Некоторые технологические параметры устройства рабочих швов при применении самоуплотняющихся бетонных смесей

Введение. При возведении массивных монолитных железобетонных конструкций, разбитых в соответствии с требованиями норм на температурно-усадочные блоки, важным условием обеспечения монолитности является качество рабочих швов при сцеплении «старого» и «нового» бетона. В связи с недостаточным объемом публикаций по вопросу зависимости прочности сцепления от технологических параметров при устройстве рабочих швов с применением широко используемых в последние годы самоуплотняющихся бетонов, исследования в данной области представляют актуальную задачу. Целью работы является развитие научных представлений о влиянии некоторых технологических параметров при устройстве рабочих швов на прочность сцепления «старого» и «нового» бетона.

Материалы и методы. Исследования выполнены с использованием самоуплотняющихся и традиционных тяжелых бетонов вибрационного уплотнения с диапазоном прочности на сжатие от 34,5 до 69,2 МПа. Предмет исследования — прочность сцепления «старого» и «нового» бетона в зависимости от способа подготовки поверхности «старого» бетона в шве в соответствии с нормативными требованиями и класса «нового» самоуплотняющегося бетона по прочности на сжатие. В качестве основных образцов использованы составные образцы Мерша при возрасте «старого» бетона до 3 сут. В качестве критерия качества шва использована относительная прочность шва, представляющая соотношение предела прочности бетона на срез, определенного на составном образце Мерша, и минимального из пределов прочности «нового» и «старого» бетонов на осевое растяжение. Определение показателей качества бетона производилось по стандартным методикам. Выдерживание образцов осуществлялось в условиях, имитирующих производство работ в весенне-летний период.

Результаты исследования. В ходе исследования рассмотрены критерии качества шва при сцеплении «старого» и «нового» бетона и их изменения в зависимости от рассмотренных рецептурных (класс бетона) и технологических факторов (продолжительность технологического перерыва, способ подготовки поверхности). Получены зависимости предложенного критерия качества шва от предела прочности (класса) «нового» бетона на сжатие, и показана неэффективность обработки поверхности металлической щеткой, особенно с ростом продолжительности технологического перерыва. Требуемые показатели прочности сцепления для бетонов классов В25… В35 гарантированно обеспечиваются при подготовке поверхности фрезерованием, при этом повышение технологического перерыва негативно влияет на прочность сцепления.

Обсуждение и заключение. В связи с выявленной низкой обеспеченностью прочности сцепления «старого» и «нового» бетона независимо от технологических факторов целесообразно рассмотреть обеспечение качества рабочего шва посредством реализации конструктивных решений в виде шпоночных соединений и (или) дополнительного армирования.

1. Шпилевская Н.Л., Шведов А.П. Особенности возведения массивных фундаментов с учетом различных факторов, влияющих на беспрерывное производство работ. В: Актуальные проблемы архитектуры Белорусского Подвинья и сопредельных регионов: Сборник научных работ Международной научно-практической конференции к 50-летию Полоцкого государственного университета. Новополоцк: Учреждение образования «Полоцкий государственный университет»; 2018. С. 238–244.

2. Шпилевская Н.Л., Шведов А.П. Разработка организационно-технологической документации на бетонирование массивных фундаментных плит. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2018;(8):49–55. URL: https://journals.psu.by/constructions/article/view/233 (дата обращения: 05.08.2023).

3. Каган М.Н., Коволь С.Б., Мельник Л.Б., Байбурин А.Х. Прочность контакта бетонов при устройстве технологических швов и стыков в железобетонных конструкциях. Строительное производство. 2021(3):9–18. https://doi.org/10.54950/26585340_2021_3_2

4. Каган, М.Н., Коваль С.Б. Влияние технологических факторов на прочность бетона в зоне контакта свежеуложенного слоя с затвердевшим. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2022;22(2):68–74. https://doi.org/10.14529/build220209

5. Wetzel A., Glotzbach C. Microstructural characterization of elephant skin on ultra-high-performance concrete. In: 14th Euroseminar on Microscopy Applied to Building Materials; 2013. P. 1–4. https://doi.org/10.13140/2.1.4970.1123

6. Коянкин, А.А., Митасов В.М. О применимости двучленного закона трения Дерягина к вопросам совместного деформирования разновозрастных бетонов в сборно-монолитных конструкциях. Инженерный вестник Дона. 2021;(9). URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n9y2021/7177 (дата обращения: 01.08.2023).

7. Кремнева Е.Г. О сопротивлении среза по контакту между бетонами, укладываемыми в разное время. В: Архитектурно-строительный комплекс: проблемы, перспективы, инновации. Электронный сборник статей III Международной научной конференции. Новополоцк: Учреждение образования «Полоцкий государственный университет»; 2021. С. 151–156. URL: https://elib.psu.by/handle/123456789/28116 (дата обращения: 04.08.2023).

8. Кремнева Е.Г., Хаменюк Е.В. Контактные швы в железобетонных составных конструкциях. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2011;(8):48–52.

9. Dey S., Kumar V.V., Goud K.R., Basha S.K. State of Art Review on Self-compacting Concrete Using Mineral Admixtures. Journal of Building Pathology and Rehabilitation. 2021;6(1):1–23. https://doi.org/10.1007/s41024-021-00110-9

10. Dhanabal G., Sreevidya D.V. Shear Strength Characteristics of Self Compacting Geopolymer Concrete Cast at Different Ages. International Journal of Latest Engineering and Management Research. 2018;3(4):38–43. Available from: http://www.ijlemr.com/papers/volume3-issue4/7-IJLMER-33107.pdf (дата обращения: 05.08.2023).

11. Zhang X., Zhang W., Luo Y., Wang L., Peng J., Zhang J. Interface Shear Strength between Self-Compacting Concrete and Carbonated Concrete. Journal of Materials in Civil Engineering. 2020;32(6). https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0003229

12. Dovzhenko O.O., Pohribnyi V.V., Usenko I.S., Mal’ovana O.O., Akopyan M.K. Concrete Elements Strength Under the Shear Action According to The Variation Method in the Theory of Plasticity and Tests. ISJ Theoretical & Applied Science. 2016;12(44):12–18. https://dx.doi.org/10.15863/TAS.2016.12.44.3

13. Корянова Ю.И., Несветаев Г.В., Чепурненко А.С., Сухин Д.П. К вопросу моделирования температурных напряжений при бетонировании массивных железобетонных плит. Инженерный вестник Дона. 2022;(6). URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n6y2022/7691 (дата обращения 22.07.2023).

14. Несветаев Г.В., Беляев А.В. О сцеплении конструкционного керамзитобетона и тяжелого бетона в монолитных слоистых перекрытиях. Науковедение. 2016;8(4). URL: http://naukovedenie.ru/PDF/24TVN416.pdf (дата обращения: 01.08.2023).

15. Дорофеев В.С., Дорофеев А.В., Пушкарь Н.В. Прочность контактов сборно-монолитных железобетонных конструкций реконструируемых портовых сооружений. Актуальные научные исследования в современном мире. 2019;11–1(55):93–103. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_41808530_15571114.pdf (дата обращения: 05.08.2023).