книги / Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений

Товарные растворные смеси к месту использования доставляли самосвалами, цементные растворные смеси транспортировались в готовом к употреблению виде с учетом использования их в течение 1-1,5 часов. Производители растворных смесей выдавали потребителям паспорт качества и гарантировали тем самым предусмотренный уровень качества растворной смеси.

Такая технология изготовления, доставки и применения растворных смесей не лишена недостатков:

1. Поскольку растворные смеси перевозятся на довольно значительное расстояние, малые порции смесей перевозить экономически невыгодно. К тому же растворные узлы не готовят малых порций смеси.

2. При перевозке готовой к употреблению смеси сохранить свойства, которые ей заданы изготовителем, чрезвычайно сложно. При движении автотранспорта подвижные смеси расслаиваются, происходит потеря воды и загустевание смеси. Время перевозки, а следовательно, и расстояние,

снижению эффективности работ.

Главным, на наш взгляд, недостатком принятой схемы работы, является низкое качество растворов - следствие расслоения смесей при транспортировке и введение в ряде случаев дополнительного количества воды и (или) цемента непосредственно на строительном объекте. Это ведет к изменению свойств раствора, в частности прочности и усадки. Как следствие - появление трещин и отслоений от подложки.

На многих строительных объектах растворы изготавливаются непосредственно на месте. Базовым раствором при этом является известковый, в который вводят цемент и воду. Очевидно, что при таком подходе влияние субъективного фактора чрезвычайно велико и говорить о марке, подвижности или других свойствах растворов, приготовленных таким способом, достаточно сложно. В результате мы имеем неоднородное качество растворов и трещиноватые штукатурные покрытия с малой долговечностью.

Уменьшение объемов капитального строительства и увеличение доли реконструкции и ремонтов привели к сокращению объемов производства товарных растворных и бетонных смесей, в то же время именно товарные смеси остаются для их производителей, заводов ЖБИ наиболее доходным видом товарной продукции, продаваемой преимущественно за наличный расчет.

Изменения в структуре строительства и повышение требований к качеству растворных смесей способствовали распространению в строительстве сухих растворных смесей, которые традиционно широко применяются во многих странах.

Среднедушевое потребление сухих растворных смесей в европейских странах колеблется от 40 до 80 кг, в Москве к настоящему времени оно

составляет около 15 кг, в Перми с учетом ввоза смесей коммерческими структурами - около 2 кг в год.

Причин низкого объема потребления сухих строительных смесей в России и ,в частности, в Перми несколько:

• сравнительно низкая активность строительного комплекса по причине экономического кризиса;

•более высокая стоимость привозных сухих растворных смесей по сравнению с традиционными растворами;

•отсутствие должного контроля за качеством строительства со стороны государственных органов (особенно в отношении работ, выполняемых малыми строительными предприятиями);

•сложившиеся традиции строительства, низкая производительность труда и стоимость рабочей силы;

» отсутствие должной заинтересованности многих подрядчиков в высоком качестве выполняемых работ.

С учетом приведенных причин низкого спроса на сухие строительные смеси рассчитывать на значительное увеличение спроса на эти материалы со стороны крупных строительных предприятий в ближайшее время не приходится.

В то же время можно рассчитывать на увеличение потребления смесей малыми ремонтно-строительными предприятиями, а также населением. Для малых строительных предприятий применение сухих смесей дает следующие преимущества:

•возможность приобретения небольшого объема материала и хранения его в течение сравнительно продолжительного времени без потери качества;

•повышение качества выполняемых работ и конкурентоспособности предприятия;

•снижение трудозатрат при выполнении отделочных работ и сроков ремонта.

Для населения применение сухих строительных смесей позволяет:

•значительно сократить трудозатраты на ремонт своего жилья;

•снизить финансовые издержки, косвенно переложив заботу о качестве материала и его пригодности для ремонта на специалистов;

•повысить качество выполняемого ремонта и увеличить межремонтный

срок.

Какие же условия будут способствовать увеличению спроса на сухие растворные смеси в Перми? Важнейшими условиями увеличения спроса являются оздоровление экономики и организация производства сухих растворных смесей широкого ассортимента непосредственно в Прикамье, что позволит снизить цены продажи смесей за счет снижения транспортных издержек и количества посредников на пути от производства до потребителя.

В настоящее время основными поставщиками цементных сухих растворных смесей в Пермь являются заводы Москвы, Московской области, Нижнего Новгорода и Новосибирска. Значительна доля смесей импортного производства (Финляндия, Польша), цена на которые при существующем курсе доллара недоступна для подавляющего большинства потребителей.

Смеси отечественных производителей (из Москвы, Нижнего Новгорода и других городов) доставляются в Прикамье преимущественно автотранспортом. С учетом действующих тарифов на автоперевозки и расстояний перевозки увеличение стоимости сухих смесей при перевозке, например, из Нижнего Новгорода до Перми составляет от 0,2 до 1,0 руб. на 1 кг смеси (в зависимости от условий оплаты транспорта и его грузоподъемности). С учетом предстоящего в ближайшее время повышения цен на топливо тарифы на автотранспортные перевозки возрастут приблизительно в 1,5 раза, следовательно, стоимость перевозки сухих смесей автотранспортом возрастет и составит от 0,3 до 1,5 рублей за 1 кг смеси.

Существует и другой путь доставки небольших объемов смесей - железнодорожные контейнерные перевозки. В этом случае перевозка обходится несколько дешевле, однако и в этом случае стоимость перевозки существенна.

В любом случае перевозки сухих смесей на значительные расстояния станут со временем экономически нецелесообразными. Таким, образом, наиболее рациональной является организация производства непосредственно в регионе потребления.

Рассмотрим вероятные варианты создания производства сухих растворных смесей в Прикамье. Существует два варианта решения вопроса:

• приобретение импортного или отечественного оборудования для строительства нового предприятия, что требует значительных капитальных вложений. На это могут решиться коммерческие структуры, имеющие финансовые средства. В этом случае важнейшим условием успеха предприятия является правильный выбор поставщика оборудования и соразмерности финансовых затрат с возможным объемом и ценами реализации смесей. Невыполнение этого условия приведет к убыточности нового предприятия;

• организация выпуска сухих смесей на существующем производстве пригодном для этой цели после приобретения недостающего технологического оборудования. Вариант наиболее предпочтительный, исходя из экономического положения страны и вероятного риска.

Любой из рассмотренных вариантов требует оценки сырьевой базы, транспортных издержек и ряда других позиций, влияющих на себестоимость продукции и ее конкурентоспособность. И тот и другой варианты имеют преимущества и недостатки.

Одним из важнейших условий выпуска качественных сухих смесей является обеспечение производства химическими добавками различного назначения. Именно введение этих добавок позволяет значительно улучшить

такие свойства сухих смесей, как водоудерживающая способность, жизнеспособность, адгезия к подложке и др. Возможно применение как импортных, так и отечественных добавок.

Рассмотрим ассортимент сухих растворных смесей. Ведущие производители сухих смесей за рубежом производят более 40 видов сухих смесей для строительства и ремонта, в том числе специальных, однако не все они пользуются спросом в России. Наиболее распространенными видами сухих растворных смесей в нашей стране являются штукатурные, кладочные смеси, а также смеси для приклеивания плитки и выравнивания полов. Если оценить соотношение объемов производства (применения) перечисленных смесей, то приоритет принадлежит штукатурным смесям - около 45%, кладочные смеси составляют около 20%, смеси для полов - около 20%, на долю остальных видов смесей приходится 15 %. Приведенное соотношение объемов спроса на смеси различных видов справедливо в отношении рынка Москвы, что касается Перми это соотношение другое.

Таким образом, сухие растворные смеси являются одним из перспективных направлений капиталовложений. Успех в этом бизнесе буде,т за теми, кто в наибольшей степени сможет учесть все особенности производства и спроса на эти материалы.

Получено 10.06.99

УДК 691-462

В.Г. Дубинина, А.Ю. Ситникова, Л.П. Бажина, Е.Э. Истомина

Нижнетагильский институт Уральского государственного технического университета

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ИХ ОТ КОРРОЗИИ

Рассмотрены вопросы коррозионно- и износостойкости железобетонных труб для напорных и безнапорных водопроводов. Приведены возможные схемы развития коррозии в железобетонных трубах и данные по износостойкости безнапорных железобетонных труб.

Для изготовления трубопроводов применяются различные конструкционные материалы: чугун, пластмассы, керамика, железобетон, стеклопластики, асбест и другие. Такое обилие применяемых материалов объясняется условиями, в которых работают трубопроводы. Основными факторами, определяющими выбор материалов для труб, являются механическая прочность, стойкость к воздействиям высоких и низких температур и коррозионная стойкость. Последний фактор следует признать важнейшим, поскольку одна и та же среда может оказывать на материал

различное воздействие в зависимости от ее температуры и концентрации, наличия примесей, содержания абразивных частиц, скорости течения жидкости.

Железобетонные трубопроводы получили наибольшее распространение из-за простоты изготовления и небольшого расхода металла, а следовательно, меньшей стоимости по сравнению с другими материалами. Однако они недостаточно коррозионно- и износостойки.

Существует две основные схемы развития процессов коррозии железобетонных труб. По первой схеме коррозия труб начинается с разрушения бетона в защитном слое, а затем следует оголение и коррозия арматуры, т.е. в этом случае причина повреждения труб заключается в недостаточной стойкости защитного слоя бетона.

По второй схеме коррозия начинается с арматуры: через защитный слой бетона к арматуре проникают агрессивные агенты, которые не являются агрессивными по отношению к бетону. Разрушение защитного слоя бетона происходит под давлением растущей на арматуре ржавчины, т.е. носит чисто механический характер.

Бетон, имеющий трехфазную систему (твердая фаза, жидкая фаза, воздух) является капиллярно-пористым телом и представляет собой неподвижный электролит. Для бетонов, находящихся в агрессивных средах, продукты реакции накапливаются и кристаллизуются в порах и капиллярах бетона. На определенной стадии развития этих процессов рост кристаллообразования увеличивает напряжения и деформации в ограждающих стенках и приводит к разрушению структуры.

Одним из основных требований, предъявляемых к бетону труб, является его водонепроницаемость. Это свойство, а также интенсивность поглощения, удержания и отдачи влаги в большей степени зависят от пористости цементного камня, которая, в свою очередь, зависит от способа изготовления трубы (центрифугирование, виброгидропрессование и др.). Результаты многочисленных исследований в этой области свидетельствуют о возможности проникновения в защитный слой арматуры влаги и вместе с ней агрессивных ионов из среды, контактирующей с бетоном даже при его высокой плотности, что вызывает интенсивную коррозию металла и преждевременный выход из строя труб. Как правило, это связано с несоответствием свойств бетона условиям его работы во внешней среде.

Коррозионная стойкость напорных железобетонных труб отечественными стандартами не регламентируется.

Износостойкость безнапорных труб не регламентируется ни одним стандартом. Однако известны случаи, когда бетон в лотках колодцев и в безнапорных трубах истирался за 3-5 лет на глубину 2-5 см под воздействием твердых частиц в промышленных и ливневых водах. В связи с этим не рекомендуется для ливневой и сточной канализации применять трубы с низкой прочностью бетона на внутренней поверхности. Трубы с достаточно гладкой и

прочной внутренней поверхностью могут быть получены различными способами, такими, как центробежный прокат, нанесение защитного слоя напылением в конце центрифугирования, либо более интенсивным уплотнением бетона в режиме плавного центрифугирования.

Меры по защите железобетонных труб от коррозии могут быть пассивными и активными. К пассивным мерам следует отнести создание препятствий прониканию в бетон химически активных веществ: получение плотных бетонов с малым водопоглощением и отсутствием усадочных трещин и покрытие железобетонных труб изоляционными материалами, препятствующими прониканию в бетон различных коррозионных агентов.

К активным мерам относится электрохимзащита, или катодная защита, водоводов из железобетонных труб от коррозии арматуры. Назначение способов защиты определяется проектом по результатам изысканий трассы водовода.

Способами защиты железобетонных труб от коррозии являются:

1. Подбор состава бетона и режим его твердения. Правильный подбор состава бетона железобетонных труб дает возможность получить плотный и непроницаемый доброкачественный бетон, снижающий проникание влаги, кислорода и химически активных веществ, пагубных для конструкций. На качество бегона в значительной мере влияют вяжущие, качество инертных материалов, состав смеси, технология уплотнения бетонной смеси и режим твердения.

2. Изоляционные покрытия труб. В качестве изоляции может быть использовано покрытие термопластиками: нефтяным и сланцевым битумами, парафином, петролатумом, крекинг-остатками, мазутом, природными смолами. Такие покрытия служат в качестве влагонепроницаемых мембран, диэлектриков или того и другого.

3. Электрохимзащита. При проектировании электрохимзащиты предусматриваются мероприятия, обеспечивающие непрерывную электрическую проводимость трубопроводов. Для этого делается протекторная защита - катодная поляризация арматуры и сердечника труб путем подключения к ним электродов (протекторов) из металла, обладающих в данной среде более отрицательными потенциалами, чем потенциал стали. Для защиты подземных трубопроводов широко применяются магниевые и цинковые протекторы.

Проведение предложенных защитных мероприятий может продлить срок службы железобетонных труб в 3-5 раз, что сделает эти трубы экономически более выгодными по сравнению с трубами из других материалов.

Список литературы

1. Бизяев А.И. и др. Исследования качества формирования безнапорны железобетонных труб при различных режимах центрифугирования // Основные проблемы развития заводского производства железобетона:Тез. докл. М., 1999.

2.Дубинина В.Г., Хамудисова И.Б., Янцен Т.Г. Способы улучшения качества безнапорных труб, производимых методом центрифугирования // Инженерные проблемы современного бетона и железобетона: Матер, междунар. конференции. Минск, 1997.

3.Желтухина Л.И. Повышение коррозионной стойкости центрифугированного бетона: Автореф. ... дис. канд. техн. наук / Ростов-на- Дону, 1983.

4.Сенкевич Т.Н., Рагольский С.З., Помранцев В.Н. Железобетонные трубы. М., 1985.

Получено 10.06.99

УДК 693. 547. 32(02)

А.И. Битее, Т.Н. Слепынипа, Л.И. Козлова

Нижнетагильский институт Уральского государственного технического университета

ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Рассмотрены новые методы изготовления сборных конструкций: термовиброобработка бетонной смеси и синэргобетонирование, представлены их достоинства по сравнению с традиционными методами и перспективы их применения на заводах железобетонных изделий.

В настоящее время ежегодное производство бетона в мире превышает 2 млрд, т, что намного превосходит выпуск других видов промышленной продукции. Например, в Японии производство бетона и железобетона на душу населения составляет более 2 м3, в США -1,3 м3, в Германии -1,1 м3, в России -

примерно 0,6 м3.

В промышленности сборного железобетона наиболее распространены два основных метода организации производства: в перемещаемых и неперемещаемых формах. Они отличаются условиями перемещения форм; изделий, машин и рабочих. Технологический процесс при изготовлении изделий в перемещаемых формах организуют по агрегатно-поточному и полуконвейерному способу периодического и непрерывного действия. Организация технологического процесса в неперемещаемых формах производится по стендовому и кассетному способам.

При каждом из этих способов необходимо выполнить от 8 до 15 технологических операций и обязательно подвергнуть изделие тепловой обработке, т.е. пропариванию. Существенным недостатком пропаривания является повышенный расход пара на термообработку бетона в заводских условиях, так как в пропарочных камерах происходят неизбежные теплопотери.

Технология изготовления изделия с их последующим пропариванием не удовлетворяет требованиям производства и по темпам набора прочности бетона.

Эти недостатки устраняются, если использовать для производства сборных железобетонных конструкций и изделий метод термообработки бетонной смеси (ТВОБС) или синэргобетонирование. В основу ТВОБС положен предварительный электроподогрев бетонной смеси, предложенный профессором А.С. Арбеньевым в 1962 г. Суть термовиброобраббтки бетонной смеси в том, что перед укладкой в форму бетонная смесь подвергается непрерывному разогреву электрическим током в устройстве типа “труба в трубе” с одновременным воздействием на нее вибрации пара избыточного давления. При этом деструктивные процессы в твердеющем бетоне сведены к минимуму, так как объемное расширение компонентов бетонной смеси происходит до ее укладки. После уплотнения в процессе укладки разогретой бетонной смеси и последующего постепенного остывания образуется плотная структура бетона. Применение ТВОБС обеспечивает ускоренный набор прочности бетона (40-50% через 8 часов и 70-100% через сутки), минимум энергозатрат на термообработку бетона (40-50%), сокращение расхода цемента

при Владимирском университете для бетонирования фундаментных и стеновых блоков массой до 70 кг [1]. Полигон состоит из синэнергогенератора, размешенного на передвижном каркасе, движущемся по рельсам, между которыми располагаются формы. На полигоне размещены также склады заполнителей с транспортером, склад цемента со штукатурным агрегатом и стенд из 25 форм блоков с козловым краном. Заполнители загружаются в нетатель-дозатор транспортера и поступают в вибролоток. Одновременно растворонасосом штукатурного агрегата подается отдозированное цементное молоко. После перемешивания в вибролотке смесь обрабатывается в синэргогенераторе и выгружается в формы и выдерживается не менее 12 часов до отгрузки изделий.

Синэргогенератор состоит из стальной двухметровой трубы, электросердечника, вибратора и работает от сети 220/380 В. Потребляемая мощность 50 400 кВт при потоке бетона соответственно 20 ... 160 м3 в смену. В устройство непрерывно загружается бетонная смесь (или ее составляющие), которая под влиянием вибромеханических воздействий перемещается по наклонной трубе. В средней части трубы, где расположены электроды, смесь подвергается электродинамическим и одновременно термодинамическим воздействиям, усиливающимся в конце трубы. Весь процесс происходит за 1 3 мин. Разогретая бетонная смесь быстро укладывается в малотеплоемкуго групповую стендовую опалубку и укрывается без каких-либо термо- и механических воздействий.

Разработанные схемы бетонирования на заводах и полигонах сокращают до 60% наиболее дорогих и трудоемких операций: обогащение и подогрев составляющих, вибрирование и прогрев бетона, многочисленные перегрузки, в некоторых случаях и приготовление бетонной смеси. По сравнению с традиционной термообработкой методы термовиброобработки бетонной смеси и синэргобетонирования позволяют снизить расход: металла в 6-8 раз; энергии в 5-10 раз; труда в 3-4 раза; цемента в 1,5-2 раза при существенном повышении качества бетона [1].

Список литературы

1. Арбеньев А.С. От электротермоса к синэргобетонированию / Владимир, 1996.

2. Колчеданцев А.М. Теоретические и инженерные основы повышения технологичности и эффективности устройств для термовнброобработки бетонной смеси: Матер, междунар. конференции (17-21 ноября 1997. Минск). Т. 2. Технология сборного и монолитного бетона и железобетона. Минск, 1997.

Получено 10.06.99

УДК 666.11.01

Б.С. Баталин, С.В. Камаева, Д. Валиев

Пермскийгосударственныйтехническийуниверситет

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ШЛАКОВ ФЕРРОВАНАДИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Исследован химический и фазовый состав самораспадающихся шлаков феррованадиевого производства Чусовского металлургического завода. Установлена возможность возбуждения вяжущих свойств шлака с помощью введения гипса. Выявлена корреляция между способностью шлака к сульфатному возбуждению и содержанием в нем геленита.

Самораспадающийся феррованадиевый шлак Чусовского металлургического завода представляет собой отход производства феррованадия.

Шлак в виде огненно-жидкого расплава сливают в изложницы и, после его затвердевания, вываливают на площадку распада. До начала распада шлак представляет собой массивное твердое тело оливково-зеленого цвета. По мере остывания глыбы шлака начинают распадаться, рассыпаясь в белый мелкий порошок.

Известно, что подобные шлаки, имеющие модуль основности 2,0 и выше, несмотря на химический состав, близкий к составу портландцемента, не

обладают вяжущими свойствами, поэтому утилизация шлака путем его использования для производства вяжущего считается невозможным [1,2],

Двухкальциевый силикат 2СаОЗЮ2 (С28), являющийся обычным минералом портландцементного клинкера и высокоосновных металлургических шлаков, имеет пять полиморфных форм, отличающихся не только кристаллографическими и кристаллохимическими характеристиками [3], но и способностью к гидратации. В частности, р-фаза С?8 (белит) вступает в реакцию гидратации, т.е. обладает вяжущими свойствами. В этом смысле белит является важным компонентом портландцементного клинкера и портландцемента, обеспечивающим нарастание прочности цементного камня в отдаленные сроки твердения после первых трех суток. Другие полиморфные формы С28 вяжущими свойствами или не обладают, как у-форма, или они слабовЫражены, как формы а ь и ац. Так, по данным [3], степень гидратации р- (С28 в течение 28 суток составляет около 30 %, тогда как р-формы за этот же Срок гидратируются лишь на 3-5 %, а у-форма - менее чем на 0,5 %.

Аналогичные данные приведены в работе [4], где обсуждается взаимосвязь между фазовым составом и вяжущими свойствами феррованадиевого самораспадающегося шлака.

Таким образом, можно считать доказанным, что силикаты кальция тем легче вступают в реакции гидратации с водой, чем выше ЭЗ кремния в их кристаллической решетке.

Для предварительной проверки предположения об изменении фазового состава шлака в процессе вылеживания был проведен рентгёнофазовый анализ той же пробы шлака, из которого были приготовлены образцы, но после 6 месяцев хранения в лаборатории. Шлак хранили в полиэтиленовом пакете в воздушно-сухих условиях при комнатной температуре. Изменения фазового состава шлака, судя по результатам РФД, очевидны. Так, а-С28 вместо 6,9 % в «свежем» шлаке, стало 14 % в «лежалом». Количество Р-С28 возросло с 0,4 до 21,9 %; возросло также количество мирвинита с 1,2 до 7,5 %. Наоборот, количество ранкинита, геленита и у-С28 уменьшилось соответственно с 35,0 до 14,3, с 7,3 до 3,9 и с 35,0 до 29,8 %. Мелилит в «лежалом» шлаке отсутствует, тогда как в «свежем» его было 8,1 %.

По нашему мнению, возможность фазовых переходов при обычных условиях хранения шлаков, т.е. при температуре 15-25°С, атмосферном давлении и воздушной влажности, может быть обусловлена тем, что индивидуальные фазы в реальном шлаке в действительности являются твердыми растворами. Предположительно часть атомов (ионов) Са в решетке двухкальциевого силиката может быть замещена атомами Мл или V. Можно предположить, что стабильная при 20°С форма С23 под воздействием комплексообразующих заместителей медленно переходит в фазу с более высокой энергией кристаллической решетки. Нельзя исключить, что