Betonstraße: Bautechnik. Einbau einer Zementbetondecke Wartung einer Zementbetondecke im Winter

(Zuletzt aktualisiert am: 03.07.2018)

Zementbeton- und Stahlbetondecken, die für den schweren Verkehr mit schweren Fahrzeugen ausgelegt sind, behalten ihre hohen Transport- und Betriebseigenschaften für lange Zeit und sind sehr langlebig. Aber auch bei hochwertigen Bauarbeiten und ordnungsgemäßer Wartung während des Betriebs können im Laufe der Zeit Risse, Schalen, Zerstörung der Kanten der Nähte, vertikale Verschiebungen der Kanten der Platten an den Nähten, Abplatzen der Ecken der Platten, Abblättern und andere Schäden treten im Laufe der Zeit auf der Betondecke auf.
Eine der Hauptursachen für Verschleiß und Zerstörung von Beschichtungen ist die Einwirkung des Transports auf sie, der zur Entstehung vertikaler und horizontaler Spannungen in der Beschichtung beiträgt. Die Größe der Vertikalspannung hängt von der Art des vorbeifahrenden Verkehrs und vom Ebenheitsgrad der Fahrbahnoberfläche ab. Horizontale (tangentiale) Kräfte werden durch die Reibung des Reifens auf der Fahrbahn beim Bremsen und anderen Geschwindigkeitsänderungen von Fahrzeugen sowie durch Radstöße beim Auftreffen auf Unebenheiten verursacht. Kommt es während der Dauer der Staunässe unter Einwirkung von Wanderlasten zu Setzungen des Untergrundes, führt dies zu Verformungen der Beschichtungsplatten.
Ein weiterer Grund für die Abnutzung von Fahrbahnen ist die Neigung von Zementbeton zu erheblichen Verformungen beim Schwinden und bei Temperaturänderungen, was in Verbindung mit der Zerbrechlichkeit dieses Materials bei eingeschränkter Möglichkeit zur Änderung der Fahrbahnabmessungen im Plan dazu führen kann Risse darin, die die Haltbarkeit der Struktur verringern, die Wasserdurchlässigkeit des Pflasters erhöhen, seine Flexibilität und Festigkeit verringern.
In Zementbeton- und Stahlbetondecken werden üblicherweise die folgenden Arten von Rissen unterschieden: Schwindrisse im Zusammenhang mit der Setzung der Basis des Stahlbetonelements, verursacht durch frühzeitige Überlastung des Stahlbetons; Risse durch chemische Zersetzung sowie die begrenzte Fähigkeit zur Volumenänderung bei Verformungen durch Schwindung durch Trocknung oder Temperaturänderungen. Schließlich sind häufig die beim Biegen auftretenden Spannungen die Ursache für die Rissbildung.
Während des Betriebs sind die Beschichtungen zusätzlich zu der mechanischen Belastung, die durch das Rad des Autos übertragen wird, atmosphärischen und anderen Einflüssen ausgesetzt, daher müssen sie chemisch beständig sein und den nachteiligen Auswirkungen von Witterungsbedingungen, vor allem Frost, gut widerstehen. Schäden an Zementbeton-Fahrbahnplatten unter Frosteinfluss äußern sich normalerweise in einem Abschälen ihrer Oberfläche oder einem Aufquellen des Bodengrundes.
Sehr häufig treten Verformungen in Zementbetondecken auf, einschließlich solcher aus Spannbeton und Stahlbetonplatten, die auf die Verwendung minderwertiger Materialien, Verstöße gegen die Technologie der Herstellung und Verlegung der Betonmischung und die Nichteinhaltung der Vorschriften zurückzuführen sind Regeln für die Pflege von Frischbeton. Bei der Verwendung von vorgefertigten Beschichtungen kann die geringe Frostbeständigkeit von Beton durch die Nichteinhaltung der Auslegungsweise der Wärme- und Feuchtigkeitsbehandlung von Produkten erklärt werden. Von besonderer Bedeutung ist das wasserthermische Regime von Tragschicht und Unterbau, da sich abhängig davon die Ergebnisse der mechanischen Einwirkung des Transports auf die Straße verändern.
Es ist zu beachten, dass bereits kleine Verformungen die Ebenheit der Beschichtung verletzen und zu einer Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit führen. Die Bewegung schwerer Fahrzeuge auf einem Bürgersteig mit geringfügigen Schäden führt zu einer noch intensiveren Zerstörung, daher wird die rechtzeitige Reparatur von Zementbetonbürgersteigen bei starkem Verkehr sehr wichtig.
Die wichtigsten Arten von Verformungen und Zerstörungen von Zementbeton- und Stahlbetonbeschichtungen und die Ursachen ihres Auftretens sind in der Tabelle aufgeführt. 89.

Die Technologie zur Reparatur von Zementbetonbeschichtungen, die unter den spezifischen Bedingungen der Stadt durchgeführt wird, sollte auf der Verwendung von Reparaturmethoden basieren, die die Arbeitszeit verkürzen, da Materialien verwendet werden, die zu einer schnellen Inbetriebnahme beitragen reparierte Bereiche, vollständige Mechanisierung der wichtigsten arbeitsintensiven Operationen unter Verwendung von manövrierfähigen, leistungsstarken Maschinen und Mechanismen.
Alle Fugen in Zementbetondecken müssen mit Mastix ausgefüllt werden. Fugen, in denen das Füllmaterial abgebröckelt ist, oder Lücken zwischen den senkrechten Wänden der Betonplatten und dem Fugenfüllmaterial werden gereinigt und mit Kitt aufgefüllt. Die Zusammensetzungen der Kitte, die bei der Instandhaltung und Reparatur von Zementbetonbeschichtungen verwendet werden, sind in der Tabelle angegeben. 90.

