Рекомендации по подбору состава легкого бетона
Обновлено: 27.04.2024
Подбор состава бетона на пористых заполнителях сложнее, чем обычных бетонов. Это объясняется необходимостью обеспечения помимо требований, предъявляемых к бетонам на плотных заполнителях, еще и заданной плотности легкого бетона, поэтому решающее значение для легких бетонов имеет качество применяемого пористого заполнителя. Для легких бетонов требуется определенное наивыгоднейшее сочетание показателей плотности и прочности.
| Проектная марка бетона | Марки цемента | |
| Рекомендуемые | Допускаемые | |
| 50…100 | ||
| 150…200 | 300…500 | |
| 250…300 | 400…500 | 400…600 |
| 350…400 | 500…550 | 500…600 |
| 450…500 | 550…600 | 500…600 |
Предварительно производят оценку пригодности мелкого и крупного пористого заполнителя для получения бетона с заданной характеристикой (по графикам и таблицам СНиП и ГУ).
1. Назначают ориентировочный расход. Количество цемента берут для трех пробных замесов, два из которых меньше или больше табличных значений на 25%. В соответствии с требованиями СНиП 5.01.23-83 и действующими инструкциями ниже приведены ориентировочные расходы цемента для проектирования состава конструктивно-теплоизоляционных и конструктивно легких бетонов М50 … М400 (табл. 2.2; 2.3).
Таблица 2.2 - Ориентировочные расходы цемента для конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона на пористых заполнителях.
| Марка бетона по плотности | Расход цемента М400 (кг/м 3 ) в зависимости от проектной марки бетона | |
| 230/- | 260/- | - |
| 220/265 | 240/- | 280/- |
| 210/250 | 225/300 | 260/- |
| 200/240 | 215/275 | 240/340 |
| -/230 | 210/260 | 225/310 |
| -/225 | -/250 | 210/280 |
| -/220 | -/240 | 200/265 |
| -/215 | -/230 | -/255 |
Примечание: в числе на гравиеподобных пористых заполнителях, в знаменателе – на щебнебодобных пористых заполнителях.
При применении других марок цементов или смесей с иной подвижностью или жесткостью табличные расходы цемента следует умножить на коэффициенты, приведенные в таблице 2.4.
2. Расход воды предварительно назначают по таблице 2.5 или определяют по формуле:
НГ – нормальная густота цементного теста, %;
Ц – расход цемента, кг;
Wкр – водопоглощение крупного заполнителя,%;
Кр – расход заполнителя, определяющийся расчетами или по таблицам, кг.
При использовании заполнителей с крупностью зерен менее или более 20 мм (до 10 или до 40мм) расход воды по таблице 2.5 соответственно следует увеличивать или уменьшать на 10 … 20 л/м 3 . при замене плотного песка пористым и наоборот расход воды повышают или понижают на 30 … 50 л.
3. Расход крупного и мелкого заполнителей можно определять из выражения:
ρсух – заданная плотность легкого бетона в сухом состоянии, кг/м 3 ;
1,15Ц – масса цементного камня с учетом химически связанной воды, кг.
Таблица 2.3 - Ориентировочные расходы цемента для конструкционного легкого бетона с отпускной прочностью 70% от проектной
| Марка бетона | Осадка конуса, см | Жесткость, с | Расход цемента, кг/м3,при марках |
| 5…10 | - | - | - |
| 1…4 | - | - | - |
| - | 5…10 | - | - |
| - | 11…20 | - | - |
| 5…10 | - | - | - |
| 1…4 | - | - | - |
| - | 5…10 | - | - |
| - | 11…20 | - | - |
| 5…10 | - | - | - |
| 1…4 | - | - | - |
| - | 5…10 | - | - |
| - | 11…20 | - | - |
| 5…10 | - | - | |
| 1…4 | - | - | |
| - | 5…10 | - | |
| - | 11…20 | - | |
| 5…10 | - | - | - |
| 1…4 | - | - | - |
| - | 5…10 | - | - |
| - | 11…20 | - | - |
Таблица 2.4 - Коэффициенты измерения нормативных расходов цемента для конструкционных легких бетонов в зависимости от марок легких заполнителей
| Марка легкого заполнителя по прочности | Значения коэффициентов изменения расхода цемента для бетона марки | ||
| 1,15 | - | - | - |
| 1,0 | 1,15 | - | - |
| 0,92 | 1,0 | 1,2 | - |
| 0,89 | 0,92 | 1,0 | 1,25 |
| 0,86 | 0,85 | 0,9 | 1,0 |
| - | 0,77 | 0,8 | 0,86 |
| - | - | 0,76 | 0,82 |
Таблица 2.5 - Ориентировочный расход воды для приготовления легких бетонов на пористых заполнителях и портландцементе (крупность зерен заполнителя 20 мм)
| Осадка конуса, см | Жесткость, с | Расход воды, л/м3, при применении | |||
| Керамзита и плотного песка | Аглопорита шлаковой пемзы и пористого песка | Естественных пористых заполнителей с прочностью породы, МПа | |||
| Более 10 | 10 и менее | ||||
| 5…10 | - | 220…250 | 280…320 | 290…330 | 330…380 |
| 1…3 | 10…20 | 210…230 | 260…290 | 270…300 | 320…370 |
| - | 20…30 | 200…220 | 230…260 | 250…280 | 310…360 |
| - | 60…100 | 160…180 | 190…220 | 210…240 | 290…310 |
4. Пользуясь рекомендациями по зерновому составу легких бетонов, рассчитывают расход мелкого и крупного заполнителей по фракциям. Например, для легкого бетона на керамзитовом гравии примерно содержание его в бетоне должно составлять 0,85…1,0 м 3 /м 3 бетона, а содержание песка в смеси заполнителей принимают по таблице 2.6.
