фибра, в него вводился цемент и пластификатор "Силипоне" (фирмы Хенкель). Состав смеси на 1 м3 был следующим: Ц- 400 кг (марки PZ35F), заполнители с кривой гранулометрического состава В8 с 6% влажностью, 72кг стальной фибры типа "Харекс" SF01-32 (т.е. длиной 32мм) и 4 кг пластификатора бетона. Свежеприготовленный сухой бетон подвозился на место передвижными смесителями и наносился с помощью торкретпушки с пневмоприводом типа GL406 ВSМ - Франкфурт. Рабочее давление при подаче тонкой струёй составляло 7 бар. Внутренний диаметр рукавов был равен 65 мм, длина -40 м. Вода подавалась через сопло. Объем подачи набрызгбетона или набрызгбетона с фиброй составлял 2-2,5 м3 в час. Фибробетон в две рабочие операции наносился в верхней части тоннеля и за одну рабочую операцию на боковую стенку.

Количество отбоя составляло до 35%. Для сегодняшнего уровня технологии эти показатели считаются нормальными. Применение стальных волокон повысило износ быстроизнашивающихся частей торкретбетонных машин (например, фракционных дисков) и рукавов за 24 месяца строительных работ менее чем на 10% по сравнению с торкретбетоном без фибры. Перерывы в работе, вследствие засорения рукавов и образования "ежей" фибры, не возникали. Отбойный материал был применен для изготовления дорожного полотна, потому не возникало дополнительных расходов на его удаление.

Затраты на сооружение обделки, по сравнению с проектным предложением, были снижены, примерно на 30%, сократились сроки строительства за счет отказа от установки рам и арматурных сеток.

5.5. Железобетонные колонны с применением фибробетона

Сталежелезобетонные колонны (металлический двутавр в бетонной оболочке) находят все большее применение в строительстве многоэтажных жилых зданий и в промышленном строительстве. По конструктивным соображениям в таких колоннах обязательно ставится продольная поперечная стержневая арматура.

В Рурском университете г. Бохум были проведены экспериментальные исследования, чтобы ответить на вопрос: может ли стальная фибра взять на себя функцию конструктивной стержневой арматуры? Для исследований были изготовлены элементы колонн из двутавра НЕ 200В и НЕ 300В, размерами в плане 320х320 мм и 470х500 мм. Всего было изготовлено 6 серий образцов общим количеством 36 штук. Колонны нагружались, центрально, внецентренно и изгибающим моментом, а 6 серия испытывалась на огнестойкость. Было установлено, что в случае исследованного типа колонн защитного слоя в полке в 5 см и добавке в бетон 2% фибры при соответствующей схеме, передачи усилия стальная фибра может заменить в сталежелезобетонных колоннах традиционную стержневую арматуру.

5.6. Ремонт обделки тоннелей

Возможными причинами разрушений бетонных и железобетонных тоннелей являются: проникновение воды сквозь трещины, агрессивная дающая среда, вибрация вследствие дорожного или железнодорожного движения, пожар и т.п. разрушение имеет место вследствие недостаточного сцепления между обделкой и породой, недостаточной толщиной защитного слоя бетона или его не сплошная структура, что приводит к коррозии арматуры, отслаивание защитного слоя и сокращению срока службы конструкции обделки. Целью ремонтных работ является восстановление строительной конструкции и приведение ее в хорошее состояние при условии устранения причин неисправности. Для обеспечения необходимого качества работ, применяемые материалы должны обладать соответствующими свойствами. Для бетона это необходимая прочность на сжатие и достаточное поверхностное сцепление с материалом обделки. Большое значение имеет также однородность свойств материала по всему участку работ.

Применение фибронабрызгбетона вместо обычного набрызгбетона при ремонтных работах позволяет сократить время ремонта, за счет исключения таких операций как изготовление и установка арматурных сеток, закрепление их анкерами. При этом удается также исключить пустоты за арматурной сеткой, образующиеся позади стержней или при их вибрации под действием торкретбетона. Кроме применения фибробетона позволяет снизить толщину слоя набрызга. В Лауренбургском железнодорожном тоннеле в результате вибрации и климатических воздействий в обделке тоннеля образовались трещины, вызвавшие отслоения больших кусков в ее верхней части [23]. В своде обделки отслоившиеся части держались только за счет анкеров и их обвал мог привести к аварийным последствиям. Для ремонта был намечен участок тоннеля длиной 50 м. На участке, кроме сводовой части с отслоениями, фибранабрызгбетон наносился на стенки тоннеля на 2 м от подошвы слоем толщиной 3см. Так как перерыв в движении поездов не допускался, то оборудование для набрызга устанавливалось на специальную платформу Германской федеральной железной дороги и ремонтные работы проводились в ночные часы, в перерыве между вечерним и утренним движением поездов.

