Минеральные конструкционные материалы. Бетон судостроительный


Состав бетонной смеси | Минеральные конструкционные материалы

Состав бетонной смеси устанавливают исходя из заданных качественных показателей бетона. При определении расхода цемента на 1 м3 бетона учитывают необходимость получения требуемых пластичности смеси и прочности затвердевшей композиции, а также минимальную его стоимость. Обычно в бетоне количество цемента составляет 10—15 %, воды и инертных наполнителей — 90—85 % массы (табл. 9.3).

Бетон приготовляют в бетоносмесителях: при непрерывном вращении смесительного барабана в него последовательно загружают цемент и песок, щебень или гравий. После тщательного перемешивания сухих составляющих добавляют воду. Количество загружаемых в смесительный барабан составных частей бетонной смеси рассчитывают на один замес. Приготовленную бетонную смесь укладывают в бетонируемое пространство. Для удобства ведения работ свежеприготовленная бетонная смесь должна иметь достаточную подвижность и удобоукладываемость. С целью получения более прочного бетона его уплотняют вибрированием. После изготовления прочность бетона растет особенно быстро в течение первых 7—14 суток. При температуре 15—25 °С и относительной влажности окружающего воздуха 90—100 % судостроительный бетон достигает проектной прочности, необходимых водонепроницаемости и морозостойкости через 28 суток.

Таблица 9.3. Составы тяжелых судостроительных бетонов марок 400 и 600
Область применения Осадка конуса, см Расход материалов на 1 м3 бетона, кг Примечание
Цемент Вода Песок Щебень
Горизонтальные элементы толщиной 80 мм и более 2—4 500 180—190 635 1080 Фракции щебня: 15—20 мм — 600 кг, 10—15 мм —300 кг, 3— 10 мм — 180 кг
Горизонтальные элементы толщиной 50—80 мм, вертикальные толщиной 80 мм и более 2—8 525 190—200 605 1075 Фракции щебня: 10—15 мм —720 кг; 3—10 мм— 355 кг
Элементы стыков омоноличивания: вертикальные толщиной до 80 мм, горизонтальные толщиной до 50 мм 4—10 550 200—210 575 1070 Фракции щебня: 3—10 мм — 1070 кг
Вертикальные элементы стыков омоноличивания и стыки с большим насыщением арматурой 10—15 570 210—215 550 1070 Фракции щебня: 3—10 мм — 1070 кг

При твердении бетона в воде он получается более прочным, плотным и долговечным. В сухой среде, после того как окончится поглощение воды цементом и оставшаяся свободная вода испарится, твердение бетона прекращается. При температуре воздуха ниже 5 °С рост прочности бетона замедляется, а при 0 °С и ниже практически прекращается. При повышенной температуре (50—80 °С) и относительной влажности среды 90— 100 % происходит ускоренное твердение бетона. При строительстве железобетонных судов наиболее распространенным способом ускоренного твердения бетона является пропаривание его при повышенной температуре и высокой относительной влажности.

Особенность судостроительного бетона для корпусов железобетонных судов и плавучих сооружений состоит в том, что при длительных сроках постройки он подвергается нагрузкам (вступает в работу) позже, чем через 28 суток с момента его приготовления, т. е. в возрасте 90, 180 суток и более. За это время в зависимости от условий созревания бетона его прочность продолжает увеличиваться. Значительно повышаются со временем водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

В зимних условиях бетонные работы производят на подогретых материалах или вводят в состав бетона специальные добавки, предохраняющие воду от замерзания и обеспечивающие условия для ее химической реакции с цементом. Воду, песок и щебень подогревают до 30—40 °С. При выходе бетонной смеси из бетоносмесителя такой подогрев обеспечивает ее температуру в пределах 25—30 °С. Для придания судостроительному бетону способности твердеть при температуре ниже 0 °С в его состав с водой вводят отдельную добавку — нитрит натрия. Он способствует снижению температуры замерзания воды и соответственно бетона до —15 °С. Добавка нитрита натрия не вызывает коррозии стальной арматуры и не сокращает сроков схватывания цемента.

При изготовлении конструкций из судостроительных бетонов качество составляющих бетонной смеси и бетона контролируют проверкой соответствия применяемых материалов (цемента, песка, крупных наполнителей, воды) требованиям ГОСТов, определением влажности наполнителей и при необходимости внесением соответствующих поправок в состав бетонной смеси, проверкой правильности дозировки составляющих и продолжительности их перемешивания, проверкой подвижности бетонной смеси, наблюдением за укладкой бетона, проверкой условий твердения бетона, испытанием контрольных бетонных образцов.

www.stroitelstvo-new.ru

6.2 Железобетон

Общие указания

6.2.1 Все материалы, применяемые для постройки судов, должны удовлетворять требованиям стандартов, технических условий и настоящего раздела Правил.

6.2.2 Отсеки судна, используемые для хранения нефтепродуктов, следует изготавливать из специального нефтенепроницаемого бетона.

Бетон

6.2.3 Для корпусов плавучих кранов и транспортных судов следует применять судостроительные бетоны классов не ниже В40, а для остальных судов — В30.

Под классом бетона понимается класс по прочности на сжатие.

6.2.4 Марку бетона по морозостойкости для смачиваемых элементов корпуса (днище, борта, открытые участки палубы, непроницаемые переборки, ограничивающие балластные отсеки и т. п.) следует назначать с помощью табл. 6.2.4 в зависимости от климатических условий района, в котором предполагается эксплуатация судна. Для не смачиваемых элементов корпуса, а также надстроек марка по морозостойкости должна быть не менееF50.

6.2.5 Испытания судостроительного бетона c целью определения параметров прочности, а также непроницаемости, морозостойкости проводят в соответствии с указаниями стандартов и других руководящих технических материалов, согласованных с Речным Регистром.

Таблица 6.2.4

Климатические условия

Марка морозостойкости судостроительного бетона при числе циклов замораживания и оттаивания за зимний период

до 50

от 50 до 100

свыше 100

Умеренные

F50

F100

F150

Суровые

F100

F150

F200

Особо суровые

F150

F200

F250

Примечание. Умеренные климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца от 0 до –10 С, суровые условия — от –10 до –20 С, особо суровые — ниже –20 С.

Для судов с длительным циклом постройки допускается определять параметры прочности бетона в «возрасте» 60 и 90 дней.

6.2.6 Если бетон одного и того же состава созревает в естественных условиях и при пропаривании, то для проверки непроницаемости и морозостойкости можно ограничиться испытанием только пропаренного бетона.

6.2.7 При серийном строительстве судов из бетона с одинаковыми составом, режимом созревания и параметрами прочности допускается по согласованию с Речным Регистром проводить одно испытание на морозостойкость для нескольких судов.

6.2.8 Если проектом предусматривается проверка параметров прочности бетона в различные сроки, отличающиеся от 28‑дневного, то для каждого срока необходимо отбирать и испытывать образцы от каждой партии бетона.

6.2.9 Содержание цемента в тяжелом и легком бетоне должно быть не менее 450 кг/м3.

В бетоне для закрытых палуб и переборок содержание цемента может быть снижено на 15 % по сравнению с указанным при условии, что получаемый бетон будет удовлетворять требованиям 6.2.3 – 6.2.5.

6.2.10 Судостроительный бетон должен хорошо заполнять форму (опалубку) и не расслаиваться при выбранном способе укладки, а также не должен иметь усадочных трещин при назначенном режиме созревания.

6.2.11 В случае предъявления к судостроительному бетону требований нефтенепроницаемости, повышенной истираемости, стойкости против агрессивной среды и прочих условия их обеспечения должны быть специально оговорены и в каждом отдельном случае согласованы с Речным Регистром.

6.2.12 Для бетонирования межсекционных соединений допускается мелкозернистый (песчаный) бетон, состав которого и укладка должны быть дополнительно согласованы с Речным Регистром.

studfiles.net

Армоцемент чугунобетон | Минеральные конструкционные материалы

Примеры основных физико-механических свойств судостроительных бетонов приведены в табл. 9.4.

Растворы цемента, бетон и железобетон находят неограниченное применение в судостроении. Водоцементным раствором покрывают   внутреннюю  поверхность   цистерн для  питьевой воды. Из цементного раствора делают лункообразный водопроток вдоль бортов судна между выступающей кромкой ширстрека и ватервейсовой полосой, в льялах между наружной обшивкой днища и наклонным междудонным листом. Кроме обеспечения водопротока цементный раствор защищает металл и сварные соединения от коррозии. Бетоном заполняют узкие места в оконечностях судна (фор-и ахтерпик), обеспечивая этим его удифферентовку и защиту труднодоступных мест от коррозии, фундаменты под палубные механизмы (палубные лебедки, шпили) и некоторые дельные вещи (кнехты, степсы мачт). Железобетон применяют для постройки судов, плавучих доков, дебаркадеров, барж и других плавучих сооружений, на втором дне металлических судов поверх тепловой изоляции, в рефрижераторных трюмах и др. Бетон и железобетон широко используют на судостроительных заводах для изготовления фундаментов под оборудование и механизмы, в качестве основания для подкрановых путей, при строительстве набережных, пирсов, сухих доков и т. п.

Армоцемент — тонкостенные конструкции из мелкозернистого бетона, армированного ткаными или сварными сетками из тонкой стальной проволоки с ячейками небольшого размера. В судостроении армоцемент применяют при изготовлении несущих и внутренних конструкций корпуса яхт. По сравнению с конструкциями из обычного железобетона армоцементные конструкции отличаются малой толщиной стенок (15—20 мм), повышенной водонепроницаемостью, меньшим трещинообразованием. К недостаткам армоцемента относятся сравнительно низкая огнестойкость и необходимость создания противокоррозионной защиты поверхности бетона и сетки.

Таблица 9.4. Основные физико-механические свойства судостроительных бетонов
Свойства бетона в возрасте 28 сут Марка  бетона
300 400 500 600 300 400
Вид бетона Тяжелый Легкий
Объемная масса, кг/м3 2400 2430 2430 2430 1860 1900
Предел прочности. МПа:
при сжатии 30 40 50 60 30 40
при изгибе 5,0 5,0 6,0 6,5 4,5 5,5
при растяжении 2,5 3,0 3.4 3,6 2,4 3,0
Водонепроницаемость, МПа 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Морозостойкость, циклы 200 300 300 300 200 300

Полимерцементным бетоном называют бетон или композиционный материал типа бетона, в который для улучшения свойств (прочности, адгезии) введен полимер. Полимеры вводят в бетонную смесь в виде водных дисперсий (латексов). Полимерцементный бетон имеет высокие водонепроницаемость и морозостойкость, прочность при растяжении, стойкость к действию агрессивных жидкостей и газов. В судостроении полимерцементные бетоны применяют в качестве палубных мастичных покрытий, шпатлевочных составов.

Чугунобетон представляет собой композиционный материал, состоящий из связующего (портландцемента), воды и наполнителя (чугунной дроби). Для приготовления чугунобетона применяют портландцемент марки не ниже 400 и литую чугунную дробь размером от 3 до 6 мм. В весовом составе чугунобетона содержится 8,6% цемента, 6,1% воды, 85,3% дроби. Чугунобетон применяют в качестве несъемного твердого балласта, специально загружаемого в междудонное пространство, фор- и ахтерпики, с целью повышения остойчивости различных типов судов (промысловых, сухогрузных и др.). Приготовление чугунобетона начинается с замешивания водоцементного раствора в растворосмесителе. Затем растворонасосом раствор подают в балластируемые отсеки и заливают до определенного уровня. По трубам сжатым воздухом транспортируют дробь и засыпают ее в залитый водоцементный раствор. Смесь уплотняют глубинным вибратором. Затвердевший материал прочно сцепляется с наружной обшивкой и набором корпуса в балластируемых отсеках судна. Объемная масса чугунобетона 5200—5400 кг/м3.

www.stroitelstvo-new.ru

Железобетонное судостроение Википедия

Железобетонное судостроение — одно из направлений в развитии кораблестроения, которое занимается использованием бетона и железобетона в качестве основного материала для производства корпусов морских и речных плавсредств различного назначения.

История

До 1915 года строительство железобетонных судов единичными экземплярами шло во всех странах, включая Турцию и Китай. В 1915 году обострился дефицит тоннажа действующего флота и одновременно возникла нехватка промышленных запасов стали, что заставило все развитые страны заняться использованием железобетона для постройки кораблей и судов. До 1919 года эти работы велись в США, Великобритании, Италии, Германии, Франции, Норвегии, Швеции, Дании и Голландии, за это время было построено не менее 1000 железобетонных судов (морских буксиров, самоходных паромов, моторных баркасов, барж и т. п.) общим тоннажем более 600 тысяч тонн. С окончанием Первой мировой войны интенсивное строительство плавсредств из железобетона за рубежом сошло на нет[1]. В СССР же оно начало интенсивно развиваться после Октябрьской революции, а к тридцатым годам на бывшей Рыбинской верфи уже выпускались серии бетонных судов для задач внутреннего плавания. В 1946—1948 годах массовое строительство бетонных плавсредств было развёрнуто на Батуринской, Городецкой, Костромской, Сокольской, Свирской и Шатилковской речных верфях[2].

В послевоенное время, в Западной Германии для экономии стали было построено и спущено на воду пятьдесят 300-тонных сухогрузов для судоходства в Северном море, на Балтике и вдоль Норвежского побережья. Корпус таких сухогрузов продемонстрировал высокую устойчивость к динамическим нагрузкам во время испытаний (было подорвано 100 кг динамита установленного под водой на глубине 10 м вплотную к корпусу судна).[3]

Судостроительный бетон и железобетон

Американский железобетонный нефтеналивной пароход «Пало-Альто» (Калифорния, 1920 год)

Возведение плавучих сооружений из железобетона (доков, дебаркадеров) обладает более высокой экономической эффективностью по сравнению с постройкой аналогичных металлических конструкций из-за низкой стоимости бетонных строительных элементов, их повышенной долговечности и упрощённой технологии постройки.

Основными свойствами такого бетона являются статическая и динамическая прочность, непроницаемость для жидкой фазы, устойчивость к воздействию морской и пресной воды, тузлука, нефтепродуктов и т. п. Как правило, бетонные смеси для кораблестроения получают смешиванием цемента, воды и специальных заполнителей, в качестве которых выступают гравий, щебень, керамзит, природный кварцевый песок, искусственный песок (дроблёные плотные горные породы). При замене заполнителя на стальную арматуру в виде объёмных и плоских каркасов, проволоки, стержней, проволочных пучков и пакетов, сварных сеток возникает новый материал — железобетон. Повышение его прочности можно осуществить механическим или электротермическим напряжением арматуры[4].

Примечания

  1. ↑ Железобетонные суда // Техническая энциклопедия / Л. К. Мартенс. — М.: Советская энциклопедия, 1929. — Т. 07. — Стб. 835—838
  2. ↑ Н. М. Егоров и др. Справочник по железобетонному судостроению (суда внутреннего плавания). — Л.: «Судостроение», 1969.
  3. ↑ Germany: Concrete Ships. // Military Review. — July 1947. — Vol. 27 — No. 4 — P. 68.
  4. ↑ Железобетонное судостроение // Морской энциклопедический справочник в 2-х томах / Под ред. Н. Н. Исанина. — Л.: «Судостроение», 1987. — Т. 1. — С. 247. — 512 с.

Литература

  • З.П. Бондурянский и др. Морские железобетонные суда (проектирование корпуса). — Л.: «Судостроение», 1966.

Ссылки

wikiredia.ru


Смотрите также