5. Приготовляют опытные образцы с различным содержанием цемента и воды и испытывают их на сжатие после твердения в определенных условиях. Далее строят график зависимости прочности и плотности от расхода цемента. Аналогично строят график зависимости содержания воды от расхода цемента (на том же графике, где и зависимость прочности от расхода цемента). По этим кривым устанавливают расход цемента на 1 м 3 бетона с обеспечением прочности и плотности.
Таблица 2.6 - Содержание песка в легких бетонах
| Керамзитобетон | Предельная крупность заполнителей, мм | Содержание песка в смеси заполнителей, % по объему |
| Теплоизоляционный | 15…25 | |
| 20…30 | ||
| Конструктивно – теплоизоляционный | 25…45 | |
| 40…50 | ||
| 45…55 | ||
| Конструктивный | 45…55 | |
| 50…60 |
Пример. Подобрать состав конструкционного керамзитобетона М 200 с плотностью 1800 кг/ м 3 из следующих материалов: керамзит фракции 5…20 мм плотность 600 и 250, кварцевый песок плотностью 1500, жесткость смеси 60 с, портландцемент М 500. материалы удовлетворяют требованиям СНиПа.
1. По таблицам 2.3, 2.4 подбирают расход цемента:
2. Расход воды по таблице 2.5: 160 л/ м 3
3. Расход крупного и мелкого заполнителя:
4. Долю песка по таблице 2.6: 45% т. е.
5. Расход керамзита:
Далее производится приготовление опытных образцов с различным содержанием цемента и воды, отличающихся от расчетного, которые испытывают на сжатие после пропаривания. После построения зависимости содержания воды от расхода цемента, а также прочности и плотности от расхода цемента уточняют требуемый расход цемента при условии обеспечения требуемой плотности и прочности бетона.
Литература
1. Баженов Ю.М., Комар А.Г., Технология бетонных и железобетонных изделий. – М.; Стройиздат, 1984.
2. Бурлаков Г.С., Технология изделий из легкого бетона. – М.; Высшая школа, 1986.
3. ОНТП-07-85. Общесоюзные нормы проектирования предприятий сборного железобетона. – М.; 1986.
4. СНиП 3.09.01-85. Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. Государственный комитет СССР по делам строительства – М.; 1985.
5. Якобсон Я.М., Совалов И.Г., Краткий справочник по бетону и железобетону. – М.; Стройиздат, 1977.
Рекомендации по подбору составов легких бетонов (к ГОСТ 27006-86)
УТВЕРЖДЕНЫ протоколом Госстроя СССР от 19 декабря 1989 г. N АЧ-40.
Содержат методики подбора составов конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных легких бетонов, в том числе с минеральными и химическими добавками.
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.
Настоящие Рекомендации разработаны к ГОСТ 27006-86 "Бетоны. Правила подбора состава" и предназначены для назначения и выдачи в производство составов легкого бетона с заданными свойствами при экономном расходовании цемента на предприятиях 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 включают методы подбора, назначения и выдачи в производство состава легких конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов с учетом специфических требований к ним, особенностей свойств сырьевых материалов и технологии изготовления.
Разработаны ВНИИжелезобетона Госстроя СССР (В.Г.Довжик, канд. техн. наук - руководитель темы; кандидаты техн. наук: Е.В.Фридман, И.С.Хаймов; инженеры: Б.А.Верскаин, М.Г.Панфилова, Е.Н.Трунович, С.П.Абрамова), НИИЖБ Госстроя СССР (И.Е.Путляев, д-р техн. наук; кандидаты техн. наук: Р.К.Житкевич, В.И.Савин, В.Н.Ярмаковский), Оргэнергостроем Минэнерго СССР (В.А.Дорф, канд. техн. наук), ЦНИИСом Минтрансстроя СССР (К.М.Кац, канд. техн. наук).
Подготовлены к изданию Отделом стандартизации в строительстве Главного управления технического нормирования, стандартизации и метрологии Госстроя СССР (В.В.Тишенко, И.Н.Нагорняк).
