Основные материалы и изделия, применяемые

В ПОРТОВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

 

При строительстве портовых сооружений применяются материалы, которые используются для объектов гражданского и промышленного строительства.

Однако к материалам, используемым в морском гидротехническом строительстве, предъявляются дополнительные требования. Портовые сооружения должны обладать стойкостью против разрушающих физико-химических и химических воздействий воды, биологических воздействий и разрушающего воздействия волнения, льда и наносов.

Материалы, производство которых организовано в пределах административного района, где осуществляется строительство, называются местными (камень, щебень, песок, гравий и др.) и распределяются местными планирующими органами. Металлы, цемент, железобетон, битум, резина, пластмассовые изделия поступают на строительство через отраслевые управления материально-технического снабжения. Каждый вид материала должен удовлетворять по качеству определенным требованиям, установленным стандартам.

При поступлении на строительство к материалу должен быть приложен сертификат, паспорт, в которых указывают основные физико-химические или другие данные, удостоверяющие соответствие материала требованиям, предусмотренным проектом.

Дерево. В настоящее время дерево применяется в качестве основного материала для конструкций только в районах, где этот материал является местным. В северных портах в качестве свай, ряжей деревянных эстакад используется дерево хвойных пород, где оно является дешевым и сравнительно долговечным материалом.

В морской воде дерево подвергается биологической агрессии со стороны древоточцев, которые в некоторых условиях могут разрушить древесину за несколько месяцев.

Однако некоторые породы деревьев субтропической и тропической зон – пальмовые, мангровые и эвкалиптовые – хорошо противостоят действию древоточцев и с успехом применяются в зарубежных портах.

Эффективное средство защиты древесины от древоточцев – антисептические пропитки дерева различными токсическими веществами. Антисептики разделяют на водные (растворимые в воде) – медный купорос, хлористый цинк и др. и масляные – креозотовое масло, нефтяные остатки, торфяная смола и т.д. Основные требования к антисептикам это достаточная токсичность и несмываемость в течение длительного времени. Для защиты древесины от возгорания применяют специальную пропитку (антипирены).

Камень. Скальные грунты, добываемые взрывами в каменных карьерах. Основные требования: прочность, морозостойкость, большая плотность. Масса отдельных камней должна быть не менее установленной нормами. Камень применяется для устройства основания причалов (постели) с тыловой стороны причальных стен, для укрепления откосов, для мощения и т.д. Путем дробления камня получают щебень, используемого в качестве крупного заполнителя для бетонных и железобетонных изделий. Размер зерен щебня и гравия, включаемых в состав гидротехнического бетона, принимают не более 80 мм.

Бетон. Искусственный строительный материал, получаемый в результате затвердения смеси цемента, воды и заполнителя (песок, щебень или гравий). В строительстве применяются бетоны различной структуры. Различают тяжелые и легкие.

Преимущественно применяют тяжелые бетоны, где количество цементного клея достаточно для покрытия поверхности зерен заполнителя и заполнения пустот между ними. Применяются для несущих конструкций. Эти бетоны отличаются высокой прочностью.

Для ограждающих и несущих конструкций, а также для конструкций выполняющих эти функции одновременно, применяют бетоны с пористыми заполнителями (легкие бетоны).

Тяжелые и легкие бетоны используют в сборных, сборно-монолитных и монолитных строительных конструкциях. Легкие бетоны можно применять всюду, где используют тяжелые бетоны, кроме особых случаев, например в сильно агрессивной среде. Бетоны подразделяются на мелкозернистые с наибольшей крупностью заполнителей 10 мм, и крупнозернистые с наибольшей крупностью заполнителей от 10 до 150 мм.

Установлены следующие марки бетона по прочности на сжатее:

- для тяжелых бетонов с плотными заполнителями: 100, 150, 250, 300,400,500,600,700,800,900,1000;

- для легких бетонов с пористыми заполнителями установлены марки: 5,10,15,25,50,75,100,150,200,250,300,400.

Устанавливаются также марки бетона:

- по прочности на осевое растяжение, на растяжение при изгибе;

- по морозостойкости в циклах попеременного замораживания и оттаивания;

- по водонепроницаемости.

В зависимости от условий работы бетона, агрессивной среды и других факторов применяют определенные виды цементов: портландцемент, пуццолановый, глиноземный и др.

Цементы – обобщенное название большой группы минеральных порошкообразных вяжущих материалов, которые (за исключением некоторых специальных видов) обладают способностью при смешивании с водой давать соединения, твердеющие как на воздухе так и в воде, сохранять прочность или даже увеличивать ее при длительном пребывании в водной среде.

Качество бетона для одинаковых материалов, условий приготовления и укладки зависит от отношения массы воды к массе цемента (В/Ц). С увеличением этого соотношения качество бетона (прочность, плотность, морозостойкость) ухудшается. Поэтому в зависимости от гидрометеорологических условий и расположения бетона в сооружении отношение В/Ц ограничивается в пределах 0,4 – 0,6.Состав бетона подбирают в специализированных лабораториях, проверяя его соответствие проектным требованиям.

Существенное преимущество бетона заключается в возможности комплексной механизации его изготовления, транспортирования и укладки. Кроме воздушно-сухой укладки бетона, иногда целесообразно подводное бетонирование. Подводное бетонирование применяется при устройстве и ремонте подводных частей гидротехнических сооружений, при заполнении внутренних полостей оболочек и др.

Вместе с тем бетонным изделиям присущи и недостатки: они хорошо работают только на сжатие. При растяжении, изгибах, кручении, вибрации сопротивляемость бетона резко уменьшается. Эти недостатки устраняются в случае применения железобетонных изделий.

Железобетон – строительный материал, получаемый путем армирования бетона. Для обеспечения совместной работы стали и бетона необходимо добиться их прочного сцепления. Повышение сцепления достигают применением арматуры периодического профиля, которая имеет выступы и выемки по всей длине. Наиболее распространена арматура с диаметром стали 6 –22 мм. В процессе эксплуатации железобетонных изделий в гидротехническом строительстве образуются чрезмерные растягивающие напряжения, которые приводят к появлению трещин в бетоне. Агрессивная морская вода проникая через трещины в изделие. Способствует коррозии и разрушению арматуры и бетона. Устранить этот недостаток можно путем применения предварительно напряженного бетона.

Основным достоинством предварительно напряженного железобетона при использовании в морском гидротехническом строительстве является высокая трещиностойкость. Применение железобетона позволяет:

- повысить долговечность конструкций;

- уменьшить поперечное сечение элементов, что особенно важно для сборных конструкций, где масса элементов имеет большое значение;

- обеспечить наиболее эффективное использование высокопрочной арматуры;

- разработать более удобные конструктивные формы сооружений, позволяющие упростить способы производства работ.

Однако железобетон также разрушается в результате коррозийного действия воды и от находящихся в воде организмов и растений.