Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018

Системы Методы Технологии. И.Г. Енджиевская и др. Мелкозернистые торкрет-бетоны … 2018 № 2 (38) с. 164-169 165 Введение В ближайшем будущем в России значительная часть строительных работ будет связана с ремонтом, восстановлением, реконструкцией и реставрацией воз- веденных ранее объектов. Кроме того, возрастает по- требность в технологических решениях, обеспечиваю- щих ввод конструкций в эксплуатацию в чрезвычайно сжатые сроки. Подобные задачи связаны, например, с транспортным или энергетическим строительством или возникают при нештатных ситуациях на некоторых производственных объектах, а также в случаях, связан- ных с ликвидацией последствий стихийных бедствий, техногенных катастроф или чрезвычайных ситуаций при проведении спасательных и неотложных аварийно- восстановительных работ (СНАВР). При эксплуатации бетонные конструкции разруша- ются вследствие химических, электрохимических, фи- зико-химических и физико-механических процессов. Помимо этого некоторые сооружения испытывают воздействие многократно повторяющихся нагрузок на железобетонные элементы, вибрационные от оборудо- вания, сейсмические, взрывные, обусловленные де- формациями основания, сопровождающимися корен- ным изменением структуры грунта. Особенно остро данная проблема проявляется в северных районах страны, в условиях вечной мерзлоты, где за годы экс- плуатации зданий и сооружений, построенных в конце прошлого века, инфраструктура для обновления жило- го фонда так и не была создана. При проведении ремонтных работ особое внимание уделяется связности структуры бетона с учетом его неупругих свойств, поскольку разрушение конструк- ций необходимо рассматривать как процесс развития дефектов структуры бетона. В современной городской застройке возникают случаи частичного разрушения стен зданий в результате действия грунтовых вод на фундаменты или вибрации — при точечных застройках в условиях городской среды. В последнее время происходит постепенное замеще- ние обычных бетонов многокомпонентными высоко- прочными бетонами для поддержания эксплуатационного состояния конструкций, ремонтных и строительных ра- бот. Систематизацией исследований по таким видам ма- териалов занимаются ведущие институты страны, такие как МГСУ, НИИЖБ, ЦНИИС, СПбГАСУ. Активно рабо- тают в этом направлении как российские, так и зарубеж- ные ученые — Ю.М. Баженов, Розенталь, В. Мещерин, Ушеров-Маршак [1–3]. Одним из наиболее эффективных методов восстановления и усиления конструкций являет- ся торкретирование фибробетоном, которое обладает сле- дующими преимуществами: – повышенная прочность при сжатии, а также при растяжении и изгибе; – высокая водонепроницаемость и морозостойкость; – повышение ударной и усталостной прочности; – улучшение способности восприятия знакопере- менных нагрузок; – снижение интенсивности образования микротре- щин и внутренних напряжений; – повышение водонепроницаемости бетонных и же- лезобетонных конструкций, а также возможность ис- правления дефектов бетонирования [4, 5]. В целях усиления конструкции набрызг-бетон дол- жен надежно фиксироваться при основании, закрепляя его по контуру любой сложности, а также затвердевать и набирать значительную прочность в течение очень короткого срока. Поэтому актуальной задачей является выбор местных сырьевых материалов, сухих химиче- ских добавок для подбора состава сухих строительных смесей с целью производства торкрет-бетонов высокой механической прочности, прочности сцепления с бе- тонной или каменной поверхностью. При подборе составов сухих смесей мелкозерни- стых торкрет-бетонов стояли следующие задачи: 1) высокая подвижность мелкозернистой бетонной смеси, повышенная ранняя прочность для осуществле- ния возможности послойного усиления конструкций; 2) выбор заполнителей и исследование тонкодис- персных наполнителей, получаемых путем помола гор- ных пород местных месторождений; 3) применение комбинации химических добавок — минеральных и суперпластификаторов и анализ сум- марного эффекта комплексной модификации состава для улучшения перекачиваемости, стабильности, адге- зии, а также снижения отскока, проницаемости и по- вышения долговечности бетона; 4) выбор вида и характеристики дисперсных воло- кон для повышения стойкости к нагрузкам и трещино- стойкости с изменением характера разрушения высо- копрочного бетона, а также повышения прочности при изгибе, адгезии. Целью исследования являлось получение сухой сме- си на основе местных сырьевых материалов и сухих модификаторов для производства торкрет-бетона, спо- собного выдерживать высокие статические и динами- ческие нагрузки. Для достижения поставленной цели было необходимо: – обосновать выбор составляющих для производст- ва композиций на основе мелкозернистого бетона с высокими эксплуатационными характеристиками при технологических параметрах нанесения «мокрым» ме- тодом, исходя из условия минимального отскока тор- кретной смеси; – провести экспериментальное исследование по изучению зависимостей влияния отдельных состав- ляющих на прочность композиций. Исследования сырьевых материалов и полученных изделий на их основе проводились в соответствии с нормативными документами, на стандартном оборудо- вании. Разрабатывались составы сухой строительной смеси для торкретирования и исследовались свойства бетона для обеспечения соответствия требованиям нормативных документов. Известно, что более крупные составляющие бетонной смеси при набрызге имеют большую тенденцию к отско- ку, поэтому разрабатывались составы мелкозернистых смесей, использование которых позволяет сократить ко- личество отскока при набрызге на 40...60 % [6]. В связи с этим изучались свойства местных песков, такие как гранулометрический состав, содержание пы- левидных и глинистых частиц и др. Оптимальный, с точки зрения формирования свойств растворных сме- сей и растворов, гранулометрический состав достига- ется, если его характеристика соответствует «идеаль-