Введение
Основной из актуальных тем в настоящее время является дорожный бетон. Сегодня создание дорожных покрытий невозможно без прочных покрытий, которые должны иметь высокую стойкость к таким процессам, как высокое истирание, изменение уровня сухости и влажности, вымывание частиц, перепады температур. Дорожный бетон является долговечным и износостойким компонентом, и отвечает всем требованиям. Дорожный бетон применяется при для производства дорог, мостовых конструкций и труб, и относится к тяжелым бетонам. Тяжелый и легкий дорожный бетон применяют как при создании оснований дорог, так и при создании искусственных инженерных сооружений.
Отличительной особенностью является эксплуатация в достаточно тяжелых условиях. На материал оказываются регулярные нагрузки в несколько тонн. Чтобы обеспечить минимальные затраты дорожный бетон должен обладать высоким показателями, гарантирующими долговечность.
Большую роль в процессе приготовления играет соблюдение установленной рецептуре.
Для создания дорожного бетона используются только качественные материалы. Песок применяют преимущественно природный крупно-, мелко- и среднезернистый с маленьким содержанием пылевато-глинистых примесей. Дорожный бетон обладает высоким качествами благодаря поверхностно-активным пластификаторам, металлической или базальтовой фибре, а также резиновой крошке.
Бетон в дорожном строительстве
Дорожный бетон относится к тяжелым бетонам. Они применяются для укладки дорожного полотна и аэродромных покрытий. Он отличается тем, что способен выдержать постоянные большие нагрузки. Для того, чтоб свести стоимость к минимуму, необходимо сделать бетон максимально долговечным.
Для изготовления правильного раствора необходимо четко придерживаться рецептуры, утвержденной ГОСТ, в зависимости от места использования.
Дорожный бетон применяют для:
• Изготовления однослойной плоскости или верхнего слоя многослойной. Требования к такому раствору максимально высокие, так как бетон будет изнашиваться не только от транспорта, но и от влияния окружающей среды.
• Укладки нижнего слоя двухслойных покрытий. Изготовление такого вида более экономичное из-за меньших требований к его компонентам, а также от исключения влияния внешней среды.
• Заливки основы для усовершенствованного типа. Требования к такому бетону невысокие.
В раствор добавляются примеси, что улучшают его стойкость к низким температурам, количество и вид которых зависят от климатических условий. Составляющие бетонов влияют на его износостойкость: чем он подвижней, тем менее устойчивым будут дорожные пути. Трасса, кроме нагрузок от транспорта, может поддаваться влиянию воды (снег, дожди), перепадов температур, поэтому дорожный бетон для его укладки должен быть качественным и прочным.
Выбор материалов для строительства цементобетонных покрытий
Цементобетонное покрытие работает в условиях сложного напряженного состояния под действием повторных нагрузок от автомобилей и переменных температурно-влажностных полей. Кроме того, для конгломератных материалов типа цементобетона характерны внутренние напряжения, обусловленные неоднородностью их структуры, а также постоянно протекающими процессами структурообразования и деструкции. Повышение стойкости дорожного бетона к эксплуатационным воздействиям напрямую связано с улучшением его физико-механических свойств и структуры.
Формирование структуры дорожного бетона и его свойств зависит от многих факторов: вида и качества исходных материалов, запроектированного состава бетона, применяемых химических добавок, технологии приготовления, укладки и уплотнения бетонной смеси, эффективности армирования покрытия, качества ухода за бетоном.
Цемент является одним из основных материалов, определяющих свойства бетонной смеси и бетона для дорожного строительства. Высокие требования, предъявляемые к бетону для дорожных покрытий, обусловили необходимость применения специальных цементов, нормированного минералогического и вещественного состава.
Требования к строительно-техническим свойствам цементов для дорожного бетона сформулированы в ныне действующем стандарте ГОСТ 10178-85. Согласно этому стандарту при строительстве применяют цемент, изготовленный на основе клинкера нормированного состава с содержанием С3А не более 8 % по массе, марок ПЦ 500-Д0-Н, а также ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н. При этом в качестве добавки разрешается использовать только доменный гранулированный шлак в количестве не более 15 %, а удельная поверхность цемента должна быть не менее 280 м2/кг. Начало схватывания должно наступать не ранее чем через 2 часа после затворения.
Требования к дорожным бетонным смесям
Свойства бетона в покрытии, качество его поверхности, производительность бетоноукладочных машин зависят от того, насколько технологические свойства бетонной смеси соответствуют средствам укладки, уплотнения и отделки.
Бетонная смесь должна иметь подобранный зерновой состав с достаточным количеством песка и растворной части, хорошую удобоукладываемость (отделываемость), обеспечивающую получение ровной и замкнутой поверхности покрытия при принятой подвижности или жесткости, высокую воздухоудерживающую способность (ГОСТ 7473-94. Смеси бетонные. Технические условия. - М.: МНТКС, 1996. - 15 с).
Наиболее существенное положительное влияние на воздухоудерживающую способность бетонной смеси оказывает увеличение количества воздухововлекающей добавки, дисперсности песка и относительной доли песка в смеси заполнителей, характеризуемой коэффициентом раздвижки щебня раствором.
Важно исключить расслаиваемость бетонной смеси при ее транспортировании и распределении по основанию.
Расслоение бетонной смеси проявляется в послойном разделении ее составных частей, обильном выделении на поверхности смеси цементного молока или растворной части. Технология строительства бетонных покрытий включает ряд операций, которые могут способствовать расслоению смесей. Это выгрузка смеси из бетоносмесительной установки в кузов автосамосвала, транспортирование смеси на значительные расстояния, выгрузка смеси в приемный бункер бетоноукладчика, а также распределение бетонной смеси по основанию.
Проектирование состава дорожного бетона
Подбор состава заключается в определении рационального соотношения между компонентами бетонной смеси в соответствии с предъявляемыми требованиями:
к подвижности (жесткости) бетонной смеси;
к объему вовлеченного воздуха (или выделившегося газа) в свежеуложенной бетонной смеси;
к долговечности бетона, то есть длительной и устойчивой его работе в окружающей среде в соответствии с проектными марками по морозостойкости;
к прочности бетона в соответствии с проектными марками по прочности.
Подбор состава бетона производится расчетно-экспериментальным методом с расчетом по формулам и графикам и с последующим уточнением экспериментальным путем в следующем порядке:
определяется расчетным путем ориентировочно водоцементного отношения (В/Ц), необходимое для получения заданной марки бетона по прочности на растяжение при изгибе;
назначается в зависимости от требований к бетону средний объем вовлеченного воздуха и ориентировочно количество добавки ПАВ;
определяется водопотребность бетонной смеси принятой подвижности (жесткости) на основе имеющегося в лаборатории опыта или по рекомендуемым в литературе таблицам и графикам;
рассчитывается по величинам водопотребности и В/Ц содержание цемента в 1 м3 бетона;
назначается коэффициент раздвижки Кр крупного заполнителя раствором и находится содержание крупного заполнителя в 1 м3 бетона;
рассчитывается содержание песка в 1 м3 бетона;
уточняется экспериментальным путем состава бетона.
Бетон с самоочищающейся поверхностью
Ещё одной инновацией стало создание бетона, обладающего более высокими эстетическими качествами – то есть, поверхность которого не требует финишной отделки. Это, так называемый, самоочищающийся бетон.
Всего одна добавка решает многое
Добиться этого получилось путём добавления в бетон двуокиси титана – вещества с отбеливающим эффектом, которое до этого являлось только пищевой добавкой. В продукты питания оно добавляется с той же целью – для достижения отбеливающего эффекта.
• Теперь, чтобы получить белый бетон, не надо использовать дорогостоящий белый цемент.
• Диоксид титана с успехом отбеливает и обычный серый цемент.
• Двуокись титана выступает так же в качестве катализатора, который под воздействием ультрафиолета запускает реакцию разложения многих вредных веществ и бактерий, которые накапливаются на наружных поверхностях любых конструкций.
• По этой причине, такой бетон ещё называют фотокаталитическим.
• Способность конструкций зданий к самоочищению, играет огромную роль в экологии. Да и вообще, позволит экономить не только на отделке зданий, но и избавит от необходимости периодической очистки фасадов.
• Тем более, что большинство крупных зданий с интересной современной архитектурой, строятся сегодня именно из бетона. В Швеции, например, запущен проект по разработке не только разных сортов самоочищающихся бетонов, но и созданию других стройматериалов, которые могут быть покрыты каталитическими составами.
• Такие возможности появились, благодаря развитию нанотехнологий. Какое отношение они имеют к двуокиси титана? Всё просто – в качестве катализатора используется не просто его порошок, а наночастицы.
Заключение
Таким образом, мы рассмотрели все виды и состав дорожного бетона, где его применяют, и какие требования к нему предъявляют. Бетон для дорожных покрытий значительно отличается от других бетонных растворов по своим показателям, что обусловлено «экстремальными» условиями эксплуатации. Так. Дорожное покрытие из бетона подвергается непрерывным механическим воздействиям, негативным погодным воздействиям (циклическое замораживание и оттаивание, увлажнение и высыхание). Именно поэтому любая марка бетона для строительства дорожных полотен должна отличаться повышенной износостойкостью, механической прочностью, гибкостью, стойкостью к воздействиям влаги и перепадам температур, долговечностью. Дорожный бетон применяется для производства дорог, мостовых конструкций и труб, и относится к тяжелым бетонам. Тяжелый и легкий дорожный бетон применяют как при создании оснований дорог, так и при создании искусственных инженерных сооружений.
