НИИЖБ ГОССТРОЯ
СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО
ПРОИЗВОДСТВУ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
САМОНАПРЯЖЕННЫХ
ТРУБ СО СТАЛЬНЫМ
ЦИЛИНДРОМ
Утверждены
директором НИИЖБ
2
января 1984 г.
МОСКВА 1984
Печатается
по решению секции заводской технологии НТС НИИЖБ от 5 декабря 1983 г.
Приведены
основные положения по технологии производства сборных железобетонных
самонапряженных труб со стальным цилиндром классов по прочности I, II и III (под расчетное
давление соответственно 1,5; 1,0 и 0,5 МПа) диаметром 400 - 600 мм, длиной 10 м
с гибким стыком, уплотненным резиновым кольцом, а также характеристики основных
материалов, последовательность основных технологических переделов и методы
контроля качества бетона и изделий.
Предназначены
для инженерно-технических работников предприятий по производству железобетонных
труб.
Применяемые
в мелиоративном строительстве напорные предварительно-напряженные трубы со
стальным цилиндром, изготовляемые по трехступенчатой технологии, имеют ряд
конструктивных недостатков, снижающих эксплуатационные качества трубопровода.
С
целью повышения несущей способности и долговечности труб этого класса, а также
технологичности их изготовления разработана новая конструкция напорной трубы со
стальным цилиндром - самонапряженная, изготовляемая по одноступенчатой
технологии с использованием напрягающего цемента НЦ-20 и НЦ-40 (см. прил. 3).
Рекомендации
составлены на основе результатов исследований и конструктивных разработок
НИИЖБ, а также опытного изготовления самонапряженных труб со стальным цилиндром
на Московском заводе железобетонных труб (Главмоспромстройматериалы) и
Энгельском заводе ЖБИ-6 (Главволговодстрой).
В
Рекомендациях учтены основные положения «Инструкции по проектированию
самонапряженных железобетонных конструкций» CH-511-78 (М.,
1979) и технических условий ТУ 33-6-82 Минводхоза СССР «Трубы железобетонные
напорные со стальным сердечником» (М., 1982).
Рекомендации
разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук В.В. Михайлов, кандидаты техн.
наук С.Л. Литвер и С.А. Селиванова, инж. А.Г. Корганов) при участии МИСИ им.
В.В. Куйбышева Минвуза СССР (канд. техн. наук А.К. Карасев).
Дирекция
НИИЖБ
1.1.
Настоящие Рекомендации распространяются на производство, испытание и приемку
напорных самонапряженных железобетонных раструбных труб диаметром Dу = 400 - 600 мм
со стальным цилиндром из бетона на напрягающем цементе (НЦ) классов по
прочности I, II и III под
эксплуатационное давление соответственно 1,5; 1,0 и 0,5 МПа и содержат основные
положения по технологии производства, а также требования, учитывающие
особенности НЦ и конструкцию труб.
1.2.
Материалы и изделия, используемые при изготовлении напорных самонапряженных
железобетонных труб со стальным цилиндром, а также методу их испытания должны
удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТ и ТУ, а также положениям
настоящих Рекомендаций.
1.3.
При монтаже трубопроводов из напорных самонапряженных труб со стальным
цилиндром необходимо руководствоваться «Временной инструкцией по монтажу
трубопроводов из железобетонных напорных труб с металлическим сердечником» (М.,
Минводхоз СССР, 1977).
1.4.
Проектная глубина укладки самонапряженных труб зависит от конкретных условий
строительства, а также от величины вертикальной нагрузки от слоя почвы и
транспорта.
1.5.
Трубы следует укладывать на спрофилированное грунтовое основание с углом охвата
90° и засыпкой пазух до оси трубопровода песчаным грунтом с уплотнением
последнего до К > 0,95.
1.6.
Конструкция труб должна соответствовать рабочим чертежам.
Примечание. Союзводканалпроектом
разработаны чертежи № 2579-80 (для труб диаметром Ду = 300 - 600
мм), а Мосинжпроектом - альбом ПС-164, 1982 (для труб диаметром Dу = 400 мм), предназначенные для
опытного производства самонапряженных труб с арматурным каркасом и стальным
цилиндром из бетона на НЦ-20 и НЦ-40 классов по прочности I и II.
1.7.
Напорная самонапряженная труба представляет собой сварной цилиндр с концевыми
обечайками (втулка и раструб с элементом усиления) и внутренним слоем из
напрягающего бетона, в котором размещен арматурный каркас. Изготовление
стального цилиндра и концевых обечаек (с учетом защиты от коррозии), а также
уплотнение стыка с помощью резиновых колец производят по ТУ 33-6-82. Полезная
длина трубы 10 м.
Опалубочный
чертеж и схема стыкового соединения труб приведены на рис. 1, а, б.
![]()
Рис. 1.
Самонапряженная напорная труба со стальным цилиндром
а - труба в разрезе; б - стыковое
соединение; 1 - стальной цилиндр; 2 - раструб; 3 - элемент усиления раструба; 4
- резиновое уплотняющее кольцо; 5 - втулка; 6, 7 - детали арматурного каркаса
(6 - спираль, 7 - продольные стержни); 8 - цементный раствор для зачеканки шва
1.8.
Защиту наружной поверхности стального цилиндра производят с помощью
изоляционных материалов, отвечающих требованиям ГОСТ
9.015-74 (см. пп. 7.1 и 7.2 настоящих Рекомендаций).
2.1.
Напрягающий цемент по качеству должен удовлетворять требованиям ТУ 21-20-18-80,
а по самонапряжению, прочности на сжатие и растяжение - требованиям проекта.
Во
избежание изменения свойств напрягающего цемента в результате загрязнения
другими видами вяжущего необходимо обеспечивать автономность его использования,
начиная с момента разгрузки.
Для
НЦ, срок хранения которого составляет более 3 мес, следует провести дополнительные
испытания.
2.2.
Заполнители - песок и щебень - должны отвечать требованиям ГОСТ 10268-80.
Размер фракции щебня - 3 - 10 мм.
2.3.
Стальные сварные цилиндры, концевые обечайки и элементы усиления
раструба изготовляются согласно чертежам из следующих материалов:
стальные
цилиндры - из углеродистой горячекатаной стали обыкновенного назначения В СтЗ
сп толщиной δ = 1,5 - 2,0 мм (предпочтительнее δ = 2,0 мм) - ГОСТ
380-71;
калиброванные
концевые обечайки - из качественной полосовой углеродистой стали 08КП толщиной
δ = 4 - 6 мм - ГОСТ
1050-74;
элементы
усиления раструба - из полосовой стали В Ст 3 сп толщиной δ = 6 мм - ГОСТ
380-71.
2.4.
Арматурные каркасы изготовляют в соответствии с чертежами из низкоуглеродистой
холоднотянутой проволоки класса Вр-I (ГОСТ
6727-80).
2.5.
Вода затворения должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79.
2.6.
Качество резины уплотняющих колец должно удовлетворять требованиям ТУ
1051222-78.
3.1.
Стальной цилиндр сваривают из поставляемой в рулонах стальной полосы на
сварочном станке, предпочтительнее конструкции, разработанной в институте им.
Патона.
3.2.
Арматурные каркасы изготовляют на каркасо-сварочных машинах и оснащают
проволочными фиксаторами в соответствии с рабочими чертежами.
На
пост изготовления каркасов продольные стержни поступают после правки и резки,
проволока для спирали - в бухтах заводской поставки.
Примечание. Допускается применение
арматурных каркасов, состоящих из двух частей, соединенных путем сварки
внахлестку продольных стержней с перепуском спиральной арматуры не менее одного
полного витка.
3.3.
Готовые каркасы следует хранить в закрытом помещении штабелями высотой не более
3 рядов, уложенными через деревянные прокладки толщиной не менее 25 мм.
3.4.
Запрещается применение каркасов, не удовлетворяющих геометрическим размерам,
указанным в рабочих чертежах, а также с перебитой продольной или спиральной
арматурой, незакрепленными концевыми витками (брак сварки в местах пересечения
спирали с продольной арматурой) и наличием ржавчины.
3.5.
Для изготовления втулок, раструбов и элементов усиления раструба используют
обычно применяемое для этих целей оборудование с соответствующей доработкой и
модификацией узлов, предназначенных для изготовления элементов усиления.
3.6.
С целью защиты от коррозии втулки и раструбы подвергают металлизации.
3.7.
На посту сборки втулку и раструб приваривают к стальному цилиндру,
установленному на стенде, предназначенном для гидравлических испытаний, после
чего цилиндр проверяют на герметичность швов. При обнаружении течи дефекты
устраняют и цилиндр испытывают при внутреннем давлении Р в зависимости от
толщины его стенок δц:
при
δц = 1,5 мм.......................... Р = 1,1 МПа;
при
δц = 2 мм............................. Р = 1,8 МПа.
3.8.
Выдержавший испытание стальной цилиндр подают на пост оснастки, на котором
внутрь цилиндра со стороны втулочного конца вводят арматурный каркас, стержни
которого приваривают к раструбу.
4.1.
Для изготовления напорных самонапряженных труб со стальным цилиндром
рекомендуется применять бетонную смесь состава по массе НЦ:П:Щ = 1:0,70:1,55
при расходе НЦ около 700 кг/м3.
Примечание. Применение бетонных смесей с
меньшим расходом НЦ возможно только при условии обеспечения заданных значений
самонапряжения и прочности бетона (см. пп. 9.6
- 9.8 настоящих Рекомендаций).
4.2.
Расход воды затворения назначается заводской лабораторией, исходя из условия
обеспечения подвижности бетонной смеси в деле, равной ОК = 4 - 10 см, при
исходном значении B/Цисх £ 0,42. Если В/Цисх 0,42, для его снижения
в бетонную смесь вместе с водой рекомендуется вводить пластифицирующие
добавки - С-3 или декстрин - в количестве 0,2 - 0,5 % массы НЦ.
4.3.
Бетонную смесь приготовляют в смесителях принудительного действия. Время
перемешивания смеси на НЦ с нормальными сроками схватывания или при введении
пластифицирующих добавок, должно составлять не менее 2 мин.
При
необходимости использования НЦ с ускоренным (менее 30 мин) или так
называемым «ложным» схватыванием, его, перед подачей воды затворения,
рекомендуется предварительно смешать с увлажненным до W = 5 - 7 % заполнителем
при тщательном перемешивании в течение 2 - 3 мин.
5.1.
Формование самонапряженных труб со стальным цилиндром производят без форм на
усиленных с учетом массы трубы ременных центрифугах (рис. 2).
![]()
Рис.
2. Схема устройства ременной центрифуги
1 -
электродвигатель; 2 - шкив ведущего вала; 3 - станина; 4 - верхний шкив; 5 -
верхний щит; 6 - стальной цилиндр; 7 - ремни; 8 - винт регулировки положения
верхнего шкива; 9 - шкив ведомого вала
5.2.
Для обеспечения геометрических размеров сечения и повышения устойчивости при
центрифугировании стального цилиндра его оснащают съемными бандажами с их
равномерным распределением по длине цилиндра в обе стороны, начиная от
середины.
Бандаж
выполняется в виде челюстного зажима (со статической и динамической
балансировкой массы) и представляет собой два ребра, связанные жесткой стальной
полосой, которая одновременно служит бесовой дорожкой для ремней центрифуги
(рис. 3).
Число бандажей уточняется в процессе наладки производства, однако оно не должно
быть менее пяти.
Примечание. Для сокращения времени
оснащения стального цилиндра бандажами и освобождения от них готового изделия
целесообразно предусмотреть специальные, попеременно используемые для тех и
других целей, стапели с фиксированными относительно длины изделия гнездами для
установки бандажей с заданным шагом.
![]()
Рис.
3. Бандаж челюстного типа (схема)
5.3.
Формование самонапряженных труб диаметром Dу = 400 - 600 мм
производят при трехразовом послойном центрифугировании по схеме: загрузка
смеси, ее распределение и уплотнение. Удаление шлама производят при съеме
изделия с центрифуги.
Режимы
центрифугирования приведены в табл. 1.
Таблица 1
_____________
* Над чертой - Dy, под чертой - hет.
** Расчетное значение пу
= 3,3 · 10-4
, где Rн и Rвн - соответственно наружный и
внутренний радиус трубы, см; Р - прессующее давление, принимаемое из
условия качественного уплотнения равным Р ³ 0,1
МПа.
Время
ty, необходимое
для завершения процесса уплотнения при полной загрузке центрифуги,
корректируется по методике прил. 2.
5.4.
Бетонную смесь в стальной цилиндр подают одновременно с двух концов с помощью
транспортера или питателей ложкового типа. Для труб с Dу =
400 мм следует использовать только транспортерные питатели, для труб Dy = 500 - 600 мм -
предпочтительнее ложковые, что обеспечивает одновременную подачу смеси по всей
длине труби в один или несколько приемов в зависимости от геометрии питателя и
расхода бетонной смеси на изделие.
5.5.
Перед включением центрифуги следует отрегулировать взаимное расположение обоих
питателей и стального цилиндра с учетом возможного проседания последнего
(например, в результате вытягивания ремней в процессе формования).
Регулировку
исходного положения следует производить путем измерения величины зазора Нисх
(расстояние между нижней частью стального цилиндра и введенного в него питателя
исходя из условия обеспечения
Нисх = а + hст,
где
а - фактическое значение амплитуды смещения консолей питателей;
hст - толщина стенки
трубы.