Für die Herstellung von bituminösem Kitt wird nur dehydriertes Bitumen verwendet. Mastix wird in Fabriken hergestellt und in einem Behälter mit einem beigefügten Pass an den Verbraucher geliefert, der seine physikalischen und chemischen Eigenschaften angibt. Wenn keine zentrale Versorgung vorhanden ist, wird Mastix an lokalen Stützpunkten wie folgt hergestellt: Dehydriertes Bitumen wird auf 150-170 ° C erhitzt, wonach Gummikrümel hineingegeben werden. Bitumen mit Krümelgummi wird 2,5-3 Stunden unter ständigem Rühren gekocht. Nach dem Kombinieren der Gummikrümel mit Bitumen werden die restlichen Komponenten allmählich hinzugefügt und der Mastix wird erneut 30 Minuten lang bei 150-170 ° C unter ständigem Rühren gekocht.
Bei der Reparatur werden die Nähte mit Stahlhaken oder Spezialwerkzeugen und harten Bürsten gründlich von altem Mastix gereinigt und anschließend mit Druckluft abgeblasen und getrocknet. 2-3 Stunden vor dem Gießen werden die vertikalen Wände der Fugen mit Bitumen BND-90/130, BND-60/90 oder BND-40/60, verdünntem Benzin im Verhältnis 1: 1 oder flüssigem Bitumen der Marke SG beschichtet -15/25 mit einem Durchfluss von 0,3-0,5 l/m2. Die so vorbereiteten Nähte werden mit heißem Mastix gefüllt, der auf 160-170 ° C erhitzt wird, 3-5 mm unter der Oberfläche der Beschichtung. Der Mastix wird in zwei Schritten mit einem Nahtfüller gegossen: Zuerst wird die Naht auf 2/3 ihrer Tiefe gegossen und dann der obere Teil der Naht. Wenn nach dem Gießen das Uhrwerk sofort geöffnet werden muss, werden die Nähte mit Mineralpulver bestreut oder ein 10-15 cm breiter Streifen Rollenpapier darauf geklebt.
Zum Reinigen und Füllen von Fugen in Zementbetondecken wird auch eine Maschine verwendet, die auf einem selbstfahrenden Wagen montiert ist, vor dem ein Schneidmesser montiert ist, das zum Entfernen von altem Kitt aus den Fugen bestimmt ist, und eine Vorrichtung zum Füllen von Fugen mit neuem Mastix. Die Maschine verfügt über eine komplette Einrichtung zum Ausblasen der freigelegten Nähte.
Um die Entstehung von Oberflächenhaarrissen in den Platten zu verhindern, werden die Stellen ihres Auftretens mit einer dünnen Schutzschicht bedeckt. Dazu wird Bitumen der Sorten SG-70/130 und MG-70/130 (0,7-0,8 l/m2) über eine trockene, staub- und schmutzfreie Beschichtung gegossen. Dann wird feiner Schotter mit einer Größe von 5-10 mm in einer Menge von 0,8-1 m3 pro 100 m2 Beschichtung oder grober Sand in einer Menge von 0,3-0,5 m3 pro 100 m2 Beschichtung gestreut und mit leichten Walzen gewalzt.
Risse mit einer Breite von 1 bis 5 mm werden mit verflüssigten Bitumensorten SG-130/200 und MG-130/200 gefüllt und auf eine Temperatur von 80-100 ° C erhitzt. Vor dem Versiegeln werden sie gründlich gereinigt und getrocknet. Risse ab einer Breite von 5 mm werden von Schmutz befreit, Schwachstellen gekürzt, Betonsplitter entfernt und vor dem Verfüllen gründlich mit Druckluft ausgeblasen. Die so vorbereiteten Risse werden mit verflüssigtem Bitumen bestrichen und mit Mastix gefüllt: mit einer Rissbreite von 10-25 mm - mit den Zusammensetzungen 1, 2 und 3, mit einer Breite von 5-10 mm - mit den Zusammensetzungen 4, 5 und 6 .
Alle Oberflächen- und Durchgangsrisse in Betondecken müssen so schnell wie möglich nach ihrem Auftreten repariert werden. Nähte und Risse sollten im Frühling und Herbst bei kühlem Wetter und im Sommer morgens geschlossen werden.
Zur Reparatur kleinerer Schäden an Zementbetondecken können heißes oder kaltes Asphaltmischgut, Gussasphalt, schwarzer Kies oder schwarzer Steinschlag verwendet werden. Zementbetondecken mit Asphaltbetonmischungen werden in einer trockenen und relativ warmen Jahreszeit bei einer Lufttemperatur von mindestens 5 ° C repariert. Wenn sich an den Nähten und Rissen vertikale Verschiebungen der Plattenkanten bilden, wird die Beschichtung ebenfalls eingeebnet B. mit einer Asphaltbetonmischung oder schwarzem Kies. Der zu reparierende Bereich wird gründlich von Staub und Schmutz gereinigt, getrocknet und mit einer dünnen Schicht Flüssigbitumen der Sorte SG-15/25 geschmiert, auf eine Temperatur von 60 ° C erhitzt (Bindemittelverbrauch 0,3-5 l / m2) und mit Asphaltbetonmischung oder schwarzem Kies versiegelt.
Kleinere Schäden in Form von Granaten, Schlaglöchern und Zerstörungen werden gründlich von Betonsplittern, Staub und Schmutz gereinigt und mit einer dünnen Schicht flüssigem Bitumen geschmiert (Verbrauch 0,3-0,5 l / m2). Dann wird kaltes oder heißes Asphaltmischgut oder schwarzer Kies eingebaut und verdichtet. Wenn Schlaglöcher bis zu einer Tiefe von 5 cm gefüllt sind, wird die Asphaltbetonmischung in einer Schicht mit einer Tiefe von mehr als 5 cm verlegt - in zwei Schichten. Bei kleinen Senken und Schlaglöchern wird die heiße Mischung mit manuellen oder metallischen Vibrationswalzen und beheizten Stampfern mit einem Gewicht von 12-16 kg verdichtet. Bei einer großen zu verfüllenden Schlaglochfläche wird das heiße Asphaltbetongemisch mit 5-6 Tonnen schweren Walzen verdichtet.
Die Asphaltbetonmischung wird unter Berücksichtigung des Verdichtungskoeffizienten von 1,3-1,4 für heiße Mischungen und 1,5-1,6 für kalte Mischungen verlegt. Die reparierten Bereiche sollten eine glatte Schnittstelle mit der angrenzenden Oberfläche der Betondecke haben. Es ist zu beachten, dass die Reparatur von Zementbetondecken mit Asphaltbeton und schwarzen Schottermischungen aufgrund ihrer schlechten Haftung auf Zementbeton nur von kurzer Dauer ist. Außerdem sehen helle Zementbetondecken, die mit schwarzen Mischungen repariert wurden, unansehnlich aus. Aus diesen Gründen kommt die Instandsetzung von Betonfahrbahnen mit Asphaltbeton-Schwarzkies-Mischungen nur als vorübergehende Maßnahme in Betracht.
Vielversprechender ist die Instandsetzung von Zementbetonbeschichtungen mit Betonmischungen. Der mit Betonmischungen reparierte Belag ist haltbarer und die Farbe unterscheidet sich nicht wesentlich von dem bestehenden Zement-Beton-Belag. Es wird empfohlen, die Betonmischung für die Reparatur von Beschichtungen derselben Zusammensetzung und aus denselben (oder ähnlichen) Materialien vorzubereiten, die zur Herstellung der Betonmischung der zuvor verlegten Beschichtung verwendet wurden. Für die Betonmischung werden hochfeste Portlandzemente unter Zugabe von bis zu 2 % Calciumchlorid zum Anmachwasser verwendet. Um die Verarbeitbarkeit der Betonmischung und die Frostbeständigkeit des Betons zu erhöhen, wird empfohlen, dem Wasser luftporenbildende Zusätze zuzusetzen: Seifenbenzin, Sulfit-Hefe-Sud, Abietinharz usw. mehr als 40 mm bei tieferen Einschnitten.
Beim Schälen von Beton werden Schäden, die nur die oberste Schicht der Beschichtung erfassen, bis zur Zerstörungstiefe repariert, jedoch nicht weniger als 7 cm.Beim Reparieren werden beschädigte Bereiche der Beschichtung mit Kreide oder Farbe in geraden Linien umrissen. Entsprechend der aufgebrachten Kontur wird der Altbeton mit einer Betontrennsäge und pneumatischen Werkzeugen abgesägt. Nach der Reinigung werden die vorbereiteten Stellen ca. 24 Stunden in feuchtem Zustand gehalten, also bis der Altbeton vollständig mit Wasser gesättigt ist. Die Schnittfläche wird mit einer dünnen Schicht Zementsandmörtel bestrichen.
Unmittelbar nach dem Auftragen der Zementpaste auf die Wände und den Boden des Schnitts wird die Betonmischung unter Berücksichtigung der Setzung während der Verdichtung über das Niveau der Beschichtungsoberfläche gelegt. Auf kleinen, flachen und schmalen Lichtungen wird die Betonmischung manuell mit Holz- oder Metallstampfern mit einem Gewicht von 12-16 kg verdichtet, auf tiefen und breiten Lichtungen wird die Mischung mit Oberflächenrüttlern verdichtet. Abschließend wird die Oberfläche der reparierten Stelle mit harten Bürsten und Holzkellen mit Gummiband bearbeitet. Nach der Verdichtung und Oberflächenbehandlung wird frisch verlegter Beton behandelt: Auf die Oberfläche der Beschichtung werden filmbildende Materialien gemäß der Technologie aufgetragen, die bei der Pflege von frisch verlegtem Beton während des Baus von Gebäuden verwendet wird.
In der ausländischen Praxis, insbesondere in den USA, wurde für die Instandsetzung von Zementbetondecken versuchsweise Faserbeton verwendet, das ist ein hochfestes Zementbetongemisch mit faserigem Füllstoff, der meist aus Stahl, Glas oder Kunststoff besteht .
Im Vergleich zu gewöhnlichem Faserzementbeton hat er eine Reihe von Vorteilen: Wenn nur 1 % Faserstoffe im Volumen vorhanden sind, erhöht sich seine Zug- und Biegefestigkeit um 100 %; Widerstand gegen Rissbildung wird um 60 % erhöht; Beständigkeit gegen dynamische Belastungen - 9-mal höher; Verschleißfestigkeit - um 30% höher; es kann auch nach Erreichen der Zugfestigkeit Druckbelastungen standhalten; seine Beständigkeit gegen Ermüdung, Scherung und Torsion ist größer, und Rissbildung, Ablösung und Absplitterung sind geringer; Die Druckfestigkeit ist auch etwas höher. Aufgrund der angegebenen physikalischen und mechanischen Eigenschaften lässt sich Faserbeton in kleinen Schichten materialsparend verlegen.
Beim Betrieb von Zementbeton- und Stahlbetonbeschichtungen kommt es häufig zu Betonversagen entlang von Dehnungsfugen. Die Methode zur Reparatur der Nahtränder hängt von der Art und Größe des Schadens ab. Kleine Schäden bis zu 5 cm Breite werden nach dem Entfernen loser Betonpartikel und Reinigen der reparierten Stelle mit Kitt abgedichtet. Tiefe Schäden an den Rändern der Nähte, die auf eine Breite von mehr als 5 cm zerstört sind, werden mit Beton versiegelt. Altbeton wird auf der gesamten Länge des Geländes bis zu einer Tiefe von mindestens 7 cm mit einem Gefälle zum Boden der Lichtung entfernt. Bewehrung, Stifte und Anker werden nach Möglichkeit beibehalten.
Um eine Naht zu bilden, wird eine Holzdichtung mit einer abnehmbaren Schiene installiert, die die Oberfläche der Beschichtung erreicht. Die Dichtung wird so eingebaut, dass sie mit der Richtung der vorhandenen Naht übereinstimmt. Wenn die alte Dichtung im unteren Teil der Naht erhalten bleibt, wird sie erhöht, damit keine Lücken zwischen den Platten entstehen und sich keine Betonbrücken bilden können. Alte Stifte, Anker und Bewehrungsstäbe werden gerichtet oder neue verlegt. Die Kontaktflächen des neuen Betons mit dem alten werden mit einem Zement-Sand-Mörtel beschichtet, wonach die Betonmischung aufgetragen und verdichtet wird. Der obere Teil der Dichtung wird nach dem Aushärten des Betons entfernt und die Naht mit Mastix gefüllt.
Der Verkehr auf einem mit Zementmischung reparierten Gehweg darf nach 15 Tagen wieder freigegeben werden. Beim Austausch von Teilen und ganzen Platten im Gehweg ist der neu verlegte Beton nach 20 Tagen befahrbar,
Unter Verwendung von gewöhnlichem Beton werden die Gehwege in mindestens 7 cm dicken Schichten repariert, gleichzeitig muss aufgrund des langsamen Aushärtens des neu eingebrachten Betons der Verkehr auf dem reparierten Straßenabschnitt für mindestens 15- 20 Tage. Außerdem ist das Verlegen dicker Schichten von neuem Beton auf alter Betondecke üblicherweise mit einem arbeitsintensiven Vorgang des Schneidens von altem Beton bis zu einer beträchtlichen Tiefe und einem großen Materialverbrauch verbunden. Daher wurde in den letzten Jahren der Entwicklung von Verfahren zur Reparatur von Betonbeschichtungen unter Verwendung von Betonmischungen, die eine zuverlässige Haftung der aufgebauten dünnen Betonschicht an der vorhandenen Beschichtung und eine beschleunigte Aushärtung des Betons bei gleichzeitiger Gewährleistung seiner Festigkeit gewährleisten, große Aufmerksamkeit geschenkt Frostbeständigkeit.
In Sojusdornia wurde eine Studie durchgeführt, um ein Verfahren zur Reparatur von Zementbetondecken unter Verwendung von schnell aushärtendem Zement (BTC) oder Portlandzement von mindestens 600 mit der Einführung von Additiven zu entwickeln, die die Aushärtung des Betons beschleunigen. Untersuchungen haben gezeigt, dass das entwickelte Verfahren eine sichere Haftung der aufzubauenden Schicht mit Altbeton, eine beschleunigte Aushärtung des Betons und damit verbunden eine Verkürzung der Frist für die Sperrung des Verkehrs für die Instandsetzungsdauer von 15-20 to bewirkt 1-3 Tage. Um Beschichtungen mit dieser Methode zu reparieren, werden Materialien verwendet, deren ungefährer Verbrauch unten angegeben ist.

Die Reparatur von Betondecken mit Schäden in Form von Schalen, Schlaglöchern, abgebrochenen Kanten der Nähte und Ecken der Platten, Kanten der Platten an den Nähten, Ablösen der Platten ist mit dem Aufbau einer neuen Schicht über dem alten Beton verbunden. Die gründliche Reinigung der reparierten Oberfläche ist eine der wichtigsten Operationen, von der die Haftfestigkeit des alten Betons auf dem neuen Beton und folglich die Qualität der Reparatur insgesamt abhängt.
Die kontaminierte reparierte Oberfläche der Platte wird mit mechanischen Stahlbürsten von Staub, Schmutz und Ölflecken gereinigt, dann wird eine 28% ige Salzsäurelösung mit einer Menge von 0,5-0,6 kg/m2 gegossen. Nach Abklingen der Reaktion wird die Beschichtung mit einem Wasserstrahl unter Druck aus einer Gieß- und Waschmaschine gründlich gewaschen, bis die Säurereste vollständig entfernt sind. Freies Wasser wird durch Druckluft aus dem Kompressor so entfernt, dass die Oberfläche der zu reparierenden Platte feucht, aber nicht nass ist.
Wenn die Oberfläche der zu reparierenden Platte besonders stark verschmutzt ist und eine chemische Reinigung der Beschichtung nicht möglich ist, wird sie mechanisch mit einem Sandstrahler oder auf andere Weise gereinigt. Bei Vorhandensein von zerbrechlichem Beton wird es mit einem pneumatischen oder elektrischen Werkzeug bis zu einer Tiefe von unbeschädigtem Beton entfernt, jedoch nicht weniger als 2 cm.Der reparierte Bereich wird gründlich von Betonfragmenten und Staub gereinigt und dann mit einem Wasserstrahl gewaschen unter Druck. Dann wird ein vor Ort in einem Zwangsmischer hergestellter Zementkleber auf die zu reparierende Oberfläche aufgetragen. Bei der Herstellung des Klebers wird Zement in einen Mörtelmischer geladen, Wasser hinzugefügt, dessen Menge rechnerisch bestimmt wird (abhängig vom akzeptierten Wasser-Zement-Faktor), und gründlich gemischt. Der vorbereitete Zementkleber wird in zwei Arbeitsgängen mit harten Haarbürsten oder Pinseln gleichmäßig auf der zu reparierenden Fläche verteilt. Die Dicke des Zementklebers sollte innerhalb von 1-2 mm liegen. Zementkleber mit einer Temperatur von mehr als 20 ° C sollte innerhalb von 15 bis 20 Minuten nach seiner Herstellung verwendet werden, damit er vor dem Abbinden auf die reparierte Oberfläche aufgetragen wird.
Nach dem Verschwinden des Wasserfilms von der Oberfläche des Zementklebers, etwa 10-15 Minuten nach dem Auftragen auf die gereinigte Oberfläche der reparierten Beschichtung, wird die Zementbetonmischung so verlegt, dass nach ihrer Verdichtung die Oberfläche des Die reparierte Beschichtung wäre auf der gleichen Ebene wie die vorhandene Beschichtung. Bei kleinen Arbeitsmengen wird die Betonmischung mit einem Oberflächenrüttler, einer Rüttelbühne oder einer Rüttelbohle verdichtet. Abschließend wird der Beton mit einer Holzkelle mit Gummiband bearbeitet. Um eine Rauheit zu erzeugen, wird die Oberfläche der reparierten Beschichtung mit einer steifen Haar- oder Metallbürste quer zur Bewegungsrichtung bearbeitet. Die Pflege des Frischbetons in ausgebesserten Bereichen erfolgt nach allgemein anerkannten Verfahren.
Bei Verwendung von Schnellzement und Pflege der Reparaturstelle mit filmbildenden Materialien ist die Reparaturstelle nach 1-2 Tagen wieder befahrbar. Bei Verwendung von Portlandzement mit einer Körnung von mindestens 600 mit einem Zusatz, der die Aushärtung des Zements beschleunigt, sowie bei Verwendung von Schnellzementen ohne filmbildende Materialien wird die reparierte Stelle nach 3 Tagen für den Verkehr freigegeben.
Zum Aufbau verschlissener Zement-Beton-Umhüllungen in Schichten von 2-5 cm wird eine nicht schwindende Betonmischung verwendet. Diese Mischung haftet stark an der Oberfläche der Beschichtung, bietet eine hohe Abriebfestigkeit und erhöhte Frostbeständigkeit. Die nicht schrumpfende Betonmischung besteht aus zwei Zementarten – Portlandzement der Sorte 700 und expandierender Portlandzement der Sorte 400-600. Für 100 Gewichtsteile Portlandzement der Sorte 700 werden 25–100 Teile expandierender Portlandzement genommen.
Da als Hauptbindemittel schnell erhärtender Zement verwendet wird, empfiehlt es sich, die Zementmischung mit fahrbaren Betonfahrmischern herzustellen und zu liefern.
Portlandzement M700 wird in Gegenwart von Triethylolamin und Sulfithefebrei zusätzlich gemahlen, wodurch die Abrieb- und Frostbeständigkeit des Betons erhöht wird. Wenn Portlandzement 700 ohne Zusatzstoffe zerkleinert wurde, werden sie während der Herstellung der Betonmischung in den Betonmischer eingebracht. Der ungefähre Materialverbrauch pro 1 m3 Betonmischung ist wie folgt:

