Как рассчитать количество добавки в бетон
Обновлено: 03.05.2024
Дата введения 2020-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева) - структурным подразделением Акционерного общества "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 марта 2019 г. N 117-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 июня 2019 г. N 296-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 27006-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2020 г.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и мелкозернистый бетоны по ГОСТ 26633 и устанавливает правила подбора, назначения и передачи на производство состава бетона при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и монолитных конструкций.
Правила, устанавливаемые в настоящем стандарте, следует учитывать при разработке производственных норм расхода материалов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 18105-2015* Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения, обозначения и сокращения
3.1 Термины и определения
3.1.1 нормативная прочность класса бетона: Средняя кубиковая прочность бетона, соответствующая его классу с обеспеченностью 0,95 (тяжелый и мелкозернистый) при коэффициенте вариации 13,5% или с обеспеченностью 0,9 (гидротехнический бетон) при коэффициенте вариации 17%.
3.1.2 начальные составы бетона (основной и дополнительные): Составы бетона, рассчитанные теоретически и используемые после экспериментальной проверки, для назначения номинального состава бетона.
3.1.3 номинальный состав: Состав бетона, определяющий расход материалов фиксированного качества, необходимый для изготовления 1 м бетона заданного качества, который после твердения в определенных условиях обеспечивает в проектном возрасте (и других нормируемых возрастах) получение бетона, соответствующего всем нормируемым показателям качества.
3.1.4 рабочий состав: Состав бетона, полученный из номинального состава, путем его корректирования, учитывающего отличия фактических показателей качества материалов, применяемых для изготовления бетонной смеси, от показателей качества материалов, использованных при подборе номинального состава бетона.
3.1.5 уровень основного эффекта действия добавки: Критерий эффективности добавки по ГОСТ 24211 и техническим условиям изготовителя.
3.1.6 критерий оптимизации: Экстремальное значение количественного или качественного показателя свойств компонентов или состава бетона.
3.1.6.1 компоненты бетонной смеси: Экстремальный расход цемента или заполнителя, минимальная экзотермия цемента, минимальная водопотребность песка и т.д.
3.1.6.2 технологическая характеристика бетонной смеси: Минимальная пустотность смеси заполнителей, минимальная водопотребность бетонной смеси, минимальная расслаиваемость и т.д.
3.1.6.3 физико-механические свойства бетона: Кинетика набора прочности, усадочно-деформативные свойства, однородность свойств и т.д.
3.1.6.4 номинальный состав бетона: Минимальные стоимость, трудоемкость, сроки строительства и т.д.
3.1.7 рабочая дозировка: Дозировка рабочего состава бетона, необходимая для получения определенного объема готовой бетонной смеси.
3.2 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
, - необходимое количество мелкого и крупного заполнителя соответственно в 1 м бетона после корректирования, кг/м;
- процентное содержание мелкого заполнителя в крупном заполнителе, %; , , и - расход мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды соответственно в скорректированном по влажности рабочем составе, кг/м;
, и - расход цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды в номинальном составе соответственно, кг/м;
В заводской практике изготовления бетонных и железобетонных изделий может возникнуть необходимость во введении в состав бетона химической или минеральной добавки в бетон и корректировки исходного (заводского) состава. Поставленная задача решается по следующей схеме.
Принимают исходный состав бетона с заданной нормативной прочностью и требуемой удобоукладываемостью и рассчитывают составы равноподвижных бетонных смесей с различным количеством химической или минеральной добавки.
Затем делают замесы, фиксируют плотность, подвижность смесей и прочность бетона после пропаривания, уточняют составы бетона с учетом фактического выхода бетонной смеси. По полученным экспериментальным данным строят графические зависимости «прочность бетона — добавка», «расход цемента — добавка», «удельный расход цемента на единицу прочности — добавка».
С учетом полученных результатов рассчитывают составы равноподвижных и равнопрочных бетонных смесей, изготовляют и испытывают образцы бетона и уточняют составы с учетом фактического выхода бетонных смесей.
Производят технико-экономическую оценку составов бетона с учетом содержания добавки и определяют оптимальное содержание ее. Методика этой работы на конкретном примере рассматривается ниже.
