Рекомендации по подбору состава бетона 2016
Обновлено: 14.05.2024
Мелкозернистый бетон или пескобетон — строительный материал на основе цементного вяжущего и песчаного заполнителя. По строительным качествам он занимает промежуточное положение между цементно-песчаным раствором и бетоном.
Главные отличия пескобетона от строительного раствора и бетона.
- Плотность мелкозернистого бетона не менее 1800, а плотность цементно-песчаного раствора до 1800 кг/м³ (тяжелые растворы 1500 и более; легкие — менее 1500 кг/м³). Средняя плотность бетона на гравии или щебне из природного камня — 2400 кг/м³.
- Прочность на сжатие пескобетона естественного твердения соответствует маркам от М100 до М400 (классам В20–В40), что перекрывает верхние значения прочности строительных растворов и соответствует нижним и средним значениям бетонов.
- Пескобетон так же как бетон применяется для изготовления армированных несущих строительных конструкций, но толщиной не более 30 мм. Так же как раствор для изготовления стяжек пола, но имеющих большую прочность. Из пескобетона изготовляются камни для дорожного покрытия.
Иными словами, строительный цементно-песчаный раствор это клей предназначенный для склеивания кладочных камней и оштукатуривания стен. Из его наиболее прочных составов можно изготавливать стяжки пола. Бетон — это конструкционный материал, применяемый для изготовления армированных и неармированных несущих строительных конструкций: фундаментов, балок и плит перекрытий. Для изготовления бетона используются достаточно крупные составляющие: щебень или гравий, а в железобетонных конструкциях используется арматура, затрудняющая укладку бетона в опалубку. Поэтому толщина бетонных и железобетонных конструкций определяется размером его камней и расстоянием между арматурой и стенками опалубки. Мелкозернистый бетон или пескобетон занял промежуточную нишу. Из него можно изготавливать более прочные конструкции, чем сделанные из раствора и менее прочные, чем из бетона, но тонкие.
Модуль крупности (Мк) песка используемого для изготовления мелкозернистого бетона варьируется от 2 до 3 единиц. Для строительного раствора обычно используется песок с модулем крупности не превышающим 2 единицы. Крупный песок в кладочном строительном растворе уменьшает его удобоукладываемость, что не так важно при работе с пескобетоном. Мелкозернистый бетон не нужно намазывать на стену, как штукатурный раствор. Его не нужно разравнивать тонким слоем на стене, как кладочный раствор. Он используется как толстая растворная стяжка или как тонкий бетонный слой. В бутовой кладке его можно использовать, как кладочный раствор.
Калькулятор подбора состава пескобетона составлен по методической рекомендации НИИЖБ. Приведенные в методичке графики, по которым находится водоцементное и пескоцементное отношение, переведены в формулы. Расчет производится по этим формулам.
При вычислении состава мелкозернистого бетона требуется сначала рассчитать, а затем изготовить пробный замес. Провести исследование подвижности бетонной смеси и при необходимости откорректировать ее состав. Для увеличения подвижности в смесь добавляется вода, для уменьшения подвижности — песок. Допускается только разовое добавление песка или воды в объемах, которые учтены в калькуляторе. Далее нужно определить объемный вес откорректированной смеси и записать его в соответствующее поле. Калькулятор рассчитает компоненты необходимые для приготовления одного кубометра пескобетона. Так же можно подобрать состав бетона для песка с влажностью отличной от лабораторной влажности.
Профессиональный подбор состава бетона направлен в первую очередь на экономию цемента. Для самодеятельного строителя возможно не так важно подобрать самый оптимальный состав пескобетона. Не те объемы работ. Поэтому вы можете пренебречь исследованием плотности и подвижности бетона пробного замеса, а просто поставить флажок в поле «норма» и продолжить расчет. В этом случае состав бетона не будет оптимальным по расходу компонентов, но будет соответствовать заданным в калькуляторе значениям прочности. Однако необходимо предостеречь, все риски по изготовлению бетона вы берете на себя. Бетон, предназначенный для несущих конструкций все-таки лучше покупать на растворобетонных узлах где имеются лаборатории для исследования прочности этого строительного материала. Они подбирают состав бетона по той же методике, которая введена в калькулятор, но они обязаны провести прочностные испытания контрольных образцов, что самодеятельному строителю вряд ли доступно.