Auf Abb. 120 zeigt ein Diagramm der Zunahme der Festigkeit einer nicht schrumpfenden Zement-Beton-Mischung, die bei der Reparatur von Bürgersteigen auf dem Leninsky-Prospekt in Moskau verwendet wird.
Das Verlegen einer neuen Betonschicht sollte auf einer sorgfältig vorbereiteten Oberfläche der Beschichtung erfolgen. Auf der Oberfläche der Beschichtung wird die Betonmischung so ausgelegt, dass die reparierte Oberfläche nach dem Verdichten 1-2 cm höher ist als die vorhandene Beschichtung.

In den letzten Jahren wurde ein Verfahren zur Reparatur von Zement-Beton-Beschichtungen unter Verwendung von kolloidalem Zementleim entwickelt, der vor Ort in einem Vibro-Klebstoff-Mischaktivator hergestellt wird. Der Kleber besteht aus Portlandzement der Klasse 600 - 70% und Sand - 30%; Wasser wird hinzugefügt, um ein Wasser-Zement-Verhältnis von 0,3 zu erhalten. Das Mischen des Klebers dauert 5-7 Minuten.
Die Reparaturtechnologie besteht darin, Klebstoff mit einer Schicht von 2-3 cm mit harten Nylonbürsten auf eine gründlich gereinigte Oberfläche der Beschichtung aufzutragen. Dann wird eine Schicht hochfester Beton aufgetragen und gleichmäßig über den Kleber verteilt. Zur Herstellung von 1 m3 Betonmischung werden 420 kg Portlandzement, 180 kg gemahlener Quarzsand, 1600 kg gewöhnlicher Quarzsand benötigt; 180 Liter Wasser und 1,8 Liter Sulfithefemaische.
Die Betonmischung wird mit einer Rüttelbühne in 2-3 Übergängen entlang einer Spur verdichtet. Die Dicke der aufgebauten Betonschicht kann im Bereich von 1,5 bis 5 cm liegen.Die frisch verlegte Mischung wird mit einer Schicht aus feuchtem Sand bedeckt und einen Tag lang aufbewahrt, wonach die Bewegung geöffnet wird.
Es wurden auch Verfahren zum Reparieren von Zement-Beton-Beschichtungen unter Verwendung von Polymermaterialien und insbesondere Epoxidharzen entwickelt. Die Reparatur von Betondecken unter Verwendung von Epoxidharzen reduziert im Vergleich zur herkömmlichen Reparaturmethode den Verbrauch von Steinmaterialien um das 10- bis 15-fache; Beschleunigung der Verkehrseröffnung von 15 Tagen auf 6-8 Stunden; sichere Haftung der aufzubauenden Schicht mit Altbeton; hohe Festigkeitseigenschaften der aufzubauenden Schicht und ihre chemische Beständigkeit.
Für die Reparatur von Zementbetonbeschichtungen kann ein Epoxidkleber folgender Zusammensetzung empfohlen werden:

In einigen Fällen kann dem Epoxidkleber Portlandzement in einer Menge von 15-25 % zugesetzt werden. Die Epoxidmischung wird je nach Art des Schadens aus Epoxidkleber und Mineralmischung im Verhältnis 1:3 bis 1:7 hergestellt. Die granulometrische Zusammensetzung des zur Herstellung der Epoxidmischung verwendeten mineralischen Materials wird nach dem Prinzip der höchsten Dichte ausgewählt. Die ungefähre Zusammensetzung des Mineralgemisches: 65-70 % Gesteinskörnung 1,25-5 mm und 30-35 % reiner Quarzsand oder Gesteinskörnung 0,5-1,25 mm. Für Dichtschalen wird eine Mischung im Verhältnis 1:5 oder 1:6 verwendet. Zum Ausbessern der Nahtränder und schwer versiegelbarer Stellen die fettigste Mischung im Verhältnis 1:3 oder 1:4 verwenden.
Bei Reparaturarbeiten wird Epoxidkleber in kleinen Portionen von 10-20 kg hergestellt. Zur Herstellung des Klebstoffs wird Dibutylphthalat in das Epoxidharz gegossen und gründlich gemischt, wonach Polyethylenpolyamin eingeführt und erneut gründlich gemischt wird, bis eine homogene Mischung erhalten wird. Der vorbereitete Epoxidklebstoff kann verwendet werden, um eine Epoxidmischung herzustellen oder um eine reparierte Oberfläche zu gießen, gefolgt vom Streuen von Feinsteinzeug und Verdichten. Um den Verlust der Lebensfähigkeit des Klebstoffs zu vermeiden, muss die Epoxidmischung spätestens 1 Stunde nach ihrer Herstellung in das Gehäuse gegeben werden.
Die Reinigung der reparierten Stellen erfolgt chemisch oder mechanisch mit besonderer Sorgfalt. Waschbecken und kleine Schlaglöcher werden mit Epoxidkleber in einer Menge von 0,5 kg / m2 mit harten Haarbürsten grundiert, mit einer Epoxidmischung mit einer Zusammensetzung von 1: 5 gefüllt, mit einem Stampfer verdichtet und mit einer Kelle auf das Niveau der Beschichtungsoberfläche geglättet. Der Verkehr wird 5-8 Stunden nach Abschluss der Reparatur wieder freigegeben.
Schälgefährdete Zementbetonbeschichtungen werden durch eine 3-5 mm dicke Schutz- und Ausgleichsschicht vor weiterer Zerstörung geschützt. Für die Einrichtung einer Schutz- und Ausgleichsschicht wird Epoxidkleber in einer dünnen, gleichmäßigen Schicht auf die gereinigte und trockene Oberfläche der Beschichtung gegossen. Die Verbrauchsrate des Epoxidklebers beträgt je nach Zustand der reparierten Oberfläche 1-1,5 kg/m2. Sauberes und trockenes Feingestein aus Hartgestein mit einer Partikelgröße von 2,5-3,5 mm wird über die Epoxidkleberschicht in einer Menge von 5-5,5 kg pro 1 kg Epoxidkleber gestreut. Feiner Stein wird 20-30 Minuten nach dem Streuen mit 1-1,5 Tonnen schweren Walzen in 2-3 Durchgängen entlang einer Spur gewalzt. Die Bewegung wird 5-7 Stunden nach dem Ende der Verdichtung geöffnet.
Die relativ hohen Kosten von Epoxidharzen sind ein Hindernis für die weitverbreitete Übernahme dieser Reparaturmethode. In einigen Fällen jedoch, wenn einzelne Platten auf stark befahrenen Straßen repariert werden müssen, die nicht für längere Zeit gesperrt werden können, kann diese Reparaturmethode am besten geeignet sein.
Beim Betrieb harter Fahrbahnen kann es durch Verformungen des Untergrundes zu Setzungen einzelner Platten kommen. Die Beschichtung kann repariert werden, sofern sie nicht zu rissig ist. Es ist möglich, Setzungen zu beseitigen und die Platten mit Pressen bei gleichzeitigem Einblasen von Sand zu nivellieren sowie Kunststoffmaterialien unter die Platten zu spritzen. Beim Einsatz von Hebern wird die Platte gleichzeitig an mehreren Stellen angehoben und Sand durch vorgebohrte Löcher eingespritzt. Da anschließend unter der Platte praktisch kein Bodenniederschlag erfolgt, wird die Platte bündig mit der Fahrbahn angehoben und die Löcher mit Beton verfüllt.
Bei der Reparatur von durchhängenden Betonplatten mit einem Mörtel wird dieser unter die durchhängende Platte injiziert, wodurch die Platte in ihre ursprüngliche Position ansteigt. Die hier verwendete Mischung kann aus Boden und Wasser und einem oder mehreren Zusatzstoffen bestehen. Als Zusatzstoffe wird üblicherweise Zement verwendet. Die unter die Platte eingebrachte Lösung härtet aus und die Tragfähigkeit des Untergrunds wird wiederhergestellt.
Es ist ratsam, die Hohlräume unter den Platten mit Sand zu füllen, der mit organischen Bindemitteln behandelt wurde. Unter dem Einfluss der auf die Platte einwirkenden Lasten klebt der behandelte Sand zusammen, bildet eine dichte Masse und wird nicht unter den Platten herausgedrückt. Mit Bitumen behandelter Sand neigt jedoch dazu, vorzeitig anzubacken und Klumpen zu bilden, die das Pumpen erschweren.
In der ausländischen Praxis wird zum Füllen von Hohlräumen unter Betonplatten eine Mischung aus Sand mit einem Bindemittel verwendet, das aus bituminösem Pulver und einem Lösungsmittel besteht, das auf der Oberfläche eines festen Materials adsorbiert werden muss. Eine Mischung aus Sand, organischem Material und einem festen Adsorptionsmittel mit einem Lösungsmittel verbackt nicht. Anschließend beginnt das Lösungsmittel in den Poren des Adsorptionsmittels mit dem bituminösen Pulver in Wechselwirkung zu treten und bildet ein adstringierendes Material, das die sandige Masse zusammenklebt. Ungefähre Zusammensetzung der Mischung: 100 Gewichtsteile trockener Sand mit Anteilen von 0-4 mm, 10 Teile Tripolis, Teeröl mit einem Siedepunkt von 250 bis 400 ° C in einer Menge von einem Drittel der Masse von Tripolis und 2 Teile pulverisierter Kohlesand mit einem Erweichungspunkt von 90°. Die Mischung wird in einem Zwangsmischer gemischt und mit Druckluft in die Hohlräume unter den Platten eingeblasen.
In der Praxis des Betriebs von Zementbetondecken gibt es Fälle, in denen die Pflasterung die Festigkeitsanforderungen nicht erfüllt, die sich aus der Bewegung von Fahrzeugen mit erhöhter Tragfähigkeit ergeben. In diesem Fall wird die vorhandene Beschichtung durch den Aufbau einer Betonschicht verstärkt. Das Verlegen einer neuen Betonschicht ist sowohl direkt auf der bestehenden Beschichtung als auch auf einer Trennschicht aus stabilisierten Materialien möglich.
Die Dicke der Verstärkungsschicht kann durch die Formel bestimmt werden

wobei h die Dicke der Verstärkungsschicht ist, cm; und k - Koeffizienten, die beim Spleißen von Schichten genommen werden; k1=1,05; k=1; beim Verlegen der Decklage auf der Trennlage k1=1,2; k=1; hm - Dicke einer monolithischen Betonbeschichtung aus dem Material der oberen Schicht, ausgelegt für eine neue Belastung, cm; E1 und E - Elastizitätsmodul des Betons der vorhandenen Beschichtungs- und Bewehrungsschicht, kgf / cm2 (Pa); h1 ist die Dicke der vorhandenen Beschichtung, vgl
Bei der Bewehrung von Zement-Beton-Umhüllungen in der aufzubauenden Schicht ist es erforderlich, an Stellen von Dehnfugen Dübelverbindungen vorzusehen. Alle Arbeiten zur Verstärkung der Beschichtungen werden mit einer Reihe von Betonier- und Endbearbeitungsmaschinen gemäß der beim Bau von Beschichtungen verwendeten Technologie durchgeführt.
Die Reparatur von Fahrbahnbelägen aus Zementbeton- und Stahlbetonplatten besteht aus dem Abdichten beschädigter Fugen, dem Beseitigen von Setzungen einzelner Platten und dem Ersetzen abgenutzter oder beschädigter Platten. Die Wiederherstellung von Fugen zwischen Platten besteht darin, sie von Staub und Schmutz sowie alten Zuschlagstoffen zu reinigen und sie mit neuen Materialien (Sand oder Zementmörtel) zu füllen. Die durchhängenden Platten werden angehoben und zur Seite verschoben, die Setzungsstellen mit Sand bedeckt und sorgfältig verdichtet. Auf die verdichtete Oberfläche werden Platten gelegt, die mit Holzstampfern (kleinen Platten) oder Rüttlern gestaucht werden, und dann werden die Nähte zwischen den Platten versiegelt.
Die Arbeiten zur Instandsetzung von Straßen- und Gehwegbelägen aus vorgefertigten Platten, wenn Platten in großen Bereichen ausgetauscht werden müssen, werden nach dem Abbau des alten Belags mit der gleichen Technologie durchgeführt, die beim Neubau durchgeführt wird.

Betonböden sind in einigen Einrichtungen einfach notwendig: Lagerhallen, Terminals, Garagen und andere. Also dort, wo eine hohe Belastung des Bodens zu erwarten ist, der eine andere Beschichtung einfach nicht standhalten kann. Die Beliebtheit dieser Beschichtung erklärt sich auch aus der Tatsache, dass die Installation von Betonböden, obwohl sie die Einhaltung der Technologie erfordert, durchaus unabhängig durchgeführt werden kann.

Phasen der Betonbodeninstallation

Betonböden unterliegen einer Reihe von Anforderungen, die sie erfüllen müssen: Langlebigkeit, hohe chemische Beständigkeit, Dichtigkeit, Belastbarkeit, Staubfreiheit.

Um eine Betonbeschichtung zu erhalten, die all diese Anforderungen erfüllt, müssen zwei Bedingungen erfüllt werden: hochwertige Materialien verwenden und die Technologie strikt befolgen, in der es vier Hauptphasen gibt:

• Bodenvorbereitung;
• Verlegen von Beton in einem Estrich;
• Oberflächenveredelung;
• Schneiden von Nähten, deren Versiegelung.

Die Bodenverlegung kann sowohl auf einem vorhandenen Zementbetonsockel als auch auf einem Erdboden erfolgen.

Die Einrichtung eines Betonbodens auf dem Boden ist zwar eine kostengünstige, aber eher mühsame Art, den Boden anzuordnen. Es ist ratsam, es an Orten auszurüsten, an denen es trocken genug ist. Ein gut gemachter Fußboden im Erdgeschoss hat einen geschichteten Aufbau.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, aber meistens sieht der Bodenkuchen auf dem Boden so aus:

• Boden verdichtete Basis;
• Bettungsschicht aus Flusssand;
• eine Schicht aus Schotter oder Blähton;
• Abdichtung;
• Betonestrich (grob);
• Dampfsperre;
• Isolierung;
• verstärkter Estrich (Finish).

Je nach Aufgabenstellung und Gegebenheiten werden bei Bedarf Anpassungen an diesem Schema vorgenommen. Davon hängt auch die Technologie des Betonbodens ab. Ein solcher Boden erfordert eine sorgfältige Vorbereitung des Untergrunds.

Gründungsvorbereitung

Beim Verlegen auf einem alten Betonsockel wird eine gründliche Vorbereitung durchgeführt: Die Risse werden erweitert und mit einer Reparaturmasse aus einer Zement-Sand-Mischung oder einem Polymer gefüllt. An Stellen, an denen der Untergrund nicht repariert werden kann, wird er vollständig entfernt und neu betoniert. Höhenunterschiede werden ausgeglichen, Staub wird sorgfältig gereinigt.

Die Vorbereitung der Bodenunterlage beginnt mit einer Nivellierung, mit der Sie den Umfang der anstehenden Erdarbeiten einschätzen und das Niveau des Bodens bestimmen können. Dann wird der Boden mit Hilfe spezieller Maschinen verdichtet, wodurch Setzungen und Risse des Bodens in Zukunft vermieden werden können. Als nächstes wird ein „Kissen“ aus Flusssand gelegt und ebenfalls mit Hilfe von Walzen oder Vibrationsstampfern verdichtet. Damit die Dichte des Kissens ausreicht, wird 25% mehr Sand aufgetragen, dann angefeuchtet und erst dann auf die gewünschte Dicke verdichtet. Über den Sand wird eine Schicht Kies oder Blähton gegossen.

Wasserdichtigkeit

Die Abdichtung soll einerseits die Aufnahme von Feuchtigkeit durch den Untergrund des Betonestrichs und andererseits das Eindringen von Feuchtigkeit aus dem Erdreich verhindern. Es wird aus Polymermembranen oder Rollenmaterialien hergestellt, manchmal wird dickes Polyethylen ohne Beschädigung verwendet.

Die Abdichtung wird mit einer Überlappung an den Wänden (15-20 cm) überlappt, die Fugen werden mit Klebeband verklebt.

Verlegen eines Betonsockels (grob)

Diese Schicht spielt die Rolle der Basis für wasserdichte Materialien. Der Rohestrich besteht aus sogenanntem „Magerbeton“ unter Verwendung von Schotter (Fraktion 5 - 20). Die Anforderungen daran sind nicht allzu hoch, daher passt es ganz einfach. Die Dicke sollte mindestens 40 mm betragen, horizontale Unterschiede - nicht mehr als 4 mm.

Einbau einer Dampfsperre

Auf einem rauen Betonsockel wird eine Schicht aus Dampfsperrmaterialien (Polymer-Bitumen-Membranen wären die beste Lösung, aber auch andere Optionen sind geeignet) verlegt.

Bodenisolierung

Es ist sehr wichtig zu beurteilen, wie notwendig dieses Verfahren ist und welches Material für die Bodendämmung besser geeignet ist. Als Heizung lohnt es sich, Materialien zu wählen, die feuchtigkeitsbeständig sind oder sie gut wasserdicht machen. Die am häufigsten verwendeten als Isolierschaum, extrudierter Polystyrolschaum, Mineralwolle.

Verlegen des Fertigestrichs

Das Verlegen des Fertigestrichs erfolgt in mehreren Schritten:

• Verstärkung (kann mit einem Straßennetz durchgeführt werden, und bei erhöhten Lasten ist es besser, einen Rahmen aus Stangen mit einem Durchmesser von 8 mm zu verwenden).
• Betonmischung gießen (es ist besser, die Dienste von gemieteten Spezialgeräten in Anspruch zu nehmen).
• Anbringung von Baken (Bakenschienen werden in einem Abstand von ca. zwei Metern voneinander installiert, damit sich die Enden des Lineals darauf abstützen können).
• Auffüllen des Bodens (durchgeführt 1,5 cm über den installierten Baken).
• Nivellieren und Verdichten von Beton mit einer Rüttelbohle oder -lineal.

Oberflächenveredelung

Nach Abschluss des Verlege- und Verdichtungsprozesses des Betons wird eine technologische Pause eingelegt, damit der Beton an Festigkeit gewinnen kann. Je nach Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit kann es mindestens 3 Stunden dauern, jedoch nicht mehr als 7 (die Tiefe der darauf verbleibenden Spur sollte 2-3 mm betragen). Während dieser Zeit wird der Boden mit Kellen oder Scheiben grob verfugt. Etwas später, wenn die Tiefe der hinterlassenen Spur 1 mm beträgt, wird der abschließende Fugenmörtel durchgeführt.

Um eine stärkere und haltbarere Basis zu erhalten, wird manchmal ein Belag verwendet, eine spezielle Mischung auf der Basis von Zement und anderen Substanzen, die in Beton gerieben wird. Die Verwendung von speziellen polymeren Imprägnierungen ermöglicht es, das Staubproblem zu lösen.

Schneiden von Nähten in Beton

Beton im Estrich ist ein eher sprödes Material, so seltsam es klingen mag, und anfällig für Risse. Um diesen Vorgang zu begrenzen, werden Dehnungsfugen in den Betonestrich geschnitten. Es gibt drei Arten von ihnen:

• isolierend - an Stellen hergestellt, an denen der Boden mit allen Strukturen des Gebäudes in Kontakt kommt: Wände, Säulen und Verhinderung der Übertragung von Vibrationen;
• schrumpfung - Stress beim Trocknen und Schrumpfen von Beton abbauen, der ungleichmäßig auftritt;
• strukturell - werden an Stellen hergestellt, an denen Kontakt zwischen Betonen besteht, die zu unterschiedlichen Zeiten verlegt werden.

Nähte sollten geschnitten werden, sobald der Beton eine ausreichende Festigkeit erreicht hat, aber bevor willkürliche Risse auftreten. Die Lage der Nähte ist mit Kreide markiert, sie werden in der Reihenfolge geschnitten, in der der Beton verlegt wurde. Die Schnitttiefe beträgt ca. 1/3 der Dicke des Betonestrichs. Um die Pflege der Nähte zu erleichtern und ihre Kanten zu stärken, wird eine Versiegelung durchgeführt. Die Art der Versiegelung wird in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen und der zu erwartenden Belastung des Bodens ausgewählt. Vor dem Versiegeln wird die Naht gründlich von Staub und Schmutz gereinigt. Nach sorgfältiger Durchführung aller Arbeitsschritte lässt man den Estrich aushärten und trocknen.