Просадку
стального цилиндра на ремнях центрифуги следует контролировать не реже 2 раз в
смену путем измерения величины зазора - Нкрит - расстояние между
верхней поверхностью стального цилиндра и ложкой питателя в опрокинутом
положении (или слоем бетона при использовании транспортера), исходя из условия
обеспечения
Нконт > а + hст,
5.6.
Отформованные изделия загружают в специальные металлические контейнеры с
мягкими ложементами и направляют на тепловлажностную обработку (TB0).
6.1.
Тепловлажностную обработку (TB0) и последующее водное выдерживание
(ПВВ) труб осуществляют в ямных камерах по режимам, указанным в табл. 2.
6.5.
По окончании гидроизотермального прогрева трубы оставляют в камере для
последующего водного выдерживания (ПВВ) в течение 24 ч (не менее).
Примечания: 1. ПВВ можно осуществлять в
естественно остывающей после гидроизометрии или в холодной воде с t = 5 - 20 °С. Горячую (после ТВО) или теплую (после ТВО
+ ПВВ) воду используют для следующего цикла ТВО, доводя ее температуру до t = 60 °С.
2. Увеличение
продолжительности ПВВ, а также приемы, обеспечивающие сохранение влаги в бетоне
изделия (например, герметизация торцов после ПВВ), создают условия для большего
самонапряжения бетона.
Таблица 2
Вид ТВО
|
Условия выдерживания
|
ТВО
|
пар, t = 60 °С
|
вода, t = 60 °С
|
подъем температуры, ч
|
изотермия, ч
|
гидроизотермия, ч
|
А (комбинированный
прогрев)*
|
В камере по мере
ее загрузки
|
1,5 - 2
|
1,5 - 1
|
5 - 8
|
Б (гидротермальный
прогрев)**
|
В цехе при t ≈ 18 °C, 5 - 7 ч (до R = 5 - 7 МПа)
|
-
|
-
|
5 - 8
|
_____________
* Подачу пара в камеру начинают
через 30 - 40 мин после загрузки в нее последнего контейнера. Общее время
загрузки камеры определяется ее вместимостью и циклом формования.
После пропаривания
камеру заполняют горячей водой, не допуская свободного выхода пара в атмосферу.
** В течение всего срока
выдерживания до ТВО торцы труб должны быть герметизированы пленкой, удалять
которую следует непосредственно перед загрузкой труб в камеру.
6.6.
Режимы ТВО и ПВВ необходимо корректировать с учетом условий производства и
требуемых значений прочности и самонапряжения бетона труб.
6.7.
По окончании цикла ТВО воду спускают, извлекают контейнеры с готовыми изделиями
и передают их на пост (стапель) для снятия бандажей.
7.1.
Защиту стального цилиндра от коррозии осуществляют на специальном посту в
зависимости от вида изоляционного покрытия до или по окончании изготовления
изделия (технология выполнения защитного покрытия в настоящих Рекомендациях не
рассматривается).
7.2.
В качестве антикоррозионной защиты стального цилиндра можно применять:
металлизацию
(до изготовления трубы);
покрытие
мастиками (резинобитумные - ГОСТ
15836-79; битумнополимерная - ТУ 102-186-78) в сочетании с бумажным
обертыванием (после изготовления трубы);
покрытие*
малоцементными растворами водной дисперсии полимера (ВДП) на основе
синтетического каучука стирольного марки СКС-65ГП (ТУ 400-1-146-78) - после
изготовления труб.
_____________
* Разработано НИЛ ФХММ и ТП
Главмоспромстройматериалов.
8.1.
Приемка готовых изделий осуществляется ОТК завода партиями по мере изготовления
согласно рабочим чертежам и требованиям действующих стандартов с учетом
результатов текущих лабораторных испытаний (1 раз в смену) по прочности и
самонапряжению.
8.2.
В партию входит 100 изделий, последовательно изготовленных по одному и тому же
режиму из материалов одной поставки при неизменном составе бетона.
При
изменении технологических параметров изделия относят:
при
числе до 50 шт. - к предыдущей партии;
при
числе более 50 шт. - к самостоятельной партии.
8.3.
Контроль качества самонапряженных труб со стальным цилиндром производится:
а)
при налаженном производстве - выборочно путем испытаний на трещиностойкость
одной трубы из 5 партий. Если при изготовлении одной из этих партий имело место
нарушение технологического режима - испытывают дополнительно еще 1 трубу из
этой партии;
б)
на стадии освоения производства, а также в том случае, когда прочности и
самонапряжения бетона после ТВО + ПВВ составляют менее 50 % относительно
требуемых (см. п. 9.5 настоящих Рекомендаций), необходимо провести
дополнительные испытания труб путем опрессовки при нормативном давлении Рн:
в первом случае испытывают 1 трубу от суточного выпуска, во втором - 1 трубу от
сменного выпуска.
8.4.
Испытание самонапряженных труб внутренним давлением производят на стенде с
заглушками, имитирующими стыковые соединения трубопровода, при:
ступенчатом
(ΔР = 0,2 МПа) повышении давления (опрессовка и испытание на трещиностойкость)
со скоростью 0,1 МПа/мин;
выдерживанием
на каждой ступени в течение 10 мин;
замером
деформаций стенки трубы в кольцевом направлении.
Относительные
деформации ε замеряют с помощью рычажных тензометров на базе 100 мм (при
этом цена деления соответствует 1 · 10-5), устанавливаемых перед
испытанием на поверхности стального цилиндра в кольцевом направлении в 3 - 5 точках по его длине (см. рис. 4, прил. 1).
Примечания: 1. Трубы испытывают в
водонасыщенном состоянии. Если до испытания имело место воздушное хранение
продолжительностью более 12 ч, перед испытанием трубы необходимо выдержать в
воде не менее 3 сут.
2. Опрессовку труб
проводят после окончания цикла ТВО + ПВВ при Рн1 = 0,7 Н, испытание на
трещиностойкость - в возрасте не менее 3 сут при Рт3
= 0,8Рт.
![]()
Рис. 4. Схема
расположения тензометров на поверхности стального цилиндра
а - в кольцевом направлении; б -
по длине; 1 -
поверхность цилиндра; 2 - петля (на поверхности цилиндра) для крепления
тензометра; 3 - крючок (на базе тензометра), не касающийся поверхности
цилиндра; 4 - тензометр; 5 - опорные призмы; 6 - база тензометра
8.5.
Трубы считаются выдержавшими испытание на прочность и трещиностойкость, если
значения ε не превышают указанных в табл. 3.
В
противном случае всю партию труб необходимо выдержать в течение 7 сут в воде
при t
=
20 - 25 °С и одну из труб испытать опрессовкой (при Рн) и на
трещиностойкость (при Рт).
Таблица 3
Класс
трубы
|
Предельные относительные
деформации при испытании давлением, МПа
|
при опрессовке
|
на трещиностойкость
|
ε/Рн1
|
ε/Рн
|
ε/Рт3
|
ε/Рт
|
I
|
21.10-5/1,3
|
29.10-5/1,8
|
37.10-5/2,0
|
45.10-5/2,4
|
II
|
14.10-5/0,84
|
23.10-5/1,2
|
23.10-5/1,20
|
28.10-5/1,5
|
III
|
6.10-5/0,42
|
9.10-5/0,6
|
13,5.10-5/0,8
|
18,5.10-5/1,0
|
Примечание. Рн1 ≈
0,7Рн; Рт3 ≈ 0,8Рт,
где индексы 1 и 3 - возраст бетона к моменту испытаний.
Если
и после повторных испытаний значение ε будет выше указанных в табл. 3, всю
партию труб следует отнести к соответствующему (более низкому) классу.
8.6.
После испытаний внутренним давлением, замеров и визуального контроля каждую
трубу маркируют путем нанесения несмываемой краски на наружную поверхность
раструба с указанием предприятия-изготовителя, марки трубы, даты ее
изготовления и приемки ОТК, а также массы трубы и номера партии. На каждую
партию составляется паспорт.
8.7.
Готовые изделия хранят на складе рассортированными по партиям с учетом даты
изготовления, уложенными в штабеля высотой в 4 трубы.
8.8.
Общая технологическая схема производства самонапряженных напорных раструбных
труб со стальным цилиндром приведена на рис. 5.
9.1.
Контроль качества бетона производят 1 раз в смену, а также при изменении
состава бетона, качества составляющих или при нарушении режима ТВО на
образцах-призмах размером 4´4´16 или 5´5´20 см,
твердевших в условиях, адекватных условиям твердения изделий:
а)
по самонапряжению - на образцах, твердевших при связанном расширении (в
динамометрических кондукторах);
б)
по прочности - на образцах, твердевших при свободном (в обычных формах) и при
связанном (в динамометрических кондукторах) расширении.
![]()
Рис. 5.
Технологическая схема производства самонапряженных труб со стальным
цилиндром
1 - приготовление бетонной смеси;
2 - изготовление стальных цилиндров; 3, 4 - изготовление втулок и раструбов с
элементами ужесточения; 5 - металлизация втулок и раструбов; 6 - сборка и
испытание стальных цилиндров; 7 - изготовление арматурных каркасов; 8 -
оснащение стального цилиндра арматурным каркасом; 9 - стапели для установки
бандажей на стальные цилиндры (перед центрифугированием) и освобождения от них
готовых изделий; 10 - посты центрифугирования; 11 - камеры для
гидроизотермальной обработки; 12 - испытание труб; 13 - пост защиты стального
цилиндра от коррозии
9.2.
Контрольные образцы изготовляют в лаборатории:
а)
либо из пробы сухой смеси, отобранной из бетоносмесителя с последующим
затворением водой до В/Ц, близкого к В/Ц при центрифугировании - 0,32 - 0,35;
б)
либо из пробы смеси, отобранной из бетоносмесителя пока значение В/Ц при
порционной подаче воды не превышает 0,35.
Подвижность
смеси при изготовлении образцов должна обеспечивать качественное уплотнение на
лабораторной виброплощадке.
Общее
число контрольных образцов - 9 шт, из которых 6 шт - для твердения при
связанном расширении и 3 шт - для твердения при свободном расширении.
9.3.
Контроль прочности бетона производят путем испытаний образцов-призм на
растяжение при изгибе Rp.и, затем их половинок
на сжатие Rсж:
а)
после ТВО + ПВВ.......................... на образцах свободного расширения
б)
одновременно с испытавшей трубы
внутренним
давлением..................... на образцах связанного расширения
в)
в возрасте 28 сут........................... то же
9.4.
Контроль самонапряжения бетона осуществляют путем обмера кондукторов с
образцами по методике ТУ 21-20-18-20
или СН 511-78 в сроки, указанные в п. 9.3 настоящих Рекомендаций. Величину
самонапряжения σδ определяют по формуле
σδ = к · Δt,
где
К - коэффициент, соответствующий изменению напряжения в образцах-призмах
при деформации кондуктора с образцом на 0,01 мм и принимаемый равным:
для
призм размером 4´4´16 мм................ К
= 0,125 МПа;
для
призм размером 5´5´20 мм................ К
= 0,1 МПа;
Δt - деформации
кондуктора с образцом относительного исходного замера без образца (в сотых
долях миллиметра).
Примечание. Замеры самонапряжения бетона
образцов следует производить в водонасыщенном состоянии (минимальная
продолжительность водонасыщения после воздушного хранения - 3 сут) при
нормальной температуре кондуктора. Охлаждение кондуктора допускается только с
помощью холодной воды. Воздушное охлаждение запрещается.
9.5.
При контроле качеств изделий следует исходить из следующих требований:
а)
прочность на сжатие Rcж должна быть не
менее:
после
+ПВВ - Rсж = 15 МПа;
в
воздухе ³28 сут - Rсж = 40 МПа;
б)
прочность на растяжение при изгибе Rр.и и по
самонапряжению σδ в возрасте 28 сут - не менее:
Rр.и28 = 8,5 MПa;
σδ28
= 1,8 - 2 МПа (для труб класса III Rр.и = 1 - 1,5 МПа);
в)
эффективная прочность Rэ = Rр.и + 0,6Rр.и для труб классов
I и II в возрасте 28
сут - не менее Rэ28 = 8 МПа.
Таблица
4. ПЕРЕЧЕНЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛАБОРАТОРИИ И ОТК, НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ
КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА НАПРЯГАЮЩЕГО ЦЕМЕНТА И БЕТОНА
Оборудование
|
Назначение
|
Количество
|
Динамометрические кондукторы
размером, см
|
Для обеспечения условий
твердения образцов-призм с ограничением их деформации в течение контрольного
срока (связанное расширение):
|
|
4´4´16
|
при испытании НЦ по ТУ
21-20-18-80 (σ, R)
|
30 шт.
|
5´5´20
|
для контроля напрягающего
бетона (σ, R)
|
С учетом периодичности контроля
(6 шт. в смену), но не менее 30 шт.
|
Съемная оснастка (борта и
днища) к динамометрическим кондукторам размером, см:
|
Для изготовления образцов-призм
связанного расширения (суточная оборачиваемость)
|
|
4´4´16
|
|
30 шт.
|
5´5´20
|
|
30 шт.
|
Измерительное устройство, в том
числе:
|
Для замера удлинения
образцов-призм связанного расширения и выгиба пластин кондукторов
|
3 шт.
|
стойка
|
|
индикатор часового типа с ценой
деления 0,01
|
|
Набор стальных эталонов
|
Для поверки измерительного
устройства и установки исходного положения индикатора при замерах кондукторов
или призм свободного расширения
|
По 2 комплекта к каждому
измерительному устройству
|
Емкость с водой
|
Для твердения (хранения)
контрольных образцов
|
В зависимости от количества
образцов
|
Тензометры (рычажные с базой
100 мм)
|
Для замера деформаций стального
цилиндра
|
10 шт.
|
Примечания:
1. За чертежами
на кондукторы и юс оснастку, а также на стойку и эталоны к измерительному устройству
следует обращаться в НИИЖБ. 2. Индикаторы часового типа выпускаются заводом
«Красный инструментальщик» (Киров, ул. Маркса, 18), тензометры рычажные -
заводом ЗОКИО Госстроя СССР (Москва, 2-я Институтская ул., д. 6).
СПОСОБ
КОНТРОЛЯ ЗАВЕРШЕНИЯ ПРОЦЕССА УПЛОТНЕНИЯ ПРИ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ*
_____________
* А.с. № 1020776. Способ
контроля завершения процесса центрифугирования трубчатых железобетонных
изделий./С.А. Селиванова, А.Г. Каганов. - Б.И., 1983, № 20.
1.
Данный способ контроля заключается в оценке изменения влажности в пробах шлама,
отбираемых небольшими порциями последовательно в процессе центрифугирования.
Контроль завершения уплотнения производится с периодичностью, соответствующей
действующим технологическим регламентам, а также при замене материалов и
изменении условий формования.
2.
Первую пробу шлама отбирают примерно во второй половине технологического цикла,
последующие - с интервалом, равным не более четверти расчетного
технологического цикла.
3.
Процесс уплотнения считается завершенным, если

где
Wti и Wti-1 - соответственно
последующая и предыдущая проба.
4.
Время от начала уплотнения до момента отбора пробы Wti принимают за
продолжительность уплотнения данной бетонной смеси при данных условиях
формования.
5.
Для осуществления контроля необходимы:
пробоотборник
- емкость с высотой бортов 3 - 4 мм и основанием, повторяющим очертание
внутренней поверхности трубы (остальные его габариты задаются из условия
обеспечения отбора пробы в количестве 100 - 200 гр);
противени
для высушивания проб, 1 комплект (6 шт.);
сушильный
шкаф;
весы.
6.
Перед отбором пробы центрифугу останавливают. Отбор пробы шлама производят из
нижней части трубы путем погружения пробоотборника в шлам на одинаковую для
всех проб глубину, которая ориентировочно определяется высотой бортов
пробоотборника. Затем шлам переливают в противень, высушивают и определяют
влажность отобранной пробы,
%

где
У1 и У2 - масса шлама
соответственно до и после высушивания.
САМОНАПРЯЖЕННАЯ
ТРУБА СО СТАЛЬНЫМ ЦИЛИНДРОМ
Для
обеспечения гидромелиоративного строительства к 1981 г. задействовано около 60
предприятий по выпуску предварительно напряженных труб на эксплуатационное
давление 1 - 1,5 МПа, объем выпуска которых в настоящее время составляет 2000
км/год.
Однако
качество таких труб не всегда отвечает требованиям эксплуатационных условий,
что в большей мере связано с самой конструкцией трубы. В частности, наличие
необжатого защитного слоя бетона, подверженного повышенному трещинообразованию
создает благоприятные условия для развития коррозии преднапряженной арматуры и
стального цилиндра и преждевременного выхода их из строя, а центральное
расположение стального цилиндра по сечению трубы уменьшает ее поперечную
прочность при действии внешних нагрузок от вышележащего слоя почвы и подвижных
объектов.
С
целью повышения несущей способности и долговечности труб со стальным цилиндром
была разработана новая усовершенствованная конструкция - труба напорная
самонапряженная со стальным цилиндром* (схемы напорных труб со
стальным цилиндром той и другой конструкции приведены на рис. 6).
_____________
* А.с. 994851. Многослойная
армированная труба / В.В. Михайлов, И.Н. Дмитриев, А.Д. Деминов и др. - Б.И.,
1983, № 5.
Отличительной
особенностью нового решения является применение напрягающего бетона с
размещением всего его объема внутри стального цилиндра, что позволяет в
наиболее полной мере использовать свойства напрягающего цемента и создать
условия для его твердения, близкие к объемному ограничению деформаций, в
результате чего обеспечивается формирование структуры повышенной плотности,
прочности на растяжение и сжатие, а также равномерное обжатие бетона по всему
сечению трубы и предварительное растяжение всего металла конструкции (стальной
цилиндр и арматурный каркас, располагающийся в слое бетона) без применения
специальных механических приемов.
Защита
наружной поверхности стального цилиндра от коррозии обеспечивается путем
нанесения изоляционных материалов, указанных в ГОСТ
9.015-74, а также более новых, отвечающих тем же требованиям.
![]()
Рис. 6. Напорные
трубы со стальным цилиндром
а - самонапряженная; б -
железобетонная преднапряженная; 1 - резино-битумная защита с бумажным
обертыванием; 2 - напрягающий бетон; 3 - арматурный каркас; 4 - стальной
цилиндр; 5 - преднапряженная арматура в виде обмотки; 6 - дефекты в виде
усадочных трещин и отслоений (характерно только для преднапряженной трубы); 7 -
наружный и внутренний слой из мелкозернистого бетона
Защита
внутренней поверхности стального цилиндра и арматурного каркаса от
проникновения транспортируемой жидкости обеспечивается слоем напрягающего
бетона, который сохраняет свою целостность при нагрузках от внутреннего
давления, на 20 % превышающих эксплуатационные.
Самонапряженные
трубы характеризуются возрастанием несущей способности в процессе эксплуатации
трубопровода благодаря свойству НЦ увеличивать в течение года прочность бетона
в 1,2 - 1,4 раза. При этом они обладают способностью выполнять свои функции
даже при полной коррозии стального цилиндра (случай исчерпания действия
защитного покрытия) в диапазоне эксплуатационных давлений 0,6 - 1,5 МПа (см.
табл. 5),
в то время как преднапряженная труба полностью утрачивает свои функции.
Самонапряженные
напорные трубы со стальным цилиндром изготовляются на основе напрягающего
цемента, выпускаемого промышленностью по ТУ 21-20-18-80 Минпромстройматериалов
СССР.
При
работе с напрягающим цементом особые технологические требования предъявляются
только на стадии тепловой обработки, однако при наличии на предприятии
нескольких видов цемента необходимо принимать меры для обеспечения чистоты
использования напрягающего цемента в деле.
Таблица 5.
Сравнительные характеристики напорных железобетонных труб со стальным цилиндром
диаметром Dy = 500 мм и их
металлоемкость с учетом долговечности 50 лет
Вид трубы*
|
Внутреннее давление после
коррозии стального цилиндра для труб с Рн = 1,8 МПа
|
Внешняя нагрузка на трубу, кН,
для конструкции
|
Расход металла, т/км
|
в целом до коррозии при
|
после коррозии стального
цилиндра при
|
без учета срока службы
|
с учетом срока службы 50 лет
|
раскрытии трещин до, мм
|
разрушении
|
раскрытии трещин до, мм
|
разрушении
|
0,05
|
0,2
|
0,05
|
0,2
|
|
Преднапряженная со стальным
цилиндром δ = 1,5 мм
|
0
|
17
|
40
|
60
|
0
|
0
|
0
|
38,7
|
77***
194
|
Самонапряженная со стальным
цилиндром δ = 1,5 мм и арматурным каркасом:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
усиленным
|
1,8**
|
80
|
120
|
250
|
70
|
100
|
180
|
38,3
|
38,3
|
легким
|
1,2**
|
70
|
100
|
250
|
60
|
90
|
150
|
31,5
|
31,5
|
То же, δ = 2 мм
(без арматурного каркаса)
|
0,7**
|
70
|
100
|
250
|
60
|
90
|
150
|
33,0
|
33,0
|
_____________
* Срок эксплуатации принят:
преднапряженной трубы - 10 лет в агрессивном и 25 лет в нормальном грунте;
самонапряженной - 50 лет в том и другом грунте.
** После коррозии стального
цилиндра воспринимает эксплуатационные нагрузки классов соответственно I, II и III.
*** Над чертой - в нормальных
грунтах, под чертой - в агрессивных.
Производство
самонапряженных труб целесообразно организовывать в первую очередь на
действующих предприятиях по выпуску предварительно-напряженных напорных труб со
стальным цилиндром. Использование основного технологического оборудования,
несмотря на введение при этом новых постов (размещение готовых арматурных
каркасов в стальном цилиндре и защита наружной поверхности последнего от
коррозии) позволяет в целом упростить технологии изготовления (исключается
такие переделы, как навивка преднапряженной арматуры, формование наружного слоя
и второй цикл тепловой обработки), повысить несущую способность и
долговечность, а также снизить металлоемкость напорных труб со стальным
цилиндром.
Сравнительные
характеристики напорных труб со стальным цилиндром (предварительно-напряженных
и самонапряженных) по средним результатам испытаний с учетом долговечности и
металлоемкость приведена в табл. 5.
СОДЕРЖАНИЕ