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;
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДБОРУ СОСТАВОВ ЦЕМЕНТОБЕТОНОВ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ И С УЧЕТОМ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
ОКС 93.080
ОКВЭД 45.23.1
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Уральским филиалом "УралГИПРОДОРНИИ" ОАО "ГИПРОДОРНИИ" (к.т.н. Чудинов С.А.) при участии д.т.н. Дмитриева В.Н., инж. Шаламовой Е.Н., инж. Козлова О.А. (ООО "Научно-исследовательский центр "ГИПРОДОРНИИ"), к.т.н., доцента Гриневич Н.А. (ФГБОУ ВПО "Уральский государственный лесотехнический университет").
2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
1.1 Настоящий методический документ содержит рекомендации по проектированию и подбору состава дорожного цементобетона в различных климатических зонах и с учётом эксплуатационных условий работы дорожных покрытий, а также технические требования к исходным материалам, цементобетонным смесям и цементобетону и является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве.
1.2 Настоящий ОДМ предназначен для применения федеральными управлениями автомобильных дорог, управлениями автомагистралей, межрегиональными дирекциями по дорожному строительству автомобильных дорог федерального значения, а также проектными, обследовательскими, строительными, эксплуатирующими организациями, занимающимися проектированием, строительством, содержанием, обследованием, ремонтом, капитальным ремонтом, реконструкцией транспортных сооружений на автомобильных дорогах федерального значения.
2 Нормативные ссылки
В настоящем ОДМ использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний
ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. 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 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 21286-82 Каолин обогащенный для керамических изделий. Технические условия
ГОСТ 22266-2013 Цементы сульфатостойкие. Технические условия
ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 22783-77 Бетоны. Метод ускоренного определения прочности на сжатие
ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования
ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности
ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия
ГОСТ 31424-2010 Материалы строительные нерудные из отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня. Технические условия
ГОСТ 31384-2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования
ГОСТ 32703-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования
ГОСТ 32721-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение насыпной плотности и пустотности
ГОСТ 32723-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение минералого-петрографического состава
ГОСТ 32726-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение содержания глины в комках
ГОСТ 32727-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение гранулометрического (зернового) состава и модуля крупности
ГОСТ 32730-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок дробленый. Технические требования
ГОСТ 32824-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный. Технические требования
ГОСТ 33026-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение содержания глины в комках (дата введения 01.06.2016)
ГОСТ 33047-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение насыпной плотности и пустотности (дата введения 01.06.2016)
ГОСТ 33054-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение содержания зерен слабых пород в щебне (гравии)
ГОСТ 33055-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение содержания пылевидных и глинистых частиц (дата введения 01.06.2016)
ГОСТ 33109-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение морозостойкости (дата введения 01.06.2016)
ГОСТ 33174-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Цемент. Технические требования
ГОСТ Р 55224-2012 Цементы для транспортного строительства. Технические условия
ГОСТ Р 56592-2015 Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85
СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*
СП 35.13330.2011 Мосты и трубы Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*
СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99*
СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85
Примечание - При пользовании настоящим ОДМ целесообразно проверить действия ссылочных стандартов на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения. Если после утверждения настоящего ОДМ в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем ОДМ применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 воздействие окружающей среды: Не силовое воздействие на бетон в конструкции или сооружении, вызванное физическими, химическими, физико-химическими или иными проявлениями, приводящими к изменению структуры бетона или состояния арматуры.
3.2 водоотделение бетонной смеси: Характеризуется объёмом воды, выделенным бетонной смесью при спокойном отстаивании в закрытом сосуде в течение определённого промежутка времени, отнесённым к объёму бетонной смеси в сосуде и определяется в процентах.
3.2* дорожный цементобетон: Рационально подобранная смесь подготовленного зернистого минерального материала (щебня, гравия, песка), цемента, воды и специальных добавок (пластифицирующих, воздухововлекающих, гидрофобизирующих, изменяющих время твердения и др.), образующая после смешения, укладки и затвердевания жесткие основания и покрытия дорожных одежд с заданными физико-механическими эксплуатационными свойствами.
* Нумерация соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
3.3 золь (коллоидный раствор): Высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой или газообразной дисперсионной средой, в объёме которой распределена другая дисперсная фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твёрдых частиц, размер которых лежит в пределе от 1 до 100 нм.
3.4 климатическая зона: Условная часть территории страны с едиными климатообразующими факторами.
3.5 раствороотделение бетонной смеси: Характеризует ее расслаиваемость при динамическом воздействии и определяется путем сопоставления содержания растворной составляющей в нижней и верхней частях бетонной смеси, уплотненной в мерном сосуде или форме для изготовления контрольных образцов бетона и выражается в процентах.
3.6 эксплуатационные условия: Комплекс химических, биологических и физических воздействий, которым подвергается дорожный бетон покрытий и оснований автомобильных дорог в процессе эксплуатации.
Рекомендованы к изданию научно-техническим советом НИИЖБ Госстроя СССР, ВНИИжелезобетоном Госстроя СССР, Оргэнергостроем.
Содержат методики подбора составов тяжелых и мелкозернистых бетонов с минеральными и химическими добавками, предназначенные для разработки номинальных и рабочих составов бетона на производстве и для обоснования производственных норм расхода материалов.
Для инженерно-технических работников заводских лабораторий и ОТК, строительных лабораторий, центральных исследовательских лабораторий и других организаций, проектирующих составы бетона.
При пользовании Рекомендациями следует учитывать утвержденные изменения государственных стандартов, публикуемые в журнале "Бюллетень строительной техники" Госстроя СССР и информационном указателе "Государственные стандарты СССР" Госстандарта СССР.
Рекомендации по подбору составов тяжелых и мелкозернистых бетонов разработаны к ГОСТ 27006-86 "Бетоны. Правила подбора состава" и предназначены для расчета и выдачи в производство составов тяжелых и мелкозернистых бетонов с заданными свойствами при экономном расходовании цемента на предприятиях строительной индустрии, и в строительных организациях при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций и приготовлении бетонной смеси для монолитных конструкций и сооружений, а также для разработки производственно-технических норм расхода материалов.
Рекомендации рассматривают вопросы подбора, назначения и выдачи в производство составов тяжелых и мелкозернистых бетонов с учетом особенностей свойств сырьевых материалов и технологии изготовления.
Разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (Л.А. Малинина, д-р техн. наук, М.И. Бруссер, канд. техн. наук - руководители темы; кандидаты техн. наук: С.А. Лодмазова, А.С. Дмитриев, С.А. Высоцкий, И.М. Дробященко, В.К. Власов, А.Н. Мокрушин; инженеры: В.А. Голубёв, О.В. Раскопин, С.А. Абрамова); ВНИИжелезобетона Госстроя СССР (В.Г. Довжик, канд. техн. наук, Л.И. Левин, инж.); Оргэнергостроем Минэнерго СССР (В.А. Дорф, канд. техн. наук).
Подготовлены к утверждению Отделом стандартизации в строительстве Главного управления технического нормирования, стандартизации и метрологии Госстроя СССР (В.В. Тишенко, И.Н. Нагорняк).
1.1. Настоящие Рекомендации к ГОСТ 27006-86 распространяются на подбор составов тяжелых и мелкозернистых бетонов, изготавливаемых по поточно-агрегатной, конвейерной, стендовой или кассетной технологии с применением для уплотнения бетона и формования изделий всех видов вибрационных воздействий и центрифугирования, предназначенных для работы в эксплуатационных условиях под обычной статической постоянной или переменной нагрузкой в неагрессивной водной или воздушной среде. Рекомендации могут быть использованы при подборе составов бетонов, изготавливаемых по другим технологиям (например, вибропрессование, прокат, раздельная технология и т. д.), при условии обеспечения аналогичных режимов приготовления, уплотнения и твердения бетонной смеси в конструкциях и контрольных образцах или применения поправочных коэффициентов, принятых при контроле прочности, и других свойств бетона.
1.2. При подборе составов бетонов, к которым кроме прочности предъявляются дополнительные требования (морозостойкость, водонепроницаемость, коррозионная стойкость и т. д.) следует учитывать известные зависимости, связывающие качество материалов для бетона и технологию его приготовления со свойствами бетонов, которые необходимо обеспечить. В этих случаях состав бетона, отвечающий требованиям задания по прочности, проверяют на соответствие другим нормируемым показателям качества. Если это условие не выполняется, то производят новый подбор состава бетона с применением различных технологических приемов, обеспечивающих получение бетона со всеми нормируемыми показателями качества, как правило, без увеличения расхода цемента.
1.3. Подбор состава бетона производят с целью получения бетона в конструкциях с прочностью и другими показателями качества, установленными государственными стандартами, техническими условиями и проектной документацией на эти конструкции при минимально возможном расходе цемента.
1.4. При подборе состава бетона, подвергаемого тепловой обработке при температуре до 100°С, следует учитывать, что:
бетоны классов В20, В25 (М250 - М350) после тепловой обработки достигают прочности, близкой к требуемой отпускной или передаточной прочности (если их значения не превышают 70 % проектной). В связи с этим фактическая прочность в проектном возрасте, на которую следует подбирать состав бетона, соответствует требуемой прочности по ГОСТ 18105-86;
бетоны классов В30 и выше (М400 и выше) при режимах средней и более средней продолжительности могут достигать значения отпускной прочности, превышающие 70 % проектной, поэтому проектирование состава такого бетона следует осуществлять в соответствии с требуемой по ГОСТ 18105-86 проектной прочностью;
при нормируемой отпускной прочности бетона, не превышающей 60 % проектной, подбор состава бетона всех классов (марок) следует производить согласно требуемой прочности бетона в проектном возрасте.
1.5. В Рекомендациях изложены новые принципы подбора обычных тяжелых и мелкозернистых бетонов с минеральными добавками различной природы и гидравлической активности.
1.6. Подбор номинального состава бетона производят при организации производства новых видов конструкций, изменении нормируемых показателей качества бетона или бетонной смеси, технологии производства, поставщиков, вида или марок применяемых материалов, а также при разработке и пересмотре производственных норм расхода материалов.
1.7. Номинальный состав бетона необходимо назначать по результатам обработки данных испытаний образцов, изготовленных из опытных замесов, на материалах, наиболее представительных для данного предприятия с учетом применяемой технологии приготовления и транспортирования смеси, формования и твердения изделий.
1.8. Основными варьируемыми технологическими параметрами при подборе номинального состава тяжелого бетона должны быть: цементно-водное отношение, доля песка в смеси заполнителей и расход добавки.
1.9. Рассчитывая начальные составы бетона при подборе номинального состава, помимо методики, описанной в настоящих Рекомендациях, допускается применять другие методы, детально учитывающие специфику отдельных технологий и условий их применения.
1.10. Для построения технологических (базовых) зависимостей, особенно при подборе составов бетона с комплексными химическими, минеральными добавками и (или) с использованием многофракционных заполнителей, можно применять методы подбора состава бетона с применением математического планирования эксперимента.
1.11. Рабочие составы бетона назначают при переходе на новый номинальный состав или при поступлении новых партий материалов тех же видов и марок, которые принимались при подборе номинального состава, с учетом их фактического качества.
Рабочие составы бетона назначают по предварительно построенным базовым зависимостям с проверкой в лабораторных или производственных условиях.
1.12. Корректировку рабочих составов производят по результатам операционного контроля качества материалов данных партий и получаемой из них бетонной смеси, а также по результатам приемочного контроля качества бетона.
1.13. Корректировку рабочих составов производят по таблицам (алгоритмам) или построенным в ходе подбора номинальных составов базовым зависимостям, связывающим показатели качества бетонной смеси и бетона с качеством и расходом основных компонентов.
1.14. Подбор состава бетона выполняется лабораторией предприятия-изготовителя бетонной смеси или другими лабораториями по заданию, утвержденному главным инженером предприятия-изготовителя.
1.15. Результаты подбора номинального состава бетона, отвечающего требованиям утвержденного задания, должны быть оформлены в журнале подбора состава бетона и утверждены главным инженером предприятия-изготовителя. Рабочие составы подписываются начальником лаборатории или другим лицом, ответственным за подбор состава бетона.
1.16. При малых объемах или малосерийном нерегулярном производстве конструкций и изделий из монолитного бетона допускается принимать ориентировочные составы бетонов из материалов среднего качества, приведенные в разд. 7, которые могут служить основой при назначении рабочего состава бетона с обязательной экспериментальной проверкой и корректировкой подвижности бетонной смеси.
2.1. Задание на подбор состава бетона должно быть составлено для конструкций конкретной номенклатуры, изготавливаемых из бетона одного вида и качества по определенной технологии.
Если по одной технологии изготавливают конструкции (изделия) из бетонов одного или разных, но близких классов по прочности, то для них можно составить одно общее задание.
2.2. Задание на подбор состава разрабатывает технологическая служба предприятия-изготовителя бетонной смеси на основе проектной документации, действующих нормативных документов и конкретных условий производства на предприятии или стройплощадке.
2.3. Задание должно содержать:
1. Все нормируемые показатели качества бетона в соответствии с требованиями стандартов, технических условий и проектной документацией на конструкции, для которых предназначен бетон, в том числе:
класс (марку) бетона по прочности на сжатие;
отпускную прочность бетона сборных конструкций, % класса (марки);
передаточную прочность преднапряженных конструкций, % класса (марки);
классы (марки) бетона по прочности на растяжение, по морозостойкости, водонепроницаемости, истираемости и другим показателям качества, если они предусмотрены в нормативно-технической документации;
показатели однородности прочности и соответствующие им средние уровни прочности, согласно которым необходимо подбирать состав бетона.
удобоукладываемость бетонной смеси, место и время ее определения, сохраняемость (см. приложение);
расслаиваемость, воздухосодержание и другие показатели, предусмотренные в технической документации.
3. Технологические условия производства в соответствии с действующими нормативно-техническими документами (технологические карты, проект организации работ и т. д.) и фактически имеющиеся на предприятии, в том числе:
сроки и условия твердения бетона до достижения им нормируемых показателей качества, включая режим ускоренного твердения;
способы и режимы приготовления бетонной смеси (например, раздельное приготовление с использованием скоростных активаторов);
особенности технологического процесса (немедленная распалубка, двухстадийное твердение, дополнительная отделка и т. д.);
способы и режимы уплотнения бетонной смеси в конструкциях.
4. Ограничения по составу бетона и качеству материалов, предусмотренные технической документацией, в. том числе:
минимальный или максимальный расход цемента, заполнителей, воды и добавок;
максимальная крупность заполнителей;
максимальное или минимальное значение цементно-водного отношения.
5. Характеристики всех материалов, используемых для приготовления бетонов, в том числе:
виды цементов, их марки и активность при пропаривании;
виды и фракции заполнителей;
виды и характеристики добавок.
Материалы для приготовления бетона должны отвечать требованиям государственных и отраслевых стандартов и технических условий на эти материалы.
До начала работы по расчету состава бетона и приготовлению опытных замесов необходимо провести испытания материалов в соответствии со стандартами и техническими условиями с целью определения показателей их качества, необходимых для дальнейших расчетов.
При несоответствии отдельных составляющих бетон материалов требованиям ГОСТ, ОСТ и ТУ необходимо оценить их качество испытанием в бетонах и дать технико-экономические обоснования возможности и целесообразности их применения.
Рациональные марки цементов для бетона различных марок приведены в табл. 1.
Проектный класс бетона по прочности на сжатие*
Рекомендуемые и допускаемые марки цемента для тяжелого бетона при твердении в условиях
Мелкий заполнитель
Песок представляет собой рыхлую смесь мелких зерен, образовавшихся в результате выветривания изверженных горных пород. Чаще всего это кварцевые пески с небольшой примесью зерен других минералов, реже полевошпатные и известняковые пески.
Иногда песок получают дроблением горных пород, но такие пески за исключением отходов дробления (фракции меньше 5 мм), как правило, не используются в практике массового производства бетона из-за их дороговизны.
Дробленый песок изготавливается из невыветрившихся изверженных метаморфических пород или плотных осадочных пород с пределом прочности на сжатие не ниже 40 МПа.
Для приготовления бетонных смесей в качестве мелкого заполнителя применяют, как правило, природные кварцевые пески, которые пригодны для любых марок бетона.
В нормативной документации всегда указывается не один рекомендуемый зерновой состав песка, а допускается определенный интервал в соотношениях отдельных фракций, при котором не наблюдается значительное ухудшение свойств. Например, в песках для бетона зерновой состав должен находиться в следующих границах (Таблица 1).
Таблица 1
Рекомендуемый стандартом зерновой состав песка для бетона
| Размеры отверстий сит, мм | 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | >0,14 | |
| Полные остатки на ситах, % по массе | min | 0 | 0 | 14 | 35 | 70 | 90 | 100 |
| max | 0 | 20 | 45 | 70 | 90 | 100 | 100 |
Для оценки зернового состава песка пользуются характеристикой «модуль крупности» Мк, обозначающих сумму полных остатков в % на ситах стандартного набора деленную на 100.
