3. Требования к материалам

3.1. Вяжущие вещества

Класс бетона, отпускная прочность и другие специальные требования определяются условиями эксплуатации конструкции и указываются в рабочих чертежах и ТНПА на данный вид изделия. При проектировании состава бетона необходимо установить такое соотношение компонентов, которое бы обеспечило требования ТНПА, достаточную прочность, морозостойкость и др.

Марку цемента выбирают по СНБ 5.03.01 «Бетонные и железобетонные конструкции» в зависимости от требуемой прочности бетона на сжатие. Следует соблюдать рекомендуемые значения подвижности и жесткости смеси.

Выбор марки цемента является наиважнейшей задачей, при решении которой следует учитывать свойства цемента по: прочности, химической стойкости, тепловыделению, морозостойкости, водонепроницаемости.

Для экономии цемента рекомендуется использовать высокомарочный цемент, марка которого в 1,5-2 раза выше проектируемой марки бетона.

Допустимые и рекомендуемые марки цемента соответствует значениям, указанным в таблице 3.1

Таблица 3.1 Допустимые и рекомендуемые марки цемента

Класс бетона по прочности на сжатие.	Марки для цемента для бетона Rц
	Рекомендуемые	Допустимые
С8/10…С20/25	400	500
С25/30	500	550,600
С30/37	550	500,600
С35/45…С90/105	600	550,550

Вид цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкции и условиями эксплуатации, требуемого класса бетона, на основании стандартов, технических условии или документации на изделия с учетом ГОСТ 3051. СНиП 5.01.23 устанавливает минимальный и максимальный расход цемента в бетоне.

Таблица 3.2 Минимальный расход цемента Кг/м³

Вид смеси	Наибольшая крупность заполнителя, мм
	10	20	40	70
Особо жесткая (Ж>20 c)	160	150	140	130
Жесткая (Ж=10…20 с)	180	160	150	140
Малоподвижная (Ж=5…10 с)	200	180	160	150
Подвижная (ОК=1…10 см)	240	220	200	180
Очень подвижная (ОК=10…16 см)	250	230	210	190
Литая (ОК>16 см)	250	230	210	190

Минимальные значения механических характеристик цемента даны в таблице 3.3

Таблица 3.3 Минимальное значение предела прочности цемента при изгибе и сжатии

Обозначение цемента	Гаранти-рованная марка	Предел прочности, Мпа
		при изгибе в возрасте, сут.		при сжатии в возрасте, сут
		3	28	3	28
ПЦ-Д20, ШПЦ	400	-	5,4	-	39,2
	500	-	5,9	-	49,0
	550	-	6,1	-	59,0
	600	-	6,4	-	58,8
ПЦ-Д20-Б	400	3,9	5,4	24,5	39,2
	500	4,4	5,9	27,5	49,0
ШПЦ-Б	400	3,4	5,4	19,6	39,2

3.2. Заполнители для бетона.

Заполнители составляют от 60 до 80 % объема бетона и влияют на прочность, деформативность, водонепроницаемость, пористость, морозостойкость и др.

По крупности зерна разделяются на мелкие (песок с размерами зерен 0,14...5 мм) и крупные (гравий и щебень с размерами зерен свыше 5 мм). По плотности заполнители разделяются на тяжелые, особо тяжелые и легкие.

Для производства сборных бетонных и железобетонных изделий в качестве заполнителей используются тяжелые (плотные) и легкие (пористые) песок, щебень, гравий и щебень из гравия. Щебень, гравий и щебень из гравия, используемые в качестве крупных заполнителей для тяжелого бетона, должны соответствовать требованиям ГОСТ 26633.

Для каждой группы песков значения модуля крупности и полный остаток на сите № 063 должны соответствовать значениям, приведен­ным в табл. 3.4.

Таблица 3.4 Классификация песков по зерновому составу

Группа песка	Модуль крупности	Полный остаток на сите № 063, % по массе
Крупный	Свыше 2,5	Свыше 45
Средний	2,0...2,5	30...45
Мелкий	1,5...2,0	10...30
Очень мелкий	1,0...1,5	До 10

При выборе крупного заполнителя предпочтение следует отдать щебню. Применение гравия возможно только при соответствующем технико-экономическом обосновании. Для высокопрочных бетонов следует применять только щебень, прочность которого должна превышать среднюю прочность бетона не менее чем в 2 раза для бетона С20/25 и выше. Максимальная крупность зерен щебня (гравия) должна быть не более 1/3 минимального размера конструкции и не более 3/4 наименьшего расстояния между стержнями арматуры.

3.3. Вода для бетона.

Для приготовления бетонной смеси, промывки заполнителей и поливки твердеющего бетона должна использоваться вода, удовлетворяющая требованиям СТБ 1114. К вредным примесям, препятствующим нормальному схватыванию и твердению бетона, относят: сульфаты, кислоты, жиры, сахар и т.д.

В зависимости от типа конструкции и от вида армирования допускается содержание растворимых солей 3 000… 10 000 мг/л, сульфатов – 2000…5000мг/л, хлоридов – 650…4500 мг/л, взвешенных частиц – 2000…5000мг/л.. Во­дородный показатель воды (рН) — в пределах 4... 12,5 (ограничение показате­ля рН воды затворения бетона обусловлено тем, что при рН, равном 4 и ме­нее, активно проявляется кислотная коррозия бетона, арматуры и железобе­тонных конструкций, а при рН воды более 12,5 — щелочная коррозия бетона).

Вода не должна также содержать примесей, влияющих на сроки схватывания и твердение цементного теста и бетонной смеси, снижающих прочность и морозостойкость бетона.

3.4 Добавки к бетону

Добавки к бетонам разделяют на химические, активные минеральные и тонкомолотые наполнители.

Активные минеральные добавки вводятся с целью повышения коррози­онной стойкости цементного камня и бетона, и особенно при агрессии проточ­ной воды малой жесткости, которая, выщелачивая гидрат окиси кальция из цементного камня, способствует разложению гидросиликатов и гидроалю­минатов кальция, разрушая структуру бетона.

Наполнители вводят с целью замены части цемента и уменьшения его расхода. Особенностью их является снижение активности цемента примерно на один процент на каждый процент введенной тонкомолотой добавки.

Тонкомолотые минеральные материалы (туф, трепел, апока, трасс, диатомит) также выступают в роли добавок, их вводят от 5% до 20%. В качестве пластифицирующих добавок широкое распространение получили ПАВ (поверхностно активные вещества): пластифицирующие гидрофильные (способствуют диспергированию цементного теста и тем самым улучшают его текучесть) например - сульфатно-спиртовая бражка (СДБ); гидрофобизирующие (вовлекают в бетонную смесь мельчайшие пузырьки воздуха и т. о. обеспечивают более высокую текучесть, пластичность, подвижность бетонной смеси) – пасты, полученные гидролизом жидких кислот древесного пека (мылонафт, асидол, натриевые соли). Они вводятся в количестве 0,02-0,1% от массы цемента.

Химические добавки к бетонам вводятся для улучшения технологических свойств бетонных смесей, ускорения твердения бетона или улучшения строительно-технических свойств бетонов: морозостойкости, водонепроницаемости, коррозионной стойкости и др.

Приготовление бетонной смеси с добавками отличается от приготовления обычной бетонной смеси тем, что в бетоносмеситель вместе с водой затворения подается количество добавки, необходимое на замес. Заранее приготавли­вают их водные растворы повышенной концентрации: 1...5 % — для воздухо-вовлекающих добавок и ВРП-1; 5...10 %-й — для пластифицирующих, пласти-фицирующе-воздухововлекающих и уплотняющих добавок, суперпластифика­торов, а также для замедлителей схватывания; 10%-й — ускорителей тверде­ния и ингибиторов коррозии стали; 10...20 %-й — для противоморозных до­бавок

3.5. Арматура.

Для армирования бетона используются в основном сталь­ная арматура из углеродистых и низколегированных сталей.

Прутковую сталь поставляют в виде стержней длиной 6-12 м, а по особому заказу до 18 и даже до 25м, диаметром более 10 мм в пач­ках массой до 5т. В бухтах поставляют арматурную сталь диаметром менее 10 мм и длиной до 200 м, а также витую проволочную арматуру.

Механические свойства проволочной арматурной стали и изделий из неё в виде прядей и канатов характеризуются условным пределом упругости _0,01 и условным пределом текучести _0,2, при которых упругие деформации достигают соответственно 0,01 и 0,2% базы измерения при испытании на растяжение.

В предельно напряжённых конструкциях для полного использования прочности проволоки необходимо, чтобы условный предел текучести _0,2 приближался к временному сопротивлению. Высокопрочная проволока, пряди и колонны обладают переменной упру­гостью: _0,01  0,6_в ,

_0,2  0,8 _в.

Арматурные стали должны обладать достаточной пластичностью, что важно в условиях работы конструкции под нагрузкой, а так­же при заготовке арматуры. Пластичность характеризуется относи­тельным удлинением при её испытании на разрыв. Арматурная сталь не должна снижать при сварке механических свойств. Свариваемость стали характеризуется углеродным показателем. К хорошо свариваемым относятся горячекатаные стали с малым содержанием углерода - Ст-3, Ст-5.