При разработке Рекомендаций учтены положения и инструкции по технологии и подбору составов легких бетонов, разработанные АрмНИИС Госстроя АрмССР, ЦНИИЭП жилища Госкомархитектуры, НИИСМИ Минстройматериалов УССР, ДальНИИС Госстроя СССР, ЦНИИОМТП Госстроя СССР, МИСИ им. В.В.Куйбышева Госкомобразования СССР и другими организациями, а также опыт передовых предприятий стройиндустрии страны.
Все замечания и предложения по содержанию Рекомендаций, а также сведения о результатах их применения просьба направлять во ВНИИжелезобетон Госстроя СССР по адресу: 111524, Москва, ул. Плеханова, 7.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации разработаны к ГОСТ 27006-86 и распространяются на подбор состава легких бетонов, приготовленных на цементном вяжущем, крупном пористом и мелком пористом или плотном заполнителях.
1.2. Изложенные в Рекомендациях методы подбора состава легких бетонов распространяются на:
конструкционно-теплоизоляционные бетоны, применяемые для изготовления однослойных стеновых панелей и крупных блоков и теплоизолирующего слоя многослойных стеновых панелей, а также других ограждающих строительных конструкций жилых, общественных и производственных зданий, к которым в первую очередь предъявляются требования по теплоизолирующей способности;
конструкционные бетоны, применяемые для изготовления несущих строительных конструкций зданий и сооружений и других конструкций, а также для конструкционных слоев многослойных панелей, цокольных панелей, для которых требования по теплоизолирующей способности не предъявляются или не являются определяющими.
1.3. Приведенные в Рекомендациях методы подбора состава бетона учитывают, в первую очередь, условия производства сборных конструкций и изделий из легких бетонов. При подборе составов легких бетонов для монолитного строительства помимо основных положений методики, описанной в Рекомендациях, необходимо учитывать специфические требования к бетонам и бетонным смесям для монолитного строительства с учетом условий их приготовления, транспортирования, укладки и твердения.
1.4. Подбор состава конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного легкого бетона производят с целью получения бетона в конструкциях с прочностью, средней плотностью (далее - плотностью) и другими показателями качества, установленными государственными стандартами, техническими условиями и проектной документацией на эти конструкции при минимально возможных расходе цемента и общей стоимости материалов на 1 м бетона. Для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов классов В2,5-В5 подобранный состав должен обеспечивать получение минимально возможной плотности, за исключением случаев, когда требуемая нормативно-технической документацией плотность легкого бетона не может быть ниже нормируемой.
1.5. Подбор конструкционного и конструкционно-теплоизоляционного состава легких бетонов включает в себя выбор исходных материалов, расчет начального и определение номинального состава бетона и его проверку в производственных условиях, назначение и корректировку рабочего состава, расчет и передачу в производство рабочих дозировок.
1.6. Подбор номинального состава легкого бетона производят при организации производства новых видов конструкций, при изменении нормируемых показателей качества бетона или бетонной смеси, технологии производства, поставщиков, вида применяемых материалов, а также при разработке и пересмотре производственных норм расхода материалов.
1.7. Номинальный состав легкого бетона необходимо назначать по результатам обработки данных испытаний образцов, изготовленных из опытных замесов в лабораторных или производственных условиях на материалах, наиболее представительных для данного предприятия с учетом применяемой технологии приготовления и транспортирования смеси, формования и твердения изделий.
1.8. Варьируемыми технологическими параметрами при подборе номинального состава конструкционно-теплоизоляционного бетона могут быть: плотность бетона, расход мелкого заполнителя или цемента, расход воздухововлекающей (порообразующей) добавки. При подборе номинального состава конструкционного бетона за варьируемый технологический параметр принимается расход цемента. В необходимых случаях в качестве варьируемого технологического параметра можно принимать расходы пластифицирующей или минеральной добавки, а также крупного пористого заполнителя.
1.9. Для расчета начальных составов бетона при подборе номинального состава помимо методики, описанной в настоящих Рекомендациях, допускается применять другие методы, детально учитывающие специфику отдельных разновидностей легких бетонов, условия их приготовления и применения.
1.10. Для построения технологических (базовых) зависимостей, особенно при подборе составов бетона с комплексными химическими, минеральными добавками и (или) использованием многофракционных заполнителей, можно использовать математические методы подбора состава бетона с применением планирования эксперимента.
1.11. Рабочие составы легкого бетона назначают при переходе на новый номинальный состав, а также при поступлении новых партий материалов тех же видов, которые принимались при подборе номинального состава, с учетом их фактического качества.
Рабочие составы легкого бетона назначаются по предварительно построенным базовым зависимостям с их проверкой в 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 приемо-сдаточного контроля качества бетона. Основными показателями при операционном контроле являются:
насыпная плотность крупного пористого заполнителя, оцениваемая по данным объемно-весового дозирования, влажность заполнителя, плотность (преимущественно для конструкционно-теплоизоляционного бетона) и удобоукладываемость (преимущественно для конструкционного бетона) бетонной смеси.
1.13. Корректировку рабочих составов производят по таблицам (алгоритмам) объемно-весового дозирования и построенным в ходе подбора номинальных составов базовым зависимостям, связывающим показатели качества бетонной смеси и бетона с расходом основных компонентов.
1.14. Подбор состава бетона выполняется лабораторией предприятия-изготовителя или центральными научно-исследовательскими лабораториями по утвержденному заданию, разработанному технологической службой предприятия-изготовителя.
1.15. Результаты подбора номинального состава легкого 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 допускается принимать ориентировочные составы легких бетонов на наиболее массовых пористых заполнителях, приведенные в приложении 1 (без проведения подбора номинального состава), с обязательной проверкой их в производственных условиях.
2. ПРОЕКТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЛЕГКИМ БЕТОНАМ И БЕТОННЫМ СМЕСЯМ
2.1. Основные показатели свойств легких бетонов для конструкций конкретной номенклатуры устанавливаются проектной организацией и указываются в проектной документации в соответствии с существующими нормами проектирования и стандартами на изделия и конструкции с учетом максимального удовлетворения требований экономичности и технологичности изготовления, транспортирования и применения конструкции, а также требований защиты окружающей среды.
2.2. Технологические требования к легким бетонам и легкобетонным смесям для конструкций конкретной номенклатуры устанавливают технологические службы предприятия-изготовителя в соответствии с положениями СНиП 3.09.01-85 и нормативно-технической документацией по технологии монолитного бетона с целью обеспечения необходимого качества изделий (конструкций) и соответствия свойств легкого бетона в конструкциях требованиям проекта с учетом специфических условий производства - методов, режимов и оборудования для приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси, твердения бетона, исходя из максимального сокращения и улучшения условий труда, экономии материальных и топливно-энергетических ресурсов.
2.3. Проектные и технологические требования к легким бетонам и легкобетонным смесям должны быть полностью отражены в задании на подбор состава легкого бетона.
ПРОЕКТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЛЕГКИМ БЕТОНАМ
2.4. Легкие бетоны должны соответствовать техническим требованиям, предъявляемым ГОСТ 25820-83*, и обеспечивать изготовление изделий и конструкций, удовлетворяющих требования стандартов, технических условий, проектной и технологической документации на изделия и конструкции конкретных видов.
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 25820-2000, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
2.5. Основными характеристиками легких бетонов, указываемыми в проектной документации, являются класс (марка) по прочности (В или М) и марка по средней плотности (D) (далее - плотности). Марки по плотности устанавливаются в сухом состоянии.
2.6. Для бетонных и железобетонных конструкций, в соответствии со СНиП 2.03.01-84* предусматриваются легкие бетоны следующих классов по прочности на сжатие при марках по плотности:
На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 52-01-03, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
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;
ПРАВИЛА ПОДБОРА СОСТАВА
Сoncretes. Rules for mix proportioning
МКС 91.100.30
ОКП 58 7000
Дата введения 1987-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 25 марта 1986 N 31 дата введения установлена 01.01.87
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2006 г.
Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелый, легкий, ячеистый и плотный силикатный бетоны по ГОСТ 25192-82 и устанавливает правила подбора, назначения и выдачи в производство состава бетона на предприятиях и строительных организациях при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций и бетонной смеси для монолитных конструкций и сооружений (далее - конструкции), а также при обосновании производственно-технических норм расхода материалов.
Устанавливаемые настоящим стандартом правила могут применяться также для подбора состава специальных бетонов различных видов при условии обеспечения всех предъявляемых к этим бетонам требований.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Подбор состава бетона следует производить в соответствии с требованиями настоящего стандарта с целью получения бетона в конструкциях с прочностью и другими показателями качества, установленными государственными стандартами, техническими условиями или проектной документацией на эти конструкции, при минимальном расходе цемента или другого вяжущего.
1.2. Подбор состава бетона включает в себя определение номинального состава, расчет и корректировку рабочего состава, расчет и передачу в производство рабочих дозировок.
1.3. 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.
1.4. Рабочие составы бетона назначают при переходе на новый номинальный состав и далее при поступлении новых партий материалов тех же видов и марок, которые принимались при подборе номинального состава, с учетом их фактического качества. При назначении рабочих составов их проверяют в лабораторных или производственных условиях.
В дальнейшем по результатам операционного контроля качества материалов данных партий и получаемой из них бетонной смеси, а также приемочного контроля качества бетона производят корректировку рабочих составов.
1.5. Рабочую дозировку назначают по рабочему составу бетонной смеси с учетом объема приготовляемого замеса.
1.6. Подбор состава бетона должен выполняться лабораторией предприятия - изготовителя бетонной смеси по утвержденному заданию, разработанному технологической службой этого предприятия.
Допускается производить подбор состава бетона в центральных лабораториях, трестах "Оргтехстрой", научно-исследовательских лабораториях и других организациях по утвержденному заданию на подбор состава бетона.
1.7. Результаты подбора номинального состава бетона, отвечающего требованиям утвержденного задания, должны быть оформлены в журнале подбора состава бетона и утверждены главным инженером предприятия - изготовителя бетонной смеси. Рабочие составы и дозировки подписываются начальником лаборатории или другим лицом, ответственным за подбор состава бетона.
1.8. Задание, журнал подбора номинального состава бетона, ведомости рабочих составов и листы рабочих дозировок вместе с дубликатами документов о качестве на соответствующие партии бетонной смеси или конструкций должны храниться на предприятии-изготовителе согласно требованиям, установленным ГОСТ 13015.3-81 для документа о качестве.
2. ЗАДАНИЕ НА ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА
2.1. Задание на подбор состава бетона должно быть составлено для конструкций конкретной номенклатуры, изготовляемых из бетона одного вида и качества по определенной технологии.
2.2. Задание должно содержать:
нормируемые показатели качества бетона в соответствии с техническими требованиями стандартов, технических условий или проектной документации на конструкции конкретных видов, для которых предназначен бетон;
показатели качества бетонной смеси, длительность и режимы твердения бетона и другие условия производства, принимаемые по технологической документации, разработанной в соответствии с действующими стандартами, нормами и правилами;
показатели однородности прочности бетона всех видов и плотности легких и ячеистых бетонов, а также соответствующий им средний уровень прочности и плотности, планируемые на предстоящий период;
ограничения по составу бетона и применению материалов для его приготовления, установленные нормативно-технической и технологической документацией.
2.3. Состав бетона следует подбирать исходя из среднего уровня прочности, а для легкого и ячеистого - и плотности бетона.
Значения среднего уровня прочности и плотности для подбора состава бетона принимают по ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 27005-86 с учетом фактической однородности бетона и планируемых мероприятий по ее повышению.
Для случаев, когда отсутствуют данные о фактической однородности бетона, средний уровень прочности при подборе его состава принимают равным требуемой прочности по ГОСТ 18105-86 для бетона данного класса или марки при коэффициенте вариации, равном 13,5% для тяжелого и легкого бетонов, 14% - для плотного силикатного бетона и 17% - для ячеистого, а также бетона массивных гидротехнических конструкций. Средний уровень плотности в этих случаях принимают равным марке бетона по плотности.
3. ПОДБОР НОМИНАЛЬНОГО СОСТАВА БЕТОНА
3.1. Подбор номинального состава бетона производят по следующим этапам:
выбор и определение характеристик исходных материалов для бетона;
расчет начального состава;
расчет дополнительных составов бетона с параметрами составов, отличающихся от принятых в начальном составе в большую и меньшую сторону;
изготовление пробных замесов начального и дополнительных составов, отбор проб, испытание бетонной смеси, изготовление образцов и их испытание по всем нормируемым показателям качества;
обработка полученных результатов с установлением зависимостей, отражающих влияние параметров состава на нормируемые показатели качества бетонной смеси и бетона и предназначенных для назначения номинального, а также назначения и корректировки рабочих составов бетона;
назначение номинального состава бетона, обеспечивающего получение бетонной смеси и бетона требуемого качества при минимальном расходе вяжущего.
3.2. Подбор номинального состава производят:
для вяжущего каждого вида и марки каждого предприятия-изготовителя;
для крупного заполнителя каждого карьера с одинаковой максимальной крупностью;
для крупного пористого заполнителя каждой марки по насыпной плотности и прочности каждого предприятия-изготовителя;
для песков каждого карьера;
для химических добавок каждого вида.
3.3. Выбор материалов, применяемых для изготовления бетона, следует производить на основе их паспортных характеристик в соответствии с требованиями стандартов и технических условий.
При выборе материалов следует учитывать необходимость наиболее полного использования промышленных отходов (зол, шлаков и золошлаковых смесей ТЭС и др.).
3.4. Материалы, применяемые для подбора состава, должны соответствовать требованиям стандартов или технических условий на эти материалы. До начала работы по расчетам состава бетона и приготовлению опытных замесов следует провести испытания материалов по соответствующим стандартам для определения показателей их качества, необходимых для проведения расчетов.
Активность цемента (или прочностные характеристики другого вяжущего, если их невозможно определить стандартными методами) для расчета начального и дополнительных составов следует принимать в зависимости от его фактической прочности в бетоне постоянного состава, который является наиболее массовым для предприятия - изготовителя бетонной смеси, либо другими экспресс-методами, проверенными на практике.
Указанные данные о фактической прочности цемента, примененные при подборе номинального состава, используются в дальнейшем для назначения рабочих составов бетона.
Допускается активность цемента для расчета состава бетона принимать равной его гарантированной марке. В этом случае при получении новой партии цемента в целях его использования в соответствии с фактической активностью рабочий состав бетона (в части расхода цемента) подбирают аналогично номинальному.
3.5. Пробы материалов отбирают в объеме, необходимом для подбора состава бетона.
Отобранные пробы заполнителей следует высушить до постоянной массы и просеять с отсевом от мелкого заполнителя зерен крупнее 5 мм, а от крупного заполнителя - мельче 5 мм и с разделением крупных заполнителей на отдельные фракции.
3.6. Начальный состав бетона рассчитывают по фактическим характеристикам исходных материалов в соответствии с методиками, пособиями и рекомендациями научно-исследовательских институтов, утвержденных в установленном порядке.
3.7. В качестве варьируемых параметров состава принимают параметры, оказывающие влияние на свойства бетонной смеси и нормируемые показатели качества бетона в зависимости от вида бетона и принятой методики расчета. Например, для тяжелого бетона в общем случае это цементно-водное отношение, доля песка в смеси заполнителей и расход добавки. При этом для каждого вида бетона устанавливают основной параметр, в большей мере влияющий на его прочность (например, для тяжелого бетона - цементно-водное отношение).
3.8. Дополнительные составы рассчитывают аналогично начальному при значениях варьируемых параметров состава, отличающихся от принятых при расчете начального состава в меньшую и большую сторону на 15-30%. Количество дополнительных составов по каждому из этих параметров должно быть не менее двух.
3.9. Опытные замесы по начальному и дополнительным составам следует приготовлять на заполнителях и вяжущем, характеристики которых были приняты при расчете составов. Материалы должны иметь положительную температуру.
Объем каждого опытного замеса должен не менее чем на 10% превышать суммарный объем изготовляемых из него образцов и проб, используемых для контроля свойств бетонной смеси и бетона.
3.10. Материалы следует дозировать по массе с погрешностью не более 1,0%.
Дозирование пористых заполнителей допускается производить по объему с обязательным контролем насыпной плотности.
Воду, водные растворы добавок и синтетические смолы дозируют по массе или объему. Плотность водного раствора рабочего состава добавки должна быть предварительно определена.
3.11. Приготовление опытных замесов производят в лабораторном смесителе принудительного или гравитационного действия. Приготовление опытных замесов объемом до 15 л при подборе состава тяжелого бетона и легкого бетона без структурообразующих добавок допускается производить вручную на предварительно увлажненном противне с перемешиванием в течение 3-5 мин.
3.12. Приготовление опытных замесов начинают с перемешивания сухих материалов, а затем постепенно добавляют в замес назначенное по расчету количество воды, раствора добавки или синтетической смолы.
Допускается на основе визуального контроля удобоукладываемости и структуры бетонной смеси вносить изменения в количество отдозированной воды, а для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов - в количество воздухововлекающей добавки или пены.
3.13. После окончания перемешивания отбирают пробы по ГОСТ 10181-2000 для проверки удобоукладываемости и других свойств бетонной смеси, предусмотренных в техническом задании на подбор состава бетона. При этом определение удобоукладываемости начинают не ранее 15 мин после начала перемешивания смеси с водой.
Если свойства бетонной смеси не соответствуют каким-либо требованиям задания на подбор состава бетона, следует произвести корректировку составов до получения в замесе каждого состава смеси с заданными свойствами.
Бетонную смесь, которая не удовлетворяет требованиям задания по удобоукладываемости, допускается корректировать при вторичном перемешивании с добавлением воды, цемента, заполнителей и добавок в необходимых количествах. При подборе состава жестких смесей и смесей со структурообразующими добавками, а также бетонных смесей, свойства которых нормируются не только непосредственно после приготовления, но и через определенное время после их перемешивания, вторичное перемешивание опытных проб бетонных смесей не допускается и замес повторяют с измененными расходами материалов.
3.14. После получения бетонной смеси с заданными свойствами определяют ее плотность по ГОСТ 10181-2000 (за исключением ячеистого бетона) и для каждого состава рассчитывают фактический расход материалов на 1 м бетона по формулам:
; (1)
; (2)
; (3)
, (4)
где , , и - расход соответственно цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды, кг/м бетона;
, , , - масса соответственно цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды в замесе, кг;
- плотность бетонной смеси, кг/м;
- суммарная масса всех материалов в замесе, кг
3.15. Из общего числа составов бетона, рассчитанных по п.3.14 для каждого из принятых в расчете значений основного параметра, выбирают составы с минимальной водопотребностью или расходом вяжущего, изготовляют контрольные образцы бетона этих составов и определяют прочность бетона по ГОСТ 10180-90.
Сложность подбора состава легких бетонов состоит в необходимости получения при минимальном расходе вяжущего, кроме требуемой прочности, также наименьшей объемной массы, а иногда и коэффициента теплопроводности бетона.
Подбор состава смеси для легкого бетона существенно отличается от подбора состава обычной бетонной смеси, что связано с рядом характерных особенностей легких бетонов.
При использовании пористых заполнителей задача подбора состава бетона усложняется еще и тем, что трудно установить истинное водоцементное отношение и определить требуемую удобоукладываемость смеси. Кроме того, вследствие небольшой массы и обычно угловатой формы зерен заполнителя, а также развитого характера их поверхности и большого внутреннего трения при укладке смеси для легкого бетона компактность составляющих, как правило, достигается при большой работе уплотнения.
Особенности легкого бетона
| Основные показатели | Требования, предъявляемые к бетонам | |
| легким | тяжелым | |
| Основной фактор прочности бетона | Расход цемента при оптимальном расходе воды на 1 м 3 бетона | Водоцементное или цементно-водное отношение |
| Объемная масса | Должна быть не более заданной | Может быть любой |
| Прочность заполнителя | Обычно в несколько раз меньше проектной марки бетона | Должна быть в 1,5-2 раза выше проектной марки бетона |
| Зерновой состав заполнителя | Сильно влияет на объемную массу и прочность бетона, а также на расход цемента | Влияет на расход цемента |
| Расход вяжущего | Влияет на объемную массу и стоимость бетона | Влияет на стоимость бетона |
Подбор состава легких бетонов наиболее целесообразно проводить расчетно-экспериментальным методом, который состоит из следующих этапов:
1) выбора предельной крупности заполнителя; 2) назначения зернового состава заполнителей; 3) определения расхода вяжущего и добавок для опытных замесов; 4) определения оптимального количества воды для выбранных расходов вяжущего и принятых параметров уплотнения смеси; 5) установления зависимости между расходом вяжущего и прочностью бетона при заданных условиях его уплотнения и твердения; 6) расчета производственного состава бетона.
Подбор состава легкобетонной смеси с оптимальным расходом воды. Наибольший допустимый размер зерен крупного заполнителя выбирают в зависимости от размеров конструкции и расположения арматурных стержней. Кроме того, при выборе предельной крупности пористых заполнителей необходимо учитывать, что с ее уменьшением повышается подвижность и связность бетонной смеси, а ее увеличение приводит к снижению объемной массы бетона. В большинстве случаев крупность пористого щебня принимается не более 20 мм, а пористого гравия — 40 мм.
Для определения зернового состава пористых заполнителей, обеспечивающего получение бетона заданной объемной массы и прочности при наименьшем расходе вяжущего, используют следующие способы:
1. а) исходя из заданной объемной массы сухого бетона и принятого расхода цемента, определяют требуемое количество заполнителей (кг/м 3 ) по формуле
где γоб.б. — требуемая объемная масса сухого бетона, кг/м 3 ; Ц— расход цемента, кг/м 3 ;
б) в зависимости от вида и назначения бетона выбирают ориентировочные зерновые составы заполнителей по таблицам или графикам нормативных документов;
в) опытным путем уточняют выбранный зерновой состав заполнителей, для чего изготавливают и испытывают контрольные образцы из бетонных смесей, отличающихся содержанием песка на ± 15%. Причем эту операцию производят одновременно с уточнением количества вяжущего и воды.
2. Подбирают несколько составов бетонов, в которых зерновые заполнителей отличаются различным содержанием песчаных в смеси заполнителей. Как минимум, проверяют три состава, состав, в котором отсутствует мелкий заполнитель, получение бетона с наименьшей объемной массой, но требует наибольшего расхода вяжущего. Другие два состава с содержанием песчаных фракций в смеси заполнителей 30 и 60% находятся в области меньших расходов вяжущего, но по сравнению с первым составом приводят к повышению объемной массы бетона. В целях повышения точности определения зернового состава заполнителей испытывают промежуточные составы с содержанием песчаных фракций в смеси заполнителей 15 и 45%. Для каждого зернового состава заполнителя изложенными ниже методами назначают расход вяжущего и воды.
По результатам испытаний бетонов с различным зерновым составом и расходом вяжущего строят кривые зависимости объемной массы бетона и расхода цемента от зернового состава заполнителей. По второй кривой устанавливают зерновой состав, при котором данный заполнитель обеспечивает получение наиболее прочного бетона с наименьшим расходом вяжущего, а по первой кривой находят, какую объемную массу будет иметь бетон при этом зерновом составе. Если же объемная масса бетона окажется больше требуемой, то по первой кривой выявляют точку, соответствующую заданной объемной массе, а по второй — необходимый зерновой состав заполнителей для этой точки. Выявленный таким образом зерновой состав заполнителей обеспечит получение бетона с заданной объемной массой и прочностью при наименьшем расходе вяжущего. Если кривая объемной массы располагается выше ординаты с заданной объемной массой, то на данном заполнителе не может быть получен бетон требуемой объемной массы и прочности.
3. Расход вяжущего и добавок для опытных замесов при подборе состава бетона с определенной прочностью и объемной массой устанавливают по таблицам нормативных документов с учетом поправочных коэффициентов, отражающих влияние марки цемента и заполнителей, вида и количества тонкомолотых и поверхностно-активных добавок и других факторов, а затем уточняют его опытным путем, изготавливая бетоны с пониженным на 25% и повышенным на 35% расходом вяжущего.
При необходимости подбора состава бетона различного вида и назначения с отличными прочностью и объемной массой для каждого из принятых зерновых составов заполнителей назначают по 3-5 расходов вяжущего в пределах от минимально допустимого количества до наибольшего (400-450 кг на 1 м 3 уплотненной бетонной смеси).
4. Оптимальный расход воды для бетона с выбранными зерновым составом и расходом вяжущего находят путем изготовления 3-5 серий бетонных образцов с различным расходом воды.
Первый (исходный) расход воды устанавливают по таблицам нормативных документов или опытным путем. При опытном определении готовят смесь, которая комкуется при сжатии в руке, не прилипая к ней, и имеет характерный блеск. Кроме того, приготавливают замесы с большим и меньшим на 10-20%, чем в первом замесе, содержанием воды. Изготовив из всех замесов образцы, определяют объемную массу уложенной смеси и коэффициент выхода бетона или после пропаривания устанавливают объемную массу и прочность бетона.
Построив графики зависимости коэффициентов выхода или прочности бетона от расхода воды, для каждого расхода вяжущего находят оптимальное содержание воды по наименьшему коэффициенту выхода или наибольшей прочности бетона.
Для уменьшения количества изготавливаемых образцов определение оптимального водосодержания производят только при наибольшем и наименьшем расходах вяжущего, а при других расходах Цх оптимальное количество воды Вх (л или см 3 на 1 м 3 бетона) рассчитывают по формуле
где В1 — оптимальный расход воды на 1 м 3 бетона (или на замес) при меньшем расходе цемента Ц1, л или см 3 ; В2 — оптимальный расход воды на 1 м 3 бетона (или замес) при большем расходе цемента Ц2, л или см 3 .
5. Определив оптимальные зерновые составы заполнителей и содержание воды при различных расходах вяжущего, устанавливают зависимость прочности бетона от расхода вяжущего, для чего строят график (см. рис. 3), по оси абсцисс которого откладывают расходы вяжущего в кг на 1 м 3 бетона, а по оси ординат — предел прочности бетонных образцов при сжатии для каждого из расходов цемента с оптимальным расходом воды. По графику определяют требуемый расход цемента для получения бетона заданной прочности при данных условиях уплотнения и твердения. Расход воды на 1 м 3 бетона заданной прочности определяют путем построения кривой зависимости оптимального расхода воды от расхода вяжущего или расчетным путем по вышеприведенной формуле.
6. Назначение производственных составов бетонных смесей производят путем корректировки подобранных в лаборатории составов, для чего в последние вносят поправки, учитывающие разницу в степени дробления и истирания заполнителей при перемешивании смеси в лабораторном и производственном смесителях. Уточненный расход компонентов на 1 м 3 бетона устанавливают по выходу бетона.
Особенности подбора легкобетонных смесей с заданной подвижностью. Подбор состава легкобетонных смесей с требуемой подвижностью и определение предельной крупности заполнителей осуществляют тем же методом и в той же последовательности, что и примесей с оптимальным расходом воды. Однако с уменьшением крупности заполнителей увеличивается подвижность смеси, наибольшую крупность заполнителя рекомендуется принимать для смесей с осадкой конуса 3-8 см — не выше 20 мм, а при осадке конуса более 8 см — 10 мм.
Зерновой состав заполнителей назначают теми же способами, что при подборе бетона с оптимальным расходом воды. Если при выбранном по графикам зерновом составе заполнителей и требуемой подвижности смесь расслаивается или же требуется больший расход вяжущего для получения бетона заданной прочности, то принимают следующие меры: в смеси заполнителей увеличивают содержание песчаных фракций, в основном мелких, размером до 1,2 мм; уменьшают предельную крупность заполнителя до 10 мм. Если же даже при очень большом расходе вяжущих и песка не достигается заданная подвижность смеси, в нее вводят микропенообразующие добавки (легкие бетоны с поризованным раствором).
Подвижные смеси на ряде пористых заполнителей (например, шлаковой пемзе) практически можно получить только при введении микропенообразующих добавок.
Расход воды для получения требуемой подвижности смеси подбирают опытным путем отдельно для каждого зернового состава данного заполнителя и количества вяжущего.
Расход вяжущего, обеспечивающего получение бетона требуемой прочности при заданной подвижности бетонной смеси, а также расход воды и заполнителей на 1 м 3 бетона, определяют таким же путем, как и при подборе составов легких бетонов с оптимальным расходом воды.
Читайте также: