Блог

Jun 19, 2023

Знатоки бетона настраивают смеси и методы для шоссе и мостов

На платной дороге имени Джейн Аддамс в Иллинойсе грузовики заливают оптимизированные бетонные смеси с пониженным содержанием портландцемента. ФОТОГРАФИИ ПРЕДОСТАВЛЕНЫ УПРАВЛЕНИЕМ ПЛАТНЫХ ШОССЕ ШТАТА ИЛЛИНОЙС

На платной дороге имени Джейн Аддамс в Иллинойсе грузовики заливают оптимизированные бетонные смеси с пониженным содержанием портландцемента.

ФОТОГРАФИИ ПРЕДОСТАВЛЕНЫ УПРАВЛЕНИЕМ ПЛАТНЫХ ШОССЕ ШТАТА ИЛЛИНОЙС.

В строительстве нового платного моста использованы высокопрочный бетон и нержавеющая сталь.

ФОТОГРАФИИ ПРЕДОСТАВЛЕНЫ УПРАВЛЕНИЕМ ПЛАТНЫХ ШОССЕ ШТАТА ИЛЛИНОЙС.

Бесструнная укладка тротуарной плитки – это постоянная тенденция.

ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНО ACPA

Рабочий (слева) готовит смесь, которая приобретает прочность за счет карбонизации, а не гидратации, но похожа на портландцемент.

ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНО СОЛИДИЯ

В новых мостах используются новые соотношения бетонной смеси.

ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНО Figg BRIDGE GROUP

Бригады моют участок дороги в Сент-Луисе, штат Миссури, используя итальянский «дымящийся» бетон.

ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНО ITALCEMENTI

Исследователи используют пластиковые сухожилия с памятью формы в испытаниях самовосстанавливающегося бетона.

ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНО КАРДИФФСКИМ УНИВЕРСИТЕТОМ

Подобно современным шеф-поварам, совершенствующим классические методы, инсайдеры бетонной промышленности заново экспериментируют с ингредиентами — добавками и заполнителями, такими как летучая зола, шлак и карьерные отходы — и «покрытием», которое включает в себя такие методы, как укладка двухподъемников и мониторинг гладкости в реальном времени. И, как и многие повара, которые подчеркивают аспекты еды для здоровья, специалисты по бетону переориентируют свои цели с прочности материала на его долговечность и долговечность.

Индекс статьи:

«По сути, мы пытаемся изменить фундаментальную основу, на которой мы проектируем бетонные покрытия», — говорит Джеральд Фойгт, президент и генеральный директор Американской ассоциации бетонных покрытий. «Мы пытаемся разработать новые смеси и провести квалификационные испытания, основанные на химической стойкости, устойчивости к замерзанию и т. д., а не на прочности».

Стремление создать стандарты для бетона, способного быстрее схватываться и выдерживать экстремальные погодные условия и химические вещества, частично обусловлено соображениями устойчивости, говорит Мишель Уилсон, директор по бетонным знаниям Ассоциации портлендского цемента. «Современные стандарты предусматривают конкретные коды, но один размер не подходит всем», — отмечает она.

Общенациональные исследовательские усилия, в том числе в Федеральном управлении шоссейных дорог (FHWA) и в Национальном центре бетонных технологий Университета штата Айова (Технологический центр CP), работают над новыми стандартами для «определения того, что важно, как это измерить и как это указать». Фойгт добавляет. «Это действительно набирает обороты, и в течение последних двух лет мы разрабатывали стратегию того, как нам это сделать».

Питер Тейлор, директор Технологического центра CP, говорит, что критические параметры уже разработаны. «Следующий этап — найти методы испытаний для измерения этих свойств, и большая часть этой работы завершена, включая полевые оценки в семи штатах прошлым летом», — говорит он. «Далее идет выбор пределов прохождения-неудач для регионов и климата». Команда надеется этой осенью разработать спецификацию для рассмотрения государственными транспортными чиновниками, добавляет он.

В настоящее время отрасль осознает, что для хороших смесей не требуется столько вяжущего материала, как считалось ранее, говорит Том Ван Дам, директор инженерного консультанта NCE. «Летучая зола и шлак, обладающие пуццолановыми свойствами, при правильном использовании могут сделать бетон более прочным и значительно снизить выбросы углекислого газа».

В свою очередь, благодаря уменьшению потребности в вяжущем материале, этот процесс сокращает затраты, говорит Стив Гиллен, менеджер по материалам Управления платных автомагистралей штата Иллинойс. «Мы увеличиваем использование летучей золы и шлака в наших смесях. Тридцать пять процентов — это наш минимум для замены портландцемента, но он может доходить и до 50%.

По словам Гиллена, 15-летняя программа капиталовложений в 12 миллиардов долларов США служит постоянной демонстрацией полевых испытаний различных конкретных исследований совместно с научными кругами и промышленностью. Агентство провело испытания дорожного покрытия с двумя подъемниками; заполнители карьерных отходов, такие как сверхтонкие пески в смесях; а также устойчивые к растрескиванию бетонные и сборные подходные плиты, которые уменьшают количество стыков в настилах. Другие усилия включают модернизацию непрерывно железобетонного покрытия (CRCP), например, оптимизацию его количества и применения. Власти также используют автоматизированную систему испытаний под нагрузкой, которая способна измерять в режиме реального времени геотехнические свойства земляного полотна (см. стр. 27).