Опыт внедрения кремнийорганической добавки ГКЖ-94 на строительстве Зейской ГЭС
Особенности конструкции плотины Зейского гидроузла и особо суровые климатические условия в районе строительства предопределили применение для водосливной и наружной частей плотины в зоне переменного уровня воды бетона с маркой по морозостойкости Мрз 400. Впервые в практике строительства плотин для бетонов высокой морозостойкости используют гидрофобизирующую кремнийорганическую добавку ГКЖ-94. Исследования показали, что морозостойкость бетонов с добавкой ГКЖ-94 меньше зависит от производственных факторов, чем бетонов с добавкой ССБ или СНВ. Вводимая в состав бетона в количестве 0,08—0,1 % массы цемента добавка ГКЖ-94 обеспечивает определенные параметры условно-замкнутой пористости бетона. Общий объем условно-замкнутых пор диаметром не более 1000 .м,к составляет от .1,9 до 3% объема бетона.
Расстояние L не превышает 0,25 мм. Эту характеристику, являющуюся одним из параметров системы условно-замкнутых пор, вычисляют по формуле
Общий объем пор диаметром более 1000 мк составляет не более 1% объема бетона. Для обеспечения высокой морозостойкости бетона большое значение имеет расчетная капиллярная пористость цементного камня, которая к началу первого замораживания бетона должна быть не более 0,22. Необходимая капиллярная пористость цементного камня обеспечивается при В/Ц не выше 0,42 при определенных требованиях к цементу и температурно-влажностному режиму твердения бетона.
Для приготовления морозостойких бетонов указанных марок используют чисто клинкерный портландцемент Красноярского цементного завода по ТУ 21-21-4-73. Фактический минералогический состав поставляемого портландцемента следующий: C3S —46—49; CjS —24 -27; С3А- 6 -6,7; C,AF— 16,6— 17,2; NajO —0,59-0,72.
В качестве заполнителей для гидротехнического бетона указанных марок используют пески и фракционированный гравий местных карьеров. Гравий фракционируют путем мокрой сортировки в летний период и сухим способом в зимний. Получаемые заполнители отвечают требованиям стандарта, за исключением повышенного содержания зерен.
Бетонные смесни готовят на двух заводах, оборудованных бетоносмесителями емкостью по 1200 и 2400 л. Подобранные ЛИИЖТ и скорректированные по расходу цемента бетонные смеси имели следующий состав (в кг/м3): цемент — 365, вода—146, песок —556, гравий фракции 5—20—495, фракции 20—40— 424, фракции 40—80 мм —564, добавка ГКЖ-94 —0,1% массы цемента при В/Ц=0,4. Осадка конуса приготовленной смеси составляла 2—3 см.
Добавку ГКЖ-94 в .начале строительства получали в виде готовой 50%-ной водной эмульсии с Усолье-Сибирского химического комбината. Однако во время транспортирования в зимний период она замерзала, расслаивалась и свертывалась. В связи с этим строительство перешло на 1.00%-ную жидкость ГКЖ-94; 50%-ную водную эмульсию готовили непосредственно на заводе на специальной производственной установке в течение 40—60 мин вместо 3— 4 ч в существующих мешалках лопастного типа.
Качество концентрированной 50%-ной и разбавленной 5%-ной водной эмульсии контролирует лаборатория. Эмульсию проверяют на активность (содержание активного водорода в связи Si — Н), стабильность и дисперсность по методике НИИЖБ и ГОСТ 10834—64. Характеристики потовой 50%-ной эмульсии, поставляемой с Усолье-Сибирского комбината, и эмульсии, приготовленной на строительстве, равнозначны. Активность их находится в пределах 0,6—0,8%, стабильность й дисперсность соответствуют нормам. Качество приготовления эмульсин проверяют от каждой партии. Суточная производительность эмульсатора составляет 960 кг эмульсии.
Морозостойкость бетонов оценивают по результатам испытания контрольных образцов-кубов с размером ребра 15 см и кернов диаметром 13—15 см, выбуриваемых из блоков плотины. Испытания образцов на морозостойкость проводят по ГОСТ 10060—62.
Данные испытаний 19 серий контрольных образцов бетона представлены в табл. 1. Прочность приведена по образцам кубов с размером ребра 20 см. После 400 циклов попеременного замораживания прочность образцов составляла 317—477 кгс/см2, а коэффициент морозостойкости был не ниже 0,86. После 500—600 циклов прочность образцов находилась в пределах 368—550 кгс/см2, коэффициент морозостойкости был выше 0,85. Колебания прочности образцов бетона объясняются в основном различной активностью поставляемого цемента.
Испытания морозостойкости кернов, выбуренных из блоков плотины, производили в ЛИИЖТ. Керны с помощью алмазной пилы разрезали на цилиндры, высота которых была близка к их диаметру. Торцы в полученных образцах тщательно шлифовали. Часть образцов кернов каждого блока подвергали 500 циклам замораживания и оттаивания, другую часть кернов выдерживали в камере влажного хранения. Керны, прошедшие указанное число циклов замораживания, н контрольные керны испытывали одновременно. Результаты испытания приведены в табл. 2. Прочность кернов приведена к прочности кубов с размером ребра 20 см по рекомендациям. Коэффициент К подсчитывали по формуле h — 0,2
Выводы
Применение кремнийорганической добавки ГКЖ-94 на строительстве бетонных плотин позволило получить бетоны на гравии со стабильно высокой морозостойкостью (Мрз 500).
Запроектированная и сконструированная установка позволяет в условиях строительства получав на основе масла ГКЖ-94 водные эмульсин, качество которых соответствует требованиям, предъявляемым к «ей как к добавке в .бетон.