Бетон, уплотненный валиком: инновации в строительстве плотин
Бетон, уплотненный валиком, или рулонный бетон (RCC), представляет собой уникальную смесь, которая сочетает в себе традиционные компоненты бетона, но в измененных пропорциях. В последние годы этот материал стал все более популярным в строительстве, особенно в возведении плотин. Одной из ключевых особенностей RCC является использование летучей золы в качестве частичной замены портландцемента. Это не только снижает затраты на материалы, но и уменьшает выделение тепла при гидратации, что критически важно для предотвращения термического растрескивания в массивных конструкциях, таких как плотины.
Состав и технология укладки рулонного бетона
Состав рулонного бетона включает цемент, летучую золу, воду, песок и заполнители, но с гораздо меньшим количеством воды по сравнению с обычным бетоном. Это делает смесь более сухой и практически безосадочной, что позволяет укладывать ее аналогично брусчатке. Процесс укладки включает доставку материала самосвалами или конвейерами, его распределение с помощью небольших бульдозеров или специализированных асфальтоукладчиков, а затем уплотнение с использованием виброкатков.
История применения рулонного бетона
История применения рулонного бетона в строительстве плотин началась с плотины Альпе-Гера в Северной Италии, построенной в 1960-х годах. Первоначально бетон укладывался без уплотнения, но с течением времени технологии изменились, и RCC стал рассматриваться как революционный материал для строительства плотин. В 1970-х годах он активно рекламировался в инженерных журналах как идеальный выбор для различных строительных проектов.
Преимущества рулонного бетона
Преимущества рулонного бетона очевидны. Он позволяет значительно сократить время укладки, снизить материальные затраты и уменьшить расходы на охлаждение и опалубку. Это делает его особенно привлекательным для строительства бетонных гравитационных плотин, где низкое содержание цемента и использование летучей золы приводят к меньшему выделению тепла во время отверждения.
Процесс строительства плотин из рулонного бетона
Процесс строительства плотин из рулонного бетона включает укладку секций RCC поэтапно, с последовательным добавлением горизонтальных слоев. Это создает уклон вниз по течению, напоминающий бетонную лестницу. После укладки каждого слоя его можно сразу же поддерживать с помощью землеройного оборудования для укладки следующего слоя. Обычно слои имеют толщину около одного фута (примерно 30 см), что позволяет эффективно управлять процессом.
Примеры применения рулонного бетона
Первой плотиной, построенной в США с использованием рулонного бетона, стала плотина Уиллоу-Крик в штате Орегон. Строительство велось с ноября 1981 года по февраль 1983 года и завершилось в рамках бюджета и сроков. Однако при первоначальном заполнении было обнаружено, что утечка между уплотненными слоями была выше ожидаемого. Эта проблема была решена с помощью традиционной цементации, что значительно снизило утечку. Тем не менее, вопросы о долгосрочной безопасности плотины оставались актуальными, особенно в свете проблем со стратификацией воды в водоеме.
С тех пор, как была построена плотина Уиллоу-Крик, прошло более 25 лет, и в этой области было проведено множество исследований и экспериментов. Это привело к значительным улучшениям в составе бетона, проектировании плотин и методах их строительства. К 2008 году в мире насчитывалось около 350 плотин из рулонного бетона. На сегодняшний день самой высокой плотиной этого типа является плотина Gilgel Gibe III в Эфиопии, высота которой составляет 250 метров. В то же время в Пакистане строится плотина Diamer-Bhasha, которая будет еще выше — 272 метра.
Экологические аспекты рулонного бетона
Рулонный бетон не только улучшает эффективность строительства, но и способствует устойчивому развитию. Использование летучей золы в качестве заменителя портландцемента снижает углеродный след, что делает этот материал более экологически чистым. Кроме того, благодаря своей прочности и долговечности, плотины из рулонного бетона могут служить десятилетиями, обеспечивая надежное управление водными ресурсами.