47. Условия прочности и надежности цементобетонных покрытий.

Основные факторы, влияющие на прочность бетона - активность цемента и соотношение массы воды и цемента в составе бетонной смеси (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение - Ц/В). Зависимость прочности обычного бетона от Ц/В и марки цемента в общем виде выражают формулой: R_б = А R_ц (Ц/В - 0,5), где R_б - прочность бетона в возрасте 28 сут. при твердении в нормальных условиях, МПа; R_ц - активность цемента, МПа; А - коэффициент, учитывающий качество заполнителей и вяжущего (для высококачественных - 0,43, для рядовых - 0,4, для пониженного качества - 0,37). На прочность бетона определенное влияние оказывает зерновой состав заполнителей, правильность перемешивания его составляющих в бетоносмесителе, когда все зерна заполнителя полностью покрыты слоем цементного теста.

Значительное влияние на прочность бетона оказывают степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях непрерывно набирает прочность в течение ряда лет. При этом в первые 7 -10 сут. прочность бетона растет довольно быстро, затем рост прочности к 28 сут. замедляется и, наконец, в возрасте свыше 1 года постепенно затухает. Например, бетонные образцы при хранении в нормальных условиях в 7-суточном возрасте имеют среднюю прочность, равную 60 - 70% 28-суточной (марочной) прочности, в возрасте 180 сут., 1 года и 2 лет их прочность соответственно составляет 150, 175 и 200 % марочной прочности.

Фактическую прочность бетона в конструкциях определяют испытанием контрольных образцов, изготовленных из той же бетонной смеси и твердеющих в условиях аналогичных условиям эксплуатации конструкций. Большое влияние на скорость нарастания прочности бетона оказывает температура окружающей среды. При 70 - 85^оС в атмосфере насыщенного пара бетоны через 10 -12 ч набирают прочность 60 - 70% марочной. При низких положительных температурах (5 - 7^оС) окружающего воздуха скорость нарастания прочности бетона замедляется, а при температуре ниже 0^оС твердение бетона прекращается и возобновляется вновь при установлении в окружающей среде устойчивой положительной температуры.

Все эти действия повысят надежность и долговечность конструкций при соответствующем обеспечении строительства (тепляки, условия перевозки бетонных смесей, укладка, уход за бетоном и т.д.

48. Назначение и конструкции температурных швов в цементобетонных покрытиях Технология их устройства.

Для уменьшения напряжений, возникающих при сезонных и суточных изменениях температуры воздуха, в цементобетонных покрытиях устраивают температурные швы расширения, сжатия, коробления и рабочие.

Швы расширения обеспечивают возможность температурного удлинения плит цементобетонного покрытия, возникающего при температуре воздуха, превышающей ту, при которой строили покрытие. Длина плиты бетонного покрытия увеличивается пропорционально коэффициенту температурного расширения бетона и зависит от разности температур покрытия в данный период времени и в момент укладки. В швах расширения покрытие разрезают по всей ширине и на всю толщину устанавливают прокладки из дерева, резины и других материалов. Верхнюю часть швов расширения заполняют водонепроницаемыми материалами (мастиками, герметиками и т. п.).

Швы сжатия допускают укорочение плит цементобетонного покрытия, возникающее, когда температура воздуха ниже температуры, при которой производили строительство покрытия. При сокращении длины плиты силы трения между покрытием и основа­нием вызывают растягивающие напряжения в цементобетонном покрытии. Швы сжатия позволяют уменьшать эти напряжения и связанную с этим вероятность появления поперечных трещин между двумя швами сжатия. В швах сжатия покрытие разрезают по всей ширине на глубину не менее 1/4 толщины; ниже этой прорези в последующем возникает трещина. Верхнюю часть швов сжатия заполняют водонепроницаемым материалом.

Швы в продольном направлении устраивают при покрытии шире 4,5 м. Они допускают возможность температурного коробления плит в поперечном направлении и снижают вероятность появления продольных трещин. Рабочие швы по типу швов сжатия устраивают при вынужденных перерывах бетонирования.

При строительстве покрытия в скользящих формах швы расширения можно не делать при толщине покрытия 22—24 см и температуре в период работы от 10 до 25 °С и выше. При этом непременными ус­ловиями являются: качественное основание из цементогрунта, укрепление обочин монолитными материалами или строительство укрепительных полос из цементобетона, а в период эксплуатации дороги — качественное содержание всех поперечных швов. Если швы расширения в покрытиях не устраивают, перед мостами и путепроводами необходимо через 15—30 м располагать не менее трех швов расширения шириной 6 см, заполненных сильно сжимаемым материалом.

Поперечные и продольные швы армируют для частичной передачи нагрузки с плиты на плиту и исключения образования ступени у шва при проезде автомобилей. При строительстве покрытия толщиной 22—24 см в скользящих формах на основании из цементогрунта толщиной 16 см и более штыревые соединения в швах сжатия не делают, за исключением штыревых соединений в контрольных швах, нарезаемых в свежеуложенном бетоне для снижения температурных напряжений в ранние сроки его твердения. Такие швы, устраиваемые по типу швов сжатия, также можно не армировать, если суточный перепад температуры на поверхности покрытия достигает 20 °С, так как в этих условиях все поперечные швы и при отсутствии арматуры в контрольных швах раскрываются в течение 1—2 мес. При отсутствии штырей в швах сжатия в процессе эксплуатации дороги могут возникать уступы. Для полного их исключения следует устанавливать штыри или увеличивать толщину покрытия на 2 см.