Работы по фибронабрызгбетону были начаты вечером. После ремонта сводовой части, который производился с рабочей платформы, фибронабрызгбетон наносился на стены. Работы были проведены без перерыва и к утру закончены. Этот пример показал, что новый строительный материал фибронабрызгбетон с технологической точки зрения обладает целым рядом преимуществ.

Второй пример успешного проведения ремонтных работ имел место в ходе работ по созданию нового участка железной дороги между городами Ганновер и Вюрцбург. При сечении тоннеля площадью 120 м2 создание железобетонной обделки с защитным слоем не менее 4 см. оказалось достаточно сложным делом. С помощью специального прибора замеряли толщину защитного слоя, и она оказалась местами менее 3см. Общая площадь таких мест в общей сложности составила 200м2 , и на них решено было провести ремонтные работы.

Для ремонта использовался фибронабрызгбетон. Исходная бетонная смесь состояла из портландцемента марки 35F, заполнителя с максимальной крупностью зерен 8мм (рейнский гравий) и стальной фибры в количестве 118 кг/м3. Такой состав смеси полностью отвечал требованиям по прочности на сжатие и прочности на сцепление при растяжении.

Благодаря применению материала соответствующего гранулометрического состава и с круглой формой зерен доля отскока была незначительной.

Из приведенных примеров использования сталефибробетона с фиброй "Харекс" следует, что она обладает рядом преимуществ, по сравнению с другими типами фибр, а сталефибробетонные конструкции с этой фиброй достаточно эффективны и экономически выгодны. К числу достоинств фибры "Харекс" можно отнести следующие:

- фибра "Харекс" не требует дозирующих устройств и может вводиться в смеситель непосредственно из картонных коробок с фиксированным весом;

- фибра «Харекс» не требует приспособлений для разбивки «ежей» (такие приспособления называют диспергаторами);

- однородное распределение смеси происходит как в стационарном смесителе, так и в автобетоносмесителе;

- введение фибры не требует увеличения времени перемешивания;

- бетонная смесь с фиброй "Харекс" может подаваться обычными бетононасосами, при этом их повышенного износа не происходит;

- глубина коррозии отдельной фибры, выходящей концом на поверхность, не превышает 2 мм. Фибры внутри бетона, коррозии не под­даются;

- сталефибробетон с фиброй "Харекс" обладает (по сравнению с обычным бетоном) повышенной прочностью на сжатие, на растяжение при изгибе, повышенным сцеплением со старым бетоном.

Вce эти положительные качества обусловили применение ее в промышленных масштабах для различных конструкций в ФРГ, Франции, Австрии, Бельгии, Нидерландах. Ниже приводится перечень основных объектов, где использовался сталефибробетон с фиброй "Харекс".

Из таблицы следует, что фибра "Харекс" применяется в ФРГ, Франции, Австрии, Бельгии, Нидерландах в промышленных объемах возведения фибронабрызгбетонных обделок тоннелей, монолитных обделок тоннелей метрополитенов, покрытий стоянок самолетов, автобусов, покрытий автомобильных дорог, полов промышленных зданий, тонкостенных конструкций ангаров и других конструкций. Этот опыт может быть использован для применения подобных конструкций из сталефибробетона в других странах.

6. ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ С ФИБРОЙ «ХАРЕКС» С ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИМ ОБОСНОВАНИЕМ.

6.1. Общие положения

При выборе примеров конструкций, в которых целесообразно использовать фибру "Харекс", исходили из следующих соображений. Характер армирования обычных железобетонных конструкций и сталефибробетонных принципиально различен. В первом случае имеет место непрерывное армирование, во втором - прерывистое. С точки зрения выполнения основной функции стальной арматуры - восприятия растягивающих напряжений, непрерывное - (обычное) армирование более эффективно, нежели дисперсное.

Однако дисперсное армирование имеет свои преимущества. За счет равномерного распределения по объему дисперсная арматура существенно улучшает механические характеристики бетона: сопротивление растяжению, удару, износу, разрушению от замораживания и оттаивания и т.д. Это, в свою очередь, позволяет получать конструкции с новыми, отличающимися от традиционных, свойствами.

Кроме того, использование дисперсной арматуры может существенно изменить технологию изготовления конструкций, в частности, полностью или частично отказаться от трудоемких арматурных работ, применить новые приемы формования и т.д.

Поэтому целесообразно применение дисперсной стальной арматуры не вытекает только из сравнения расхода стали на 1 м3 бетона конструкции от сравнения стоимостей их изготовления. Она определяется оценкой всей совокупности работ по изготовлению, возведению и эксплуатации конструкций, а также сроков их службы.

Значительную, если не решающую роль при выборе номенклатуры конструкций для применения в них фибры "Харекс" играл имеющийся опыт использования сталефибробетонных конструкций в строительстве. Так принималось во внимание, что за рубежом по существу сложились три основных направления, где сталефибробетонные конструкции использовались в промышленных объемах. Это сталефибронабрызгбетонные и монолитные обделки тоннелей, дорожные и аэродромные поля, берегозащитные и гидротехнические сооружения. Весьма успешно сталефибробетон применяется в полах промзданий.

Учитывается также отечественный опыт, основывающийся на применении небольших партий дисперсноармированных конструкций, а также наработки ЦНИИС по применении опытных конструкций в системе Минтрансстроя.

Помимо указанных выше соображений, при выборе примеров конструкций принимался во внимание и возможный объем их изготовления. Это обусловливалось как предполагаемым объемом производства фибры "Харекс" (около 3000 т в год), так и желанием получить эффект для массовых конструкций,

Таким образом, предлагаемый ниже набор конструкций, в котором, по нашему мнению, целесообразно применение фибры "Харекс", определен исходя из технико-экономической целесообразности имеющегося опыта использования сталефибробетона и предполагаемых объемов внедрения. Это не значит, что за пределами перечисленной номенклатуры нет областей применения сталефибробетона. Могут быть предложены и другие варианты, если те или иные обстоятельства армирования, изготовления и эксплуатации конструкции делают целесообразным применение сталефибробетона.

6.2. Сваи с применением сталефибробетона

Основная идея

Известно, что во время забивки железобетонных свай, нередко исходит разрушение их головных частей, прежде чем они достигают проектной отметки. Это приводит к необходимости дополнительной забивки параллельных свай, срезанию стволов недопогруженных свай, что приводит к непроизводительным затратам.

Поскольку дисперсное армирование позволяет существенно увеличить прочность бетона при ударной нагрузке, возникла идея армировать голову иди всю сваю стальными фибрами.

Опыт применения

В 1983 г. ЛенНИИпроектом совместно с ЛИИЖТом было разработано насколько вариантов конструктивных решений сталефибробетонных свай:

- сваи железобетонные квадратного поперечного сечения с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой с частичным применением сталефибробетона в голове и острие;

- сваи железобетонные квадратного поперечного сечения с напрягаемой арматурой без поперечного армирования целиком из сталефибробетона;

-сваи пирамидальные без поперечного армирования полностью из сталефибробетона.

Сваи с применением сталефибробетона изготавливались на экспериментальном заводе треста Ленинградстрой из той же марки бетона, что и железобетонные. При изготовлении из сталефибробетона только головы сваи и острия, бетонирование осуществлялось либо одновременно со стволом сваи, либо голова сваи изготавливалась отдельно. В последнем случае соединение головы сваи со стволом осуществлялось с помощью петлевого стыка (рис. 7).

Применялись фибры диаметром 2 мм, длиной 86-100 диаметров 170-200мм из проволоки по ГОСТ 3282-74. Расход фибр на голову принимался в пределах 80-120 кг/м3 на ствол сваи – 40кг/м3

Состав смеси на 1 м3 для марки бетона 300 включал: цемента 500-600 кг, песчано-гравийной смеси - 1430 кг, воды - 270л. Смеситель принудительного действия. Всего Главленинградстроем Минстроя СССР было изготовлено и погружено 14150 сталефибробетонных свай. При погружении стандартных железобетонных сваи из-за разрушения голов примерно в 30% случаев сваи не достигали проектного положения, в 60% случаев приходилось срезать стволы перед устройством ростверка. Сталефибробетонные сваи всех типов обладали высокой ударостойкостью и, как правило, достигали проектной отметки без разрушения голов.

Экономическая целесообразность

Экономическая целесообразность использования сталефибробетонных свай обосновывалась путем их сравнения с железобетонными сваями по расходу стали, трудоемкости погружения, исключению срезки концов свай перед устройством ростверка, а также по приведенным затратам. В табл.10 приведены данные по расходу металла на железобетонные и фибробетонные сваи.

Здесь индекс "ЛОФ" означает - голова и острие сталефибробетонные, индекс Ф - полностью Сталефибробетонные сваи.

Как видно из таблицы, по расходу металла сваи с применением сталефибробетона, за исключением марки СЦ 8.35-Ф, оказались более экономичными, чем обычные железобетонные. Что касается сваи СЦ 8.35-Ф, то для нее количество металла требуется на 18% больше обычной и экономическая целесообразность ее применения может быть обусловлена другими факторами, в частности, трудоемкостью погружения забивкой до проектной отметки и исключением срезки стволов устройством ростверка. При погружении сталефибробетонных свай использовались либо тяжелые молоты, либо увеличивалась высота подъема молота, за счет чего снижалось время их забивки до проектной отметки. Дополнительные данные о времени погружения свай приведены в табл.11

В качестве базовой высоты подъема молота здесь принята высота 1 м при погружении свай С8-35.

Из таблицы 11 видно, что трудоемкость изготовления и погружения сталефибробетонных свай сокращалась до 2 раз.

В табл. 12 приводятся сводные экономические показатели сталефибробетонных свай по сравнению с железобетонными. Здесь учитывается эффект от повышения надежности фундаментов и отказ от дублирующих свай. Из таблицы видно, что сваи с применением сталефибробетона дешевле обычных железобетонных, их изготовление и погружение требует меньших трудозатрат. Экономический эффект внедрения более чем 14 тыс. свай составил примерно 180 тыс. рублей в ценах 1983 года.

Чтобы выразить экономический эффект в современных ценах (на июнь 1995 г.) найдем соотношение цен на некоторые стройматериалы в 1963 г. и в настоящее время

1 Стержневая арматура классов AI-AIII ранее стоила 170-200 руб. сейчас - 1,7 млн. руб. за тонну, Соотношение цен 8,5 тыс.

2. Товарный бетон стоил 60 руб./м3 , сейчас 400 тыс. руб./м3 соотношение 6,7 тыс.

3. Железобетон сборный раньше стоил 100 руб./м3 , сейчас примерно 600 тыс. руб./м3 Соотношение - 6 тыс.

Для дальнейших расчетов примем соотношение цен в среднем 6000 раз.

Тогда экономия в ценах 1995 г. составила бы по сваям 1,08 млрд. рублей.

Вывод

Применение сталефибробетона в сваях целесообразно. Применительно к фибре "Харекс" необходимо учесть следующие особенности:

а) прежде всего надо использовать вариант изготовления из фибробетона головы сваи. Это обусловлено тем, что бетон с обычным заполнителем существенно снизит аффект фибрового армирования (размер заполнителя не должен превышать одну треть, а по некоторым данным половину длины фибры), а организовать изготовление головы сваи из мелкозернистого бетона проще;

б) если изготавливать сваи целиком из сталефибробетона, количество крупного заполнителя размером до 10 мм не должно превышать 20% от общего его объема.

Продолжение следует.......




Если вы хотите купить сталефибробетон Часть 2 , вы можете:

Ещё из раздела статьи

    Стальная фибра в изготовлении полов для промышленных зданий Основы расчета Рекомендации по устройству полов на основе информации от немецкой фирмы Харекс Cодержание 1. Промышленные полы 1.1 Почему бетон со стальной фиброй? 1.2 Технология стальной ...
    подробнее
      5.3 Испытание плит во Франции В 1992 году в университете Роберта Шумана в Страсбурге по поручению ВУЛКАН ХАРЕКС проводилась следующая испытательная программа. Рецептура бетона и ход испытаний Бетон был составлен из доступных в регионе Страсбург ...
      подробнее
      • производитель: ROCLAND
      PLACEO КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ СИСТЕМЫ ИНДЮРИТ INDURIT Глава I - ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ ИНДЮРИТ · Введение · Материалы · Расфасовка · Изготовление 1..1. Компонент А 1..2. Компонент Б 1..3. Компонент В 1..4. ...
      подробнее
      Быстрый переход к разделам → затирочные машины | распылители опрыскиватели GLORIA | алмазные диски по бетону
      © 2009-2019
      Яндекс.Метрика
      БАУ МАКСИМА
      Республика Беларусь, 220024, Минский р-н, п/у Колядичи, ул. Бабушкина, д. 76, к. 178
      +375 (17) 291 09 91
      +375 (17) 291 88 22
      +375 (29) 121 09 91 (viber. whatsApp. telegram)
      instagram: @baumaksima
                                        
      baumaxima.by

      Сайт работает на платформе Nestorclub.com