В зависимости от модуля крупности пески подразделяются на крупные (Мк=2,5÷3,5), средние (Мк=2÷2,5) и мелкие (Мк =1,5÷2).
Для линий непрерывного формования целесообразно использование крупных и средних песков. При применении мелких песков рекомендуется использовать укрупнительные добавки, либо добавки крупного песка.
Модуль крупности позволяет лишь приблизительно оценивать влияние гранулометрии песка на свойства бетона, т.к. пески с различным зерновым составом могут иметь одинаковый модуль крупности [7].
Использование в бетонах местных мелкозернистых песков с повышенной удельной поверхностью и пустотностью, как правило, приводит к повышенным расходам цемента. Наличие в песках органических примесей — слюды, гипса снижает качество бетона. Поэтому их содержание ограничено: слюды не более 0,5%, гипса – 1%, пылевато-глинистых частиц – 3%, органических примесей по колориметрической пробе – не темнее цвета эталона.
Крупный заполнитель
В качестве крупного заполнителя для тяжелых бетонов используют щебень — материал, получаемый дроблением горных пород, гравия или искусственных камней на куски размером от 5 до 70 мм. Дробление производят на камнедробилках. В результате – кроме щебня получаются более мелкие фракции, относящиеся по крупности зерен к песку и пыли. По существу, этот ценный материал, могущий эффективно использоваться в составе бетонной смеси, называют «отходами дробления» и, как правило, вывозят на свалки. В процессе дробления камня зерна щебня получаются неправильной формы. Лучшей считается форма, приближающаяся к кубу или тетраэдру.
В щебне не должно содержаться более 15% зерен пластинчатой и игловатой формы.
По прочности исходной горной породы марка щебня при сжатии в насыщенном водой состоянии (ГОСТ 8267) должна быть выше марки бетона не менее чем в 1,5 раза для бетона марок ниже М 300, и больше чем в 2,0 для бетона М 300 и выше.
Таблица 2
Рекомендуемый стандартом гранулометрический состав крупного заполнителя
| Наибольшая крупность заполнителя, мм | Содержание фракций, % | |||
| от 5 до 10 | Свыше 10 до 20 | свыше 20 до 40 | свыше 40 до 70 | |
| 20 | 25-40 | 60-75 | — | — |
| 40 | 15-25 | 20-35 | 40-65 | — |
| 70 | 10-20 | 15-25 | 20-35 | 35-55 |
Примечание. Для линий непрерывного формования используется щебень фракций 5-20. Рекомендуемый гранулометрический состав выделен в таблице 2.
Заполнители в бетоне могут составлять до 80% объема и, как правило, чем больший объем они занимают, тем ниже себестоимость бетона.
Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя. Зерновой состав показывает содержание в заполнителе зерен разной крупности и определяется просеиванием пробы заполнителей через стандартные сита с отверстиями 0,14-70 мм. Различают рядовой заполнитель, содержащий зерна различных размеров, и фракционированный, если зерна заполнителя разделены на отдельные фракции [7]. Так, если указано что используется щебень фракций 5-20, это означает, что объем фракций менее 5 мм и более 20 мм не превышает 5%.
Портландцемент
Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным измельчением цементного клинкера и гипса.
Клинкер – результат обжига до спекания природного сырья, включающего минералы с преобладающими содержанием силикатов кальция (75-78% CaСO3 и 22-25% CaСO2 + Аl2O3 + Fe2O3). Для регулирования сроков схватывания цемента в его состав добавляют до 5% гипса. Для снижения стоимости портландцемента и придания ему специальных свойств при помоле клинкера возможно введение до 20% активной минеральной добавки.
Цемент выбирают с учетом требований, предъявляемых к бетону (прочность, морозостойкость, химическая стойкость, водонепроницаемость), а также технологии изготовления конструкций, их назначения и условий эксплуатации.
Цементная промышленность России выпускает, в основном, цементы активностью М 400-500. В строительстве применяют цементы М 300, 400, 500, 550, 600.
Базовыми характеристиками цемента являются также нормальная густота цементного теста, скорость схватывания, равномерность изменения объема.
Нормальная густота. В отличие от других строительных материалов цемент испытывают в гидратированном состоянии в виде теста либо песчаного раствора. Поэтому на результаты испытаний влияют не только физико-химическая характеристика вяжущего, но также содержание и особенности всех применяемых при испытании материалов: воды, песка, специальных добавок. Кроме того, большое значение имеют способы приготовления цементного теста либо раствора и условия, в которых протекают процессы твердения.
При испытании по ГОСТ 3103 определяют нормальную густоту цементного теста, измеряя глубину погружения стандартного пестика. Нормальную густоту цементного теста характеризует количество воды затворения в % от массы цемента и составляет для портландцемента 22-28%. Она зависит от химико-минералогического состава клинкера, удельной поверхности цемента, содержания в нем допускаемой минеральной добавки, некоторых других факторов и является индивидуальной характеристикой цемента. Сроки схватывания и равномерность изменения объема определяют в цементном тесте нормальной густоты.
Скорость схватывания. Портландцемент, затворенный количеством воды, установленным при определении его нормальной густоты, образует подвижное тесто, которое в зависимости от химико-минералогической характеристики клинкера, удельной поверхности и состава цемента постепенно в течение нескольких часов теряет подвижность, превращаясь в плотное тело.
После затворения в начале гидратации цемента образуется рыхлая коагуляционная структура, обладающая тиксотропностью. Во время перемешивания теста контакты, возникшие между гидратными новообразованиями коллоидных фракций цемента, нарушаются, и тесто сохраняет подвижность, несмотря на постепенное нарастание связности. Чем дольше длится гидратация, тем больше становится гидратных новообразований и выше плотность структуры.
Время, в течение которого образуется непрерывно уплотняющаяся коагуляционная структура, является периодом схватывания — формирования структуры [8]. Таким образом, схватывание цемента следует рассматривать как первоначальную стадию общего процесса твердения.
По стандарту начало схватывания должно наступить не ранее 45 минут и заканчиваться не позднее 12 часов с момента затворения. Нормальные сроки схватывания портландцемента достигаются при совместном помоле клинкера с добавкой подобранного количества гипса, при котором содержание SO3 в цементе должно быть не меньше 1,5% и не выше 3,5%. При большей добавке гипса возможно излишнее ускорение сроков схватывания.
Вода
Для приготовления бетонных смесей применяют питьевую либо иную природную воду, не содержащую вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению бетона. К вредным примесям относятся сульфаты, минеральные и органические кислоты, жиры, сахара и др.
Вода считается пригодной для затворения бетонной смеси, если общее содержание в ней солей не превышает 500 мг/л, содержание сульфатов (сернокислого кальция, натрия или магния) менее 2700 мг/л и показатель рН более 4.
Морскую воду, если она удовлетворяет указанным выше требованиям, разрешается применять для затворения и поливки бетона. Промышленные, сточные и болотные воды, содержащие вредные примеси, не пригодны для изготовления бетона.
Пригодность воды устанавливается химическим анализом, а также сравнительными испытаниями бетонных образцов на прочность. Вода считается пригодной для изготовления бетона, если приготовленные на ней образцы в возрасте 28 суток нормального хранения имеют не меньшую прочность, чем образцы бетона на питьевой воде.
Химдобавки
Применение добавок для тяжелых бетонов помимо экономического эффекта позволяет повысить его качественные и функциональные характеристики, а также улучшить свойства бетонной смеси при транспортировке, укладке и твердении (Приложение №4).
Химические добавки можно разделить на регуляторы реологических свойств бетонной смеси, регуляторы пористости, сроков схватывания и твердения, а также добавки, придающие специальные свойства бетону.
Наиболее широкое применение нашли водоредуцирующие добавки — пластификаторы и суперпластификаторы, увеличивающие подвижность бетонной смеси, прочность бетона в результате снижения расхода воды, а также ускоритель твердения.
Авторским коллективом AО «Строительные Технологии и Машины» в составе Копша С.П. и Заикин В.А, под редакцией эксперта РАН, д.т.н., профессора Львовича К.И. подготовлено Методическое пособие «Подбор состава бетонной смеси для российской технологии изготовления преднапряженных железобетонных изделий методом непрерывного виброформования на длинных стендах«.
По вопросам приобретения Методического пособия и за консультациями просим обращаться:
Читайте также: