Jak správně betonovat silnici?

Dnešní téma je pro mnohé automobilové nadšence dost bolavým bodem – budu mluvit o poměrně unikátní a poměrně vzácné technologii – stavbě betonové silnice bez výztuže. Zjistíme, jestli je to možné? Bude beton tak pevný jako tradiční železobeton a jak se takový beton pokládá? Dnes budu nejen mluvit o této technologii, ale také vám ukážu proces pokládky betonu bez výztuže.

Nejprve si ujasněme terminologii. Mnozí, kteří se nezabývají stavebnictvím, jsou zmateni dvěma pojmy, betonem a cementem. Takže prášek šedé polevy je cement, který se obvykle nachází v balených sáčcích v obchodě. Když se cement smíchá s různými složkami – pískem, štěrkem, vodou a dalšími chemickými prvky – získá se betonový roztok nebo jednoduše beton. Beton je zase rozdělen do tříd a tříd na základě pevnosti a typu. Ty a já nepůjdeme do těchto divočin.

Beton je výborný a odolný materiál, ale pevný je pouze při tlakových silách (jinými slovy stlačení), tzn. schopné vydržet těžké zatížení pod tlakem. Pokud se pokusíte beton natáhnout, okamžitě se zlomí, protože. Samotná betonová konstrukce není schopna odolat ani velmi malým tahům. Ocel se zase chová přesně opačně, dobře snáší tah, ale její chování při stlačení není příliš důležité.

Takže pomocí několika jednoduchých manipulací s vaší chytrou hlavou můžete dojít k závěru, že pokud smícháte tyto dva materiály, můžete získat materiál, který se perfektně chová jak v tlaku, tak v tahu. Přesně to udělali stavitelé a vynalezli železobeton. To je důvod, proč dnes na staveništích všude trčí armatura.

Někdo se může zeptat, jak se beton natahuje? Tažné síly jsou přítomny všude. Například, když auto jede po mostním rozpětí, železobetonové pole se pod tíhou auta ohne, a tak beton v horní části rozpětí bude vystaven tlaku a beton ve spodní části bude vystaven napětí. Z tohoto důvodu jsou mostní pole ve spodní části zesílena.

Takové zdánlivě jednoduché řešení však s sebou nese několik problémů, lépe řečeno dva. Za prvé, instalace výztuže je velmi dlouhý a pracný proces a za druhé je ocel sama o sobě velmi drahý materiál. Pokud se tedy zbavíte oceli, můžete ušetřit spoustu peněz a času. Jen to neříkej auto silnici.

Jak být? Je možné položit betonovou vozovku bez výztuže? A odpověď je velmi jednoduchá – samozřejmě můžete!

Roller-Compacted Concrete, RCC, pokud je tento název přeložen do ruštiny doslovně, dostanete beton položený pomocí hutnění pomocí válců.

Technologie RCC nelze použít všude, používá se pouze tam, kde se beton pokládá v rovných, širokých a relativně tenkých vrstvách, tzn. tuto technologii lze použít při výstavbě jakéhokoli typu povrchu vozovky, jako jsou dálnice a silnice, letištní dráhy, podlahy skladů a parkovací plochy. Kromě toho lze RCC použít při výstavbě přehrad, přelivů a dalších vodních staveb.

Začněme historií. Samotná technologie sahá až do 60. let a několik přehrad bylo postaveno po celém světě pomocí RCC. Tato technologie však získala širokou publicitu poté, co byla použita v těžebních operacích v Kanadě. Faktem je, že třídírny dřeva nedisponovaly kvalitními krytinami a těžké náklaďáky dřeva neustále uvízly v bahně a zastavovaly práce, takže inženýři dostali za úkol navrhnout krytinu na velkou plochu, která vydrží velké zatížení. speciální zařízení naložené dřevem. Pak si inženýři vzpomněli na RCC.

Nyní pojďme zjistit, jak se vyrábí beton. Nejprve inženýři vypočítají na papíře pevnost betonu, která se skládá z poměru cementu a vody, a také tvaru a pevnosti štěrku. Čím více vody, tím méně odolný beton. Pokud naopak není dostatek vody, část cementu zůstane suchá a beton bude vadný. Cementu by mělo být tolik, aby v něm byla obalena všechna zrnka písku a štěrku, protože cement je spojovací článek. Štěrk musí být také odolný, protože. při prasknutí bude štěrk prvním prvkem v betonu, který selže. Pevnost a chování betonu ovlivňují i ​​různé chemické přísady, vzduchové bubliny v betonu, kvalita vody a poměr štěrku a písku, ale to jsou vedlejší faktory.

Tradiční beton se vyrábí takto: nalijte vodu do míchačky, přidejte cement, poté písek a štěrk. To vše se důkladně promíchá a výsledkem je jednotný tekutý roztok, konzistencí připomínající želé, s viditelnými známkami přítomnosti vody.

Výrobní proces RCC se výrazně liší od běžného betonu. RCC obsahuje přibližně o 30 % méně cementu než tradiční beton. Poměr vody a cementu je také snížen asi 2x, přičemž ve směsi zcela chybí hrubý a střední štěrk, pouze velmi jemný štěrk a písek. Výsledkem je, že beton je zcela suchý, bez zbytkové vody, s konzistencí připomínající drobivý mokrý písek.

Jaká je konečná pevnost betonu? Bez větších problémů můžete získat 40 MPa, ale pokud se trochu potrápíte, můžete získat 70 MPa.

RCC musí být položen na velmi dobře zhutněný povrch půdy. K tomu se nejprve odřízne horní vrstva úrodné půdy, poté se spodní vrstva půdy dobře promíchá s vápnem a vodou, proces míchání se nazývá stabilizace. Vápno se používá k udržení stálého procenta vlhkosti v půdě.

Celý proces stabilizace vypadá takto: nejprve po zemi jezdí zavlažovač, který vše zalévá vodou. Za postřikovačem přichází sud s vápnem, který rozstřikuje zem roztokem, a za nimi se pomalu plíží stabilizátor, nazývaný také recyklátor. Tento stroj má nože, které rotují vysokou rychlostí až 20 centimetrů půdy, jako zemědělské pluhy a vytvářejí rovnoměrně promíchanou vrstvu půdy s vápnem a vodou.

Po stabilizaci je zemina zhutněna vibračním válcem a zabalena do geotextilie, poté zasypána štěrkem, který je rovněž zhutněn vibračním válcem. Tato vrstva štěrku bude sloužit jako drenáž pro vodu. Pak se nasype další zemina, která se stabilizuje stejným způsobem, ale ne vápnem, ale cementem. Nyní je vše připraveno k pokládce betonu.

Celá měšťanka vypadá takto: úplně dole 20 cm stabilizované zeminy s vápnem, pak geotextilie, pak 10 cm štěrku na odvod spodní vody, pak 30 cm stabilizovaná zemina s cementem, a pak 46 cm betonu, ve dvou vrstvách každý 23 cm.

Proces pokládky RCC se také velmi liší od typického železobetonu a vypadá podobně jako proces pokládání asfaltu. Za prvé se nepoužívá betonová dlažba, ale místo toho se používá vysoká pěchovací dlažba. Takový finišer je schopen poskytnout povlaku hustotu 90 až 96 % od prvního průchodu. Za druhé se používají konvenční asfaltové vibrační válce, aby bylo dosaženo požadované hustoty materiálu, což je velmi důležité. Hustota povlaku by měla být 99 %, takže vše, co není zhutněno finišerem, přenecháme válcům. Konvenční betonové vibrátory se při pokládce nepoužívají, jak jsme se již dozvěděli dříve – beton neobsahuje vodu a není možné jej rozvibrovat tradičními betonovými vibrátory. Z vědeckého hlediska má RCC to, co inženýři nazývají „negativní“ koeficient ponoru, jinými slovy jakákoli zbytková voda v RCC jej činí nepoužitelným.

V betonu také nejsou žádné tepelné spoje. Do nedávné minulosti se v poslední době vůbec nevyráběly, technologie se trochu změnila a nyní se švy řežou kotoučovou pilou pár dní po položení betonu. Řez bude následně utěsněn silikonem. Tepelné spoje v zásadě nejsou potřeba, ale jejich přítomnost zakonzervuje betonové těleso bez povrchových trhlin po delší dobu.

Povrch RCC je navíc velmi odlišný od běžného betonu, je plný nerovností, drobných prasklin a nerovností. Povrch RCC po finišeru je velmi tvrdý, lze po něm volně chodit a jezdit, což válce dělají. Na rozdíl od tradičního betonu nezůstanou na RCC nátěru žádné stopy.

Po patách vrstvy následují laboranti – jejich úkolem je kontrolovat hustotu nátěru a procento vody v plátně.

Rychlost pokládky je asi 3 metry za minutu, což je mnohem rychlejší než tradiční beton, rychlostí 60 cm za minutu. Tloušťka jedné vrstvy nátěru může dosáhnout až 25 cm a šířka položeného pásu může být až 9 metrů.

3 dny po položení plátna budou odebrány vzorky betonu pomocí vrtáků, úkolem těchto vzorků je zkontrolovat hustotu styku dvou vrstev betonu mezi sebou a za druhé zkontrolovat pevnost samotného betonu. Odebrané lahve se takto v laboratoři zničí.

Plátno je připraveno k plnému provozu po 7 dnech, nikoli po 28, jako běžný beton.

Mimochodem, zajímavý bod: při prohrabávání se knihovnou a čtení historie vzniku RCC jsem narazil na jedno velmi zajímavé dílo. Faktem je, že v roce 2003 byla ve Spojeném království vydána kniha o zkušenostech s používáním RCC ve světě s názvem „RCC Technology in Dam Construction“. Jednu z vědeckých zpráv napsali dva moskevští profesoři o zkušenostech s projektováním přehrady v Angole, zvané Kapanda. Výška hráze je 110 metrů, délka téměř jeden a půl kilometru; Těleso hráze bylo vyrobeno z RCC o celkovém objemu 1.1 milionu metrů krychlových. Nejzajímavější je, že přehrada byla navržena na konci sovětské éry. Rusko používá zajímavá řešení ve stavebních záležitostech, ale bohužel z nějakého důvodu ne na svém území a ne pro své dobro.

Takové věci a taková zajímavá technologie.

Mimochodem, o tradičním pokládání silnic pomocí železobetonu je video na toto téma na kanálu How It’s Made.

No, velmi brzy začneme stavět dům v USA, řeknu vám a ukážu celý proces stavby.

Betonové silnice se v Evropě objevily již dlouho a osvědčily se jako dobré. Vzhledem k jejich vysoké ceně se však v naší zemi používají hlavně na soukromých místech a vjezdech do domů.

Betonování se provádí pomocí speciálních strojů, protože Dělat to ručně je velmi obtížné a časově náročné.

Výhody a nevýhody

Betonová silnice má své výhody i nevýhody. Podívejme se na hlavní výhody takové silnice:

• Betonový nátěr nevyžaduje opravu a může trvat až 40 let. Jeho životnost oproti asfaltu nepřesahuje 10 let;
• Při pohybu po betonových plochách spotřebují auta méně paliva. Je to dáno tím, že se vozovka pod tíhou velkotonážních kamionů nedeformuje. Díky tomu je plynulejší a nemusíte zpomalovat ve výmolech.
• vysoký stupeň odolnosti vůči povětrnostním podmínkám – silné srážky nebo změny teploty;
• snížení emisí škodlivých látek do ovzduší. Je to dáno nižší spotřebou paliva v autě. Nižší spotřeba znamená méně emisí do atmosféry.

Mezi nevýhody betonových silnic patří jejich vysoká cena. Je však třeba vzít v úvahu skutečnost, že postupem času se cena betonových vozovek ve srovnání s asfaltovými cestami postupně vyrovnává. Další nevýhodou je, že při velkých mrazech plátno klouže.

Struktura vozovky

Konstrukce betonové vozovky se skládá z následujících vrstev:

• podklad – slouží jako podklad pro budoucí krytí. Skládá se z drenážního drceného kamene a písku;
• zpevnění – slouží jako vrstva mezi základní a hlavní vrstvou. Požadováno bednění;
• hlavní je samotný nátěr betonu, skládající se z jedné nebo více vrstev.

Chcete-li nátěr aplikovat na půdu s vysokým obsahem podzemní vody, musíte plátno dodatečně hydroizolovat. K tomu se používá střešní lepenka, která chrání beton před možnou korozí.

Materiály pro betonovou vozovku

Základem plátna bude beton M400. Jeho vysoká pevnost zajistí maximální odolnost proti těžkým nákladům nákladních vozidel. Pro betonové řešení budete potřebovat vodotěsný portlandský cement, 5 dílů drceného kamene a 2 díly písku. To vše je potřeba smíchat s vodou. Pro zvýšení hydrofobnosti směsi se do ní přidávají plastifikační modifikátory.

K provedení práce je lepší použít tovární produkt, protože i pro malé místo bude zapotřebí velké množství směsi. Samotný roztok se nalije po částech.

Technologie desky

Betonové cesty lze také vyrobit pomocí desek. Nejprve vytvořte dilatační spáry rozdělením úseků, které mají být vyplněny. Dutiny mohou být vyplněny silnou lepenkou nebo dřevem absorbujícím energii. Pomocí utěsněné látky se v hloubce půl metru instaluje hydroizolační vrstva. To je nezbytné, aby se zabránilo vniknutí nečistot pod povlak a v důsledku toho jej chránili před zničením.

Výztuha prochází bočními plochami pomocí speciálního mechanismu. Šířka dvou jízdních pruhů by měla být od 6 do 9 m. Mezi nimi je upevněna smršťovací spára, která eliminuje výskyt trhlin.

Ve druhé fázi vytváření vozovek se tvoří ložní vrstva. Je třeba ji navlhčit a pokrýt hydroizolací. Poté se provede plnění a pomocí speciálního zařízení se povrch vyrovná. Všechny vrstvy musí být pečlivě zpracovány, aby byla zachována jednotnost.

Péče o silnice

Neobvyklou péči vyžadují i ​​speciální silnice. Podle stávajících norem může být betonová cesta otevřena 28 dní po nalití. V tomto období beton získá požadovanou pevnost.

Aby byla vozovka chráněna, musí být ošetřena hydrofobní kapalinou nebo pěnou, která tvoří voděodolný film. Takové výrobky budou chránit plátno před teplotními změnami a nadměrnou vlhkostí. U dálnic je však tento typ ochrany považován za negativní, protože zhoršuje přilnavost kol automobilu k vozovce.

Pokud se objeví praskliny, je třeba je účinně odstranit. K tomu je třeba je nejprve vyčistit a navlhčit. Pokud jsou trhliny malé, lze je utěsnit tmelem. Velké deformace je lepší vyplnit roztokem.