Задача. Требуется снизить расход цемента в бетоне класса В15 с удобоукладываемостью П1 на основе магнитогорского шлакопортландцемента М300, порфиритового щебня фракции 10-20 мм и речного (уральского) песка. Состав бетона (кг/м 3 ): Ц — 370; Щ — 1055; П-707; В-217.
В качестве химической добавки принят суперпластификатор С-3. Назначают расход добавки 0; 0,25; 0,5 и 0,75% от массы цемента.
Рассчитывают составы равноподвижных смесей с заданной добавкой.
Расход вяжущего и заполнителей в рассчитываемых составах не меняют по сравнению с исходным. Изменяют лишь расход добавки и в зависимости от нее — водосодержание бетонной смеси.
Если химическая добавка вводится в бетонную смесь в растворе, то ее содержание (Vр-р, л/м 3 ) на 1 м 3 (замес) определяют по формуле
где Ц — расход цемента, кг/м 3 ; Д — расход добавки, % от массы цемента; с — концентрация раствора добавки (в нашем случае 30%); р — плотность раствора добавки (1,146 кг/л).
Содержание воды в растворе добавки (Вд) определяют из соотношения
где сс — содержание добавки в 1 л раствора, кг (при с=30% и сс = 0,33 кг/л).
Количество воды, вводимое с раствором добавки, необходимо учитывать в расходе воды затворения бетонной смеси.
Водопотребность смеси исходного состава известна (217л/м 3 ). Определяют водопотребность смеси при заданной подвижности с максимальным расходом добавки (0,75%). Для этого делают 2-3 пробных замеса Vз = 7 л с одинаковым расходом сухих материалов, но с различным количеством воды затворения (150 и 170 л/м 3 ). Подвижность этих бетонных смесей составила соответственно 0…1 см и 5…6см (рис. 1).
Из рис. 1 видно, что для поддержания удобоукладываемости на уровне 2…3 см для бетонной смеси с расходом суперпластификатора в количестве 0,75% от массы цемента достаточно 160 л/м 3 воды затворения. Зная водопотребность исходного состава (217 л/м 3 ) и при максимальном расходе добавки (160 л/м 3 ), находят водопотребность смесей с промежуточными расходами суперпластификатора (рис. 2).
Рассчитанные составы равноподвижных бетонных смесей оформляют в табл. 1. Изготавливают образцы-кубы с размером ребра 10 см, пропаривают их по стандартному режиму и испытывают на сжатие по ГОСТ 10180-90.
По результатам замера плотности бетонных смесей определяют фактический их выход и уточняют составы (табл. 2).
По данным табл. 1 и 2 строят графические зависимости «свойства бетона — добавка» (рис. 3).
Результаты, полученные на данном этапе работы, позволяют сделать следующие выводы:
- водопотребность равноподвижных бетонных смесей в зависимости от величины добавки С-3 (в принятых пределах) носит прямолинейный характер;
- зависимость прочности бетона от количества добавки имеет явный экстремум (кривая 2 на рис. 3). Сначала прочность бетона возрастает за счет возрастания цементно-водного отношения. Но при расходе добавки более 0,5% наблюдается побочный эффект — сброс прочности после пропарки. Такие сбросы прочности при больших расходах суперпластификаторов отмечаются в литературе [2].
- зависимость удельного расхода цемента на единицу прочности от количества добавки С-3 также носит экстремальный характер (кривая 3 на рис. 3). Пользуясь этим показателем, можно перевести (пересчитать) составы равноподвижных бетонных смесей в разряд равнопрочных.
По результатам табл. 2 и рис. 3 рассчитывают составы равноподвижных и равнопрочных бетонов с различным содержанием добавки. Для этого в соответствии с удельным расходом вяжущего на единицу прочности определяют необходимый расход цемента для каждого состава путем умножения этого коэффициента (Ц/Rсж) на нормативную прочность бетона (в нашем примере К„=0,7·20 = 14 МПа). Воду затворения и количество добавки оставляют на прежнем уровне (см. табл. 2). Расход песка и щебня корректируют в соответствии с изменением расхода цемента. При этом по рекомендациям [2] долю песка в смеси заполнителей в составах бетонных смесей, пластифицированных добавкой С-3, увеличивают на 0,1… 0,3 в зависимости от величины добавки. Результаты расчетов сводят в табл. 3.