Zusammenfassung

Das Verlegen von Betonböden ist ein Verfahren, das nicht nur von Fachleuten, sondern auch unabhängig durchgeführt werden kann. In jedem Fall sollte auf die Einhaltung aller Phasen des technologischen Prozesses geachtet werden, von denen einige Nuancen und Feinheiten im Artikel hervorgehoben wurden. Dieser Ansatz führt zu einem starken, langlebigen Boden, der schweren Belastungen standhält und seiner Aufgabe angemessen gewachsen ist.

Beton wird als künstliches Material bezeichnet, das durch das Kleben (Verbinden) von Natursteinmaterialien - Sand und Kies oder Schotter - zu einem monolithischen dauerhaften Stein entsteht. Betone unterscheiden sich durch das Bindemittel, das die Körner von Natursteinmaterialien zusammenhält. Am weitesten verbreitet ist Zementbeton, bei dem Zemente ein Bindemittel sind. Asphaltbeton und Teerbeton sind im Straßenbau weit verbreitet; Bitumen und Teer dienen in ihnen als Bindemittel. Es gibt noch andere Betonarten: Gipsbeton, Kalkbeton usw.

Unsere Broschüre widmet sich der Beschreibung der Eigenschaften von Zementbeton. Im Folgenden bezeichnen wir es einfach als konkret.

Beton ist ein weit verbreiteter Baustoff. Bauten daraus sind oft auf den Straßen zu sehen.

Ein Betonbauwerk, sei es ein Brückenpfeiler, ein Düker oder eine Betondecke einer Straße, erweckt optisch den Eindruck, aus grauem Stein zu sein. Mit dem Wort „Stein“ verbinden wir meist die Vorstellung eines toten, unbeweglichen Materials, das seine Eigenschaften über Jahrzehnte und Jahrhunderte nicht verändert.

Die Vorstellung von Zementbeton als solchem ​​Stein ist nur von außen richtig. Tatsächlich ist Beton ein künstlicher Stein, in dem die Prozesse der Entwicklung, des Wachstums und der Alterung kontinuierlich ablaufen, ein Stein, der wächst, sich festigt, altert und stirbt. Tatsächlich ist das Hauptmerkmal von Zementbeton im Vergleich zu anderen Steinen die Bildung seiner Eigenschaften direkt auf der Baustelle - in der Struktur. Schon dies gibt allen Arbeiten, die mit Beton ausgeführt werden, einen eigentümlichen Charakter. Beton muss nicht nur vorbereitet, sondern auch verdichtet werden, und dann müssen Bedingungen geschaffen werden, unter denen er eine hohe Festigkeit erhält.

Die Zementpaste in der Zusammensetzung von Beton, härtet aus, befestigt, klebt einzelne Sandkörner, einzelnen Kies zu einem Monolith mit hoher Festigkeit, abhängig von der Festigkeit des Zementsteins, der Festigkeit von Steinmaterialien und der Haftfestigkeit von Zementit und Stein mit Steinmaterialien.

Eine Mischung aus Zement, Wasser und Sand wird als Mörtelmischung bezeichnet und nach dem Aushärten als Mörtel. Eine Mischung aus Zement, Wasser, Sand und Schotter oder Kies in bewegtem Zustand wird als Betonmischung bezeichnet. Gehärtetes steinähnliches Material, wie oben erwähnt, wird als Beton bezeichnet.

Die Betonvorbereitung auf der Baustelle erfolgt durch Bauherren; Daher haben sie die Fähigkeit, die Eigenschaften von Beton im Prozess seiner Herstellung zu beeinflussen, haben die Fähigkeit, die Eigenschaften des resultierenden Materials zu steuern.

Die Haupteigenschaft eines jeden Baumaterials ist seine Festigkeit.

Beton hat eine hohe Festigkeit, insbesondere bei Druck. Ein Betonwürfel mit einer Seitenlänge von 10 Zentimetern hält einer Belastung von 20-40 Tonnen stand, also dem Gewicht eines Güterwagens. Moderne Betone haben eine noch größere Festigkeit und halten einer Belastung von 500-600 Kilogramm pro Quadratzentimeter Fläche stand. Die Zugfestigkeit von Beton ist viel geringer. Wenn eine Probe oder Struktur aus Beton gedehnt wird, erfolgt die Zerstörung bei 10- bis 15-mal geringeren Kräften als beim Zusammendrücken. Dies ist der Unterschied zwischen den Eigenschaften von Beton aus Stahl und anderen Metallen, die auf Zug und Druck ungefähr die gleiche Festigkeit aufweisen.

Viele Bauwerke sind im Betrieb Biegekräften ausgesetzt. In diesem Fall ist für den Widerstand von Beton gegen die Einwirkung zerstörerischer Kräfte seine Zugfestigkeit von vorrangiger Bedeutung.

Die Entdeckung und weit verbreitete Verwendung beim Bau eines neuen Materials - Stahlbeton - beseitigte die Mängel von Beton als Konstruktionsmaterial. Stahlbeton hat sich im modernen Bauwesen einen festen Platz erobert. Darin werden die Eigenschaften von Beton - hohe Druckfestigkeit, Wasser- und Luftbeständigkeit, Feuerbeständigkeit - mit Eigenschaften von Stahl wie Zugfestigkeit, Elastizität kombiniert. In Stahlbetonkonstruktionen, wo diese Konstruktionen Zugkräften ausgesetzt sind, werden Stahlstäbe eingebaut, die die Wirkung dieser Kräfte wahrnehmen. Die Stahlmenge und ihre Lage im Beton werden durch Berechnung bestimmt. Abbildung 1 zeigt, wie Beton und Stahl in einem neuen Material zusammenarbeiten – Stahlbeton.

Abb.1. Beispiele zum Vergleich der Eigenschaften von Beton und Stahlbeton

Stahlbeton ist heute sehr weit verbreitet; Dämme und Brücken, Straßenoberflächen von Autobahnen und Landeplätze für Flugzeuge werden daraus gebaut, Tunnel, Rohre, Tanks werden gebaut, Strukturen von Wohn- und Industriegebäuden (Säulen, Balken, Bodenplatten, Treppen usw.) und sogar Flüsse und Seeschiffe. Beton ganz ohne Stahl oder, wie es heißt, "Bewehrungsstahl", wird heute selten verwendet, aber die Eigenschaften von Zementbeton bestimmen weitgehend die Eigenschaften von Stahlbeton.

Im Straßenbau nimmt die Verwendung von Beton stark zu, daher sollte jeder Straßenbauer die Eigenschaften dieses Materials genau kennen.

Beton ist sehr widerstandsfähig gegen natürliche Einflüsse wie Feuchtigkeit und Austrocknung, Abkühlung und Erwärmung, Gefrieren und Auftauen, Abrieb und Erosion. Es ist ein unverzichtbares Material für dauerhafte Strukturen, die Jahrzehnte und Hunderte von Jahren bestehen müssen.

Ein wichtiger Vorteil von Beton ist die Möglichkeit, lokale Materialien für seine Herstellung zu verwenden. Nur ein Zehntel des Betons (nach Gewicht) ist künstliches Material - Zement, die restlichen neun Zehntel sind Natursteinmaterialien und Wasser, die nur abgebaut und auf die Baustelle geliefert werden müssen.

Beton ist nicht mit Holzwerkstoffen zu vergleichen, die durch Fäulnis zerstört werden, leicht Feuer fangen und daher für den Bau dauerhafter Bauwerke ungeeignet sind. Stahl zersetzt sich relativ schnell, wenn es feuchter Luft ausgesetzt wird. Es kann nicht zum Bau von Gebäudewänden verwendet werden, da es Wärme leicht leitet; Angesichts dieser Eigenschaft müssten Stahlwände 40-mal dicker als Beton sein, Stahl ist dreimal schwerer als Beton.

Beton ist ein unverzichtbares Material für den Bau von Autobahnen, auf denen sich verschiedene Fahrzeugtypen schnell bewegen. Brücken, Durchlässe, Stützmauern und Viadukte werden aus Stahlbeton gebaut. Straßenbeläge auf Autobahnen und Untergründe für Asphaltbetondecken werden in großem Umfang aus Zementbeton hergestellt.

Auf Beschluss der Partei und der Regierung ist in unserem Land die Fabrikproduktion von vorgefertigtem Stahlbeton weit verbreitet, deren Verwendung zur Industrialisierung des Bauwesens führt und nur die Montage einer Struktur aus fertigen Teilen auf einer Baustelle ermöglicht.

Auf Straßenoberflächen widersteht Beton dem Verschleiß von Fahrzeugen, die auf der Straße fahren, überträgt und verteilt die Last von den Rädern des Autos auf den Boden. Bei Brückenkonstruktionen hält Beton den schweren Lasten von Autos, Bussen und Straßenbahnen stand, die über die Brücke fahren, und widersteht auch der scheuernden Wirkung von Wasser auf den Brückenpfeilern; mächtige Eisschollen werden auf Betonbullen gebrochen, die der Fluss in den Eisgang trägt. Jetzt ist es schwer vorstellbar, wie der Bau durchgeführt werden würde, wenn eine Person keinen Zementbeton hätte. Viele der Gebäude, die heute aus Stahlbeton und Beton gebaut werden, würden viel mehr Arbeit und Kosten erfordern, wenn versucht würde, andere Materialien zu verwenden, und andere wären völlig undurchführbar.

Wenn wir eine Steinbrücke mit einer Brücke aus modernem Stahlbeton vergleichen, wird ein großer Unterschied in der Materialmenge und im Aussehen der Strukturen festgestellt (Abb. 2). Es ist jedem klar, dass je weniger Materialien für den Bau verwendet werden, je billiger die Struktur ist, desto rentabler ist sie.

Abb.2. Stahlbetonbrücke und Natursteinbrücke

Im Folgenden werden die Eigenschaften von Beton und seine Anwendung im Straßenbau beschrieben.

Vorbereitung der Betonmischung

Um ein Material mit genau definierten Eigenschaften zu erhalten - Beton aus so heterogenen Substanzen wie Wasser, Zement, Sand und Schotter oder Kies - müssen eine Reihe von Arbeitsgängen durchgeführt werden. Gleichzeitig ist es wichtig, die Anweisungen der technischen Regeln und Anweisungen zu befolgen. Obwohl die Herstellung von Beton oft direkt auf der Baustelle stattfindet, erinnert es in diesem Fall an eine Fabrikproduktion.

Aus guten Zement- und Steinmaterialien können Sie starken und stabilen Beton erhalten, aber Sie können ihn auch verderben, wenn Sie gegen die Regeln für die Vorbereitung und Zusammensetzung von Beton verstoßen. Zunächst muss die Zusammensetzung der Betonmischung bestimmt werden - das Verhältnis aller Materialien dafür. Wie viel Zement und andere Materialien in welchem ​​Verhältnis entnommen werden müssen, bestimmt das Labor, das auf jeder Baustelle vorhanden ist. Vor der Auswahl der Betonzusammensetzung müssen die Anforderungen an diesen Beton bekannt sein. Im Bauvorhaben werden je nach Verwendungszweck des Betons bestimmte Anforderungen an die Festigkeit und andere technische Eigenschaften gestellt.

Die Festigkeit von Beton wird in Form einer Güteklasse angegeben. Die Dauerhaftigkeit von Beton drückt sich in den meisten Fällen in der Anforderung an seine Frostbeständigkeit aus. Für die klimatischen Bedingungen unseres Landes wird Beton mit einer sehr hohen Frostbeständigkeit benötigt. Damit Beton diese Anforderungen erfüllt, muss Portlandzement einer bestimmten mineralogischen Zusammensetzung und einer Körnung von mindestens 500 verwendet werden; Steinmaterialien können nur auf Frostbeständigkeit getestet verwendet werden, und der Wasser-Zement-Wert der Mischung sollte nicht höher als 0,50 gewählt werden. Wenn alle diese Anforderungen erfüllt sind, weist Beton eine hohe Frostbeständigkeit auf. Ebenso wichtig ist bei der Bestimmung der Betonzusammensetzung, dass die Eigenschaften der Betonmischung den verfügbaren Mechanismen für ihre Verdichtung und ihren Einbau entsprechen.

Diese Übereinstimmung wird durch eine solche Auswahl der Zusammensetzung der Mischung erreicht, die ihr eine gewisse Mobilität verleiht. Die Verflüssigungsgeschwindigkeit der Betonmischung während des Rüttelns wird auch als Verarbeitbarkeit bezeichnet.

Die Mobilität der Betonmischung wird auf folgende Weise bestimmt. Eine Metallform wird mit einer Betonmischung gefüllt - ein Kegel, der keinen Boden hat und auf einem flachen Ständer installiert ist. Der Konus wird entfernt und das Absinken (Fluten) der Betonmischung nach dem Entfernen gemessen. Die Mobilität der Betonmischung wird in Zentimetern des Mischtiefens im Vergleich zur ursprünglichen Höhe ausgedrückt.

Zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit wird der Kegel in Form von Mustern gesetzt - Würfel mit einer Seitengröße von 20 Zentimetern. Die Form mit Kegel wird auf einer Laborvibrationsplattform befestigt (Abb. 3). Der Kegel wird mit einer Betonmischung gefüllt, sowie bei der Bestimmung der Beweglichkeit die Kegelform entfernt, die Vibrationsplattform eingeschaltet und der Zeitpunkt des Ausbreitens der Betonmischung in der Form bestimmt. Ein Maß für die Verarbeitbarkeit ist die Zeit in Sekunden, die die Mischung benötigt, um sich in der Form auszubreiten.

Abb. 3. Bestimmung der Verarbeitbarkeit einer Betonmischung:
links - eine Form mit einem mit Beton gefüllten Kegel vor dem Vibrieren;
rechts - eine Form mit einer Betonmischung nach dem Rütteln

Für gewöhnlichen Straßenbeton wird eine Mischung mit 2–3 cm Setzmaß und einer Verarbeitbarkeit von 20–25 Sekunden verwendet. Bei dünnwandigen und dicht bewehrten Bauwerken sollte der Zug des Betonmischkegels 5-6 Zentimeter betragen bei einer Verarbeitbarkeit von 5-10 Sekunden.

Die Hauptanforderung, die normalerweise bei der Auswahl der Betonzusammensetzung für Pflaster und für verstärkte Strukturen befolgt wird, ist das Füllen aller Hohlräume zwischen Partikeln eines größeren Materials mit kleinen Partikeln. Außerdem ist es notwendig, eine Schmierschicht aus Zementleim auf der Oberfläche der Zuschlagstoffpartikel zu erzeugen, um eine bewegliche Mischung zu erhalten.

Abb.4. Auswahlschema für die konkrete Zusammensetzung

Ha Abb. 4 zeigt deutlich die Auswahl der Zusammensetzung des Betons. Zunächst erhalten sie die Zementmenge oder berechnen anhand von Hilfstabellen die Wassermenge, die für eine bestimmte Mischung benötigt wird. Bestimmen Sie dann den Wasser-Zement-Wert - W/Z. Dieses Verhältnis ist sehr wichtig für die Charakterisierung der Qualität und Eigenschaften von Zementstein und Beton. Es ist klar, dass je stärker der Zementkleber verdünnt wird, desto geringer ist seine Festigkeit. In der Praxis der Auswahl der Betonzusammensetzung einer bestimmten Festigkeit werden Diagramme der Abhängigkeit der Betonfestigkeit von W / C verwendet, die auf der Grundlage experimenteller Daten erstellt wurden. Abbildung 5 zeigt ein Beispiel für ein solches Diagramm für Beton auf Zementen verschiedener Qualitäten und Schotter. Bei großem Arbeitsaufwand empfiehlt es sich, die Betonzusammensetzung vorab im Labor auszuwählen und für diese Materialien die Abhängigkeit der Betonfestigkeit vom Wasserzementwert im Versuch zu ermitteln. Nach der Bestimmung des Zement- und Wasserverbrauchs wird die Menge der mineralischen Materialien - Sand und Schotter - so berechnet, dass ihr Gesamtvolumen mit dem Zementleimvolumen 1000 Liter (1 Kubikmeter) beträgt. Nach vorläufigen Berechnungen wird unbedingt eine Probemischung der Betonmischung mit Überprüfung ihrer Verarbeitbarkeit und mit der Herstellung von Kontrollproben durchgeführt. Wenn sich bei der Überprüfung herausstellt, dass die Verarbeitbarkeit der Betonmischung von der angegebenen abweicht, wird die Betonzusammensetzung korrigiert, indem der Gehalt an Zement und Wasser darin geändert wird, wobei das Wasser-Zement-Verhältnis unverändert bleibt.

Abb.5. Diagramm der Abhängigkeit der Betonqualität vom Wasserzementwert für Zemente verschiedener Qualitäten (die Zahlen über den Kurven geben die Zementqualität an).

Wenn die Zusammensetzung des Betons festgelegt ist, wird er in das Betonwerk überführt. Zum genauen Wiegen von Komponenten in modernen Betonwerken werden automatische Wiegedosierer verwendet, die installiert werden, um eine bestimmte Portion eines beliebigen Schüttguts oder Wassers zu wiegen. In kleinen Betonmischanlagen werden einfachere Dosierer verwendet, wie z. B. Trichter oder Kisten, die auf herkömmlichen Zentesimalwaagen montiert sind.

Eine genaue Messung der Bestandteile des Betons ist notwendig, damit seine Eigenschaften den vorgegebenen entsprechen und die erforderliche Homogenität der Mischung gewährleistet ist. Darüber hinaus führt eine ungenaue Dosierung zu einer übermäßigen Verwendung von Zement – ​​dem teuersten Bestandteil von Beton. Daher erfordern moderne technische Vorschriften die obligatorische Verwendung der Bulk-Dosierung aller Materialien.

Der nächste Arbeitsgang ist das Mischen der Betonmischung. Das Mischen erfolgt in speziellen Maschinen - Betonmischern. Unsere Industrie für unterschiedliche Arbeitsbedingungen produziert mobile und stationäre Betonmischer mit unterschiedlichen Kapazitäten mit einem Mischtrommelvolumen von 100 bis 4500 Litern. Zur Herstellung von starren Mischungen werden Betonmischer mit Zwangsmischung hergestellt. Herkömmliche Betonmischer mischen die Betonmischung, indem sie sie mit Klingen bewegen, während sich die Trommel dreht. Abbildung 6 zeigt zwei Typen der gängigsten Betonmischer. Nach dem Mischen wird die Mischung durch Kippen der Trommel in ihrer birnenförmigen Form oder durch eine in das Innere der Trommel geschobene Schale ausgetragen.

Abb.6. Betonmischer in verschiedenen Ausführungen

Herkömmliche Betonmischer arbeiten mit einem solchen periodischen Zyklus. Es gibt aber auch kontinuierliche Betonmischer, die bei kleineren Abmessungen eine deutlich höhere Produktivität aufweisen.

Die Leistung von Chargenbetonmischern variiert je nach Kapazität. Bei durchschnittlicher Kapazität fasst er 1200 Liter Trockenmaterial im beladenen Zustand und liefert etwa 800 Liter Transportbeton. Seine Stundenleistung beträgt ca. 15 Kubikmeter Mischgut. Der kontinuierliche Betonmischer ist wirtschaftlicher und auf eine Kapazität von 100-200 Kubikmetern pro Stunde ausgelegt.

Im Straßenbau sind mobile Betonmischer weit verbreitet, da bei der Materialannahme per Bahn oder Wassertransport und bei großen Entfernungen von den Fundamenten zum Einbauort der Transport der Betonmischung schwierig und technisch nicht akzeptabel wird. Während des Langzeittransports des Gemischs ändert sich seine Mobilität und die Qualität verschlechtert sich; Daher transportieren Straßenarbeiter eher trockene Materialien und mischen sie vor Ort in einem mobilen Betonmischer.

Die neueste Errungenschaft der Technik im Bereich der Betonaufbereitung sind moderne automatisierte Anlagen für große Bauvorhaben. Rund um die Uhr laufen in einer solchen Anlage die Rollläden der Zapfsäulen, Schotter und Sand strömen mit Getöse in die Bunker, Wasser strömt. Transportbeton wird in die Mulden leistungsstarker Muldenkipper gekippt, die ihn zu den Anlagen bringen, entladen und wieder ins Werk zurückbringen.

Die Arbeit an der weiteren Verbesserung der Methoden zur Herstellung und Verlegung der Betonmischung wird fortgesetzt.

Um die Betonmischung mit dem geringsten Wassergehalt darin und daher mit dem geringsten Verbrauch an Zement dicht zu verlegen, wird derzeit häufig eine Vibration der Betonmischung verwendet. Was ist seine Aktion. Jeder weiß, dass man durch Schütteln eines körnigen Materials wie trockenem Sand viel mehr Material in dieselbe Kiste füllen kann als ohne ein solches Schütteln: Das Material passt dichter. Wenn Sie die Betonmischung häufig schütteln, verflüssigt sich der Zementmörtel und die Mischung erhält die Eigenschaften einer Flüssigkeit. In diesem Zustand füllt die Betonmischung das Tragvolumen der Schalung dicht aus und hinterlässt keine Hohlräume darin - Schalen.

Um Betonsmog in Schwingung zu versetzen, werden spezielle Mechanismen verwendet - Vibratoren.

Der Rüttler führt mehrere tausend Schwingungen pro Minute aus, die auf die umgebende Betonmischung übertragen werden. Die Mischung, die die Eigenschaften einer schweren Flüssigkeit annimmt, verteilt sich auf der Schalung, füllt sie und umhüllt die Bewehrung. Twitter und Kies ertrinken gleichzeitig im Zementmörtel und werden gleichmäßig in der Betonmasse verteilt.

Mittels Vibration lassen sich wesentlich weniger mobile Mischungen verlegen als manuell. Indem wir die Wassermenge für solche Mischungen reduzieren, verbessern wir die technischen Eigenschaften von Beton. Daher ist Rüttelbeton hochwertiger als Handbeton.

Unsere Industrie produziert verschiedene Arten von Rüttlern, die zum Einbringen von Beton in massive und dünnwandige, unbewehrte und bewehrte Strukturen bestimmt sind. Bild 7 zeigt das Aussehen der Innen- und Oberflächenrüttler zum Verdichten der Betonmischung.

Abb.7. Aussehen der Vibratoren:
a - Innenrüttler;
b - Oberflächenrüttler

Der Innenrüttler wird während des Betriebs in die Betonmasse eingetaucht. Bei Bauwerken mit geringer Dicke und großer horizontaler Oberfläche, wie Straßenoberflächen, Brücken- und Bodenplatten usw., werden sogenannte Oberflächenrüttler verwendet (dargestellt in Abb. 7, b), die an einer Plattform befestigt sind, die platziert wird auf der Betonoberfläche. Baustellenschwingungen werden auf die Betonmischung übertragen. Am häufigsten werden sie im Straßenbau eingesetzt. Um Beton in Produkten zu verdichten, wird die Form mit dem Produkt auf einem speziellen Rütteltisch installiert. Wenn der Vibrator eingeschaltet wird, wird die gesamte Form zusammen mit der Betonmischung Vibrationen ausgesetzt; dadurch wird ein hoher Verdichtungsgrad erreicht. Durch die Befestigung des Rüttlers an der Schalung ist es möglich, die Schwingungen der Betonmischung zu übertragen; solche rüttler nennt man außen- oder schraubstockrüttler, da sie mit einem schraubstock an der schalung befestigt werden.

Die Betonverdichtungstechnik, insbesondere bei der Herstellung von Betonfertigteilen, verbessert sich rasant: Stärke und Frequenz der Vibrationen von Rüttlern erhöhen sich, gleichzeitige Vibration auf dem Rütteltisch und ein Oberflächenrüttler wird eingeführt, Vibration mit Betonmischungsbelastung über die gesamte Fläche des Produkts. Es ist davon auszugehen, dass die Technologie des Betonierens und Verdichtens in den kommenden Jahren einen wesentlichen Schritt auf dem Weg des weiteren technischen Fortschritts machen wird.

Im Straßenbau kommen komplexe Betonfertigbearbeitungsmaschinen zum Einsatz, die das Mischgut nivellieren, durch Rütteln und Stampfen verdichten, die Oberfläche profilieren und stampfen. Die moderne Einheit für die Vorrichtung der Zementbetondecke (Abb. 8) ist in der Komplexität der durchgeführten Operationen und der Arbeitseffizienz den Getreide- und Kohlemähdreschern nicht unterlegen.

Abb.8. Fertiger

Der gesamte Einbauzyklus wird von mehreren Maschinen durchgeführt. Schienenschalungen werden auf der profilierten und verdichteten Basis installiert; sie begrenzen den Streifen des künftigen Fahrbahnbelags, sind die Schalung für die Pflasterplatte und dienen gleichzeitig als Fahrschienen für Betoneinbaumaschinen. Eine Kette von Muldenkippern liefert die Betonmischung aus dem Werk und kippt sie in den Verteilerkübel. Aus dem Eimer wird die Mischung in den Verteilertrichter umgeladen und in lockerem Zustand mit einer Schicht bestimmter Dicke auf dem Untergrund zwischen den Schienenformen abgelegt. Nach dem Verteiler bewegt sich eine Betonfertigbearbeitungsmaschine, die die Beschichtung verdichtet, nivelliert und profiliert; dahinter bewegen sich Vorrichtungen zum Schneiden von Dehnungsfugen. An einem Tag kann ein solches Aggregat 300 Meter zurücklegen und eine fertige Straßenoberfläche hinterlassen. Nach dem Verlegen des Betons wird seine Oberfläche mit einer Sandschicht oder einem Film aus Lack oder Bitumen bedeckt und so vor Austrocknung geschützt. Wenn der Unterstand aus Sand besteht, wird er regelmäßig bewässert. Nach 20 Tagen darf die Straße bei warmem Wetter mit einer Lufttemperatur von mindestens 15 ° für den Verkehr freigegeben werden.

Für Zentralrussland beträgt die Dauer der Bausaison etwa 200 Tage. In dieser Zeit kann ein Maschinensatz 60 Kilometer erstklassige Straße präparieren. Und was für Unmengen an Baumaterial dafür transportiert werden müssen! Allein für den Bau der Fahrbahn werden mehr als 3.500 Tonnen Material pro Straßenkilometer benötigt, über 200.000 Tonnen für die gesamte Straßenlänge. Um all diese Massen an Sand, Kies, Betonmischungen usw. zu transportieren, sind etwa 40.000 Fahrten mit leistungsstarken Muldenkippern erforderlich.

Konkrete Reifung

Von der Herstellung der Betonmischung bis zu ihrer vollständigen Aushärtung vergeht eine gewisse Reifezeit, die Festigkeit erlangt und je nach Zementart und äußeren Bedingungen (Temperatur und Feuchtigkeit) mehrere Tage bis mehrere Monate und sogar Jahre dauert. In dieser Zeit verwandelt sich der Beton durch die Beweglichkeit der plastischen Masse in einen dauerhaften Kunststein.

Diese Umwandlung erfolgt schrittweise. Die erste Reifezeit des Betons wird Abbindezeit genannt. Sie dauert in der Regel mehrere Stunden. Zu diesem Zeitpunkt verliert der Zementleim seine Beweglichkeit. Wasser tritt teilweise in chemische Verbindungen ein und verteilt sich teilweise über die Oberfläche neu gebildeter Verbindungen, die Betonmischung verliert ihre Beweglichkeit und erhält eine minimale Festigkeit.

Die Abbindezeit lässt sich nicht scharf von der nächsten Zeit – der Härtezeit – trennen. Einige Stunden nach dem Einbau kommt jedoch ein Punkt, an dem die Betonmischung unbeweglich wird und nicht vibriert werden kann, ohne zu brechen. Dieser Moment kann als Ende der Abbindeperiode betrachtet werden.

Damit die Prozesse der chemischen Verbindung von Wasser mit Zementmineralien effizient genug ablaufen, ist es notwendig, den Beton feucht zu halten. Die Aushärtung stoppt nicht nur bei niedrigen Temperaturen, sondern auch bei unzureichender Luftfeuchtigkeit. Beton ist in dieser Hinsicht wie eine Pflanze: Er muss gegossen und warm gehalten werden, damit er stark wachsen kann. Bei normaler Temperatur erhält Beton auf Portlandzement seine Hauptfestigkeit innerhalb von 20 bis 30 Tagen nach dem Aushärten. Ein positiver Effekt auf die Härtungsgeschwindigkeit ist eine Temperaturerhöhung, die bekanntermaßen chemische Reaktionen beschleunigt. Für Berechnungen wird üblicherweise die Festigkeit angesetzt, die der Beton nach der Aushärtezeit von 28 Tagen erreicht. Wenn Sie die Temperatur erhöhen, können Sie die gleiche Stärke in viel kürzerer Zeit erreichen.

Basierend auf der Untersuchung des Erhärtungsprozesses wurden die Bedingungen für die Erzielung eines guten Betons entwickelt: eine mäßige Wassermenge während des Mischens, nasse und warme Erhärtungsbedingungen. Von der Einhaltung dieser Bedingungen hängt die Qualität der Bauwerke ab.

Betonarbeiten im Winter

Vergleichsweise strenge klimatische Bedingungen in fast dem gesamten Territorium Russlands sind für die Betonhärtung ungünstig; Daher müssen Bauherren oft künstlich eine feuchte und warme Umgebung für den verlegten Beton schaffen. Sowjetische Wissenschaftler und Ingenieure entwickelten hocheffiziente Methoden zum Einbringen von Beton unter winterlichen Bedingungen, sodass die Arbeiten das ganze Jahr über durchgeführt werden können.

Im Winter ist es notwendig, die Betonmaterialien zu erhitzen und vor Abkühlung zu schützen oder sogar den in der Struktur verlegten Beton zu erhitzen, bis er die gewünschte Festigkeit erreicht. In den letzten Jahren wurde jedoch eine Methode entwickelt, mit der Sie bei negativen Temperaturen und ohne Erwärmung von Materialien und Beton arbeiten können.

Der einfachste Weg, günstige Bedingungen für die Betonerhärtung im Winter zu schaffen, ist das vor über 40 Jahren von Prof. Dr. I.A. Kireenko. Mit dieser Methode wird die Struktur gut von der Umgebung isoliert, so dass sie lange warm bleibt. Das Prinzip dieser Methode ist das gleiche wie bei einer herkömmlichen Thermoskanne. Die beim Aushärten des Zements freigesetzte Wärme erwärmt ohne Verluste die Struktur von innen. Auf diese Weise kann Beton in massive Strukturen eingebaut werden, deren Oberfläche im Vergleich zum Volumen klein ist.

Bei weniger massiven Strukturen wird künstliche Heizung verwendet: Die Struktur wird mit einem hölzernen Gewächshaus verkleidet (dies ist die am wenigsten rentable Technik) oder mit Dampf erhitzt, wobei ein spezielles Gehäuse um die Schalung installiert wird, unter dem Dampf geleitet wird, oder schließlich das Struktur wird mit elektrischem Strom erhitzt.

Bei der Herstellung von Betonarbeiten im Winter wird häufig ein Verfahren verwendet, das auf der Einführung von Salzzusätzen in die Betonmischung basiert, die den Gefrierpunkt der Betonmischung senkt und die Aushärtung des Betons beschleunigt. Diese Salze umfassen Chloridsalze: Calciumchlorid und Natriumchlorid. Mit geringen Salzzusätzen ist es möglich, beliebige kritische Bauwerke bei Frost und leichtem Frost ohne besondere Maßnahmen zur Betonerwärmung zu errichten. Bei weniger wichtigen und temporären Bauwerken können große Salzzusätze verwendet werden, die es ermöglichen, bei Temperaturen bis zu -20 ° wie im Sommer zu arbeiten.

Abbildung 9 zeigt verschiedene Möglichkeiten, Beton in Bauwerken während der Winterarbeiten zu erhitzen. Das Betondämpfen wird auch im Sommer an den Stützpunkten für die Herstellung von Stahlbetonfertigteilen eingesetzt, um das Aushärten des Betons zu beschleunigen und den Schalungsumsatz zu erhöhen.

Abb.9. Möglichkeiten, Beton im Winter aufzuwärmen:
a - die Methode der "Thermoskanne"; b - Dampfheizung; c - elektrische Heizung

Methoden zur Herstellung von Betonarbeiten im Winter, beschleunigte Betonreifungsmethoden durch Erhitzen und Dämpfen, haben in der sowjetischen Bautechnologie die weiteste Verbreitung gefunden.

Die ganzjährige Produktion von Arbeiten, die Herstellung von vorgefertigten Produkten in Fabriken werden zu den Hauptmethoden, die die heimische Technik der Betonarbeiten, einschließlich des Straßenbaus, charakterisieren.

Dauerhaftigkeit von Betonkonstruktionen

Beim Bau gigantischer Bauwerke spielt Zementbeton als einer der langlebigsten Baustoffe unserer Zeit eine wichtige Rolle.

Auf den ersten Blick leben tote, unbewegliche Betonstrukturen in komplexen und stressigen Bedingungen und unterliegen zerstörerischen Veränderungen. Das Leben des Betons, seine Eigenschaften und Krankheiten verstehen, sein Leben nach Belieben meistern lernen – das ist die Aufgabe des Menschen, der Beton geschaffen hat.

Warum werden einzelne Bauwerke aus Beton zerstört?

Beton ist zwar sehr widerstandsfähig, wird aber mit der Zeit „altersschwach“, bekommt Risse, bröckelt und stirbt ab. Tatsache ist, dass Beton fast ewig halten würde, wenn er keinen Umwelteinflüssen ausgesetzt wäre. Wasser hat die stärkste zerstörerische Wirkung auf Betonkonstruktionen.

Es gibt ein altes lateinisches Sprichwort „ein Tropfen zermürbt einen Stein“. Dieses Sprichwort gilt nicht nur im übertragenen Sinne, sondern auch wörtlich. Es ist nicht ungewöhnlich, auf einem alten Steinpflaster Vertiefungen zu sehen, die sich an Stellen im Stein gebildet haben, an denen ständig Wassertropfen vom Dach fallen. Sie erschienen, weil sich der Stein im Wasser langsam auflöst. Herabfallende Wasserpartikel reißen die Moleküle der Substanz, aus der der Stein besteht, von seiner Oberfläche, umgeben sie und tragen sie fort. Selbst Flussquarzsand löst sich über lange Zeit allmählich in großen Wassermengen auf.

Unter natürlichen Bedingungen laufen über lange Zeiträume, gemessen in Zehn- und Hunderttausenden von Jahren, die Prozesse der Auflösung einiger Gesteine ​​​​und der Bildung neuer Gesteine ​​​​kontinuierlich ab.

Die Auflösung von Natur- und Kunststeinmaterialien kann erheblich zunehmen, wenn das Wasser Kohlendioxid und einige andere Substanzen enthält. Kohlendioxid kommt in sehr geringen Mengen (0,03 %) in der Luft vor und ist daher in allem Wasser vorhanden, das mit Luft in Berührung kommt.

Ein so weit verbreitetes Natursteinmaterial wie Kalkstein löst sich in Wasser noch stärker auf als Quarz. Um 1 Gramm Kalkstein aufzulösen, werden etwa 3.000 Liter Wasser benötigt. Das Vorhandensein von Kohlendioxid in Wasser erhöht die Löslichkeit von Kalkstein dramatisch. In natürlichen Kalksteinvorkommen entstehen durch die Auflösung mit Wasser riesige unterirdische Höhlen.

Wir sprechen ausführlich über die Stabilität von Gesteinen, da Beton im Wesentlichen ein künstliches Gestein ist und die Prozesse seiner Zerstörung ähnlich der Zerstörung natürlicher Gesteine ​​sind.

Festbeton enthält Kalk, eine in Wasser sehr gut lösliche Substanz. Ja, und andere Substanzen, aus denen der Zementstein besteht, können sich allmählich in Wasser auflösen.

Akademiker A. A. Baikov, der sich mit der Dauerhaftigkeit von Beton beschäftigte, wies darauf hin, dass alle Betonkonstruktionen aus Portlandzement unweigerlich dem Prozess der Kalkauswaschung unterzogen werden müssen und nach einer gewissen Zeit jeglichen Zusammenhalt verlieren und zusammenbrechen.

Bei Straßenbauwerken besteht die größte Auflösungsgefahr für Brückenstützen. In der Straßenoberfläche ist die Oberflächenschicht der auflösenden Wirkung von Wasser ausgesetzt.

Wasser ist neben der auflösenden Wirkung vor allem dann gefährlich, wenn die Betonbewaffnung einer wechselnden Benetzung in Wasser und anschließendem Einfrieren ausgesetzt ist. Die wiederholte Wiederholung solcher Zyklen führt zur schnellen Zerstörung des Betons.

Beim Gefrieren von mit Wasser gesättigtem Beton kommt es aufgrund der aus der Physik bekannten Wasseranomalie zur Zerstörung. Im Gegensatz zu den meisten Stoffen ist Wasser bekanntlich gefroren, d.h. Beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand dehnt es sich aus und zwar um etwa 10%. Jeder weiß, dass es unmöglich ist, eine mit Wasser gefüllte Flasche und eine verkorkte Flasche in der Kälte zu lassen: Das Wasser gefriert und die Flasche kann platzen, da gefrierendes Jod einen Druck von über 800 Atmosphären entwickeln kann (Abb. 10). Auch erdverlegte Wasserleitungen aus Stahl können bei starkem Frost durch Gefrieren des darin befindlichen Wassers bersten. Die Zunahme des Wasservolumens beim Gefrieren wurde früher in Steinbrüchen genutzt, um das gebrochene Gestein zu spalten.

Abb.10. a - Wasser, das in einem offenen Gefäß (Eimer) gefroren ist: Eis bildet eine "Kappe" über den Wänden des Gefäßes und nimmt ein größeres Volumen ein;
b - Wenn Wasser in einem dicht verschlossenen Gefäß gefroren ist, erreicht der Druck an seinen Wänden 800 Atmosphären

Die gleichen Phänomene treten bei erhärtetem Beton auf, wenn er dem Gefrieren ausgesetzt wird. Das Wasser in den Poren des Betons gefriert darin und verursacht durch Ausdehnung Spannungen, die die Betonstruktur zerstören können. Die mehr oder weniger große Widerstandsfähigkeit von Beton gegen die zerstörerische Wirkung von Wasser und Frost hängt in erster Linie von der Struktur des Zementsteins ab. Die Aufgabe eines Straßenbauers, der Betonbauten errichtet, besteht darin, alle Voraussetzungen zu schaffen, um frostbeständigen dauerhaften Beton zu erhalten. Dazu muss der Beton möglichst dicht sein, das heißt, er muss mit minimalen Wassermengen aufbereitet, dicht gepackt und unter günstigen Erhärtungsbedingungen ausgehärtet werden.

In den Unterwasser- und unterirdischen Bauwerksteilen besteht keine Gefahr der Betonzerstörung durch Einfrieren, hier ist die lösende Wirkung von Wasser möglich, die durch die chemische Wirkung von in natürlichen Wässern gelösten Salzen verstärkt werden kann.

Natürliche Gewässer (unterirdisch und Fluss) können je nach Zusammensetzung der Gesteine, mit denen sie auf ihrem Weg in Berührung kommen, eine stark unterschiedliche Zusammensetzung haben.

Für Beton ist vor allem der Gehalt an Sulfatsalzen (Sulfaten) im Wasser schädlich. Calciumsulfat, Magnesiumsulfat, Natriumsulfat sind gefährlich, weil sie in wässriger Lösung in den Beton gelangen und mit den Bestandteilen des erhärteten Zementsteins in chemische Wechselwirkung treten und neue Verbindungen bilden. Wenn im erhärteten Zementstein chemische Reaktionen mit der Bildung neuer Substanzen beginnen, dann wird natürlich die Haftung der Partikel des Zementsteins gebrochen und seine Festigkeit und folglich die Festigkeit des Betons nimmt ab. Darüber hinaus bilden Sulfate mit den Bestandteilen von Zementstein - Kalk und Calciumaluminat - eine neue Verbindung - Calciumsulfoaluminat, das ein 2,5-mal größeres Volumen einnimmt als die ursprünglichen Materialien.

Die Kristallisation von Calciumsulfoaluminat führt zum Quellen und Reißen des Zementsteins und folglich von Zementbetonstrukturen.

Verschiedene Arten von aggressiven chemischen Einwirkungen natürlicher Wässer auf Beton können auf drei Haupttypen reduziert werden, die in Abb. 11 dargestellt sind.

Abb.11. Die Hauptarten der Betonzerstörung durch aggressives Wasser

Beim Entwerfen und Bauen dauerhafter Strukturen berücksichtigen Ingenieure die Bedingungen, unter denen sich diese Strukturen befinden, und berechnen ihre Lebensdauer für einen festgelegten Zeitraum.

Betonpflaster

Starker, langlebiger und verschleißfester Zementbeton hat sich als Material für Tragschichten und Beschichtungen von seiner allerbesten Seite gezeigt. Berechnungen bestätigen, dass die Verwendung von Zementbeton große Einsparungen für die Volkswirtschaft bringt.

Bereits 1913 wurde in Tiflis die erste Betonstraße gebaut.

Zusätzlich zu den direkten wirtschaftlichen Vorteilen während des Baus bietet die Betondecke erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile beim Betrieb der Straße. Durch die hohe Dauerhaftigkeit von Beton können Sie Wartungs- und Reparaturkosten auf ein Minimum reduzieren. Die Lebensdauer eines Betonfahrbahnbelags ist um ein Vielfaches länger als die eines Asphaltbetonbelags. Eine gut ausgebaute Straße mit Zementbetondecke (Abb. 20) kann ohne größere Reparaturen mehrere Jahrzehnte lang verwendet werden. Die Fahrbahndecke aus Zementbeton ist eine 18-24 cm dicke Platte.

Abb.12. Straße mit Zementbetondecke

Wenn die Straße mit einem durchgehenden Betonband bedeckt ist, ändert sich bei Temperaturänderungen (Tag und Nacht, Sommer und Winter) die Betonplatte in ihrer Größe - sie dehnt sich aus und zieht sich zusammen, und es treten Spannungen auf, die zu Beton führen können knacken. Jeder weiß, dass beim Verlegen von Eisenbahnschienen Schienen nie dicht verbunden werden, um ein Verziehen bei Wärmeausdehnung zu vermeiden, sondern an den Stößen einen Spalt von mehreren Millimetern lassen. Im Sommer wird diese Lücke geschlossen und im Winter laufen die Schienenenden auseinander.

Auf einer Betonstraße werden auch Nähte in einem bestimmten Abstand hergestellt - Lücken. Damit die Betonplatte beim Erhitzen nicht zusammenbricht, sind Dehnungsfugen angeordnet - durch Lücken zwischen benachbarten Betonfahrbahnplatten. Die Nähte sind mit elastischem Bitumenkitt gefüllt, damit kein Wasser in den Untergrund unter der Platte eindringt. Dehnungsnähte in einem gemäßigten Klima sind nach 20-30 Metern angeordnet. Dieser Abstand hängt von der Temperatur der Betonmischung zum Zeitpunkt des Verlegens sowie vom Klima der Umgebung ab.

Wenn keine Dehnungsfuge vorgesehen ist, wird die in einer heißen Sonnentochter erhitzte Beschichtung so beansprucht, dass ganze Betonstücke von ihrer Oberfläche abbrechen können. Bei gewaltsamem Wegfliegen von der Beschichtung können sie Unfälle verursachen. Solche Phänomene wurden auf einer der Straßen in Kalifornien (USA) beobachtet, wo die erforderlichen Nähte nicht hergestellt wurden.

Wenn die Beschichtung auf eine Temperatur abgekühlt wird, die niedriger ist als die Temperatur der Betonmischung und im Moment des Verlegens, schrumpft der Beton und die Betonplatte kann reißen. Um das Auftreten solcher Risse zu vermeiden, wird die Beschichtung durch Nähte in Abständen getrennt, die kleiner sind als diejenigen, bei denen gefährliche Spannungen auftreten. Solche Nähte sind normalerweise in einem Abstand (5-10 Meter) angeordnet und stellen Schnitte dar, deren Tiefe einem Drittel der Dicke der Platte entspricht.Diese Nähte werden als Kompressionsnähte bezeichnet.Die Kompressionsnaht ist mit Mastix gefüllt, as sowie die Dehnungsnaht.

Auch entlang der Fahrbahnachse ist eine Naht in der Art von Kompressionsnähten angeordnet, da es sonst zu einer Längsrissbildung kommen kann.

Somit besteht die Zementbetondecke gleichsam aus einzelnen Platten. Um die Festigkeit der gesamten Beschichtung nicht zu brechen und die Last von sich bewegenden Maschinen von einer Platte auf eine andere zu übertragen, werden spezielle Metallstangen in die Nähte eingebaut.

Die Lebensdauer der Beschichtung hängt von der Qualität der Ausführung aller Arbeiten am Beschichtungsgerät ab.

Der Bau von Straßen mit Betondecken nimmt ständig zu, sie werden zum Haupttyp von Hauptstraßen.

Bodengerät. Materialien und Technologien Zarubina Ludmila

Kapitel 4 Monolithische fugenlose Bodenbeläge aus Zementbeton

Monolithische fugenlose Bodenbeläge aus Zementbeton