По рассчитанным составам изготавливают образцы бетона, фиксируют при этом подвижность и плотность смесей, подвергают их пропариванию по стандартному режиму и определяют прочность при сжатии. Все результаты работы данного этапа заносят в табл. 4.
Окончательную оценку эффективности добавки в бетон производят по изменяющейся части приведенных затрат на приготовление 1 м 3 бетонной смеси, включающих затраты на приобретение и транспортировку сырьевых материалов, дополнительные капиталовложения на организацию технологической нитки химической добавки.
На создание технологической линии химической добавки было затрачено (условно) 30000 руб. Принимая во внимание, что инвестиции были сделаны на 6,6 лет (Е=0,15), а производительность цеха 15 тыс. м 3 в год, удельные затраты на создание технологической линии добавки составили 0,3 руб./м 3 бетона. Изменяющаяся часть себестоимости бетонных смесей приведена в табл. 5 и рис. 4.
Из приведенных в табл. 5 данных видно, что введение в бетон суперпластификатора С-3 в количестве 0,25… 0,5 % от массы цемента позволяет снизить расход цемента на 66…94 кг/м 3 и получить экономический эффект в количестве 29,8…41,3 руб./м 3
Эффективность добавки С-3 сохранится даже при повышении ее стоимости до 20 тыс. руб./т. В этом случае экономический эффект снизится до 17…18 руб./м 3 .
ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОНОВ
Методы определения эффективности
Additives for concretes.
Methods of determining the efficiency
МКС 91.100.30
ОКСТУ 5870
Дата введения 1997-09-01
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ), Всероссийским федеральным и научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом строительной индустрии (ВНИИжелезобетон), научно-исследовательским институтом энергетических сооружений (НИИЭС), Всероссийским научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС) Российской Федерации
ВНЕСЕН Госстроем России
2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 12 декабря 1996 г.
За принятие проголосовали:
Наименование органа государственного управления строительством
Госстрой Азербайджанской Республики
Министерство градостроительства Республики Армения
Минстрой Республики Казахстан
Министерство архитектуры и строительства Киргизской Республики
Госстрой Республики Таджикистан
Госкомархитектстрой Республики Узбекистан
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на добавки на основе неорганических и органических веществ (далее - добавки) для тяжелых и легких бетонов и устанавливает методы определения эффективности добавок по критериям эффективности в соответствии с ГОСТ 24211.
Стандарт не распространяется на минеральные добавки.
2 Нормативные ссылки
Ссылки на используемые стандарты приведены в приложении А.
3 Общие положения
3.1 По показателям качества добавки должны отвечать требованиям соответствующей нормативно-технической документации на конкретный продукт, и по показателю эффективности действия - критерию эффективности в соответствии с требованиями ГОСТ 24211.
3.2 Эффективность добавок определяют сравнением показателей качества бетонных смесей, бетонов контрольного и основного составов, за исключением стабилизирующих, водоудерживающих добавок и добавок, повышающих защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре. Эффективность указанных добавок определяют только на бетонах основного состава.
Бетон контрольного состава - бетон без добавок.
Бетон основного состава - бетон контрольного состава с оптимальной дозировкой добавки.
Оптимальная дозировка добавки - минимальное количество добавки, при введении которой в состав бетона достигается максимальный эффект действия по критериям эффективности в соответствии с ГОСТ 24211.
3.3 Добавки следует вводить в бетоны с водой затворения. Непосредственно перед использованием жидкие добавки, эмульсии, суспензии должны быть перемешаны, сухие добавки растворены. Воду, входящую в состав добавок, учитывают при расчете состава бетона. В сухие бетонные смеси воду вводят в один прием.
Вода должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732.
При определении эффективности поризующих добавок для легких бетонов воду в бетонную смесь вводят в несколько приемов.
3.4 В лабораторных условиях замесы следует проводить на сухих заполнителях.
Сыпучие материалы дозируют по массе. Воду и растворы (эмульсии, суспензии) добавок дозируют по массе или объему. Допускается дозирование пористых заполнителей по объему с обязательным контролем насыпной плотности.
Погрешность дозирования цемента, заполнителей, воды и добавок не должна превышать 1%.
3.5 Пробы бетонной смеси отбирают по ГОСТ 10181.0, образцы бетона для различных видов испытаний изготавливают и хранят в соответствии с требованиями стандарта на конкретный вид испытания. Количество изготавливаемых образцов определяют по стандарту на конкретный метод испытания.
Образцы бетона контрольного и основного составов должны твердеть в идентичных условиях, за исключением случаев, когда добавка используется с целью изменения режима твердения бетона.
3.6 Время предварительной выдержки бетона контрольного и основного составов, подвергаемого в процессе твердения тепловой обработке, не должно различаться более чем на 20%.
3.7 Показатель эффективности действия добавки по критерию эффективности в соответствии с ГОСТ 24211 оценивают по следующим этапам:
- подбирают бетон контрольного состава, учитывая требования 3.9;
- определяют оптимальную дозировку добавки;
- сравнивают показатели бетонной смеси и бетона контрольного и основного составов.
3.8 Эффективность добавок, поступивших на предприятие, оценивают в следующей последовательности:
а) оценка соответствия добавок критерию эффективности по ГОСТ 24211;
б) оценка эффективности добавок применительно к конкретным условиям производства.
3.9 Эффективность добавок следует оценивать при соблюдении следующих условий:
- бетон контрольного состава должен соответствовать следующим требованиям:
а) в тяжелых бетонах расход цемента должен составлять 350 кг/м при определении эффективности действия всех добавок, кроме воздухововлекающих.
Для определения эффективности воздухововлекающих добавок расход цемента должен составлять 280 кг/м. Следует использовать две фракции щебня (5-10 и 10 -20 мм); соотношение фракций должно быть подобрано исходя из условий минимальной пустотности. Доля мелкого заполнителя в общей массе заполнителей должна составлять: при использовании воздухововлекающих добавок , при других добавках ;
б) при испытании в легких бетонах воздухововлекающих добавок принимают следующий состав бетона: цемент - 250 кг/м, пористый заполнитель - 1100 л /м (30% по объему фракции 5-10 мм и 70% фракции 10-20 мм); песок по ГОСТ 8736 - 250 кг/м;
в) при испытании в легких бетонах пенообразующих добавок принимают следующий состав бетона: цемент - 300 кг/м, пористый заполнитель - 1100 л /м (30% по объему фракции 5-10 мм и 70% фракции 10-20 мм);
г) при испытании в легких бетонах газообразующих добавок принимают следующий состав бетона: цемент - 300 кг/м, крупный пористый заполнитель - 800 л /м (30% по объему фракции 5-10 мм и 70% - фракции 10-20 мм); пористый песок группы 1 по ГОСТ 9757 - 300 л/м;
д) оптимальную дозировку добавки подбирают следующим образом.
В бетонные смеси вводят добавки в количестве, равном граничным значениям, указанным в нормативной документации на добавку с 2-4 промежуточными дозировками добавки, отличающимися друг от друга на 20-30%. Строят графическую зависимость, связывающую показатели качества бетонных смесей и /или бетонов, являющихся критерием эффективности по ГОСТ 24211, с дозировкой добавки:
- работу проводят при температуре окружающего воздуха и материалов (20±5)°С, за исключением работы с противоморозными добавками;
- тепловую обработку бетонов проводят в пропарочной камере по режиму 3+3+6+2 ч при температуре изотермического прогрева 80°С для портландцемента и 90°С для шлакопортландцемента.
3.10 Эффективность добавок по 3.8б оценивают в лаборатории предприятия и на производстве при соблюдении следующих условий:
а) изготавливают бетон контрольного и основного составов, применяемых на производстве;
б) в лабораторных и производственных условиях уточняют выбранную по 3.9д оптимальную дозировку добавки с учетом цели ее применения;
в) работу проводят при температуре окружающего воздуха и материалов, соответствующих условиям производства;
г) тепловую обработку бетонов проводят по режимам, принятым на производстве:
- в лабораторных условиях - в лабораторной пропарочной камере;
- в производственных условиях - вместе с соответствующими изделиями и конструкциями.
3.11 Количество испытаний по определению эффективности действия добавок должно составлять не менее трех для каждого параметра качества бетонных смесей и/или бетонов. Цифровые значения показателей качества бетонных смесей и бетонов рассчитывают по стандартам на конкретные методы испытаний.
3.12 Эффективность вновь разрабатываемых добавок оценивают по приложению Б. Эффективность должна соответствовать критерию эффективности ГОСТ 24211.
3.13 Добавки должны иметь документ о качестве.
3.14 Средства измерения, испытательное оборудование и приспособления должны быть аттестованы и поверены в установленном порядке.
4 Отбор проб добавок
4.1 Для отбора проб химических добавок применяют сосуды, приспособления и пробоотборники по ГОСТ 6732.2, изготовленные из материалов, устойчивых к действию добавок (стекло, пластмассы, нержавеющая сталь, латунь и др. материалы).
4.2 Отобранные в выборку упаковочные единицы (мешки, бочки, цистерны и т.п.) предварительно должны быть очищены от загрязнений.
4.3 Пробы следует отбирать в условиях, не влияющих на свойства продукта и исключающих возможность изменения состава пробы, с учетом требований стандартов на данную продукцию.
4.4 Пробы отбирают по следующей схеме:
- от упаковочных единиц, выбранных для контроля, отбирают точечные пробы;
- из точечных проб составляют объединенную пробу;
- от объединенной пробы отбирают среднюю пробу.
4.5 Точечные пробы сыпучих добавок (порошкообразных, гранулированных и т.п.) отбирают из любых точек массы продукта по всей толщине слоя при помощи металлического щупа, трубок, ковшей и механических пробоотборников.
Пробы слежавшихся при хранении или транспортировании добавок измельчают.
4.6 Точечные пробы пастообразных добавок отбирают из любых точек массы продукта по всей толщине слоя при помощи металлического щупа или трубок.
РУКОВОДСТВО
ПО ПОДБОРУ СОСТАВОВ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
Рекомендовано к изданию решением секции заводской технологии бетона и железобетона НТС НИИЖБ Госстроя СССР.
Руководство содержит основные положения и рекомендации по подбору составов тяжелого бетона различного назначения как для изготовления сборных конструкций, так и для монолитного строительства.
Изложены требования к материалам, приведены справочные данные о предельных значениях водоцементного отношения и расхода цемента, даны вспомогательные таблицы, графики и номограммы. Приведены четыре метода и даны примеры подбора составов бетона и их корректирования.
Предназначено для инженерно-технических работников заводов железобетонных изделий, строительных и проектных организаций.
Настоящее Руководство составлено к пп.4.10 и 4.11 главы СНиП III-15-76* "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные" и содержит рекомендации по выбору материалов и подбору составов тяжелого бетона различных назначения и марок, включая высокопрочный, особотяжелый и напрягающий, по прочности, самонапряжению, морозостойкости, долговечности и подвижности бетонной смеси.
* На территории Российской Федерации действуют СНиП 3.03.01-87, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
В Руководстве приведены четыре метода (в том числе ускоренный метод оценки активности цемента в бетоне и назначение его состава, а также математико-статистический метод), позволяющие решить задачу подбора рационального состава бетона для заводов сборного железобетона и монолитного строительства как при наличии подробных данных о составляющих материалах, так и при отсутствии их, в частности при отсутствии сведений об активности цемента.
Использование одного из изложенных методов позволяет подобрать состав бетона для проверки его опытным затворением с последующей корректировкой подвижности смеси, содержания песка, прочности и других свойств бетона. Четвертый метод подбора состава бетона с применением математико-статистических методов применяется для решения задачи подбора ряда составов бетонов нескольких марок по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и др. при различной подвижности смеси.
Настоящее Руководство разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Л.А.Малинина, кандидаты техн. наук В.М.Медведев и В.П.Сизов при участии д-ра техн. наук, проф. В.В.Михайлова, кандидатов техн. наук М.И.Бруссера, И.М.Красного, A.В.Лагойды, О.Е.Королевой, С.Л.Литвера, Э.Г.Соркина, B.П.Петрова, В.Г.Довжика, Л.И.Будогянца, инженеров В.Ф.Хардиной и В.А.Загурского).
В Руководстве использованы материалы НИИЖБ Госстроя СССР (доктора техн. наук С.А.Миронов и И.М.Френкель), МИСИ им. В.В.Куйбышева Министерства высшего и среднего образования СССР (доктора техн. наук, профессора Ю.М.Баженов и Г.И.Горчаков, кандидаты техн. наук Л.А.Алимов и В.В.Воронин), Союздорнии Минтрансстроя СССР (канд. техн. наук А.М.Шейнин), ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук Ц.Г.Гинзбург и В.Б.Судаков).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Руководство устанавливает порядок выбора материалов (составляющих) для бетона и методы подбора составов тяжелого бетона различных марок по прочности на сжатие, водонепроницаемости, морозостойкости и другим свойствам бетонов, приготовляемых на цементах различных видов и марок и тяжелых заполнителях, применяемых для изготовления сборных конструкций и возведения монолитных сооружений.
1.2. Методика, изложенная в Руководстве, обеспечивает получение бетонной смеси требуемой подвижности или жесткости и бетона с заданными свойствами.
1.3. Подбор составов бетона производится с учетом исходных данных раздела 3 настоящего Руководства одним из трех методов:
а) расчетно-экспериментальным - по формулам и графикам или таблицам, когда имеются данные об активности цемента и качестве заполнителей (раздел 4);
б) ускоренным, когда отсутствуют данные об активности цемента и качестве заполнителей (раздел 5);
в) по таблицам, графикам и номограммам, когда имеются подробные данные по качеству составляющих бетон материалов (раздел 6).
Три метода позволяют решить задачу по подбору номинального (лабораторного) состава бетона для пробных замесов на сухих материалах.
1.4. Подобранные (расчетные) составы бетона корректируются на опытных замесах по подвижности смеси и оптимальному количеству песка в смеси заполнителей, проверяются на прочность и другие свойства бетона в соответствии с техническим заданием и после уточнения их передаются на производство.
1.5. Производственные составы бетона рассчитываются с учетом фактической влажности заполнителей, применяемых при приготовлении бетона, путем корректировки количества воды затворения и влажных заполнителей.
1.6. В разделе 9 изложены принципы подбора и корректирования состава бетонов с применением математико-статистических методов, позволяющих решить задачу подбора составов бетонов ряда марок по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и др. при различной подвижности (жесткости) смесей.
1.7. Составы особых видов бетонов должны подбираться с учетом рекомендаций, приведенных в прил. 2 настоящего Руководства.
2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОНА
2.1. Материалы для приготовления бетона должны отвечать всем требованиям, изложенным в государственных и отраслевых стандартах на эти материалы.
При несоответствии отдельных составляющих бетон материалов требованиям ГОСТ и ТУ необходимо провести их испытание в бетонах и дать технико-экономические обоснования целесообразности их применения.
** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 22266-94, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
Рациональные марки цементов для бетона различных марок приведены в табл.1.
При возведении крупных конструкций (фундаментов, бетонных лестниц, стяжек) используется бетонный раствор. Для улучшения его характеристик на стадии приготовления в смесь добавляют пластификаторы.
Зачем добавляют пластификаторы
Добавки-пластификаторы повышают подвижность и эластичность бетона. Усиливают технологические свойства смеси. Повышают удобство работы. Классифицируются:
- По составу:
- полимерно-силиконовые;
- лигносульфонатные (с поверхностно-активным веществом);
- поликарбоксилатные.
- Самоуплотняющиеся — удаляют мелкие пузырьки воздуха, повышая плотность состава,
- Каталитические — ускоряют затвердевание;
- Воздухововлекающие — содержат вспенивающие вещества, повышающие пористость материала, его термостойкость и морозоустойчивость;
- Антифризовые — обеспечивают взаимодействие воды с цементной смесью в условиях замедления гидратации при низкой температуре окружающего среды.
Выбирают добавку с учетом того, какие свойства нужно улучшить.
Влияние на текучесть
Текучесть (подвижность) — характеристика, с учетом которой готовится раствор для конкретного вида работ.
- Показывает способность бетонной смеси к заполнению пустот в опалубке.
- Повышает степень удобоукладываемости.
Обычный раствор сохраняет подвижность в течение 2 часов с момента изготовления. Комплексные суперпластификаторы С-3 и Полипласт СП-1 увеличивают период сохранности свойств до 6 часов, повышают текучесть до 22 см (исходная — 4 см), снижают расход цемента на 15%.
Пластичность
Показатель, характеризующий легкость укладывания смеси, способность к уплотнению без образования пустот.
![]()
Повышение пластичности обеспечивают комплексные добавки и монодобавки органического/неорганического происхождения, относящиеся к категории гидрофобизирующих. Алгоритм их действия:
- Вовлекают в раствор воздушные пузырьки.
- Пузырьки равномерно распределяются в нем.
- Уменьшают поверхностное натяжение входящей в смесь воды.
Бетон становится более пластичным. Повышаются его водоотталкивающие свойства.
При долгой транспортировке смеси
Используются стабилизирующие присадки, сохраняющие однородность состава. При их добавлении раствор остается подвижным на протяжении 5-7 часов. Не происходит его расслоения при перевозке на дальние расстояния, перекачке и укладке.
Уменьшение усадки
В период схватывания бетон подвергается усадке. Линейные размеры продолжают уменьшаться и после окончания процесса затвердевания. Введение в раствор пластификаторов сокращает:
- Время усадки — в 2,5 раза;
- Ее величину — на 0,6-0,7%.
Морозоустойчивость
Пластифицирующие добавки увеличивают марку бетона по морозостойкости. По назначению они делятся:
- На специальные, повышающие морозоустойчивость за счет уменьшения до минимума размера пор;
- Комплексные;
- Гидрофобизаторы, препятствующие проникновению влаги в отвердевшую структуру.
Для повышения класса бетонной смеси по морозостойкому показателю применяют:
- Присадки-ускорители твердения на основе нитрата кальция и нитрата натрия;
- Добавки-замедлители твердения, основной компонент которых — мочевина;
- Комплексный суперпластификатор универсального назначения;
- Добавки-лигносульфонаты.
Повышение свойств
Трансформировать состав бетонной смеси и улучшить ее качество помогают модификаторы. Их результативность показывает простой пример. В момент введения присадки-модификатора состав соответствует марке М500. После застывания его качественные показатели повышаются на один уровень. Кондиционные показатели сооружения приравниваются к выполненным из М600.
Если нужно оперативно получить заданный уровень готовности вводят ускорители прочности. Они в разы сокращают время заливки монолита.
Использование бетононасосов
Добавки-пластификаторы делают бетонный раствор более подвижным. Можно механизировать его укладку. Подавать модифицированный бетон обычными или автобетононасосами. На прочности сооружений это никак не сказывается.
Пропорции на куб бетона
Концентрация пластификатора в растворе зависит от того, где он будет применяться. Варьирует в пределах от 0,25 до 1,5 %.
![]()
В среднем берется:
- Полипласта ПС-1 — 0,4-0,8% от массы цемента или от 400 до 800 г на 100 кг цемента;
- СПФ С3 — 0,25-0,7% или 250-700 г.
Для получения раствора высокого качества важно правильно рассчитать водоцементное соотношение с учетом того, что количество цемента влияет на класс/марку бетона. Чем больше его в смеси, тем выше марка. В частном строительстве востребована бетонная смесь М500 с повышенными показателями прочности. Расход компонентов для приготовления 1 кубометра раствора с суперпластификатором С-3 показан в таблице.
Марка М500 Соотношение цемент:песок:щебень:вода 1 : 1,7 : 2,6 : 0,4 Цемент, кг 405 Песок, кг 675 Щебень, кг 1065 Вода, л 180 С3, кг 5-9 Количество пластификатора рассчитывается по схеме.
- Требуется ввести 0,4% сухого вещества.
- На 100 кг цемента потребуется 0,4 кг присадки.
- Ее добавляют в жидком виде. Концентрация приготавливаемого раствора — 35%. Потребуется Х= 100∙0,4/35= 1,142 кг.
- Перевод в литры по формуле V=m/ρ, где:
- V — объем в л,
- m — масса сухого вещества в кг,
- ρ — плотность пластификатора (дана в таблице рекомендаций по применению комплексной добавки ТУ5745-001-97474489-2007).
![]()
Получаем 1, 142/1,185= 0,963 л
Расчет на ведро
В малом строительстве стройплощадки не всегда оборудованы весами. Сухие компоненты в таких условиях отмериваются ведрами. Пропорции для ведер на 12 литров:
Компонент Количество ведер Цемент 25, 9 (405 делим на 15,6) Песок 30 крупного или 39, 7 мелкого Щебень 62,6 Вода 15 На каждое ведро цемента добавляется по 0, 037 л пластификатора.
Соблюдение указаний производителя
Вводимые в смесь модифицирующие добавки видоизменяют ее.
- Делают более пластичной и менее пористой.
- Улучшают гидратацию.
- Увеличивают степень морозостойкости.
- Усиливают прочность.
Обеспечить это может только точное соблюдение рекомендаций изготовителя.
- Производством полифункциональных добавок занимаются отечественные и зарубежные компании. Ими используются идентичные ингредиенты. Но они могут отличаться плотностью, концентрацией и другими параметрами. Разной будет и дозировка воды. Она указывается на упаковке.
- Каждая присадка-пластификатор выполняет свою функцию и требует строго дозирования. Информация об этом заложена в инструкцию по применению.
- Руководство по использованию содержит требования к условиям эксплуатации смеси.
Чем можно заменить пластификатор
Иногда нужно изготовить небольшое количество бетона. Покупать заводскую присадку-пластификатор нецелесообразно. Заменить ее можно подручными средствами. Гашенной известью или клеем ПВА. Известь сделает раствор более клейким и придаст ему бактерицидные свойства. Ее объемная доля составляет 20% от объема цемента. ПВА-клей (200 г на ведро бетонной смеси) увеличит пластичность.
Жидкое мыло
В его составе содержатся щелочи, жирные кислоты. Близкий к щелочной среде pH-уровень не нарушает кислотность смеси. Жидкое мыло повышает адгезию между цементными частицами. При его добавлении образуется вязкая смесь. Она равномерно распределяется. Застывшая масса обладает высокой прочностью.
![]()
Имеются и отрицательные моменты:
- За счет снижения количества капилляров ухудшается вывод влаги.
- Увеличивается срок затвердевания.
- Нельзя добавлять жидкое мыло в раствор для фундамента и опалубки.
Средства для мытья полов
В составе и моющих средств, и добавок-пластификаторов в качестве поверхностно-активных веществ используются сульфаты. Они совпадают по виду, классу и химической формуле. Поэтому средства для мытья полов/посуды можно добавлять в бетонные смеси.
Стиральный порошок
Приемлемая альтернатива заводским добавкам. Предварительно разводится водой. Имеет существенный недостаток: вымывает на поверхность соли.
Как развести заменители в воде
- На мешок цемента (50 кг) требуется 200-250 мл жидкого моющего средства/мыла. Его надо лить в воду перед загрузкой цемента и песка.
- Залить в бетономешалку расчетный объем воды, уменьшенный на 0,2-0,25 л. Если ее количество не сократить, увеличится время застывания бетона (примерно на 3 часа).
- Размешать воду с мылом.
- Постепенно добавлять цемент и наполнитель.
- Перемешать до получения однородной массы.
- Взять 100-150 г стирального порошка. Развести теплой водой. Смешать с основным объемом жидкости в корыте для замеса. Дальнейшие действия производится по аналогии с предыдущим рецептом.
И в первом, и во втором варианте сначала заливается мыльный раствор. Он склонен к пенообразованию. Что недопустимо, так как пена нивелирует свойства цемента. Поэтому перемешивать мыльную смесь надо осторожно.
Читайте также:
